【发布日期:2010-12-4】 【来源: 苏州市园林和绿化管理局,苏州市气象局 】【作者: --- 】【点击率:1169】【字体
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城市热岛是由于城市建设不断发展，城市地表改变导致城区气温比郊区气温明显增高，产生城区气温大于郊区气温的现象。近三十年来，随着我国经济建设规模的扩大和城市的快速扩张，给城市气候环境带来了诸多影响，其中城市热岛效应是城市气候特征的最主要表现。
按照国家生态园林城市的要求，2007年～2009年，苏州市园林和绿化管理局、苏州市气象局联合开展了《苏州市城市热岛效应检测与分析》课题研究。目前，该项课题已完成，项目整体处于省内先进水平，技术手段处于国内先进水平，填补了我市热岛效应研究的空白，为我市创建国家生态园林城市以及国土绿化的中长期规划建设提供了科学依据。
一、苏州城市热岛效应分析
（一）城市热岛效应强度分析
根据《标准》的定义：
城市热岛效应强度℃）=建成区气温的平均值（℃）-建成区周边区域气温的平均值（℃），其中城市建成区与建成区周边区域（郊区、农村）气温的平均值应采用在6-8月间的气温平均值。
1、夏季气温分布特点
苏州地处长江下游平原地区，东临上海、南接浙江、西抱太湖、北依长江。气温的分布随纬度升高而降低，但同时受太湖这个大型水体的调节作用，从1961—1990年的历史气温资料分析，我市夏季气温分布呈现以环太湖地区为高值区向沿江方向逐渐递减的弧状分布，其中最高的东山比沿江的张家港高出0.6℃左右。
但通过分析发现，近年来（2007-2009年）苏州夏季平均气温出现了多个高值中心，高值区主体在吴中区—城区—相城南部一带，呈西北-东南走向，高中心值为27.9℃，吴江庙港为次高值中心温度分别为27.7。气温分布沿着高值区向两侧呈递减状态，位于太湖边的东山、高新区镇湖的季平均气温较低，在27.3℃左右，即沿太湖地区的气温比城区平均低0.6℃左右；张家港沿江、太仓沿江地区的气温均较低，比苏州城区高值中心的偏低近1.1℃。
对比前三十年与近年的情况发现：现在苏州打破了原有的以纬度为走向的温度分布格局，形成了以城区为中心、以西北-东南走向为轴向的气温高值区，同时向两侧逐渐降低，沿太湖、长江沿岸为两个相对低值区。城乡差别在0.6～1.1℃左右。这反映出苏州城市热岛的情况，另一方面说明太湖、长江等大型水体对气温有一定的调节作用。造成温度分布新格局的原因主要有两个：一是受到全球气候变暖背景影响；二是近10年来苏州快速的城市化进程，建筑物和道路增多，城区范围不断扩大，人口大量增加，使城区气温显著升高。
2、城市热岛现状分析
根据《标准》中城市热岛强度的定义，表1列出了研究选取的自动气象站点。
表1 城市热岛效应监测代表站
建成区代表点
周边代表点
苏州、干将路、市实小、娄葑小学、苏州乐园、长桥街道
东山、望虞河水闸、相城、新区镇湖镇、黄埭
2009年6-8月苏州城区热岛强度（图2）分别是0.31℃、0.50℃和0.46℃，季平均热岛强度为0.42℃，与2008年的夏季热岛强度0.70℃相比有所下降，这与该年夏季阴雨日比常年同期相比偏多有一定的关系。热岛效应强度低于《城市园林绿化评价标准》要求的城市园林绿化Ⅰ级评价标准“城市热岛效应强度≤2.5℃”。
3、夏季热岛强度的日变化
利用2004-2009年夏季逐时气温资料计算热岛强度的平均日变化。由图3可见，我市夏季热岛效应日变化呈现明显的峰值状分布特征，主要强度峰值均出现在中午10-12时，强度在0.4～1.0℃左右，同时在16-20时左右出现一个次峰值,强度在0.3～0.7℃左右；热岛效应强度白天均要明显高于夜间；深夜至凌晨热岛效应强度平均在0.1～0.6℃左右。
（二）卫星遥感分析城市热岛效应
1、资料处理
使用美国LANDSAT5陆地卫星主题成像传感器（TM）资料，该资料的空间分辨率为25米，通过筛选选取1986年7月25日、1995年8月3日、2004年7月26日以及2006年8月1日四组（晴天少云，风、温等天气要素相似）卫星遥感资料，分别代表不同年代的情况。
为了对城市热岛效应进行面分布分析，将遥感亮温资料进行网格化划分，每个网格为25×25米。取每时次我市范围内所有陆地表面网格点上的温度平均值为陆地地表平均温度，并以地温距平的分布状况来表征城市热岛效应面上的分布情况，正距平越大表示热岛强度越强。
2、苏州市区及近郊热岛效应分布
图4-7是州市区及近郊分布情况。2004年和2006年市区地表温度明显偏高，城区地表温度距平一般都大于1.5℃，建筑物、人口密集区大于3℃，而湖泊以及近郊大面积绿地、农田均为负距平，一般为0～-1℃。太湖、阳澄湖等水体的表层温度距平一般小于-2℃，湖中心水体表面负距平在-3～-4℃，与陆地中心区的表面温度差在6～8℃左右。
地表温度距平由苏州市区向外呈明显的放射型分布特征，大致的扩散路线如下：
Ⅰ 以市区为正距平中心向东沿沪宁高速公路、京沪铁路经工业园区向昆山、上海方向延伸，这是热岛效应最强、范围最广的地带。
Ⅱ 以市区为正距平中心，沿京沪铁路、沪宁高速公路向西北方向，向无锡方向延伸。
Ⅲ 以市区为正距平中心向北，沿相城大道、苏嘉杭高速公路经相城经济开发区向常熟方向延伸。
Ⅳ 以市区为正距平中心向南，沿苏嘉杭高速公路经吴中经济开发区向吴江方向延伸。
Ⅴ 以市区为正距平中心，向西南方向经木渎延伸至胥口一带以及吴中区经浦庄向东山方向延伸。
Ⅵ 对市区而言，古城区为集中的地表温度高值区，向周围强度逐渐减弱。
从地温反演的热岛分布趋势可以看出，苏州城市热岛的分布基本与经济发展和城市建设的规模一致。在交通便捷、经济发展快的区域，随着城市建设规模扩大、经济生产活动增多、人口数量增加，下垫面状况发生大规模变化，生产、生活能源消耗排放的热量增加，城市热岛效应也随之加强。
二、城市热岛效应成因和控制措施分析
城市热岛效应是城市化发展对环境造成的影响之一。由于城市中高密度的人群活动所消耗的能源和自身产生的热量，加上城市建设改变了原有的自然下垫面，使城市下垫面和城市大气的热量平衡发生了重大的改变，因此城市热岛效应是人为因素与局地天气气象条件共同作用的结果。热岛效应与城市规模、人口密度、地形条件、周围的大气环流状况等都有密切关系。
（一）原因分析
1、人为热量的大量增加
城市人口密集是造成城市热量集中的重要原因。城市热岛效应与城市人口密度、分布状况都有着密切的联系，人口密度越大、气温越高，城市热岛效应越明显。
苏州是东南沿海经济较发达地区，城市人口日益增多。从统计数据来看，1980年苏州全市户籍人数为518.62万、市区人口174.49万，到了2007年底全市户籍在册人员达到了624.02万人增加了20.3%，市区人口为234.98万人增加了34.7%，市区人口的增长速度要远远高于整个城市人口增长速度，大量人口聚集在城区。同时还引着数以百万计的暂住人口集中在城区或者城区附近，加大了这种热量的排放，加重了城市热岛强度。
2、城市下垫面性质的改变
图8是根据苏州统计局发布近年来《苏州统计年鉴》得到的苏州市区建成区面积和苏州耕地面积的变化情况。可以看到，苏州城市规模逐年扩张，耕地面积逐年减少。
随着城市化进程的加快，原有的自然下垫面被改变，自然土地、湿地面积减少，大量的人工构筑物如铺装地面、建筑物增加，城乡下垫面性质的差异明显,导致城市与郊区在热量平衡各分量上差异：首先表现在城市下垫面的反射率比郊区小,其次是城区下垫面温度在晴天都显著高于郊区,城区的绿地和水域面积小,蒸发蒸腾所消耗的热能比郊区小,下垫面温度又比郊区高,通过湍流交换而提供给空气的显热比郊区大,促使城市的温度升高。表2是通过卫星反演计算近二十年来苏州土地覆盖类型变化情况。
表2 苏州各年代不同土地类型所占比例（%）
城镇 裸地 水体 农田 林地 云区 云阴影
1986年 4.714 0.167 34.552 57.364 3.201 0.002 0.000
1995年 10.941 1.420 38.756 43.133 2.879 2.871
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