2017年高考地理必考知識點：城市熱島效應(yīng)

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▲高考地理必考知識點：城市熱島效應(yīng)

城市熱島效應(yīng)，是指城市因大量的人工發(fā)熱、建筑物和道路等高蓄熱體及綠地減少等因素，造成城市“高溫化”。城市中的氣溫明顯高于外圍郊區(qū)的現(xiàn)象。在近地面溫度圖上，郊區(qū)氣溫變化很小，而城區(qū)則是一個高溫區(qū)，就象突出海面的島嶼，由于這種島嶼代表高溫的城市區(qū)域，所以就被形象地稱為城市熱島。形成城市熱島效應(yīng)的主要因素有城市下墊面、人工熱源、水氣影響、空氣污染、綠地減少、人口遷徙等多方面的因素。

▲高考地理必考知識點：城市熱島效應(yīng)的形成因素

1.城下墊面

熱島效應(yīng)，受城市下墊面（大氣底部與地表的接觸面）特性的影響。城市內(nèi)有大量的人工構(gòu)筑物，如混凝土、柏油路面，各種建筑墻面等，改變了下墊面的熱力屬性，這些人工構(gòu)筑物吸熱快而熱容量小，在相同的太陽輻射條件下，它們比自然下墊面（綠地、水面等）升溫快，因而其表面溫度明顯高于自然下墊面。

城市地表含水量少，熱量更多地以顯熱形式進入空氣中，導(dǎo)致空氣升溫。同時城市地表對太陽光的吸收率較自然地表高，能吸收更多的太陽輻射，進而使空氣得到的熱量也更多，溫度升高。如夏天里，草坪溫度32℃、樹冠溫度30℃的時候，水泥地面的溫度可以達到57℃，柏油馬路的溫度更高達63℃，這些高溫物體形成巨大的熱源，烘烤著周圍的大氣。

城區(qū)大量的建筑物和道路構(gòu)成以磚石、水泥和瀝青等材料為主的下墊層，這些材料熱容量、導(dǎo)熱率比郊區(qū)自然界的下墊層要大得多，而對太陽光的反射率低、吸收率大；因此在白天，城市下墊層表面溫度遠遠高于氣溫，其中瀝青路面和屋頂溫度可高出氣溫8℃～17℃。此時下墊層的熱量主要以湍流形式傳導(dǎo)，推動周圍大氣上升流動，形成“涌泉風(fēng)”，并使城區(qū)氣溫升高;在夜間城市下墊面層主要通過長波輻射,使近地面大氣層溫度上升。由于城區(qū)下墊層保水性差，水分蒸發(fā)散耗的熱量少，所以城區(qū)潛熱大，溫度也高。

2.人工熱源

城市內(nèi)擁有大量鍋爐、加熱器等耗能裝置以及各種機動車輛。這些機器和人類生活活動都消耗大量能量，大部分以熱能形式傳給城市大氣空間。工廠生產(chǎn)、交通運輸以及居民生活都需要燃燒各種燃料，每天都在向外排放大量的熱量。工廠、機動車、居民生活等，燃燒各種燃料、消耗大量能源，無數(shù)個火爐在燃燒，都在排放熱量。

3.水氣影響

除了綠地能夠有效緩解城市熱島效應(yīng)之外，水面、風(fēng)等也是造成城市熱島的因素。城區(qū)密集的建筑群、縱橫的道路橋梁，構(gòu)成較為粗糙的城市下墊層、因而對風(fēng)的阻力增大，風(fēng)速減低，熱量不易散失。在風(fēng)速小于6m/s時，可能產(chǎn)生明顯的熱島效應(yīng)，風(fēng)速大于11m/s時,下墊層阻力不起什么作用，此時熱島效應(yīng)不太明顯。

水的熱容量大，在吸收相同熱量的情況下，升溫值最小，表現(xiàn)出比其他下墊面的溫度低；水面蒸發(fā)吸熱，也可降低水體的溫度。風(fēng)能帶走城市中的熱量，也可以在一定程度上緩解城市熱島。因此在城市建筑物規(guī)劃時,要結(jié)合當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)向，不要把樓房全部建設(shè)成為東西走向的,要建設(shè)成為便于空氣流通的模式；同時,最好將一些單位的高院墻拆掉，建成柵欄式，增加空氣流通。

4.空氣污染

城市中的機動車輛、工業(yè)生產(chǎn)以及大量的人群活動，產(chǎn)生了大量的氮氧化物、二氧化碳、粉塵等，這些物質(zhì)可以大量地吸收環(huán)境中熱輻射的能量，產(chǎn)生眾所周知的溫室效應(yīng)，引起大氣的進一步升溫。市大氣污染使得城區(qū)空氣質(zhì)量下降，煙塵、SO2、NOx，CO含量增加，這些物質(zhì)都是紅外輻射的良好吸收者，至使城市大氣吸收較多的紅外輻射而升溫。

大氣污染在城市熱島效應(yīng)中起著相當(dāng)復(fù)雜特殊的作用。來自工業(yè)生產(chǎn)、交通運輸以及日常生活中的大氣污染物在城區(qū)濃度特別大，它像一張厚厚的毯子覆蓋在城市上空，白天它大大地削弱了太陽直接輻射，城區(qū)升溫減緩，有時可在城市產(chǎn)生“冷島”效應(yīng)。夜間它將大大減少城區(qū)地表有效長波輻射所造成的熱量損耗，起到保溫作用，使城市比郊區(qū)“冷卻”得慢，形成夜間熱島現(xiàn)象。

5.綠地減少

城市里中綠地、林木和水體的減少也是一個主要原因。隨著城市化的發(fā)展，城市人口的增加，城市中的建筑、廣場和道路等大量增加，綠地、水體等卻相應(yīng)減少，緩解熱島效應(yīng)的能力被削弱。城市的建筑、廣場、道路等等大量增加，綠地、水體等自然因素相應(yīng)減少，放熱的多了，吸熱的少了，緩解熱島效應(yīng)的能力就被削弱了。既然城市中人工構(gòu)筑物的增加、自然下墊面的減少是引起熱島效應(yīng)的主要原因，那么在城市中通過各種途徑增加自然下墊面的比例，便是緩解城市熱島效應(yīng)的有效途徑之一。

城市綠地是城市中的主要自然因素，因此大力發(fā)展城市綠化，是減輕熱島影響的關(guān)鍵措施。綠地能吸收太陽輻射，而所吸收的輻射能量又有大部分用于植物蒸騰耗熱和在光合作用中轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，用于增加環(huán)境溫度的熱量大大減少。

▲高考地理必考知識點：城市熱島效應(yīng)的特點

熱島效應(yīng)是由于人們改變城市地表而引起小氣候變化的綜合現(xiàn)象，在冬季最為明顯，夜間也比白天明顯，是城市氣候最明顯的特征之一。城市熱島效應(yīng)使城市年平均氣溫比郊區(qū)高出1°C，甚至更多。夏季，城市局部地區(qū)的氣溫有時甚至比郊區(qū)高出6°C以上。原則上，一年四季都可能出現(xiàn)城市熱島效應(yīng)。此外，城市密集高大的建筑物阻礙氣流通行，使城市風(fēng)速減小。由于城市熱島效應(yīng)，城市與郊區(qū)形成了一個晝夜相同的熱力環(huán)流。

▲高考地理必考知識點：城市熱島效應(yīng)的危害

一，大量污染物在熱島中心聚集，濃度劇增，直接刺激人們的呼吸道粘膜，輕者引起咳嗽流涕，重者會誘發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病，尤其是患慢性支氣管炎、肺氣腫、哮喘病的中老年人還會引發(fā)心臟病，死亡率高，如英國倫敦在1952年12月份，因為這個原因死亡4000余人。

二，大氣污染物還會刺激皮膚，導(dǎo)致皮炎，甚而引起皮膚癌。有的物質(zhì)如鉻等，若進入眼內(nèi)會刺激結(jié)膜，引起炎癥，重者可導(dǎo)致失明。汞的含量較多，可損害人的腎臟，引起劇烈腹痛、嘔吐。汞慢性中毒還會損害人的神經(jīng)系統(tǒng)。

三，長期生活在熱島中心區(qū)的人們會表現(xiàn)為情緒煩躁不安、精神萎靡、憂郁壓抑、記憶力下降、失眠、食欲減退、消化不良、潰瘍增多、胃腸疾病復(fù)發(fā)等，給城市人們的工作和生活帶來說不盡的煩惱。在我國素有“火爐城市”之稱的南京、武漢、重慶等許多大城市在發(fā)展中都不同程度地出現(xiàn)了以上這些現(xiàn)象，所以，城市熱島效應(yīng)已成為城市發(fā)展中應(yīng)正確面對、亟待解決的問題。

四，對居民生活和消費構(gòu)成影響的主要是夏季高溫天氣下的熱島效應(yīng)。為了降低室內(nèi)氣溫和使室內(nèi)空氣流通，人們使用空調(diào)、電扇等電器，而這些都需要消耗大量的電力。如2012年美國1/6的電力消費用于降溫目的，為此每年需付電費400億美元。高溫天氣對人體健康也有不利影響。

五，有關(guān)研究表明，環(huán)境溫度高于28°C時，人們就會有不適感；溫度再高還容易導(dǎo)致煩躁、中暑、精神紊亂等癥狀；氣溫持續(xù)高于34°C，還可導(dǎo)致一系列疾病，特別是使心臟、腦血管和呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)病率上升，死亡率明顯增加。此外，氣溫升高還會加快光化學(xué)反應(yīng)速度，使近地面大氣中臭氧濃度增加，影響人體健康。

▲高考地理必考知識點：城市熱島效應(yīng)的解決措施

綠化環(huán)境

1．選擇高效美觀的綠化形式、包括街心公園、屋頂綠化和墻壁垂直綠化及水景設(shè)置，可有效地降低熱島效應(yīng)，獲得清新宜人的室內(nèi)外環(huán)境。

2．居住區(qū)的綠化管理要建立綠化與環(huán)境相結(jié)合的管理機制并且建立相關(guān)的地方性行政法規(guī)，以保證綠化用地。

3．要統(tǒng)籌規(guī)劃公路、高空走廊和街道這些溫室氣體排放較為密集的地區(qū)的綠化，營造綠色通風(fēng)系統(tǒng)，把市外新鮮空氣引進市內(nèi)，以改善小氣候。

4．應(yīng)把消除裸地、消滅揚塵作為城市管理的重要內(nèi)容。除建筑物、硬路面和林木之外，全部地表應(yīng)為草坪所覆蓋，甚至在樹冠投影處草坪難以生長的地方，也應(yīng)用碎玉米秸和鋸木小塊加以遮蔽，以提高地表的比熱容。

5．建設(shè)若干條林蔭大道，使其構(gòu)成城區(qū)的帶狀綠色通道，逐步形成以綠色為隔離帶的城區(qū)組團布局，減弱熱島效應(yīng)。

減少排放

減少人為熱的釋放，盡量將民用煤改為液化氣、天然氣并擴大供熱面積也是根本對策。提高能源的利用率，改燃煤為燃氣?？刂剖褂每照{(diào)器，提高建筑物隔熱材料的質(zhì)量，以減少人工熱量的排放；改善市區(qū)道路的保水性性能。

城市規(guī)劃

1、要保護并增大城區(qū)的綠地、水體面積。因為城區(qū)的水體、綠地對減弱夏季城市熱島效應(yīng)起著十分可觀的作用。

2、城市熱島強度隨著城市發(fā)展而加強，因此在控制城市發(fā)展的同時，要控制城市人口密度、建筑物密度。因為人口高密度區(qū)也是建筑物高密度區(qū)和能量高消耗區(qū)，常形成氣溫的高值區(qū)。

3、建筑物淡色化以增加熱量的反射。

4、此外，“透水性公路鋪設(shè)計劃”，即用透水性強的新型柏油鋪設(shè)公路，以儲存雨水，降低路面溫度。

5、形成環(huán)市水系，調(diào)節(jié)市區(qū)氣候。因為水的比熱大于混凝土的比熱，所以在吸收相同的熱量的條件下，兩者升高的溫度不同而形成溫差，這就必然加大熱力環(huán)流的循環(huán)速度，而在大氣的循環(huán)過程中，環(huán)市水系又起到了二次降溫的作用，這樣就可以使城區(qū)溫度不致過高，就達到了防止城市熱島效應(yīng)的目的。

6、提高人工水蒸發(fā)補給，例如噴泉、噴霧、細水霧澆灌。

7、市區(qū)人口稠密也是熱島效應(yīng)形成的重要原因之一。

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