熱島效應(yīng)1號(hào)選手:空調(diào)。假設(shè)西安1千萬人口,每4人共用一臺(tái)空調(diào),250萬空調(diào)同開1小時(shí)散熱量可將未央湖變溫泉。
昨日,華商報(bào)記者采訪了兩位物理學(xué)方面的專業(yè)人士,以假設(shè)西安1千萬人口計(jì)算,每4人共用一臺(tái)空調(diào),他們計(jì)算了一小時(shí)的排熱量,同一時(shí)間250萬空調(diào)同時(shí)使用,以一臺(tái)1.2P、制冷系數(shù)3.3的空調(diào)為例,每小時(shí)總的散熱量為:電功率1000×系數(shù)(3.3+1)×時(shí)間3600秒×空調(diào)總數(shù)量,總散熱量3.87×1010千焦,未央湖湖水總體積按100萬立方米計(jì)算,密度1000千克/立方米,假設(shè)水溫25℃,比熱容:4.2KJ/KGK,湖水質(zhì)量m=pv=109千克,引入:Q=m×c×△t,可以將湖水溫度升高10℃,相當(dāng)于將湖水加熱到35℃變成溫泉水。
此外,通過公式演算,燒開一壺水需要602千焦的熱量,一臺(tái)空調(diào)向大氣排熱量為12600千焦,也就是說空調(diào)一小時(shí)排出熱量可以燒開21壺水 華商報(bào)記者 寧軍
熱島效應(yīng)2號(hào)選手:汽車。若每天40萬輛車上路跑100公里,城墻內(nèi)近地面3米將被“加熱”0.32℃。昨日,華商報(bào)記者咨詢從事多年物理教學(xué)工作的楊老師,假設(shè)汽車的質(zhì)量均為1500kg,發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為60kw,油耗為每百公里10L,汽油密度統(tǒng)一為0.7×10kg,汽油的燃燒值是4.6×10焦/千克。
根據(jù)公式可計(jì)算得出,一輛小汽車行駛100km汽油燃燒產(chǎn)生的熱量為3.22×108J,如果按一定的壓力條件下(如正常的一個(gè)大氣壓),空氣的比熱為0.24J/(kg℃),也就是說1立方米的空氣升高1℃需要0.24大卡(240卡)的熱量,相當(dāng)于1005.6焦耳。根據(jù)換算,每輛行駛100公里產(chǎn)生的熱量可使100立方米空氣中的溫度上升0.32℃,如果每天40萬輛汽車每輛都跑100公里,可使4000萬立方米空氣中的溫度上升0.32℃,而西安城墻內(nèi)面積為11.32平方公里,相當(dāng)于40萬輛車都跑100公里的話,產(chǎn)生的熱量可以使城墻內(nèi)近地表3米的溫度上升0.32℃ 華商報(bào)記者 張成龍 制圖/張永文 攝影 陳團(tuán)結(jié)
今年5月3日,西安市機(jī)動(dòng)車的保有量達(dá)到300萬輛。西安市交警支隊(duì)相關(guān)負(fù)責(zé)人在接受采訪時(shí)曾表示,西安市每天道路上運(yùn)行的機(jī)動(dòng)車30萬輛~50萬輛。如果按每天可上路運(yùn)行的汽車數(shù)量為50萬輛計(jì)算,工作日限號(hào)20%,實(shí)際上路40萬輛。
>>專家解析
西安城市熱島強(qiáng)度從1995年開始快速上升
專家支招:增加綠地、設(shè)計(jì)城市風(fēng)道、恢復(fù)周邊水系、機(jī)動(dòng)車限行等可減緩城市熱島效應(yīng)
一說起這幾年夏天的高溫,西安市民都會(huì)想到“熱島效應(yīng)”,那么,西安的熱完全是“熱島效應(yīng)”導(dǎo)致的嗎?這種熱的體驗(yàn),是不是會(huì)逐年嚴(yán)重?華商報(bào)記者采訪了多位專家,看看專家怎么說。
什么是熱島效應(yīng)?
城市熱島效應(yīng)是指城市因大量的人工發(fā)熱、建筑物和道路等高蓄熱體及綠地減少等因素,造成城市“高溫化”,城市中的氣溫明顯高于外圍郊區(qū)的現(xiàn)象。在近地面溫度圖上,郊區(qū)氣溫變化很小,而城區(qū)則是一個(gè)高溫區(qū),就像突出海面的島嶼,由于這種島嶼代表高溫的城市區(qū)域,所以就被形象地稱為城市熱島。
城市熱島中心,氣溫一般比周圍郊區(qū)高1℃左右,最高可達(dá)6℃以上,大城市散發(fā)的熱量可以達(dá)到所接收的太陽能的2/5,從而使城市的溫度升高。在城市熱島作用下,近地面產(chǎn)生由郊區(qū)吹向城市的熱島環(huán)流。城市熱島增強(qiáng)空氣對(duì)流,空氣中的煙塵提供了充足的水汽凝結(jié)核,故城市降水比郊區(qū)多。
環(huán)境專家鄧順熙:玻璃幕墻、水泥柏油路面增多熱島效應(yīng)明顯
長安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院教授鄧順熙認(rèn)為,產(chǎn)生城市熱島效應(yīng)的主要原因是城市變成“鋼筋水泥森林”之后,吸收的光照明顯增多,“你想想,原來一個(gè)足球場(chǎng)的面積,吸收的光照,就是這個(gè)球場(chǎng)面積這么大;但是你把它改成了高層,除了這個(gè)足球場(chǎng)面積大光照之外,還有四個(gè)外立面吸收的光照,如果再做成玻璃幕墻,折射光線,那么吸收和散發(fā)的熱量就更多了。”
“再有就是城市的廣場(chǎng)綠地減少,硬化地面增多,地面散熱的程度和硬化程度成正比,同樣是炎熱的夏天,你走在草坪上,可能覺得還有些許涼意;可是你走在陽光照射下的柏油路上或水泥地面上,立即感覺熱浪翻滾。”
“還有很重要的一點(diǎn),就是城市周邊水系。在高新樓群密集的地帶上班的人,高溫天就覺得很難熬,走在哪里都覺得酷熱;在南湖附近或者灞河附近的人,感覺其實(shí)就沒那么熱,因?yàn)樗孢€是有降溫的作用。”
鄧順熙說,這些熱島效應(yīng),都和城市規(guī)劃有關(guān),而這些都是造成了對(duì)光照的改變,從而產(chǎn)生的熱島效應(yīng)的加劇。除此之外,人類的生產(chǎn)生活也會(huì)小程度的加劇熱島效應(yīng),“比如車輛尾氣排放、空調(diào)、做飯炒菜等,都會(huì)產(chǎn)生影響。”
鄧順熙建議,應(yīng)該通過規(guī)劃,控制城市中心的高層,在城市中心留出大的空地,而不能一味建高層,高層越多,城市中心的熱島效應(yīng)越顯著;其次,減少建筑物外立面的玻璃幕墻,玻璃幕墻折射、釋放的熱量太大了;再次,應(yīng)該恢復(fù)西安周邊的水系,比如現(xiàn)在正在改造的昆明湖,就會(huì)一定程度減緩熱島效應(yīng)。
省氣象局專家:1995年后 熱島效應(yīng)迅速上升
一份來自省氣象局專家的論文顯示,西安市1959~1971年熱島強(qiáng)度的絕對(duì)值很小,平均值只0.14℃,熱島效應(yīng)可以忽略不計(jì);
1972~1994年熱島強(qiáng)度上了一個(gè)新臺(tái)階,由1972年前的平均0.14℃的低水平上升到1994年的0.84℃的較高水平,上升幅度達(dá)0.7℃,上升速率為0.69℃/a;
1995年以后為熱島強(qiáng)度的快速上升階段,1995~2008年的年熱島強(qiáng)度在1.0~1.9℃之間波動(dòng),平均強(qiáng)度為1.45℃,比第二階段的平均強(qiáng)度高0.61℃,該時(shí)段熱島強(qiáng)度的上升速率為0.87℃/a。
由此可見,西安城市熱島強(qiáng)度從1995年開始上升速度更快,熱島強(qiáng)度更加明顯。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是:近年來隨著西安城市的發(fā)展、城區(qū)內(nèi)部進(jìn)行了大規(guī)模的改造,建筑密度、下墊面的性質(zhì)都有了較大的改變。
此外,能源消耗劇增、人為熱排放增大等因素加劇了城市化效應(yīng),使得城郊溫差越來越大,從而導(dǎo)致城市熱島越發(fā)明顯,熱島強(qiáng)度逐漸增大。
氣象專家方建剛:西安地理上比較聚熱
省氣候中心高級(jí)工程師方建剛說,西安最近的熱,是每年在西安都會(huì)出現(xiàn)的高溫時(shí)段。比起去年,其實(shí)西安今年算是高溫日比較少的,因?yàn)?月前半個(gè)月一直在下雨,7月下旬才開始熱起來。
方建剛說,說到城市熱島效應(yīng),西安處于河谷地帶,四周有秦嶺、黃土高原,西安所處的凹地本來就有聚熱的特征,一到夏天,陽光照射后,熱量都聚在一起,很難散發(fā)。和西安類似,渭南的大荔、安康的旬陽,也是因?yàn)榈乩碓?,夏季溫度很高?/p>
從氣象原因上來說,夏季,西安受副熱帶高壓控制,在此大氣環(huán)流下,天氣晴好,升溫迅速。夏季,太陽直射北半球,這段時(shí)間正是太陽輻射最強(qiáng)的時(shí)候,也就是西安最熱的一段時(shí)間。
此外,隨著城市的迅速發(fā)展,高層建筑物增加,汽車、空調(diào)增多,城市熱源增多,城市熱島效應(yīng)也逐漸增強(qiáng)。不過,西安現(xiàn)在也在增加綠地的規(guī)劃,設(shè)計(jì)城市風(fēng)道,機(jī)動(dòng)車限行,通過這一系列的舉措,減緩城市熱島效應(yīng)的影響。 (記者 毛蜜娜 實(shí)習(xí)生 白毅鵬 宋美琦)
編輯: 孫璐瑩
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