Question

【题目】阅读图文材料，完成下列要求。

热岛强度是指中心城区比郊区气温高出的数值大小，单位为摄氏度。

兰州市区位于黄河河谷之中，周围群山环抱。其城市建设速度和扩展速度迅猛，1978年城市化水平为45.6%，2010年时已经达到62.7%，热岛效应逐渐增强。下图是兰州市某日热岛强度变化统计图。

（1）说明兰州该日正午前后热岛效应特点的成因。

（2）推测兰州热岛效应季节变化的规律，并说明理由。

（3）分析兰州城市化引起下垫面性质改变与热岛效应的关系。

Answer 1

【答案】（1）正午前后，太阳辐射最强烈，城市中心地表和建筑物大量吸收太阳热量，大气对流、湍流作用增强，利于散热：城市与郊区热力环流加强，城区和郊区大气在水平和垂直方向上的混合作用增强，城郊温差减少；城市上空盛行上升气流利于散热；而郊区盛行下沉气流增温且不利于散热。因而引起城区气温低于郊区气温的“冷岛”效应。

（2）规律：冬季最强，夏季最弱，春秋居中。理由：冬季受冷气团控制，天气稳定，有利于热岛的形成与发展：受山谷地形影响，冬季逆温层加厚，不利于城市散热；冬季正值供暖期，排放热量多：冬季取暖燃煤污染物排放量大，使得城区大气逆辐射增强，收入热量多。

（3）兰州城市化的发展改变了下垫面的热力属性，人工建筑物吸热快而热容量小；城市地面和建筑物对太阳辐射反射率较低，吸收率加大；城区密集的建筑群、纵横的道路桥梁，构成较为粗糙的城市下垫面、因而对风的阻力增大，风速降低，热量不易散失；城市化发展使城市绿地和水体减少，地表含水量少，热量更多地以显热形式进入空气中，导致空气升温，使城市热岛效应不断增强。

【解析】

以兰州市为背景考查城市热岛效应，意在考查学生对城市热岛效应知识的理解和运用知识综合分析问题的能力。

（1）读图，兰州该日正午前后热岛强度≦0，说明此时城市气温相比于郊区略低，形成的是与热岛效应相对的“冷岛”效应。形成原因是正午前后，太阳辐射最强烈，城市中心地表和建筑物大量吸收太阳热量，大气对流、湍流作用增强，利于散热：城市与郊区热力环流加强，城区和郊区大气在水平和垂直方向上的混合作用增强，城郊温差减少；城市上空盛行上升气流利于散热；而郊区盛行下沉气流增温且不利于散热。

（2）从图中可看出气温越高，城市热岛效应越弱，反之则越强，因此可以推断城市热岛效应最显著的季节为冬季，夏季最弱，春秋居中。理由：冬季受冷气团控制，天气稳定，有利于热岛的形成与发展：受山谷地形影响，冬季逆温层加厚，不利于城市散热；冬季正值供暖期，排放热量多：冬季取暖燃煤污染物排放量大，使得城区大气逆辐射增强，收入热量多。

（3）下垫面性质影响地面对太阳辐射的吸收，城市化过程中森林、草地、水域面积减少，人工建筑增加，城市地面和建筑物对太阳辐射反射率较低，吸收率加大；城区密集的建筑群、纵横的道路桥梁，构成较为粗糙的城市下垫面、因而对风的阻力增大，风速降低，热量不易散失；城市化发展使城市绿地和水体减少，地表含水量少，热量更多地以显热形式进入空气中，导致空气升温，使城市热岛效应不断增强。