第六章
城市熱島效應
據中國氣象局預測減災司2001年提供的資料報道,在城市化後由於人口高度密集,眾多建築物構成特殊下墊麵,高強度的經濟活動中消耗大量燃料,釋放出有害氣體和粉塵以及其他人類生產和生活活動的影響,改變了該地區原有的區域氣候狀況,形成一種與周圍不同的局地氣候,稱為城市氣候。城市氣候既有所屬區域大氣候背景的影響,又反映了城市化後人類活動所產生的作用。因此,不同大氣候區的城市氣候不盡相同,但也存在一些共同的特征。華東師範大學有的專家對城市氣候有過多年研究,他們認為最基本的有以下幾方麵:
由於城市下墊麵特殊性質,空氣中由燃料產生的二氧化碳等較多,加上人為的熱源等因子,城市氣溫明顯高於郊區。這種情況稱為“城市熱島效應”。國內外許多學者的研究表明:城市熱島強度是夜間大於白天,日落以後城郊溫差迅速增大,日出以後又明顯減小。
城市中由於下墊麵多為建築物和不透水的路麵,蒸發量、蒸騰量小,所以城市空氣的平均絕對濕度和相對濕度都較小。但由於城市下墊麵熱力特性,邊界層湍流交換以及人為因素均存在日變化。因此,城市絕對濕度的日振幅比郊區大。白天城區絕對濕度比郊區低,形成“幹島”。夜間城市絕對濕度比郊區大,形成“濕島”。
由於城市空氣中塵埃和其他吸濕性核較多,在條件適合時,即使空氣中水汽未達飽和,相對濕度僅達70%~80%,城市中也會出現霧,所以城市的霧多於郊區。有些城市汽車尾氣排放的廢氣,在強烈陽光照射下,還會形成一種以臭氧醛類和過氧乙酰硝酸酯等為主要成分的淺藍色煙霧,稱為光化學煙霧,這種霧對人體是有害的。
由於城市熱島效應,市區中心空氣受熱不斷上升。四周郊區相對較冷的空氣向城區輻合補充,而在城市熱島中心上升的空氣又在一定高度向四周郊區輻散下沉以補償郊區低空的空缺,這樣就形成了一種局地環流,稱為城市熱島環流。這種環流在晴朗少雲,背景風場極其微弱的天氣條件下,最為明顯。
城市中由於有熱島中心的上升氣流,空氣中又有較多的粉塵等凝結核,因此雲量比郊區多,城市中及其下風方向的降水量也比其他地區多。
我國夏季最熱的地方不在南海諸島,而在新疆的吐魯番。在這塊比海平麵還低的小盆地內,1975年曾經觀測到496℃的全國最高氣溫記錄。然而,這算不了什麼,在非洲的利比亞,1922年曾觀測到58℃的高溫,這可謂地球上的最熱極了。
厄爾尼諾狂潮
目前,大多數人都聽說過厄爾尼諾,而隻要聽說過的人都知道它與某種異常天氣有關。不過,異常這個詞的定義因地區不同變化很大。對居住在印度尼西亞、澳大利亞、東南非的人來說,厄爾尼諾意味著嚴重的幹旱和致命的森林火災。厄瓜多爾、秘魯、加利福尼亞的人則認為厄爾尼諾會帶來暴風雨,然後引發嚴重洪水和泥石流。在全世界範圍內,強厄爾尼諾事件不但造成幾千人的喪生,還會使成千上萬人流離失所,數十億美元損失。而在美洲東北沿岸的居民卻認為,厄爾尼諾會使冬天變得更溫暖(可節省取暖費),颶風季節相對平靜。
厄爾尼諾(西班牙語為“聖嬰”)這個名稱最早起源於19世紀末秘魯沿岸的漁民中間,指季節性的向南流動的暖洋流入侵,取代了往常他們捕魚時向北流動的冷洋流,這種現象一般發生在聖誕節前後。如今,厄爾尼諾不再指局地性的洋流的季節性變化,而是指厄爾尼諾/南方濤動現象中的一部分。厄爾尼諾/南方濤動指的是影響全球的連續但不規則的大氣和海洋循環變化的一種現象。厄爾尼諾指中東太平洋地區海洋表麵異常增溫並與低層大氣相互作用,它能產生較為顯著的天氣影響。與之相對應,自1985年起,中東太平洋地區海麵異常變冷的現象被稱為拉尼娜(小女孩)。
厄爾尼諾與拉尼娜相互轉變需要大約四年的時間曠最近十年間,科學家們開始致力於解開海洋與大氣之間的錯綜複雜的關係,這使人們有可能了解這種不規則天氣震蕩的機理以及它對全球氣候的影響。
氣象學家和海洋學家各自對大氣和海洋經過數年的基礎研究後,最終聯合了起來。這兩個研究領域的完美結合使得氣象學家和海洋學家構造出了模擬和預報大範圍氣候變化的理論模式。這樣,可以提前幾個月給易受影響的人群發出厄爾尼諾來臨的警報,從而讓他們利用這段寶貴的時間采取措施以減緩損失。