上世纪90年代后上海进入急剧升温期|热岛|气温|下垫面|城市

上世纪90年代后上海进入急剧升温期

2013-07-31 08:39:00　来源: 东方早报举报

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专访气候专家束炯

“史上最热7月”今天结束，上海或将再迎来“史上最热8月上旬”。华师大气候与大气环境研究组博士、教授束炯昨日分析说，上世纪90年代后上海进入一个急剧升温期，而今夏上海气温连创新高，主要是除了副热带高压的异常强大稳定外，不断发展壮大的城市和日益增多的人口、高楼、车辆也正在“助推”这疯狂攀升的极端高温。

何时升温加剧？

分析发现1990年代以后气温急剧增加且增速超过以往,目前，上海依然处于升温期范围内。并且21世纪仍将处于增温的阶段。

束炯介绍说，近百年来, 全球平均气温呈现整体上升趋势, 并且近年来升温趋势愈加明显。根据政府间气候变化专门委员会（IPCC）第四次评估报告, 从1906－2005年的100年中，全球平均气温上升了0.74 ，其中，最近50年升幅约为过去100年的2倍。而上海近136年来的气温变化总体处于一个持续增暖的过程中，近30年来的增温速度超过了以往任何一个时期。

通过1873-2008年年平均气温等数据的分析，束炯表示，1940年代以前上海气温处于相对较低的振荡变化状态, 1940年代至1950年代初气温略有上升, 1950年代后期到1970年代前中期气温有所降低但相对平缓, 1980年代末开始气温急剧振荡上升。从趋势线来看, 升温率趋向1.5 /100年。

另外，束炯在研究中发现，近50年城区徐家汇站和部分郊区站点的1、4、7、10月(分别代表冬、春、夏、秋)月均气温均呈增长趋势, 自20世纪80年代后日趋显著, 这和全球气候变暖的趋势相一致, 但是升温幅度高于全球; 市中心升温率总体上显著高于郊区; 尤其自1990年代以后, 市中心与郊区的气温差明显加大, 热岛效应强度日趋增强。显然这与大规模的城市土地利用变化、高层建筑的持续增长以及人为热的大量排放密切相关。

为何城市变热？

在人为热排放呈现逐年上升的趋势下，市区、郊区的人为热排放对于整个城市增温效应有着不可忽视的作用。

“近年来，上海面临巨大人口压力，人口密度不断增长，建筑密度不断提升，高层建筑越造越多，车辆数量也不断增长，都加剧了热岛效应。城市排放形成的长波辐射无法散发，在密集的区域中不断被反弹，造成气温越来越高。”束炯说，“另外，近年来，城市中心也不断向外扩张，除了市区，郊区也在不断出现自己的‘新热岛’，并和市区热岛连成一片；而在更大的范围里，整个长三角地区的城市化也有形成区域性热岛的趋势。”

在城市化地区，人类活动对气候的影响，首先通过对下垫面性质的改变来体现的。下垫面与空气间存在着复杂的物质交换和能量交换，对局地气候的影响非常敏感。城市里鳞次栉比的高楼，形成了人为的立体下垫面，蓄热能力比郊区高，但不透水面积大，蒸发蒸腾量比郊区小，这是导致热岛效应的重要原因之一。

其次，在城市高强度的经济活动中，要消耗大量的能源。在煤炭、石油、天然气和其他燃料的燃烧中，要排放二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳等有害气体和颗粒状物质，所产生的温室效应显然比郊区大得多。

再者，在工业生产、机动车行驶、居民炉灶等消耗能源的同时，还有一定量的“废热”排放，加上空调热量和人体新陈代谢等所排出的“人为热”，使城市比郊区增加了许多额外热量收入。这种人为热在高纬度的城市，有时可以胜过太阳辐射带来的热量。

“空调排热是建筑排热的重要部分。一般来说，楼层越高空调密度相应越大，排出的热量也越集中。另外上海市建筑空调排热集中的地区主要集中在外环以内，其中又以内环以内及内外环之间的浦西部分尤为突出。”束炯解释说。

根据对人为热的分析，可以计算出在1978-2008年，各类热源所产生的人为热呈逐年上升趋势。到2008年底，工业热源、民用热源和机动车热源总量分别比1978年翻了近4倍、7倍和45倍，人为热总量达1978年的6倍左右。２００３年以来，随着人为热排放量急剧增加，城郊温差呈现出减小趋势，但年均温总体仍呈波动中上升，不仅是市区，郊区受人为热排放影响也越发显著。

“记得1980年代以前，奉贤、金山一带还都是农田，来自海上的东南风吹上陆地，遇到的下垫面是农田、湿地，损耗的凉意不大，不过近年来随着城市发展，海边逐渐被水泥地等下垫面所取代，清凉的海风没等吹到市区，在郊区就已经变成热风了。海洋、内陆水网对城市的调节作用正在不断减弱。”束炯说。

如何缓解热岛？

增加绿地覆盖率对减低午间高温时的气温特别有效。如果增加绿地覆盖率30%，需要空调的时间（小时数)可节约30%左右。

束炯建议，为了减轻高温的灾害，可以通过以下途径来减低夏季城市热岛强度。

1.减少人为热和温室气体的排放量

高温季节是利用太阳能最有利的时间，宜尽量利用太阳能，减少煤炭、燃料油等的用量，并大力发展风能、水力能和潮沙能的利用。

2.增大城市下垫面的反射率

在夏季用浅色涂料粉刷城市建筑物和构筑物的外表面，以提高其反射率，从而可减低其表面温度。研究表明，在干热气候区朝南的灰墙，其外墙面的温度可比环境最高气温高32°C。而在同样环境下朝南的白墙，其外墙面温度仅比最高气温高1°C。

3.增加城区水域面积和喷水、洒水设施

使城区下垫面的蒸发量增多，以耗去一定量的热量，从而减低城市下垫面的温度，削弱其向大气呈长波辐射的热量。据实测，盛夏间在上海沥青路面洒水后，路面温度比洒水前降低1°C。在夏季白昼，黄浦江水面温度显著低于沥青路面，对市区高温有明显的调节作用。

4.扩大城市绿地覆盖率

以常用作行道树的悬铃木为例，其树冠能反射和吸收太阳能，使到达树冠层下面的日射强度大大减弱。其次，绿地的蒸发蒸腾作用可耗去大量潜热。据统计一棵成年阔叶树一天要蒸发100加仑水，可以耗去大量的热量。另外，通过植物的光合作用，吸收大量CO2放出O2，减低空气中CO2的含量，使近地面的空气温室效应减弱。