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苏城高温的地理解读

 苏迷 2013-07-16

苏城高温的地理解读

苏州是不是在变热?变得有多热?为什么会这么热?未来会不会更热?

 
  【新闻索引】

  我们一位同事的QQ签名,最近改成了“天地一烘炉,就怕被烤熟”。毫无疑问,热,是这个夏天里民众的集体感受。
  在7月13日入伏前,苏州的高温天已达12天,而且出现两段“五连热”的持续高温。甚至,7月11日,苏州市气象台还拉响了高温红色预警信号。这是苏州有气象记录以来第二次发出“红色预警”。上一次出现在2010年8月12日,当日最高气温39.7℃,部分自动气象站记录到40℃以上的高温。
  或许是因为迄今为止的两次高温红色预警,相距时间并不远,所以人们自然而然产生一种概念:苏州越来越热了。
  其实,百姓个体的感受,与气象专业人士的分析基本接近。气象专家说:“最近10年来,增暖趋势尤其剧烈。冷昼、冷夜和霜冻,变得少见;而热昼、热夜和热浪,则频繁光临。”那么,苏州为什么会这么热?未来会不会更热?今天,我们试图从地理上解读苏城高温的形成与走势。

  策划:黄翊华撰稿:邹强摄影:杨海石

  上篇

  档案里的苏城高温

  2010年的盛夏,注定要浓墨重彩地被记载进苏州气象史册。
  这一年的8月12日,苏州市气象台发布本市也是本省内首个高温红色预警信号。发布高温红色预警信号,意味着该地区24小时内的最高气温将要升到40℃以上。
  果然,当天下午,苏州市区最高气温锁定在39.7℃,部分自动气象站已经记录到40℃以上的高温。这是苏州自上世纪50年代以来,单日最高气温的极值。
  这个最高气温“冠军”的出现,有一个清晰的发展曲线。
  2010年7月29日,也就是该年中伏的第一天,当天最高气温36.4℃,持续8天高温的煎熬由此开启。先是三个高温报告,紧接着四个高温警报,8天气温都超过36℃,其中,后面5天气温均超过37℃,最高气温达到39.0℃。8月6日开始,当年第4号台风“电母”的微弱外围影响,打断了持续高温;但从8月10日起,持续高温卷土重来。这一次,高温来得更加猛烈。8月12日,最高气温39.7℃,成为苏城最高气温排名榜的“冠军”。8月15日,最高气温39.6℃,屈居排名榜亚军。
  今年7月11日,苏州市气象台第二次拉响高温红色预警信号。当天,最高气温达到39.5℃,成为苏州气象历史上最高气温排名榜的第三名。此时,苏州尚未入伏,但高温天已经达到12天,且出现两段“五连热”的持续高温。气象专家称:“在全球气候变暖的背景下,从上世纪80年代后期开始,苏州气温开始上升。特别是近10年,增暖趋势尤其剧烈。”
  档案,印证了上述观点。气象部门提供的一份 《苏州1951年-2012年“年高温日数”统计表》显示,苏州上世纪五十年代、六十年代、七十年代、八十年代、九十年代中的年平均高温日数,依次为:15.5天、7.9天、7.4天、6.5天、10.2天。而进入新世纪以来,年平均高温日数高达20.3天,几乎比上世纪九十年代翻了一番。
  专家称,苏州气温开始上升,是从上世纪八九十年代开始的,新三十年(1980年—2010年)年均高温日数约为12天,最近10年平均超过20天。2003年至2012年,年高温日数依次为:28天、21天、23天、26天、23天、18天、21天、26天、20天、22天。除了2008年以外,其余年份高温日数均达到或超过20日。
  除了高温日数,还有两项参考指标,首先是“年度最高气温极值”。统计显示:2003年—2012年,我市年最高气温依次为:38.0℃、38.1℃、38.1℃、37.7℃、39.3℃、38.2℃、39.2℃、39.7℃、37.2℃、37.7℃。年度最高气温极值都在37℃以上。
  第二,是持续高温日数。进入新世纪以来,苏州频频出现连续五天以上的持续高温。2003年,出现持续9天高温。2007年,出现持续12天高温。2009年和2010年,出现持续8天高温。今年也不例外,在7月13日入伏前,就已经出现两个持续5天的高温。

  中篇

  苏城高温的地理形成

  数据是枯燥的,但反映在人们身上的感受却是直观和真实的。那么,当人们不停喊热的时候,我们更想解剖———高温是怎么形成的。通过一周的调查,我们找到这些答案。

  主因:

  全球变暖、副高凶悍

  苏州市专业气象台高级工程师程维忠告诉我们:“苏州天气之所以越来越热,最主要的原因,就是全球变暖的大趋势。一句话,人类身处一个变暖的世界环境里。”
  作为核心经济区———长江三角洲的中心城市之一,苏州属于典型的北亚热带湿润季风气候,交通稠密,水系稠密,都市圈和城市群连片,形成重要区域气候特征。身处中纬度地带的苏州,正好是受西太平洋副热带高压控制的气候敏感地区。
  上世纪90年代以来,全球气候变暖的趋势越来越明显,副热带高压对长江三角洲的影响越来越强。虽然苏州也靠近海洋,但苏州与上海一样,跟真正的海洋性地区,比如海南岛、山东、福建、两广的沿海地区,在气候上还有不小的差距。在海洋性地区,一到夏季,通常是“白天高温,晚上雷阵雨降温”。
  但苏州不同。苏州一旦被副热带高压稳定“罩住”之后,往往就会出现一段时间的持续高温。在此期间,高温缓解只有两个原因,一是副热带高压出现周期性东退,把罩在苏州头顶的“焖锅盖子”挪走。二是有台风逼近,搅乱了副高,改变了大气环流结构。缺少上面两个降温因素的话,苏州夏季只要被副高控制,基本上就要受到高温的持续煎熬。

  推手:

  城市热岛强度上升

  当然,除了气象因素本身,城市的热岛效应,也是天气变热的幕后推手之一。
  城市热岛,是在一定气候条件下城市本身的产物。随着城市规模的扩大,城市产生的“人为热”大大加强;城区内原有自然植被被水泥、沥青、砖瓦表面所代替,加上高效能的排水系统,使城市产生了类似沙漠的热效应;沿街的高楼大厦形成人工峡谷和人工悬崖峭壁,这些都是形成和加强城市热岛效应的重要原因。
  有关研究资料显示:从上世纪九十年代中后期开始,随着经济快速发展,苏州城市建设速度明显加快,城市化进程对苏州气候影响明显,可以归纳为“两升一降”。城郊气温有所上升,降水量整体上升;相对湿度和日照时数则有明显的下降趋势。苏州城市热岛效应逐步呈现,城市热岛强度保持着上升趋势。  解读城市热岛效应

  “城市发热多”

  能源消耗增加,人为热源增多,排放出大量的热量

  很多人都有这样的经历。顶着烈日行走,本已很煎熬,倘若此时有公交车从身边开过,更觉得一股热浪猛压过来。这,便是城市热岛效应强度上升的其中一个热源。
  城市热源有两种,固定热源和移动热源。固定热源包括工厂、家庭炉灶、空调、暖气等释放出的热源。移动热源主要就是汽车排放。
  我们可以看一下苏州市近十年的城市用电量。(见附录3:《1990-2012年》苏州用电量统计表)
  显而易见,1995年以后,苏州全社会用电量、工业用电量、服务业用电量、居民生活用电量都呈上升趋势,其中,工业用电量最多,占总用电量的四分之三还多。这是一个循环。一方面,城市热岛加剧了酷热,应用空调制冷所消耗的能量是十分可观的,城市工商业用电、居民用电等能耗剧增,造成电力紧张。另一方面,城市为了降温而能耗增多,会排出大量的热量及废气,又会反过来加剧城市温度的升高,加剧热岛效应。
  再来看移动热源最重要组成部分———汽车在苏州的发展。记者由市交巡警支队车辆管理所获悉,截至目前,苏州大市范围内机动车保有量突破240万辆,位列全国各大城市第6位。从目前的趋势来看,机动车保有量还将持续增长,其中私家车密度会越来越大。
  很显然,在工业热量、汽车尾气排放、家用电器密集使用等诸多因素的影响下,温度升高得以加速。

  “城市升温快”

  柏油马路增多,湿地减少,“绿肺”缩小影响了城市气候的调节能力

  通常情况下,林地与水域的地表温度最低;耕地、园地、草地的地表温度其次,其他用地的地表温度最高。很简单,自然下垫面大量被水泥、沥青等材质形成的建筑和道路等不透水面覆盖,硬质地面、柏油马路等下垫面热容量小、吸热快、升温快,在夏季这些高温物会变成热源,烘烤城市大气。常州气象台在今年7月14日午后,对不同下垫面地表温度进行监测:结果显示,同一时间,沥青地面温度52.5℃、水泥地面温度50.8℃、泥土地面温度47.4℃、草皮地面温度30.8℃。
  专家说:“水田、湿地、草地,就相当于城市的绿肺,绿肺缩小了,就会影响到气候的调节能力。”
  有关学者研究了1970年—2007年苏州城区和郊区四季平均气温的年际变化和线性变化趋势。可以看出,从1970年以来,苏州城区和郊区年平均气温均呈现上升趋势。其中,从1970年—1990年,上升幅度不大,上世纪九十年代后期开始,城区和郊区又都出现一个增长阶段。这与苏州地方经济进入高速发展阶段以及出现高新区、工业园区这两个集中能耗区域相吻合。这说明,城市化发展对城市平均气温增加有一定影响。
  统计显示,苏州城区相对湿度的下降幅度,要明显大于郊区的相对湿度下降幅度,这与城区建筑用地扩展、水泥下垫面有所增加,绿地下垫面有所减少有一定关联。不过,从2006年开始,苏州城市相对湿度又有了很大的回升,这与我市开始创建国家生态园林城市,大力开展绿地建设,严格控制建筑用地有密切关系。

  “城市散热慢”

  古城区限高,而四周又建起高楼,这种“中心凹槽”使得散热难

  苏州古城区限高,而城郊高楼林立,摩天大楼鳞次栉比,这种“中心凹槽”独特的地理环境,使得苏州古城区陷入“盆地”之中,这就使得城市和郊区间的热交换效率大大降低,说白了,就是城市通风不畅、散热慢。
  一般来说,城市中心的温度高,城郊温度低。城市中心的空气向上升,随后向城郊扩散,同时城郊的空气从地面向城市流动。但现在,苏州城区边缘高楼林立,城郊的空气在热交换中,往往会受到城郊高楼的阻挡,改变扩散线路而直接往上升。
  “举一个例子,如果城市和郊区热交换通畅的话,郊区温度低,一股冷的气流流到城市中,遇到温度相对高的马路后就会发生热交换,使得马路的温度下降。但受周边高楼的影响,郊区的冷气流就会被阻挡,只有一部分流进城市中心,也就只能发生较小的热交换,削减了散热效果。”
  此外,地处我国大陆东部沿海,位于亚热带湿润季风气候区内的苏州,夏季风向以偏南风为主。这种季风如果在城市边缘遇到高楼等建筑物阻挡,就要再向上“翻越”,或向左右“穿插”,降低了散热的速度。房子不仅产生热量,而且还阻挡了热量的扩散。城市内建筑物的林立,提高了地面粗糙度,使得城市的风速小于郊区。城市街道纵横交错,城市空间呈多维发展,造成风向不稳定。
  此外,城市因为工业、汽车尾气排放等因素的影响,上空悬浮微粒远远大于城郊上空,这些微粒在通风不畅的情况下,会产生有害的雾气弥漫,不仅产生大气污染,有时还会形成逆温层,逆温层像锅盖一样,盖在城市上空,影响到城市热量的扩散。这些都是城市热岛效应的“帮凶”。

  【延伸阅读】

  如何应对城市热岛效应

  有建议说,建设“清风通道”引太湖水汽入城

  “热岛效应会造成气温直减率加大,大气层的不稳定性加大,如此非常容易产生或加剧强对流天气。同时,夏季热岛让城市制冷耗能增加,这样会形成恶性循环。”
  专家更担心的是,城市热岛效应甚至可能会导致空气污染、形成酸雨,乃至增加病菌繁殖条件,传染疾病。
  城市热岛是以市中心为热岛中心,有一股较强的暖气流在此上升,而郊外上空为相对冷的空气下沉,这样便形成了城郊环流。由于城市热岛的热力作用,围绕着城市热岛中心形成一股较强暖的上升气流,且一边上升一边向外辐射,到达郊区或乡村开始下沉,郊区的冷空气又局部交换到城市,形成热岛复合环流,造成从郊区吹向市区的局地风,把市区已扩散到郊区的污染大气又“送”回市区,导致城郊之间污染物的恶性循环。
  空气中的各种污染物在这种局地环流的作用下,聚集在城市上空,城市空气污染将加重,增加病菌繁殖条件,诱发各种疾病。国外专家解释说,城市温度升高,会为虫媒及病原体的寄生、繁殖和传播创造适宜条件,扩大其流行程度和范围。气候变暖甚至会促使某些沉睡的细菌、病毒开始活跃,对人类健康构成潜在威胁。
  有关专家为此建议,要提高城市绿地覆盖率、保持城市水体覆盖率、采用合理的绿化结构、合理规划城市布局、控制城市规模和人口数量等来减弱城市热岛效应。
  也有学者在专业论文中建议,借鉴国内外缓解热岛效应的经验,建设“清风通道”引太湖水汽入苏州,加强城市高度设计充分利用风循环,提高绿地覆盖率,减少温室气体排放,优化水系格局以利用水循环降温,推广透水性铺装材料,推广使用能降温节能及缓解热岛强度的户外建筑材料,发展公共交通等缓解苏州热岛效应的对策。
  “这就是气候变化如何影响人类,如何影响你我他。我们应该采取积极的措施应对气候变化,以实际行动控制二氧化碳、甲烷等温室气体的排放,从而阻止城市气温上升,减缓全球变暖的步伐。”  策划:黄翊华撰稿:邹强摄影:杨海石

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