城市气候高温化的成因与对策_以福州市城区为例

〔文章编号〕　1002-2031(2006)09-0098-05

城市问题2006年第9期　

城市气候高温化的成因与对策

———以福州市城区为例

王朝春

　　〔摘　要〕　近年来,我国许多城市夏季伏天日气温在35℃以上的天数增多,对城市环境质量产生了负面影响,给市民的工作和生活带来了诸多问题。以福州市为例,就城市夏季气候高温化现象及其产生的原因进行分析,并就如何加强城市生态环境建设,防止城区气候高温化提出了对策措施。

〔关键词〕　城市;气候;高温化;热岛效应;生态环境;对策〔中图分类号〕　X16　　　　〔文献标识码〕　A

　　一　引言

城市之冠,成为名副其实的火炉城市之一。据气象

部门统计,福州城区2003年从6月29日起连续24天最高气温超过36度,创下1957年以来持续高温时间最长的纪录。同年7月份,福州市区的日均气温超过30度,7月26日的最高气温达41.7度,均创下福州有气象资料以来的新纪录。据气象资料显示,1956年7月福州市城区曾创下连续25天最高气温超过36℃的纪录,2003年的这次连续高温天数已逼近47年前的纪录。如果留心观察,便会发现,城区的花朵比乡间开得早,在冬季原本该消失的蚊虫、蟑螂却在城中出入频繁。在盛夏的黄昏由郊外驱车进入城区时,会感到阵阵热风迎面而来,原本郊外暮色中的凉意瞬间被裹挟而去,以往夏日傍晚家人围坐庭院乘凉的景象已不复见。针对上述现象,

　　近年来,我国城市夏季伏天日气温在35℃以上的天数逐渐增多。据报道,2005年夏季,我国中东部和内蒙古中西部、新疆大部日最高气温高于或等于35度的日数一般在5天以上,其中华北南部、黄淮中西部、长江中下游大部及新疆东部、内蒙古西部、福建大部、广东北部、广西东部等地普遍持续高温10-15天,河北南部、山西南部、河南北部、安徽西北部、浙江大部、江西中北部等地达16-25天,很多城市日气温频频刷新当地气象纪录。另据气象资料显示,近年来福州市城区的炎夏伏天日气温在35℃以上的天数增多,日高温常居全国省会及主要

　　〔作者简介〕　王朝春(1960—),男,汉族,福建福州人,福州市科技情报研究所工程师,情报研究部主任,工学学士,研究方向为软科学、城市环境。

〔收稿日期〕　2006-07-13〔修回日期〕　2006-09-16

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本文以福州市为例,试就城区高温化产生的原因和对策作初步探讨。　　二

1.城区人口增长过快

　福州城区地表高温区分布情况

据统计资料显示,1949年末福州市城区人口

32.4万人,2005年底城区人口247万人,增长了7162倍(若按常住人口计算,2005年底全市常住人口为666万人,比1949年高出20.6倍)。由于城区人口增长过快,城市人口过于稠密,能源消耗增多,释放到大气中的热量随之增高。随着人民生活水平的提高,城区人口的汽车、摩托车、电梯拥有量迅速增长,同时,空调、微波炉、电烤箱、冰箱、电视机等各种家用电器进入千家万户,使得能源的使用量剧增,再加上高楼大厦的照明、冷气设备的排热以及街巷中车辆排放的大量尾气,聚集在城市上空不易稀释扩散,因此形成的低压旋涡还吸引了周围地区热量向中心聚集,使城区气温高于郊区。

2.人造环境的高蓄热及大吸热表面积增加随着旧城改造、新区建设以及城区道路建设速度的加快,城区面积不断扩大,高楼大厦拔地而起,道路不断拓宽。城区中高蓄热、非生态建筑实体构成比重不断增加,一些大型建筑采用全密封、全玻璃幕墙设计,玻璃将光直射到室内使温度上升,而为了室内降温必须耗费能源以机械方式将热量排出户外。玻璃幕墙的强反射光线又促使周围住所装上更多的空调,加之汽车全面推行全密封、全空调设计,增加了空气中的热量,形成热公害的恶性循环。

3.人工不透水铺面增多城市中除了少量绿地以外,人工铺砌的道路、广场、建筑物几乎全部密不透水。大量的人工不透水铺面,使自然植物生长的被覆面相对减少,其结果使得雨水渗入地面的机会大为减少,地面的保水能力下降,同时使得地面依赖水分蒸发达到冷却的可能性剧降,调节气候的作用相应减弱。金山新区的榕城广场便是一个例子。每一次降雨之后,宝贵的雨水很快就会从四通八达的排水管道流失殆尽,数分钟之后,城市又回复到“干渴”的状态,更加快了城区的高温化和干燥化倾向。

4.不合理的人工排水系统在城区中,绝大部分天然雨水或生活用水是由人工排水系统迅速地排放至内河,再由内河排放到闽江的,从根本上阻止了水在市区环境内的渗透、蒸发、保存,这也是造成市区高温化、干燥化的原因之一。

5.城市发展完全改变了原有的自然景观

　　根据2003年福州市环保部门与中科院遥感研究所合作开展的福州市“热岛效应”遥感监测研究结果,福州城区热岛效应明显。通过对陆地卫星热红外波段信息演示得到福州城区地表温度场,经分析表明,从农村到城市边缘的近郊,温度有明显升高,市区温度因城市下垫面差异而稍有起伏,市中心区人口密度和建筑物密度最大,温度也最高。尤其是鼓楼、台江老城区,城市建筑、道路、广场等密集,建筑物密度高,人口集中,生活、交通热源多,热力强度高且变化小,高温区多呈连片分布。由于闽江水体的分割削弱,福州市区热岛分为南北两大块,与建成区的分布对应一致。从城市南北温度场分布情况对比也可以看出,仓山区城市开发相对鼓楼、台江滞后,绿地面积较大,农田、河浦等夹杂在建成区中,导致热岛分布呈小而广的状态。福州城区高温区中偏西北一侧有一温度相对低值区,对比城市地图,该区为西湖和左海公园,相同情形的还有乌山、光明港及晋安河公园。而特有热源会加大某地区的热力强度,大型工厂是产生热源的重要因子,如快安工业区的中华映管厂区就形成一个孤立的高温热岛。由此可见,城市绿地和水域对调节气候,净化环境,削弱城市热场,改善生态环境起着良好的作用。　　三

　城区高温化形成原因

　　长期以来,地球的大气环流等大气环境基本上变化不大,而二氧化碳等气体浓度持续增加,引起温室效应而导致地球增温,这种现象在全球具有普遍性。因此,可以认为,近年来福州出现的夏季高温主要原因是由于副热带高压滞留在福州上空和城市的“热岛效应”引起的。当然,影响城区气温的因素较为复杂,但笔者认为,导致福州市城区高温化的最主要原因是人类对环境施加影响的结果。福州盆地,特别是盆地的中心———城区的下垫面发生了巨大的变化,突出表现为“四增”和“二减”,即人流量、车流量、高层建筑、人工不透水地面增多和绿地、水面减少,由于上述诸因素的综合作用,使得福州城区的“热岛效应”有增无减,夏季增温现象还将继续出现。其具体原因主要包括以下几个方面。

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城市下垫面发生巨大变化,高大的建筑群和凌乱的居民住房影响了通风量,使城区风速越来越小。

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夏天都有这样的感受,风越小就越感闷热,风大就觉凉爽。显然,风大冷暖空气极容易随风混和,城乡温差就不十分明显。可是,现在城市的非科学性布局,使城市风道被阻,风速迅速减小,特别是在一些高大建筑群下,产生了很多人为的静风区,制造了不应有的“热岛”中的“热岛”。

6.水域面积锐减

福州城区河汊甚多,主要内河有晋安河、白马河、东西河、光明港、安泰河、瀛洲河、达道河、茶亭河、洋洽河和龙津河等,计有内河40多条,全长约80公里。除内河外,还有许多池塘,福州素有“水乡

侧5-10米的环线绿带,在实施时大部分路段也被

临时违章搭盖侵占,只剩下两侧各一排行道树,致使二环路成为福州市道路最宽、绿化面积最窄、“热岛效应”最明显和噪声最大的城市干道,加剧了城区的“热岛效应”。绿化率较低也是造成城区高温化的因素之一。　　四

　防止城区气候高温化的对策

　　1.设置卫星城,控制城市规模和城区人口加强城市周边的卫星城镇建设,合理控制城市规模,防止人口过度集中于城区,这是缓解城区增温的有效方法之一。因此,城市总体规划应根据城区人口增长情况统筹考虑,在城市新区开发建设时,尽量不搞连片建设,而采取主城周围设置卫星城的办法,使主城与四周卫星城之间有10-20公里的耕地作隔离带,这不仅能缓解一部分热污染,而且对城市交通、市容、生产生活资料供应等都将带来好处。

2.注重环境优先原则

在城市建设设计中,要求建筑师在设计住房和城市建筑时,把环境作为首要因素来考虑,在进行设计时,尽量采用自然通风、采光系统和低能耗的采暖、降温系统,尽可能地选用可循环和再生材料,努力把林木、风和水重新带回都市环境中来。应把建筑设计和地形地貌有机地结合起来,使建筑物既具有实用功能又符合生态要求。

3.改进排水系统的透水性能

为了使城区雨水尽可能被土壤吸收,并减少城区排水设施容量,许多国家已进行透水性排水系统的设计和试验。如在排水管道边增加滤网及浸透性的溢井设计等。德国发明了一项“水槽—排水沟方案”,这种系统由收集雨水的水槽组成,水槽里有砾石或膨胀粘土铺成的蓄水池,它的功能是将雨水重新排入地下,并让雨水慢慢渗进土里。该方法既可用于新的建筑工地,也可用于已完工的住宅和商业区,值得借鉴和推广。

4.合理规划、设计城市建筑

泽国”之称。众所周知,绿色植物和水面都是维持

生态平衡的关键性因素,水面和湿地的热容量远大于柏油、混凝土。但是,在城市发展中,由于偏重经济因素而忽视了生态环境因素的长远影响。填水铺路,填塘建楼,大铺水泥地面,违背科学规律的建设方式屡见不鲜。随着旧城改造建设步伐加快,内河两岸楼房拔地而起,河床也随之发生淤积、变浅,河道日益缩小,大部分河道两岸被固化,许多池塘被填平,使得城市水域面积不断减少,水面调节温度的作用不断减弱,福州城市的生态环境变得十分脆弱,难以抑制夏季气温的持续升高。

7.城区绿化率较低

近年来,福州市为达到争创国家园林城市和国家环保模范城市的目标,城市绿化、美化建设步伐加快,取得了明显成效。但总的来说,与大连、南京、厦门等一些绿化先进城市相比尚有较大差距。统计资料显示,1949年末城区绿化程度为3.5%,2005年为3211%,增长了9.17倍。但是这些数据忽视了一个最基本的事实,即现在用以建房的土地原来多是菜地、水稻田和果园。金山新区就是一个例子,原来这里的房子都在树林里,如今则是树在房林中,原有的农业植被也已不复存在。在福州这样的气候条件下,一年四季基本上都有农业植被覆盖,它们也发挥了生态效用。而现在整个福州市区由于“占地盖房”,农业植被覆盖面积迅速减少。因此,总的说来,城区的绿化面积并没有增长很多。此外,前些年,如果城区的建设工程绿化面积不足,用交绿化补偿费的办法仍可通过验收,再加上部分道路建设工程和房地产开发工程没有严格按照有关的城市绿化法规进行施工和验收,致使城区绿化面积不足,分布不均。如1996年建成通车的二环路,在设计、审定方案时绿化用地宽度都达到其路幅总宽的15%,但实施时却不见两条绿化分车带;规划中确定的其两・100・

建筑物是城市下垫面的重要组成部分,它对城市气温的影响很大,规划中要合理布局城市建筑物,根据城市的纬度、地形、风向、风速、日照、辐射条件等地理环境,确定道路网的方位、宽度、建筑物朝向、间距以及建筑物的形体等。此外,新区建设或老城改造,都必须考虑地面常年主导风向,特别是要注意夏季主导风向,应开辟城市风道,规划建设中应考虑

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设置一定长、宽的东南、西北等方向风道,引风入城。适当分散高层建筑物,降低建筑物密度,减少建筑物表面的粗糙度,以求增大气流通量,散去余热。这样不仅便于下垫面的长波辐射散热和自然通风,而且对防止局部空气污染大有益处。

5.保留水面,建造人工湖

态环境,维持生态平衡。因此,园林绿化设计者在绿化设计构思时,应从大处着眼,即以生态理论为依据,建立科学的植物群落,保护生态环境,维护生态平衡。从细微处着手,即因地制宜地进行设计,进行美的构思。要从生态环境和全面的价值观出发,使园林绿化发挥以环保为主的多种效应,创造不同类型的园林绿地。

(3)严格控制绿化指标

目前,福州城市建设格局已经基本定型,但是还有不少楼房和住宅区正在兴建或规划兴建,老城区的一部分还要进行改造,对于这类地方,必须严格控制绿化指标,留足绿化面积,并严格要求绿化工程与项目工程同步设计、同步施工、同步验收。

(4)推广屋顶、墙壁及阳台绿化目前,城区能供绿化的地面非常有限,今后绿化应加强在各类建筑物的屋顶、墙壁和阳台的绿化工作,这也是控制夏季增温的一项有效措施。目前,家庭的阳台种花已比较普及,但企事业单位的阳台种花并未引起有关部门的重视,应该改变这种状况。把城区各类建筑物的屋顶、墙壁及阳台的面积加起来,将大大超过土地总面积,如能绿化三分之一,就能产生巨大的生态效益。

(5)加快环城绿化带的建设步伐

把森林引入城市,充分发挥绿色植物在改善城市环境质量方面的作用,这是建设现代化生态城市的成功经验。就福州市的情况而言,首先,在三环路建设以及城区新建、扩建道路时,要留足绿化用地,使道路绿化覆盖率达25%以上,形成绿色屏障。道路建设要尽可能减少人工不透水铺地,应多建绿色隧道。行道树是城市绿化的重要组成部分,它分布在城市各区,联系着城市分散的各类绿地,使城市绿地组成有机的整体。因此,城市行道树极为重要,应引起有关部门的足够重视。另一方面,要结合河道整治,拓宽绿地,提高绿化覆盖率,若在每条内河两旁留出5至10米的绿化用地,全市共有40多条内河河道,一旦全面实施,其生态效益是不可估量的。所以,应把河道绿地建设好,并使之与道路、公园及居民生活小区的绿地相连,使之更好地发挥城市绿化的整体生态效益。

7.发展公共交通系统

应制定相关政策鼓励市民出行时多乘公交车,发达的公共交通使市民出行方便,市民的购车欲望也会降低。轻轨电车是快捷方便的交通工具,且低排热、少污染,建议城市公共交通应优先发展轻轨交

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由于水的热容量比较大,对缓解城市热污染作

用很大。城市水域的功能不仅在于畅通给排水,增加景观,而且是调节城市小气候的一个“肺叶”,水域的作用在某种程度上是绿化无法代替的。在今后的城市建设中,应通过立法来保证城市一定的水域面积,把扩充水面、建造人工湖列入重点考虑,并制定具体指标,给予落实。对现有水面一定要保护,禁止填水铺路、建房,如在建设过程中非填不可的,也应考虑补救措施,应尽可能保留水域面积。应加快内河整治步伐,每条河道及早落实整治方案。此外,夏季要增加喷水、洒水设施和喷水、洒水次数。

6.提高城市绿地覆盖率城市绿化对降低城市热岛强度,改善城市气候条件有着极为重要的意义,绿化具有遮阳蔽荫、蒸发蒸腾和降低温室效应的作用。绿地的面积大小、分布及植物配置直接影响绿化的效果,所以,在制定城市绿地系统规划时,不仅要考虑每年的绿化面积,还应着重考虑绿地的合理分布和植物配置。在旧城改造的规划中要舍得拿出“黄金地块”、“黄金地段”来建设绿地,必要时应只拆不建,全部用于绿地建设。这样既能改善城市气候,又能改善城市生态环境。同时,应大力发展垂直绿化,增加绿化总量,以逐步改善城市大量建筑物等下垫面的辐射吸收和散热状况,达到降低“热岛效应”的目的。

(1)城市规划建设中应严格把关随着城市建设步伐的加快,新建、改建工程增多,有关部门和领导应把好关,严格按照《城市绿化条例》等有关规定审批工程项目,保证旧城改造和新区建设项目的绿地占总面积的25%和30%以上。同时要把城市绿化、城市自然生态环境保护与古树名木保护等内容列入城市规划、建设工程竣工验收、城市建设管理等有关城市与环境保护的条例与法规中,并实施严格的管理,这是实现城市生态化最重要的保证。

(2)改变只注重景观,忽视环保等功能的设计思路

园林绿化的根本目的是为人类提供一个赖以生存的良好的生活环境,建设科学的植物群落,保护生

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通系统,这样既可节约能源、缓解交通拥挤状况,又可减少汽车尾气的热污染。

8.加强科学研究,制定对策目前对城市“热岛效应”的研究尚处于起步阶段,社会重视程度不够,在定量分析热岛强度与城市绿化、水域分布、气象条件等关系方面,尚未开展研究。为此,建议有关部门应给予高度重视,尽快立项开展这方面的研究工作,以便为领导决策提供依据,从而有意识地改造城市气候条件,降低热岛强度,提高环境质量,改善人民的生活条件。　　五

参考文献

[1]　赵昭炳.福州市区高温化原因和防御对策.福建环境,1994

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[2]　刘兴正.“热岛效应”与城市发展.科技发展与改革,1989(8):

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[3]　赵可新.城市热岛效应现状与对策探讨.中国园林,1999(1):

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[4]　薛志成.警惕城市热岛效应.生态经济,2002(5):68-69[5]　福州市热岛效应遥感监测课题组,福州市热岛效应遥感监测

现状分析.福州市环保局,2003

　结语

　　古语云:“水可载舟,亦可覆舟”。同样,“气候能造福人,也能毁灭人”。城市气候高温化已对城市环境质量产生了不良影响,给市民的工作和生活带来了烦恼,对居民的健康构成严重威胁;夏季高温也影响了城市社会经济和生态环境的持续、稳定、健康发展。在全球生态严重失衡,自然灾害日益频繁的今天,我们必须清楚地认识到气候与社会经济发展是一个整体。因此,在城市规划时应牢牢把握住以生态环境良性循环为基础,把气候因素纳入议事日程,采取有效措施保护自然生态环境,使气候变化与社会经济发展进入良性循环。要坚决扭转那种忽视环境建设或以牺牲环境为代价,无节制地开发大自然的错误做法,不断加强生态环境保护和建设,如此,防止城市气候高温化是完全有可能的。我们相信,通过科学的规划、严格的管理以及广大城市建设者和全体市民坚持不懈的努力,昔日榕城“绿荫满城,暑不张盖”令人向往的城市自然环境将会重现在我们眼前。

【Abstract】　Duringtherecentyears,thereisanincrease

inthenumberofdaysofhightemperaturewhichhasreachedo2ver35centigradeinsummersinmostcitiesofChina,andmostcities’daytemperaturesfrequentlyrenewthelocalmeteorologi2calrecords.Ithasbroughtblighttothequalityoftheurbanen2vironment,andbroughtaswelltroubletothelocalresidents’workandlife,threateningseriouslythelocalresidents’health.Thisarticle,basedonthecaseofFuzhouCity,analysesthephenomenonandthecausesofhightemperatureinsummerandproposessolutionsonhowtoenhancethecity’secologicalenvi2ronmentconstructiontopreventclimatehightemperature.

【Keywords】　city;climate;hightemperature;heatis2

landeffect;ecologicalenvironment;countermeasure

(责任编辑:刘嫒君)

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