城市热岛效应的成因及改善-开题报告

城市热岛效应（Urban Heat Island Effect）是指城市中心的空气温度明显高于城市外围郊区的现象。从近地面温度图上看，由于郊区气温变化很小，而城区高温区的形状像是海里突出海面的岛屿，因此形象地称之为城市热岛。城市热岛效应给人们带来的影响及危害可以归纳为以下几点：第一，酷热的天气尤其是夏天给人们的生活跟工作带来严重影响，甚至少数人会因中暑死亡。第二，造成局部地区水灾，城市中心的上升气流跟潮湿的海上气流交汇，会在局部地区形成积云，之后降下暴雨会在某些地区引发洪水，造成地质灾害。第三，加剧大气污染，城市地面散发的热气形成近地面暖气团，使城市空气流通受阻，形成“烟尘穹顶”。第四：城市光化学污染严重，而城市热岛效应更加加剧了光化学反应，从而使大气中臭氧浓度上升，加剧大气污染。此外“城市热岛效应”还会导致气候，物侯失常。

国外研究现状：

    多年来，众多学者对城市热岛现象做了大量的研究工作。常规的城市热岛研究主要以监测为主，根据监测结果来分析影响城市温度场及城市热岛强度的因素。常规监测方法采用线路观测和定点观测相结合。为了从热力、动力等方面对城市气候做定量的分析，会普遍将数学模型运用到城市气候研究中去。即根据有关热力学和动力学方程，建立城市热岛、热岛环流、城市大气污染物的扩散和城市逆温层分布等数学模型，并将城市中实测的有关数据代入，进行城市气候的数值模拟试验。这方面的工作，为城市气候学研究走向定量化起着十分重要的作用。但是观测不可能同步进行，观测点位的密度不高，这种方法并不能全面、同步地反映地面热辐射的状况。随着遥感技术的发展，越来越多的学者开始应用热红外遥感资料进行城市气候的研究。常用的热红外遥感技术有气象卫星NOAA AVHRR、陆地卫星(Landsat)TM等。相比气象卫星NOAA AVHRR 地面分辨率(1 km ×1 km)，陆地卫星(Landsat) TM6 具有120 m ×120 m 的地面分辨率，对于要求精确分析的区域，TM6 是较好的选择。此外，日本九州大学城市与建筑环境实验室开发的城市热岛模拟软件——AU SSSM TOOL , 可对典型区域的热环境进行模拟，对城市的合理规划提供参考。航空遥感技术、卫星遥感技术能有效、全面地探测到下垫面的温度特征，周期性、动态地监测城市热环境变化趋势，为城市气象的准确监测、城市气候的研究和分析起到了很好的保障作用。

国内研究现状：

    遗憾的是城市气候学在我国是一门起步尚晚的边缘学科。直到20世纪80年代初，城市气候方面的研究才得到了逐步的开展和研究。至20世纪90年代中期，我国的城市气候学研究在老一代气象工作者的努力下逐渐发展、壮大和成熟，近几年来我国研究人员从城市人口密度、绿地数量和分布、建成区面积、大气污染、地形等方面研究了城市热岛的范围、强度与这些因素之间的关系。他们的研究成果为近十几年城市气候学的研究奠定了坚实的基础，对我国城市气候研究的迅速发展产生了不可磨灭的影响。代表性人物为张景哲和周淑贞。张景哲则将研究重点放在了北京，他在《城市气候研究中几个问题的看法》一文中指出了城市气候应用研究的重要性，张景哲研究了北京市的城市热岛效应，将北京城市热岛分为强热岛型、中热岛型、晴天弱热岛型和阴天弱热岛型这四种类型，分别对这四种热岛类型进行了详细的分析和讨论。此外，还研究了北京城市气温与下垫面结构关系的时相变化，发现城市气温与城市下垫面结构中绿地、建筑物、水域三要素的相关程度，随着季节和昼夜的变化而变化。与张景哲同一时期的另一代表人物周淑贞以上海为重点研究城市，周淑贞于1982年所著的《城市气候学导论》是我国出版的第一本城市气候方面的专著，她还发表了多篇城市气候学方面的学术^范文，为后人的研究提供了许多有价值的思路。研究了上海市的城市热岛效应，探讨了上海城市发展对气温、风、雾、太阳辐射等各种气象要素所产生的影响，并提出了上海城市气候中的五岛效应。

    回顾近几十年城市热岛效应方面的研究，在研究区域、研究规模、研究内容和研究深度上都有了长足的发展。在研究区域上，不仅研究中高纬度城市的热岛效应，还扩展到了以往研究较少的热带地区；在研究规模上，不仅继续大城市的研究，还加强了对小城镇和小聚落的研究；在研究内容上，不仅关注气温场，还开始探讨城市地温分布上的特征和规律；在研究深度上，不仅对热岛现象本身进行观测研究，还注意了热岛造成的后果或次级效应。

二、^范文提纲

引言：城市热岛的危害以及研究现状

城市热岛的概念及强度

城市热岛的概念

城市热岛的定义

城市热岛形成的成因

城市下垫面的改变

城市中的大气污染

人工热源的影响

区域气候的影响

城市热岛效应的观测方法

城郊气象站观测数据对比方法

遥感技术应用于城市热岛的观测

计算机模拟预测方法

城市热岛效应的控制及改善

合理的构建城市规划结构

合理规划城市能源，降低设备能耗

规范城市交通

大力推广城市绿化

构建人工湿地，保护自然湿地

发展“生态隔热”建筑表皮

三、参考文献

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[2]冯德成，张鑫，缓解城市热岛效应的城市路面铺装简介，中外公路，2010

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