沈阳城市热岛变化趋势及其与TSP相关关系的初步分析，本文主要内容关键词为：热岛论文,变化趋势论文,关系论文,城市论文,沈阳论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
热岛现象也称“大气热污染现象”，是指因城市气温比周边地区气温高，形成城乡温度差，导致城市气候变化异常的现象。温度相差越大，热岛强度就越强。造成热岛现象的原因很多，地表建筑物、混凝土和柏油覆盖，绿地和水面减少，使蒸发作用减弱，大气得不到冷却；工业企业和人类生活向大气中排放大量物质，使城市上空形成烟雾团，城市地区地面接收到的短波加热福射不能有效释放出去，从而在城市地区地面聚集造成局地温度升高等等。其中大气悬浮物对热岛现象的影响，是一个比较重要的因素。
本文通过对历史资料和实测资料的分析，对沈阳城市热岛分析找出变化规律及其与TSP浓度之间的关系，以揭示沈阳的气候环境特征，为城市规划、建设和环境保护等提供参考。
1资料来源
热岛强度的年际、季节变化使用资料为1970～1999年30[，a]沈阳城区（展览馆）及周围地区新城子、于洪、东陵、灯塔、新民等地的年平均温度资料。
热岛强度的日变化及其相关分析所用的资料为2002年11月的沈阳城区（展览馆）及浑南营盘、新城子、于洪等地逐时温度实测资料与2002年的11月沈阳城区TSP平均浓度逐时观测资料。
2城市热岛强度的变化规律
2.1热岛强度的年际变化
根据30a沈阳市及其周边的几个地区的年平均温度差值（用展览馆的年际平均气温与周边的几个观测站的年平均气温相减计算平均）。结果见图1。1970～1980年期间温度差值没有明显的变化。自1980年以来，这种温度差呈逐年的上升趋势，沈阳城市热岛的年平均强度有明显加重的趋势，相关直线斜率为0.016，平均强度为0.44℃。70年代的热岛强度的平均值为0.28℃。80年代的热岛强度的平均值为0.44℃。进入90年代以后，热岛强度明显增大，平均值为0.61℃。
图1 1970～1999年沈阳热岛强度变化图
在年际变化中，夜间02时的热岛强度的增大趋势比年平均更为显著，均值为0.75℃。白天14时热岛效应的强度变化不大，均值为0.42℃。表1为1990年12月的与1999年12月的资料分析，由此看出，02时热岛增加较大，而14时变化不大。
表1 02时和14时的热岛强度
02时 14时
1990年12月0.51℃0.34℃
1999年12月0.65℃0.37℃
2.2热岛强度的季节变化
从资料分析来看，热岛强度冬季最强平均值为0.73℃，其次是夏季0.34℃，春季0.28℃最弱，而且年际变化增加趋势明显。冬季的热岛强度大于夏季。这主要由于冬季沈阳大气层结一般相对稳定、冬季采暖等因素，使城市热量增加，加上风力变化不大，不利于热量扩散，导致热岛强度加强；其他季节，大气层结的不稳定天数相对增多，风力也较冬季大，有利热量的扩散。特别是沈阳春季的南风日数多、强度大，冷暖空气交汇频繁，使大气层结不稳定，因而春季热岛效应强度是最弱的。
表2 季节热岛强度
冬季 春季夏季 秋季
平均值
0.73℃
0.28℃ 0.34℃ 0.46℃
2.3热岛强度的日变化
对2002年11月1～30日市区展览馆与浑南的营盘逐日的温度观测资料作比较，见图2。沈阳城市热岛的日变化平均强度，中午12点到下午16点较弱，18时到08时的热岛强度较强，05时最强为0.71℃，13时的强度最弱为0.26℃。
图2 2002年11月平均热岛强度日变化
3热岛强度与TSP浓度关系
3.1 TSP浓度与年际平均热岛强度的关系
根据1987～1996年沈阳市TSP浓度观测资料与沈阳市区、效区的温度差值，计算其二者相关得出，TSP浓度与沈阳热岛效应强度有较好的相关关系，其相关系数为0.58，TSP浓度越大，城市热岛越明显。
3.2 TSP浓度与夜间热岛强度的关系
根据沈阳城区与郊区的观测的温度与TSP浓度分析得出，沈阳夜间城市热岛的强度与TSP浓度呈明显的正相关，相关系数为0.62。说明TSP浓度越是夜间城市热岛的强度越强；TSP浓度越小，热岛强度越弱。同时说明TSP浓度能使夜间城市热岛加强。而TSP浓度在白天14时与热岛强度的关系相关不明显，说明白天城市热岛强度的影响因素较多。
3.3 TSP浓度与热岛强度的日变化关系
通过对2002年11月沈阳城市热岛的日平均强度变化与TSP浓度做相关分析得出，沈阳城市热岛的日平均强度变化与TSP浓度呈正相关。相关系数为0.65，说明TSP浓度增大，热岛强度增强。这主要是由于城市与郊区的热量收取状况不同造成的。一般情况下，郊区在日落后地面净辐射值减弱很快，热量散失较快。而由于下垫面热容量作用，城区白天积累的热量较多，夜间热量也不易散失，而大气悬浮颗粒的存在也不利于热量的散失。同时夜间的风速城区比郊区小，使得城区夜间的温度比郊区高，温度相差大。白天，随着太阳高度角的逐渐增大，辐射增多，郊区上空由于TSP浓度较小，温度开始迅速增加，而城区由于TSP的原因，温度上升较慢，使得城区郊区温差明显减少。见图3所示。
图3 2002年11月平均热岛强度与TSP浓度日变化关系
4结语
（1）总体而言，自70年代以来，沈阳城市热岛的年平均强度有较明显加重的趋势；夜间热岛强度增加更加显著；白天热岛强度变化不大。
（2）在一年四季中，热岛强度冬季最大，其次是夏季，春季最弱，秋季增加最明显。
（3）城市热岛强度的日变化是夜间的强度大、凌晨5时最强、白天12点到16点的热岛强度弱，13点强度最弱。
（4）大气悬浮颗粒浓度与平均热岛效应强度呈正相关，TSP浓度越大、城市热岛越明显。
（5）由TSP浓度与城市热岛的相关性说明，大气悬浮颗粒粒子能使白天的热岛强度减弱。夜间的热岛强度加强。
（6）TSP浓度与城市热岛日平均强度变化呈正相关，说明TSP浓度越大，热岛强度越强，反之则弱。
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