摘 要：从城市热岛效应概念入手，实证分析长沙城市热岛效应的存在，探讨城市热岛效应的成因，提出切实可行的对策和建议。
关键词：城市，热岛效应，测试；建议
中图分类号：TU984.11+5 文献标识码：B 文章编号：1008-0422(2007)05-0054-03
1 引言
在人口密集的大城市，由于人为及环境等诸多因素的综合作用，致使城市的气温高于郊区的气温，象一个炎热的岛屿悬于大气之中，这种现象被称为城市“热岛效应”，也称“大气热污染现象”。近年来长沙城区持续高温，酷暑难耐，长沙是否存在“热岛效应”，这一现象是否已对城区居民的生产和生活产生影响7基于这一疑问我们开始了如下的测试研究。
2 测试基本情况
2004年长沙市气象站实测最高气温达到40.6℃，超过了长沙市气象台现有气象资料中1992年8月14日出现的历史最高气温39.0℃，市区实际最高气温则高达42℃-43℃，而地表温度甚至高达61℃。气温升高导致建筑室内热环境恶化，空调用电量增加。近几年，长沙市用电量每年增长20％左右，用电总量已占到全省用电量的20％以上，而长沙市用电量的增加尤以城区为主。
为了搞清楚长沙市热岛效应的基本情况，笔者于2005年7月～2006年3月，分别在长沙市的星沙、丝茅冲、省委、杨家山和东塘布置了五个测试点，使用五台DataRecorder测试仪每隔一小时连续观测记录该点的气温和湿度。五个测试点的位置，其中测试点2、3、5位与城区，1位于郊区，4在城乡结合部。
3 测试数据及分析
3．1热岛效应出现日数
城区的三个测试点中丝茅；中与郊区星沙测试点的数据对比最明显，因此选取这两个测试点的数据进行分析。根据2005年7月～2006年3月逐日4个定时数据统计结果，热岛效应日数在12月最多，7月最少。热岛效应日变化为冬春08时出现最多，14时最少，夏秋02时最多，14时最少；14时出现热岛效应日数除9月和1月外均比其它时段少。
3．2 热岛效应平均强度和最大强度
热岛效应强度通常指城市和郊区气温差。这里的平均强度是指丝茅；中测试点与星沙测试点(郊区)各月各定时平均气温差，最大强度是指丝茅；中测试点与星沙测试点各月最大气温差值。热岛效应平均强度见表2，最大强度。
平均强度最大出现在秋冬季10月～12月，02时和08时尤其明显；14时和20时(12月除外)较小，尤以3月较为明显。这说明城郊(乡)气温差早晚大于中午，尤以～年当中的最热月7月～9月的日气温差值较小。
热岛效应各月最大强度发生在12月～次年3月，尤以12月最大，达到10.2℃，7-11月较小。
定时观测发现，热岛效应强度最大出现时刻随季节往后推移。7月～9月发生在夜间，10月至次年2月发生在早晨，3月发生在上午10点，而中午和下午均没有出现。这是因为中午域区阳光受建筑物遮蔽，而星沙属新开发区，绿被和水体稀少，导致差值较小。热岛效应夜间比白天更明显，这一结论与对美国37个城市的计算结果是相符的，与对中国其它城市进行的气温调查也相符合。
3．3 城区的热岛效应强度
五个测试点8月～10月的月平均气温和月平均湿度如表4。
位于市中心的省委测试点处8月平均气温比星沙(郊区)低0.09℃，比最高值(丝茅冲)低0.71℃，湿度8月和10月均比其它测试点高，9月只比星沙略低。这是因为该测试点位于长沙烈士公园附近，公园内植被茂盛，绿地面积较大，加上园内面积46.6hm2的年嘉湖，均对公园周边的气候环境起到了有效调节和改善的作用。水的热容量大，在吸收相同热量的情况下，升降温速度慢，表现出比其他下垫面的温度低；加之水面蒸发吸热，也可降低水体的温度。因此该测试点附近气温能得以调节，形成较好的局域气候。
4 城市的干岛和湿岛效应
丝茅冲测试点与星沙测试点各月平均相对湿度，各月各定时相对湿度差值见表6。
丝茅冲测试点除7月湿度比星沙大以外，其余月份均小。城区年平均湿度比郊区低，说明长沙受城市干岛效应影响。由于城市人工排水系统发达，降水容易排泄，铺装地面比较干燥，植被又少，蒸发量小，市区空气中水分含量必然比郊区少。
城市干岛的强度(城市的水汽压与郊区水汽压的差值)是夏冬大，春秋小，尤其是早春3月最小。这是因为夏季城市气温高，城市下垫面的不透水面多，蒸发量少，冬季城市热岛效应最为明显，而3月春雨绵绵，城乡地面都是湿漉漉的缘故。
城市的干岛强度有日变化。城郊各月各定时绝对湿度平均差值以02时最大，最小值出现在20点。这种日变化与下垫面性质、太阳辐射量和风速大小均有关系。
5 结论与建议
5．1 结论
5．1．1 长沙存在热岛效应。平均强度最大出现在秋冬季10月～12月，02时和08时尤其明显；14时和20时(12月除外)平均强度较小，尤以3月较明显；最大强度发生在12月～3月，尤以12月最大，达到10.2℃，7月～11月较小。
5．1．2 城区的植被和水面有效地缓解了城区的热岛效应，调节和改善了微气候环境。
5．1．3 长沙受城市干岛效应影响，其强度夏冬大，春秋小，尤其是早春3月最小。
5．2 建议
由于热岛效应的影响，使长沙市夏季更热，建筑室内热环境进一步恶化，空调耗电量增加。城区气温长期高于郊区，在静风状态下，形成由郊外吹向市中心的局域风，使迁建于郊区排放有害气体的企业，对城区产生新的污染，造成城区大气质量下降。因此建议：
5．2．1 大力推广城市立体绿化。建立规模化的集中绿地，是削弱城市热岛效应的最有效做法，也可采取见缝插绿、拆墙透绿、垂直挂绿等办法，广泛栽种爬墙虎、常青藤等攀援植物。长沙市在下列地区应重点增加植被,①新开发区。该区的热岛呈集中分布，处于大面积高温区，反映出绿被稀少；②老城区。鉴于该区建筑密度大，难以开拓新的绿化带，要尽量做好屋顶和垂直绿化，③机场、火车站等地。
5．2．2 适当增加城市水面和喷水设施。除绿地之外，水面也是缓解城市热岛的有效因素。
5．2．3 选择合适的城市规划结构。注重城市建设的合理布局，控制建筑密度，加大空气流动空间，尽量使主干道与夏季盛行风的方向一致。
5．2．4 选择浅色饰面。浅色饰面的太阳辐射吸收系数小，使用浅色且有一定孔隙的建筑外饰面和路面材料，是缓解长沙城市热岛至关重要的一环。
5．2．5 控制市区人口密度和建筑密度。城市热岛强度随着城市发展而加强，人口高密度区也是建筑物高密度区和能量高消耗区，常常形成气温高温区。在控制城市发展的同时，要控制市区人口密度和建筑密度。
5．2．6 逐步取消城区小热源。将城区分散的、易泄漏和低效率的小热源控制起来，大力推广集中供热，可提高工业热源及能源的利用率，这是减少城市释放热量的一项重要措施。
5．2．7 提倡公共交通，控制私人小汽车数量，逐步用清洁液化气取代石油作为长沙市内公交车和出租车的主燃料。
5．2．8 加大宣传力度，增强市民环保节能意识，力争使长沙实现“森林进城、园林下乡、城乡绿化一体”的城市生态格局和“城在林中、居在绿中、人在花中”的最佳人居环境。
摘 要：从城市热岛效应概念入手，实证分析长沙城市热岛效应的存在，探讨城市热岛效应的成因，提出切实可行的对策和建议。
关键词：城市，热岛效应，测试；建议
中图分类号：TU984.11+5 文献标识码：B 文章编号：1008-0422(2007)05-0054-03
1 引言
在人口密集的大城市，由于人为及环境等诸多因素的综合作用，致使城市的气温高于郊区的气温，象一个炎热的岛屿悬于大气之中，这种现象被称为城市“热岛效应”，也称“大气热污染现象”。近年来长沙城区持续高温，酷暑难耐，长沙是否存在“热岛效应”，这一现象是否已对城区居民的生产和生活产生影响7基于这一疑问我们开始了如下的测试研究。
2 测试基本情况
2004年长沙市气象站实测最高气温达到40.6℃，超过了长沙市气象台现有气象资料中1992年8月14日出现的历史最高气温39.0℃，市区实际最高气温则高达42℃-43℃，而地表温度甚至高达61℃。气温升高导致建筑室内热环境恶化，空调用电量增加。近几年，长沙市用电量每年增长20％左右，用电总量已占到全省用电量的20％以上，而长沙市用电量的增加尤以城区为主。
为了搞清楚长沙市热岛效应的基本情况，笔者于2005年7月～2006年3月，分别在长沙市的星沙、丝茅冲、省委、杨家山和东塘布置了五个测试点，使用五台DataRecorder测试仪每隔一小时连续观测记录该点的气温和湿度。五个测试点的位置，其中测试点2、3、5位与城区，1位于郊区，4在城乡结合部。
3 测试数据及分析
3．1热岛效应出现日数
城区的三个测试点中丝茅；中与郊区星沙测试点的数据对比最明显，因此选取这两个测试点的数据进行分析。根据2005年7月～2006年3月逐日4个定时数据统计结果，热岛效应日数在12月最多，7月最少。热岛效应日变化为冬春08时出现最多，14时最少，夏秋02时最多，14时最少；14时出现热岛效应日数除9月和1月外均比其它时段少。
3．2 热岛效应平均强度和最大强度
热岛效应强度通常指城市和郊区气温差。这里的平均强度是指丝茅；中测试点与星沙测试点(郊区)各月各定时平均气温差，最大强度是指丝茅；中测试点与星沙测试点各月最大气温差值。热岛效应平均强度见表2，最大强度。
平均强度最大出现在秋冬季10月～12月，02时和08时尤其明显；14时和20时(12月除外)较小，尤以3月较为明显。这说明城郊(乡)气温差早晚大于中午，尤以～年当中的最热月7月～9月的日气温差值较小。
热岛效应各月最大强度发生在12月～次年3月，尤以12月最大，达到10.2℃，7-11月较小。
定时观测发现，热岛效应强度最大出现时刻随季节往后推移。7月～9月发生在夜间，10月至次年2月发生在早晨，3月发生在上午10点，而中午和下午均没有出现。这是因为中午域区阳光受建筑物遮蔽，而星沙属新开发区，绿被和水体稀少，导致差值较小。热岛效应夜间比白天更明显，这一结论与对美国37个城市的计算结果是相符的，与对中国其它城市进行的气温调查也相符合。
3．3 城区的热岛效应强度
五个测试点8月～10月的月平均气温和月平均湿度如表4。
位于市中心的省委测试点处8月平均气温比星沙(郊区)低0.09℃，比最高值(丝茅冲)低0.71℃，湿度8月和10月均比其它测试点高，9月只比星沙略低。这是因为该测试点位于长沙烈士公园附近，公园内植被茂盛，绿地面积较大，加上园内面积46.6hm2的年嘉湖，均对公园周边的气候环境起到了有效调节和改善的作用。水的热容量大，在吸收相同热量的情况下，升降温速度慢，表现出比其他下垫面的温度低；加之水面蒸发吸热，也可降低水体的温度。因此该测试点附近气温能得以调节，形成较好的局域气候。
4 城市的干岛和湿岛效应
丝茅冲测试点与星沙测试点各月平均相对湿度，各月各定时相对湿度差值见表6。
丝茅冲测试点除7月湿度比星沙大以外，其余月份均小。城区年平均湿度比郊区低，说明长沙受城市干岛效应影响。由于城市人工排水系统发达，降水容易排泄，铺装地面比较干燥，植被又少，蒸发量小，市区空气中水分含量必然比郊区少。
城市干岛的强度(城市的水汽压与郊区水汽压的差值)是夏冬大，春秋小，尤其是早春3月最小。这是因为夏季城市气温高，城市下垫面的不透水面多，蒸发量少，冬季城市热岛效应最为明显，而3月春雨绵绵，城乡地面都是湿漉漉的缘故。
城市的干岛强度有日变化。城郊各月各定时绝对湿度平均差值以02时最大，最小值出现在20点。这种日变化与下垫面性质、太阳辐射量和风速大小均有关系。
5 结论与建议
5．1 结论
5．1．1 长沙存在热岛效应。平均强度最大出现在秋冬季10月～12月，02时和08时尤其明显；14时和20时(12月除外)平均强度较小，尤以3月较明显；最大强度发生在12月～3月，尤以12月最大，达到10.2℃，7月～11月较小。
5．1．2 城区的植被和水面有效地缓解了城区的热岛效应，调节和改善了微气候环境。
5．1．3 长沙受城市干岛效应影响，其强度夏冬大，春秋小，尤其是早春3月最小。
5．2 建议
由于热岛效应的影响，使长沙市夏季更热，建筑室内热环境进一步恶化，空调耗电量增加。城区气温长期高于郊区，在静风状态下，形成由郊外吹向市中心的局域风，使迁建于郊区排放有害气体的企业，对城区产生新的污染，造成城区大气质量下降。因此建议：
5．2．1 大力推广城市立体绿化。建立规模化的集中绿地，是削弱城市热岛效应的最有效做法，也可采取见缝插绿、拆墙透绿、垂直挂绿等办法，广泛栽种爬墙虎、常青藤等攀援植物。长沙市在下列地区应重点增加植被,①新开发区。该区的热岛呈集中分布，处于大面积高温区，反映出绿被稀少；②老城区。鉴于该区建筑密度大，难以开拓新的绿化带，要尽量做好屋顶和垂直绿化，③机场、火车站等地。
5．2．2 适当增加城市水面和喷水设施。除绿地之外，水面也是缓解城市热岛的有效因素。
5．2．3 选择合适的城市规划结构。注重城市建设的合理布局，控制建筑密度，加大空气流动空间，尽量使主干道与夏季盛行风的方向一致。
5．2．4 选择浅色饰面。浅色饰面的太阳辐射吸收系数小，使用浅色且有一定孔隙的建筑外饰面和路面材料，是缓解长沙城市热岛至关重要的一环。
5．2．5 控制市区人口密度和建筑密度。城市热岛强度随着城市发展而加强，人口高密度区也是建筑物高密度区和能量高消耗区，常常形成气温高温区。在控制城市发展的同时，要控制市区人口密度和建筑密度。
5．2．6 逐步取消城区小热源。将城区分散的、易泄漏和低效率的小热源控制起来，大力推广集中供热，可提高工业热源及能源的利用率，这是减少城市释放热量的一项重要措施。
5．2．7 提倡公共交通，控制私人小汽车数量，逐步用清洁液化气取代石油作为长沙市内公交车和出租车的主燃料。
5．2．8 加大宣传力度，增强市民环保节能意识，力争使长沙实现“森林进城、园林下乡、城乡绿化一体”的城市生态格局和“城在林中、居在绿中、人在花中”的最佳人居环境。