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【今日一题】热岛强度

 沐沐阅览室 2020-12-17

阅读图文材料,完成下列要求。

热岛强度是指中心城区比郊区气温高出的数值大小,单位为摄氏度。

兰州市区位于黄河河谷之中,周围群山环抱。其城市建设速度和扩展速度迅猛,1978年城市化水平为45.6%,2010年时已经达到62.7%,热岛效应逐渐增强。下图是“兰州市某日热岛强度变化统计图”。

(1)说明兰州该日正午前后热岛效应特点的成因。

(2)推测兰州热岛效应季节变化的规律,并说明理由。

(3)分析兰州城市化引起下垫面性质改变与热岛效应的关系。

【答案】

(1)正午前后,太阳辐射最强烈,城市中心地表和建筑物大量吸收太阳热量,大气对流、湍流作用增强,利于散热。城市与郊区热力环流加强,城区和郊区大气在水平和垂直方向上的混合作用增强,城郊温差减少;城市上空盛行上升气流利于散热;而郊区盛行下沉气流增温且不利于散热。因而引起城区气温低于郊区气温的“冷岛”效应。

(2)规律:冬季最强,夏季最弱,春秋居中。理由:冬季受冷气团控制,天气稳定,有利于热岛的形成与发展。受山谷地形影响,冬季逆温层加厚,不利于城市散热;冬季正值供暖期,排放热量多:冬季取暖燃煤污染物排放量大,使得城区大气逆辐射增强,收入热量多。

(3)兰州城市化的发展改变了下垫面的热力属性,人工建筑物吸热快而热容量小;城市地面和建筑物对太阳辐射反射率较低,吸收率加大;城区密集的建筑群、纵横的道路桥梁,构成较为粗糙的城市下垫面,因而对风的阻力增大,风速降低,热量不易散失;城市化发展使城市绿地和水体减少,地表含水量少,热量更多地以长波辐射的形式进入空气中,导致空气升温,使城市热岛效应不断增强。

【解析】

(1) 读图,兰州该日正午前后热岛强度≤0,说明此时城市气温相比于郊区略低,形成的是与热岛效应相对的“冷岛”效应。形成原因是正午前后,太阳辐射最强烈,城市中心地表和建筑物大量吸收太阳热量,大气对流、湍流作用增强,利于散热;城市与郊区热力环流加强,城区和郊区大气在水平和垂直方向上的混合作用增强,城郊温差减少;城市上空盛行上升气流利于散热;而郊区盛行下沉气流增温且不利于散热。

(2) (2)从图中可看出气温越高,城市热岛效应越弱,反之则越强,因此可以推断城市热岛效应最显著的季节为冬季,夏季最弱,春秋居中。理由:冬季受冷气团控制,天气稳定,有利于热岛的形成与发展。

受山谷地形影响,冬季逆温层加厚,不利于城市散热;冬季正值供暖期,排放热量多;冬季取暖燃煤污染物排放量大,使得城区大气逆辐射增强,收入热量多。

(3)下垫面性质影响地面对太阳辐射的吸收,城市化过程中森林、草地、水域面积减少,人工建筑增加,城市地面和建筑物对太阳辐射反射率较低,吸收率加大;城区密集的建筑群、纵横的道路桥梁,构成较为粗糙的城市下垫面,因而对风的阻力增大,风速降低,热量不易散失;城市化发展使城市绿地和水体减少,地表含水量少,热量更多地以长波辐射的形式进入空气中,导致空气升温,使城市热岛效应不断增强。

随着城市化、工业化进程的加快,城市热岛效应越来越影响着 城市生态环境和城市居民的日常生活,也引起了各地政府及市民的广泛关注。下图为 1987~ 2010 年武汉市城区面积、水域面积和植被覆盖率、五级热岛面积统计表。

分析武汉市热岛强度不断加剧的主要原因及应采取的措施。

【考点解析】

本题考查环境保护知识,主要考查城市热岛效应。热岛效应是城市建筑、交通、工业及生活产生的废热造成的,武汉热岛强度不断加剧的主要原因与城市建设的发展、植被覆盖有关;应对热岛效应的措施可从提高植被覆盖率、合理布局城市建设等方面提出。

【答案】

主要原因:城区面积增加,城市中的建筑、广场和道路等大量增加,改变了城市下垫面状况;工厂生产、交通运输以及居民生活排放大量热量;城市中的植被覆盖 率降低,水域面积减少,导致缓解热岛效应的能力被削弱。

措施:合理规划城市布局,避免盲目扩大城区面积;提高能源利用效率,减少生产生活中的热量排放;植树造林,建造人工湖等。(任答两点即可)

【拓展】

热岛效应是城市建筑、交通、工业及生活产生的废热造成的,武汉热岛强度不断加剧的主要原因与城市建设的发展、植被覆盖有关:城区面积增加,城市中的建筑、广场和道路等大量增加,改变了城市下垫面状况,地面辐射增强;工厂生产、交通运输以及居民生活排放大量热量;城市中的植被覆盖率降低,水域面积减少,调节气候能力不强,导致缓解热岛效应的能力被削弱。

应对热岛效应的措施可从提高植被覆盖率、合理布局城市建设等方面提出:合理规划城市布局,避免盲目扩大城区面积;提高能源利用效率,减少生产生活中的热量排放;植树造林,建造人工湖等。

湖陆风是指在沿湖地区,由于陆地和湖泊的热力性质差异引起温度差异,导致风向出现昼夜变化的一种地方性天气现象。下左图示意我国洞庭湖流域局部区域。

(1)岳阳市夏半年湖陆风比较典型,请用“→”完成该地夜晚湖陆风热力环流图(上右图)。

(2)随着岳阳城市规模的不断扩大、热岛效应的增强,分别说明沿岸地区湖风和陆风强度的变化特点。

【答案】

(1)画图略(逆时针)

(2)随着岳阳城市规模的不断扩大,城市热岛效应增强,市区气温升高;白天,岳阳与洞庭湖的温差增大,湖风增强;夜晚,岳阳与洞庭湖的温差减小,陆风减弱。

城市热岛强度是指城市中心区温度减去城市郊区温度所得数值。下图为“我国某地城区与郊区地表温度的季节变化图”。

(1)该地城市热岛强度最大的季节是______。

(2)影响城区与郊区温度存在差异的主要原因是_____________(至少2点)

(3)画出城郊之间的大气运动。

(4)未来城市的主人,为减缓城市的“热岛效应”提出两条建议____________。

【答案】

(1)夏季

(2)城市与郊区地面状况不同,热力性质有差异;生活、生产、交通工具释放大量废热;园城市大气污染大,保温作用增强;城市建筑密集,不利于热量的散发。

(3)

(4)扩大城市绿地和水域面积;建设城市通风廊道;建设卫星城和新区,分散城市布局,发展科技,提高能源利用率。

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