简析呼和浩特市气温变化与热岛效应

减小字体 增大字体 作者:周春生  来源:本站整理  发布时间:2013-07-22 13:20:08

随着城市化进程的加快及温室效应,使全球气温变暖。近百年来,我国平均气温上升0.5℃左右(任福民、翟盘茂,1998)。在全国气温变暖趋势下,区域差异明显,我国气温变暖较明显的地区是华北和西北。在城市化进程中,中国城市气温越来越高,已引起社会各界的关注。造成城市气温上升的原因主要是城市热岛效应和气候变暖(李建芳,2009)。城市的热信息是城市环境的综合反映,通过对城市热环境的研究可以揭示城市空间结构、城市规模的发展变化。另外,随着人们对生活质量、身体健康要求的提高,城市热环境已成为城市社会经济可持续发展的基础支撑条件之一,良好的城市热环境也是城市人居环境生态化的重要标志。提高人们对城市热环境的认识,掌握城市热环境的表征因子、影响因子、空间分布,定量研究各影响因子对城市热环境的影响是实现城市可持续发展的重要环节。目前,对城市热岛效应的研究主要集中在一些大城市,如北京、上海、西安、兰州、南京等,而对中小城市热岛效应的分析较少。本文分析呼和浩特市热岛效应和季节变化特征。

一、研究区概况

呼和浩特市是内蒙古自治区的首府,位于内蒙古自治区中部,地理坐标为北纬39°35′~41°25′、东经110°31′~112°20′之间,东西最大距离125公里,南北最大距离200公里,土地总面积17224平方公里。行政区划包括新城区、赛罕区、玉泉区、回民区、土默特左旗、托克托县、清水河县、和林格尔县、武川县。北与包头市达茂旗、乌兰察布市四子王旗接壤,东与乌兰察布市卓资县、凉城县相连,西与包头市土默特右旗、固阳县毗邻,南与山西省交界,西南与鄂尔多斯市准格尔旗隔黄河相望。

二、资料和方法

本文选取呼和浩特市1915~2012年近100年的冬季气温(以1月份气温数值代表冬季气温) 和全年平均气温资料作为原始数据,分析该市气温变化的周期性、突变性和阶段性特征,资料主要来源于《内蒙古统计年鉴》。同时,分析呼和浩特土地利用类型变化情况,通过土地利用类型的变化分析城市热岛效应产生的原因。

三、结果分析

(一) 呼和浩特市年平均气温

图1为呼和浩特市年平均气温变化图。由图1可以看出,1915~2012年近100年来,呼和浩特年平均气温有升高趋势,升温幅度较大,平均每10年升高0.13℃,1970~2000年升温幅度较大。分析此阶段温度升高的主要原因是城市化进程加快,城市建设速度快,城市下垫面由植被、草地变为建筑物、水泥、沥青路面,导致城市温度呈上升趋势。

(二) 呼和浩特市冬季年均气温

图2为呼和浩特市冬季气温变化图。由图2可以看出,呼和浩特市冬季气温呈升高的趋势,除1930 年温度有明显降低外,温度均有升高趋势,1960~2000 年升温幅度较大,平均每10 年升高0.04℃。

根据资料分析认为,呼和浩特市区温度在总体上比郊区高1.1℃左右(苏德勒格其,2009)。不同土地下垫面对气温有显著的影响,不同下垫面对气温升高的影依次响为水泥地、沥青路面、草地、农田、林地。另外,城市气温在竖直方向也表现出较大的差异,不同下垫面对竖直方向上气温的影响较显著,在有植被覆盖的区域如林地、农田和草地中,一般距地面5cm处温度最低,随着距地面的距离呈上升趋势,在1.5m左右达到最高。在沥青道路、水泥地面,最高温出现在距地面5cm左右,温度随距地面高度升高而呈下降趋势,即植被可有效降低地表温度,林地降温作用最显著,农田与草坪的降温效果相当。

(三) 呼和浩特城市热岛效应分析

城市绿地植被及公园对降低城市温度有较好的作用,如呼和浩特满都海公园、青城公园、南湖湿地公园等是调节城市热空间环境的冷源。而工厂、车站、人口密集的商业区是城市的主要热源。资料显示,在1990年前,呼和浩特市没有异常的高温区域,热岛效应不明显。从2000年开始,热岛区域明显,主要集中在新华广场、内蒙古饭店、中山路街区、火车站、内蒙古附属医院等地区。2010年,高温区连接成片,热岛区域基本覆盖整个城区,除少量公园、绿地外,大部分区域热岛效应明显。在市区内,西至大南街,北至成吉思汗大街,南至南二环包括金桥开发区,东至东二环区域内,热岛效应明显。

四、呼和浩特市热岛成因分析

分析呼和浩特市温度升高的原因,主要是城市建设导致城市下垫面硬化的结果。近年来,呼和浩特市土地利用类型变化幅度较大,1987年呼和浩特市城市建设用地面积为8001.95 公顷,1997 年12062.12 公顷,2007 年为24407.33 公顷。1987~2007 年,呼和浩特市城市建设用地扩展趋势明显,年均扩展面积和年均扩展率明显上升。1987~1997年,年均扩展面积为406.02公顷/年;1997~2007年,年均扩展面积为1234.51公顷/年。1997~2007 年年均扩展面积为1987~1997 年的3.04 倍。1987~1997年,年均扩展率为5.08%。1997~2007年城市建设用地扩展明显,年均扩展率为10.23%(苏德勒格其,2009)。此变化状况与呼和浩特市气温变化状况相吻合。城市用地发生变动的主要类型是耕地、林地、草地和建筑

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