【微專題】雨島效應(yīng)＆干島效應(yīng)＆濕島效應(yīng)

hjh2004 2022-01-25

展開全文

城市雨島效應(yīng)、干島效應(yīng)、濕島效應(yīng)

在上一期“地理效應(yīng)”專題中，我們介紹了城市熱島效應(yīng)，可你知道嗎？根據(jù)設(shè)在城區(qū)和其周圍郊區(qū)的氣象站同時間觀測資料表明，城市氣候與郊區(qū)相比，除了具有“熱島效應(yīng)”，還有“干島” “雨島” “濕島”“渾濁島”和 “霧島”等等效應(yīng)。

其中干島效應(yīng)與雨效應(yīng)島、濕島效應(yīng)又是干又是雨的，不是自相矛盾嗎？實際上呢，干與濕并不是簡單地指下雨或沒下雨。今天我們就先來看看這三種效應(yīng)分別又是怎么回事。

干島效應(yīng)

1.概念

干島效應(yīng)與熱島效應(yīng)通常是相伴存在的。干島效應(yīng)是指城市水汽壓的平均值與同時期周圍郊區(qū)平均水汽壓相比較，城區(qū)低于郊區(qū)的現(xiàn)象。由于城市的主體為連片的鋼筋水泥筑就的不透水下墊面，因此，降落地面的水分大部分都經(jīng)人工鋪設(shè)的管道排至他處，形成徑流迅速，缺乏天然地面所具有的土壤和植被的吸收和保蓄能力。因而平時城市近地面的空氣就難以像其他自然區(qū)域一樣，從土壤和植被的蒸發(fā)中獲得持續(xù)的水分補給。這樣，城市空氣中的水分偏少，濕度較低，形成孤立于周圍地區(qū)的'干島'。

2.危害

①大氣污染：干島效應(yīng)造成城市大氣相對濕度降低，大氣穩(wěn)定度提高，底部大氣不易與高層發(fā)生對流，城市污染物集中于城市下墊面區(qū)域，造成持續(xù)的大氣污染，形成PM2.5的灰霾天對人體造成危害。

②城市熱污染：由于蒸發(fā)減少形成干島，水蒸發(fā)帶走的潛熱減少，形成城市大氣熱島，伴生熱島效應(yīng)，加劇城市熱污染。

3.治理

森林城市

增加植被、增加分散水域、增加人工噴泉和噴霧設(shè)備、增加樓頂綠化與噴水系統(tǒng)、增加道路雨水收集與蒸發(fā)補償系統(tǒng)。

雨島效應(yīng)

1.概念

城市中林立的高樓大廈被比喻為“鋼筋水泥的森林”。而隨著“森林”密度不斷地增加，尤其一到盛夏，建筑物空調(diào)、汽車尾氣更加重了熱量的超常排放，使城市上空形成熱氣流，熱氣流越積越厚，最終導(dǎo)致降水形成。這種效應(yīng)被稱之為“雨島效應(yīng)”。

2.分布

“雨島效應(yīng)”集中出現(xiàn)在汛期和暴雨之時，這樣易形成大面積積水，甚至形成城市區(qū)域性內(nèi)澇。城市對降水的影響問題，國際上存在著不少爭論。美國曾在其中部平原密蘇里州的圣路易斯城及其附近郊區(qū)設(shè)置了稠密的雨量觀測網(wǎng)，運用先進技術(shù)進行持續(xù)5年的觀測研究，證實了城市及其下風(fēng)方向確有“雨島效應(yīng)”。

3.形成

“雨島效應(yīng)”的形成條件：

① 在大氣環(huán)流較弱，有利于在城區(qū)產(chǎn)生降水的大尺度天氣形勢下，由于城市熱島環(huán)流所產(chǎn)生的局地氣流的輻合上升，有利于對流雨的發(fā)展；

② 城市下墊面粗糙度大，對移動滯緩的降雨系統(tǒng)有阻障效應(yīng)，使其移速更為緩慢，延長城區(qū)降雨時間；建筑物加大了空氣的被迫抬升，有利于云，特別是低云的增加。

③ 城市空氣中凝結(jié)核多，其化學(xué)組分不同，粒徑大小不一，當(dāng)有較多大核（如硝酸鹽類）存在時，有促進暖云降水作用。

雨島和熱島關(guān)系密切。由于熱島影響,城市空氣層不穩(wěn)定,有利于產(chǎn)生勢力對流,當(dāng)城市中水汽充足時易形成對流云和對流性降水。上述種種因素的影響，會“誘導(dǎo)”暴雨最大強度的落點位于市區(qū)及其下風(fēng)方向形成雨島。

4.影響

由于“雨島效應(yīng)”集中出現(xiàn)在汛期和暴雨之時，這樣易形成大面積積水，甚至形成城市區(qū)域性內(nèi)澇。

5.治理

隨著城市化進程的加快，城市人口的增加，城市中的建筑、廣場和道路等大量增加，綠地、水體等卻相應(yīng)減少。而城市綠地具有緩解“雨島效應(yīng)”的能力，是改善城市“雨島效應(yīng)”的有效途徑之一。

隨著綠地和水體數(shù)量的減少，緩解雨島效應(yīng)的能力就被削弱。因此，要解決這樣的問題，減少“城市雨島效應(yīng)”的影響，就需要在城市規(guī)劃中加以調(diào)整，保證綠地在城市中所占有的比例。城市規(guī)劃法應(yīng)當(dāng)對這樣的問題做出相應(yīng)的法律規(guī)范：對在城市規(guī)劃中的綠地面積做出明確的要求，并對破壞綠地和城市水體的行為給予相應(yīng)的法律制裁；同時，還需要對各種熱源的布局做出合理規(guī)劃的要求。城市規(guī)劃法與城市積澇防治的問題。

濕島效應(yīng)

濕島效應(yīng)即城區(qū)平均水汽壓高于同時刻的郊區(qū)平均水汽壓的現(xiàn)象。

濕島的種類有凝露濕島、雨天濕島、霧天濕島、結(jié)霜濕島和雪天濕島等。

市區(qū)夜間經(jīng)常出現(xiàn)凝露濕島，天氣穩(wěn)定又無低云、風(fēng)速較小的夜間，郊區(qū)降溫快，結(jié)露多，空氣中水汽大量析出，水汽壓即迅速降低；市區(qū)因熱島效應(yīng)，氣溫較高，結(jié)露量較少，空氣中水汽壓高于郊區(qū)，形成城市濕島。上午溫度上升后，露水蒸發(fā)，郊區(qū)空氣中濕度迅速增加，市區(qū)轉(zhuǎn)為干島。北半球凝露濕島以8月最多，7月和10月其次，4月和1月較少。

雨天濕島是降雨時及停雨后，因市區(qū)熱島效應(yīng)使蒸發(fā)量比郊區(qū)大，空氣中水汽含量比郊區(qū)多。雨天濕島以4月最多，7月次之，8、10兩月再次之，1月最少。

霧天濕島常是在有霧時，霧滴與周圍空氣間進行水分交換，市區(qū)較暖，飽和水汽壓較高，能容納的水汽量較郊區(qū)為多，形成霧天濕島。

結(jié)霜濕島是市區(qū)有強熱島時，結(jié)霜量小于郊區(qū)，空氣中的水汽壓比郊區(qū)大，形成結(jié)霜濕島。

雪天濕島的形成與雨天濕島相似，但因氣溫低、熱島效應(yīng)小和風(fēng)速稍大等，其濕島強度較弱。

綜上所述，干島效應(yīng)與濕島效應(yīng)和雨島效應(yīng)并非矛盾。

雨島效應(yīng)是指在城市熱島環(huán)流的推動下，因為水汽上升引起的，這種降水有的稱其為城市雨。干島效應(yīng)指的是城市空氣濕度較小，也就是說城市的蓄水能力較差造成的。如果更簡單的去理解：空氣中的水分大部分是通過蒸發(fā)和蒸騰得到的（水輸送也得需要蒸發(fā)蒸騰將液態(tài)水轉(zhuǎn)化為氣態(tài)水），城市中的地表水體相對較少，植被也相對稀少，實際蒸發(fā)和蒸騰的量并不算大，所以空氣中的水分相對植被覆蓋較好的區(qū)來說算是比較少的。

干島效應(yīng)強調(diào)近地面水汽蒸發(fā)減少，導(dǎo)致與周邊農(nóng)村相比濕度低。雨島效應(yīng)強調(diào)城市氣溫高、凝結(jié)核多，相比于農(nóng)村易對流成雨。注意干島和雨島效應(yīng)都是與周邊農(nóng)村相比較，但有時候即使城市比周邊農(nóng)村空氣濕度小，呈現(xiàn)“干島效應(yīng)”，但水汽未必不足以降水，甚至在氣溫和凝結(jié)核的影響下，出現(xiàn)城市“雨島效應(yīng)”，因而兩者并不矛盾。

濕島效應(yīng)強調(diào)在特殊時段特殊天氣狀況下城市與鄉(xiāng)村比出現(xiàn)的水汽多的現(xiàn)象；干島效應(yīng)強調(diào)近地面水汽蒸發(fā)減少，導(dǎo)致與周邊農(nóng)村相比濕度低，是普遍現(xiàn)象。是普遍性與特殊性的關(guān)系。

END