人工不透水面对夏季极端高温影响探究

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1、人工不透水面对夏季极端高温影响探究摘要本文以影响气温的因素为出发点，在自然因素稳定的情况下，通过灰色系统理论去研究影响夏季闷热桑拿天气的主要因素是人类活动修造的人工不透水面。并分析了建筑面积的增加对城市、郊区气温升高的影响，得出人工下垫面是引起夏季天气高温闷热这种天气的主要原因。关键词夏季极端高温；人工不透水面；热岛效应中图分类号P44文献标识码A文章编号1674-6708(2013)82-0100-020引言太阳辐射、下垫面、大气环流、地形、洋流、人类活动等因素影响气温的变化，从灰色系统的理论内容可以得

2、到，一部分信息明确、其他信息不明确的系统称为灰色系统。气温受多个因素的影响而发生变化，有些影响因素作用十分明显，有些因素属于数学统计结果，作用的大小、内在机理等均模糊不清，还有的因素是未知状态。因此，这就是一个典型的灰色系统问题，在地球环境十分稳定的状况下，人造的下垫面对气温的影响显著。本文对其他稳定的因素模糊不计，重点研究一下人工不透水面对夏季高温的影响。1路面夏季对气温的影响太阳是地球的主要能量来源，大气层顶能够得到1353W/m的太阳能，海平面获得1100W/m的太阳能，其中约有1/3的能量被外围的

3、大气层所吸收。整个大气层能量的1/3被近地面大气吸收，仅约占入射太阳能的0.2%。其中大约95%的太阳辐射的能量被路面吸收，在经过互换、传播和反射，然后大气逆辐射使得大气的温度提高。近地面大气的主要热量来源是路面吸收并反射给大气的热量，路面温度对大气温度有着巨大的影响。随着人类社会的发展，逐年增加的路网密度，沥青混凝土路面居多的路面在下垫面中所占的比例也在迅速增加，这使得大气热量的来源逐年增大，夏季高温得不到快速的传递，引起局部的高温闷热。路面成为了大地和大气中间一个人工不透水也不通气的隔离带，原本土壤内

4、部的气体热量通过向上向下的传递扩散热量，而现在只能停留在土壤中这改变了土壤的性质，同时也会引起土壤板结等现象，这又进一步加剧了热量的停留，如此往复热量长时间得不到扩散就会进一步加大近地面气温的上升，这也会使得路面的热量的不到传播间接地延长了路面高温的时间，甚至在清晨有的路面仍超过空气的温度；另一方面路面也会阻止了雨水、生活用水等进入大地，阻止了大气和大地土壤之间的能量、热量以及温度通过雨水正常交流，这样两者的温度就不可能得到适度的中和、抵消以及传递，太阳辐射来的热量只能长时间停留在近地面使得空气中出现桑拿

5、的感觉。自然性质地表（如草地）的热辐射量比人工不透水面（如沥青）的热辐射量要低出几倍甚至十几倍，这会使得原本不热的地方在某一气温临界值出现后出现闷热的天气，而在冬季也会出现长时间低温，这样全年的均温就没有明显的变化，也就不会出现全球变暖或者变冷的证据，但是某个时段的闷热、阴冷天气会逐渐增多。沥青路面1天的热辐射量大约是草地的十一倍，在晚上表现的尤其剧烈，草地不但不向大气反射、传播以及辐射热量，傍晚六点到次日早六点向大气散发的热量依然占一天的1/3。反射率是物体对太阳辐射的反射大小的专业术语。一般暗黑物体的

6、反射率会远远低于白色物体，纯白物体的反射率可为1,可将入射到表面的光全部反射给外界；而纯黑物体的反射率只是0,会把热量储存起来。地表的反射率随季节的变化表现的十分明显，一般冬天月份最大，夏天月份最小,春秋次之反射率越高，路面的温度越低。旧路面反射率一般高于新修的路面，所以旧路面温度一般低于新修路面的温度。因此无论是水泥路面还是沥青路面都要比土路反射能力强，也就是说近地面的大气温度在夏天经过路面反射的作用而进一步提高。2建筑物对气温的影响建筑物之间的距离会影响到空气的流通，建筑物的排列顺序、形状都会对空气的

7、流通、采光产生十分重要影响，建筑物的顶部也是人工不透水面的一部分，房顶会起到路面一样的作用，如：反射、吸收太阳辐射，而且建筑物的外墙也会因为颜色、材料的不同而对大气温度产生不同的影响。城市的高楼大厦、农村的砖瓦房、玻璃墙体等，对地表辐射都产生重要的影响。当建筑容积率在2.0-3.2的时候,建筑容积率对地表辐射温度影响明显；在容积率低于2.0或高于3.2时，地标辐射温度变化稳定且较小，而人们所能承受的临界值为2.0.这是由于在建筑的容积率低于2.0时，绿地和水体在地球表面中占据主要地位为主，从而地表辐射对大

8、气的温度影响较低，绿地和水体对该环境的控制一般远远高于建筑物增加的累积影响，当建筑物的容积率增加到2.0,其热辐射将随建筑容积率变大而呈近似直线趋势增加。当下垫面绝大多数被人造建筑物体覆盖时，地表热辐射也就将要达到临界值，因此建筑物在世的城市面貌焕然一新、美丽繁荣的同时也增加了热辐射，而这部分热辐射会对气温产生剧烈的影响。城市在人类活动中占据中心地位，消耗掉了绝大多数的自然能量资源，并排放到大其中许多二氧化碳、二氧化硫等温室气