關(guān)于“冷島效應(yīng)”應(yīng)用的初探

山東 閆 娜 謝皆兵

關(guān)于“冷島效應(yīng)”應(yīng)用的初探

山東 閆 娜 謝皆兵

氣候中的地理效應(yīng)很多，有焚風(fēng)效應(yīng)、狹管效應(yīng)、溫室效應(yīng)、熱島效應(yīng)和冷島效應(yīng)等。熱島效應(yīng)大家廣為熟知，對冷島效應(yīng)可能不太熟悉。下面就帶大家去認(rèn)識(shí)下“冷島效應(yīng)”。

一、何為冷島效應(yīng)

冷島效應(yīng)是一種特殊的氣象效應(yīng)。1987年Oke最先對綠洲冷島效應(yīng)做了研究，同年我國蘇從先等首次提出“冷島效應(yīng)”的形成機(jī)制。他們對比分析河西走廊的綠洲和戈壁，觀測地面至上空16米范圍內(nèi)不同高度層的溫度和濕度。發(fā)現(xiàn)綠洲上空的氣溫，晝夜均比附近的戈壁偏低，最高氣溫甚至可低30℃左右，蒸發(fā)量約小50%。夏季的綠洲是冷源也是濕源，形成相對獨(dú)立的“冷島”。

冷島效應(yīng)的形成原因主要是，由于沙漠戈壁較綠洲的比熱小，沙漠戈壁和綠洲、湖泊對于太陽輻射的反射率也不同，地面增溫比綠洲、湖泊快得多，沙漠戈壁上空被加熱的暖空氣，通過局地環(huán)流輸送到綠洲上空，形成一個(gè)上熱下冷的逆溫層，上下層空氣的熱交換少，下層冷空氣穩(wěn)定，形成涼爽又濕潤的小氣候，相對于周邊荒漠是冷源，這就是“冷島效應(yīng)”。它普遍存在于干旱地區(qū)的湖泊（包括水庫）和綠洲地帶。

二、冷島效應(yīng)的應(yīng)用

1．利于干旱地區(qū)植物的生長

綠洲上空的這種效應(yīng)，使湍流發(fā)展較弱，抑制了植物的蒸騰和地面的蒸發(fā)，非常有利于植物的生長。這對于我國西北干旱地區(qū)的綠洲節(jié)約水源、種草種樹和發(fā)展農(nóng)業(yè)，是很有利的。

2．減弱城市熱島效應(yīng)的影響

城市內(nèi)部濕地、公共綠化帶、各種成片的植被等都可以形成局地的冷島效應(yīng)。研究數(shù)據(jù)顯示，一個(gè)區(qū)域綠化覆蓋率達(dá)到30%時(shí)，熱島強(qiáng)度開始明顯減弱，達(dá)到50%時(shí)，熱島現(xiàn)象緩解極其明顯。

只有大量的樹木才能夠?qū)p緩熱島效應(yīng)起到真正的作用，成片的草坪只能是形式大于功效。

3．指導(dǎo)城市景觀規(guī)劃

城市的綠地都可以形成局地的冷島效應(yīng)，能顯著降溫，也有人稱為綠島效應(yīng)。這將一定程度上抑制城市熱島效應(yīng)帶來的影響。因此，在城市發(fā)展規(guī)劃的綠化中，既要保持景觀也要注重生態(tài)效益。

一般來說水體的冷島作用大于植被，研究表明，5月綠地降溫效率大于水體，而11月水體降溫效率大于綠地。而人工綠地的冷島效應(yīng)明顯弱于自然綠地。喬木冷島效應(yīng)最顯著，其次是喬灌木，最后是草地。專家認(rèn)為綠化應(yīng)該喬木、灌木、花卉、地被植物多層次一起種植效果更佳。

4．除霾的應(yīng)用原理之一

除霾車能噴灑水霧，除霾車霧化的帶電水分子隨著水霧的蒸發(fā)，作業(yè)區(qū)氣溫逐漸降低，空氣密度增大，會(huì)形成一個(gè)上熱下冷的逆溫層，即局部冷島。如此一來，外圍懸浮顆粒不易侵入，有效延長了除霾效果。

三、其他應(yīng)用

冷島效應(yīng)在維護(hù)綠洲的農(nóng)業(yè)發(fā)展及植被方面意義重大，在其他方面也有應(yīng)用。

中國第一家從事冷島效應(yīng)技術(shù)開發(fā)的是湖南冷島科技有限公司，他們申請冷島效應(yīng)裝置的發(fā)明專利，用冷島效應(yīng)遏制溫室效應(yīng)。通過反光裝置產(chǎn)生冷島，通過控制反光面積和安裝方式而使得冷島與周圍大氣相互作用，讓夏季變得涼爽，讓沙漠變成綠洲。這將會(huì)抗旱保濕，降低夏季高溫天氣危害。這一研究將有巨大市場，并帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，我們不妨拭目以待。

【跟蹤練習(xí)】

“冷島效應(yīng)”指地球上干旱地區(qū)的綠洲、湖泊，其夏季晝夜氣溫比附近沙漠、戈壁低，溫差最高可達(dá)30℃左右，這是由于周圍戈壁沙漠的高溫氣流在大氣的平流作用下，被帶到綠洲、湖泊上空，形成了一個(gè)上熱下冷的大氣結(jié)構(gòu)，形成一種溫潤涼爽的小氣候，據(jù)此完成下面小題。

1．冷島效應(yīng)對綠洲農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，主要表現(xiàn)在（ ）

A．由于水汽凝結(jié)，年降水量增多

B．晝夜溫差增大，有利于有機(jī)物質(zhì)的積累

C．形成干燥氣候，晴天多，有利于光合作用

D．形成溫涼的小氣候，有利于植被生長

2．“冷島效應(yīng)”的原理在城市的規(guī)劃中也被廣泛應(yīng)用，其目的是為了緩解城市的熱島效應(yīng)，根據(jù)這一原理，城市在功能區(qū)規(guī)劃布局時(shí)應(yīng)適當(dāng)增加用地面積的是 （ ）

A．工業(yè)用地 B．住宅用地

C．綠化與休憩用地 D．商業(yè)用地

3．根據(jù)冷島效應(yīng)的原理，試分析城市中公園形成“冷島”的成因。

【參考答案及解析】

1．D 綠洲形成一個(gè)上熱下冷的大氣結(jié)構(gòu)，大氣結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易降水，A錯(cuò)；冷島效應(yīng)在綠洲中是晝夜都存在，所以不會(huì)造成晝夜溫差增大，B錯(cuò)；在干旱、半干旱地區(qū)降水稀少，晴天多，不是因?yàn)槔鋶u效應(yīng)，C錯(cuò)；由于冷島效應(yīng)，白天形成溫涼的小氣候有利于生物生長，而夜間對植物呼吸有抑制作用，有利于植被有機(jī)物質(zhì)的積累。

2．C 住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)工業(yè)區(qū)等地表硬化，不會(huì)形成冷島現(xiàn)象，由于綠地植被升溫較慢，具有調(diào)解局地氣候的能力，能有效降低城市熱島效應(yīng)，所以本題所C。

3．①公園下墊面多植被和水體，植被通過光合作用能有效吸收一部分太陽輻射能量，并且植物還通過遮蔽作用攔截太陽輻射來降低地表溫度。②水體和植物的蒸騰作用可以增加空氣的濕度，而水蒸發(fā)時(shí)可以吸收太陽輻射一部分能量。③公園的人為排熱要比市區(qū)其他地方少。

（作者單位：山東省濰坊第四中學(xué) 安徽省宿州靈璧廣志外國語學(xué)校）