北京市園林科學研究所 李延明 高級工程師 2005年11月28日 10:06
久居都市的你肯定有過這樣的體驗，當你從酷暑的鬧市中突然來到綠樹成蔭的郊外，迎面吹來的習習涼風，頓時使你覺得清爽透骨，暑意盡消。而如果你再從這清涼世界返回城區，感覺又如何呢？是不是撲面一股熱浪，重歸火海的感覺？城市裏，熱！這就是越來越經常聽到的那個詞－－城市熱島效應。
城市熱島效應，通俗地講就是城市化的發展，導致城市中的氣溫高於週邊郊區的這種現象。在氣象學近地面大氣等溫線圖上，郊外的廣闊地區氣溫變化很小，如同一個平靜的海面，而城區則是一個明顯的高溫區，如同突出海面的島嶼，由於這種島嶼代表著高溫的城市區域，所以就被形象地稱為城市熱島。在夏季，城市局部地區的氣溫，能比郊區高6℃甚至更高，形成高強度的熱島。
可見，城市熱島反映的是一個溫差的概念，只要城市與郊區有明顯的溫差，就可以說存在了城市熱島。因此，一年四季都可能出現城市熱島。但是，對於居民生活的影響來說，主要是夏季高溫天氣的熱島效應。醫學研究表明，環境溫度與人體的生理活動密切相關，環境溫度高於28℃時，人們就會有不舒適感；溫度再高就易導致煩躁、中暑、精神紊亂；氣溫高於34度，並且頻繁的熱浪衝擊，還可引發一系列疾病，特別是使心臟、腦血管和呼吸系統疾病的發病率上升，死亡率明顯增加。此外，高溫還加快光化學反應速率，從而使大氣中O
3 濃度上升，加劇大氣污染，進一步傷害人體健康。
那麼，城市熱島是怎麼形成的呢？或者說是什麼原因導致了城市熱島呢？城市熱島的形成，顯然是與城市化的發展密不可分的，其形成的直接原因有以下四個：
首先，是城市下墊面（大氣底部與地表的接觸面）特性的影響。城市內大量人工構築物如鋪裝地面、各種建築墻面等，改變了下墊面的熱屬性，這些人工構築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，因而其表面的溫度明顯高於自然下墊面。比如夏天裏，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，烘烤著周圍的大氣和我們的生活環境，怎麼能不熱呢？
第二個主要原因是城市大氣污染。城市中的機動車輛、工業生產以及大量的人群活動，產生了大量的氮氧化物、二氧化碳、粉塵等，這些物質可以大量地吸收環境中熱輻射的能量，產生眾所周知的溫室效應，引起大氣的進一步升溫。
第三個主要原因是人工熱源的影響。工廠、機動車、居民生活等，燃燒各種燃料、消耗大量能源，無數個火爐在燃燒，都在排放熱量！
第四個原因是，城市裏的自然下墊面減少了。城市的建築、廣場、道路等等大量增加，綠地、水體等自然因素相應減少，放熱的多了，吸熱的少了，緩解熱島效應的能力就被削弱了。
隨著我國經濟的高速發展和城市化進程的加劇，許多城市的規模迅速膨脹、人口急劇增長、建築物越來越密集、機動交通工具越來越多，加上工業生產等，已經造成了嚴重的城市熱島效應，特別是夏季，高熱酷暑已經影響人們的正常生活和工作，成為人民生活品質進一步提高和城市進一步發展的制約因素。因此，研究削減城市熱島效應的技術方法，採取各種措施緩解熱島效應的影響，對於提高人民的生活品質，維持城市可持續發展具有重要的意義。
既然城市中人工構築物的增加、自然下墊面的減少是引起熱島效應的主要原因，那麼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，因此大力發展城市綠化，是減輕熱島影響的關鍵措施。綠地能吸收太陽輻射，而所吸收的輻射能量又有大部分用於植物蒸騰耗熱和在光合作用中轉化為化學能，用於增加環境溫度的熱量大大減少。綠地中的園林植物，通過蒸騰作用，不斷地從環境中吸收熱量，降低環境空氣的溫度。每公頃綠地平均每天可從周圍環境中吸收81.8 兆焦耳的熱量，相當於189台空調的製冷作用。園林植物光合作用，吸收空氣中的二氧化碳，一公頃綠地，每天平均可以吸收1.8噸的二氧化碳，削弱溫室效應。此外，園林植物能夠滯留空氣中的粉塵，每公頃綠地可以年滯留粉塵2.2噸，降低環境大氣含塵量50%左右，進一步抑制大氣升溫。
研究表明：城市綠化覆蓋率與熱島強度成反比，綠化覆蓋率越高，則熱島強度越低，當覆蓋率大於30%後，熱島效應得到明顯的削弱；覆蓋率大於50%，綠地對熱島的削減作用極其明顯。規模大於3公頃且綠化覆蓋率達到60%以上的集中綠地，基本上與郊區自然下墊面的溫度相當，即消除了熱島現象，在城市中形成了以綠地為中心的低溫區域，成為人們戶外遊憩活動的優良環境。
除了綠地能夠有效緩解城市熱島效應之外，水面、風等也是緩解城市熱島的有效因素。水的熱容量大，在吸收相同熱量的情況下，升溫值最小，表現出比其他下墊面的溫度低；水面蒸發吸熱，也可降低水體的溫度。風能帶走城市中的熱量，也可以在一定程度上緩解城市熱島。
目前，各級政府和廣大群眾都非常重視城市環境品質的提高，正在開展城市綠化、污染控制等生態建設活動，相信通過全體人民的努力，在不遠的將來，我們將逐遠離熱島效應的困繞，迎來一個環境優美、生態良好、更加適合人們生活的現代城市。
