什么是“热岛效应”?与“温室效应”有什么区别?

题目

什么是“热岛效应”?与“温室效应”有什么区别?

答案

★ 温室效应是由于大气里温室气体（二氧化碳、甲烷等）含量增大而形成的. 空气中含有二氧化碳,而且在过去很长一段时期中,含量基本上保持恒定.这是由于大气中的二氧化碳始终处于“边增长、边消耗” 的动态平衡状态.大气中的二氧化碳有80％来自人和动、植物的呼吸,20％来自燃料的燃烧.散布在大气中的二氧化碳有75％被海洋、湖泊、河流等地面的水及空中降水吸收溶解于水中.还有5％的二氧化碳通过植物光合作用,转化为有机物质贮藏起来.这就是多年来二氧化碳占空气成分0.03%（体积分数）始终保持不变的原因. 但是近几十年来,由于人口急剧增加,工业迅猛发展,呼吸产生的二氧化碳及煤炭、石油、天然气燃烧产生的二氧化碳,远远超过了过去的水平.而另一方面,由于对森林乱砍乱伐,大量农田建成城市和工厂,破坏了植被,减少了将二氧化碳转化为有机物的条件.再加上地表水域逐渐缩小,降水量大大降低,减少了吸收溶解二氧化碳的条件,破坏了二氧化碳生成与转化的动态平衡,就使大气中的二氧化碳含量逐年增加.空气中二氧化碳含量的增长,就使地球气温发生了改变. 在空气中,氮和氧所占的比例是最高的,它们都可以透过可见光与红外辐射.但是二氧化碳就不行,它不能透过红外辐射.所以二氧化碳可以防止地表热量辐射到太空中,具有调节地球气温的功能.如果没有二氧化碳,地球的年平均气温会比目前降低20 ℃.但是,二氧化碳含量过高,就会使地球仿佛捂在一口锅里,温度逐渐升高,就形成“温室效应”. 形成温室效应的气体,除二氧化碳外,还有其他气体.其中二氧化碳约占75％、氯氟代烷约占15%～20％,此外还有甲烷、一氧化氮等30多种. 温室效应就是由于大气中二氧化碳等气体含量增加,使全球气温升高的现象.如果二氧化碳含量比现在增加一倍,全球气温将升高3 ℃～5 ℃,两极地区可能升高10 ℃,气候将明显变暖.气温升高,将导致某些地区雨量增加,某些地区出现干旱,飓风力量增强,出现频率也将提高,自然灾害加剧.更令人担忧的是,由于气温升高,将使两极地区冰川融化,海平面升高,许多沿海城市、岛屿或低洼地区将面临海水上涨的威胁,甚至被海水吞没.20世纪60年代末,非洲下撒哈拉牧区曾发生持续6年的干旱.由于缺少粮食和牧草,牲畜被宰杀,饥饿致死者超过150万人. 这是“温室效应” 给人类带来灾害的典型事例.因此,必须有效地控制二氧化碳含量增加,控制人口增长,科学使用燃料,加强植树造林,绿化大地,防止温室效应给全球带来的巨大灾难. 二氧化碳是影响地球能量平衡的一个重要方面.能量主要以光的形式到达地球,其中大部分被吸收,并通过各种方式转化为热量,热量最后以红外(热)辐射形式从地球再辐射出去.在大气层中,氮和氧所占的比例是最高的,它们都可以透过可见光与红外辐射.二氧化碳对光辐射没有阻碍,但是能吸收红外线并阻挡红外线通过,就像温室的玻璃顶罩一样,能量进来容易出去难.大气中的二氧化碳越多,对地球上热量逸散到外层空间的阻碍作用就越大,从而使地球温度升高得越快,这种现象就叫做温室效应. 科学家预测,今后大气中二氧化碳每增加1倍,全球平均气温将上升1.5～4.5℃,而两极地区的气温升幅要比平均值高3倍左右.因此,气温升高不可避免地使极地冰层部分融解,引起海平面上升.海平面上升对人类社会的影响是十分严重的.如果海平面升高1 m,直接受影响的土地约5×106 km2,人口约10亿,耕地约占世界耕地总量的1/3.如果考虑到特大风暴潮和盐水侵入,沿海海拔5 m以下地区都将受到影响,这些地区的人口和粮食产量约占世界的1/2.一部分沿海城市可能要迁入内地,大部分沿海平原将发生盐渍化或沼泽化,不适于粮食生产.同时,对江河中下游地带也将造成灾害.当海水入侵后,会造成江水水位抬高,泥沙淤积加速,洪水威胁加剧,使江河下游的环境急剧恶化.温室效应和全球气候变暖已经引起了世界各国的普遍关注,目前正在推进制订国际气候变化公约,减少二氧化碳的排放已经成为大势所趋. ★热岛效应 一个地区（主要指城市）的气温高于周围地区的现象.用两个代表性测点的气温差值（即热岛强度）表示.城市人口密集、工厂及车辆排热、居民生活用能的释放、城市建筑结构及下垫面特性的综合影响等是其产生的主要原因.热岛强度有明显的日变化和季节变化.日变化表现为夜晚强、白天弱,最大值出现在晴朗无风的夜晚,上海观测到的最大热岛强度达6℃以上.季节分布还与城市特点和气候条件有关,北京是冬季最强,夏季最弱,春秋居中,上海和广州以10月最强.年均气温的城乡差值约1℃左右,如北京为0.7～1.0℃,上海为0.5～1.4℃,洛杉矶为0.5～1.5℃.城市热岛可影响近地层温度层结,并达到一定高度.城市全天以不稳定层结为主,而乡村夜晚多逆温.水平温差的存在使城市暖空气上升,到一定高度向四周辐散,而附近乡村气流下沉,并沿地面向城市辐合,形成热岛环流,称为“乡村风”,这种流场在夜间尤为明显.城市热岛还在一定程度上影响城市空气湿度、云量和降水.对植物的影响则表现为提早发芽和开花、推迟落叶和休眠. 城市热岛效应是城市气候中典型的特征之一.它是城市气温比郊区气温高的现象.城市热岛的形成一方面是在现代化大城市中,人们的日常生活所发出的热量；另一方面,城市中建筑群密集,沥青和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的热容量（可吸收更多的热量）,而反射率小,使得城市白天吸收储存太阳能比郊区多,夜晚城市降温缓慢仍比郊区气温高.城市热岛是以市中心为热岛中心,有一股较强的暖气流在此上升,而郊外上空为相对冷的空气下沉,这样便形成了城郊环流,空气中的各种污染物在这种局地环流的作用下,聚集在城市上空,如果没有很强的冷空气,城市空气污染将加重,人类生存的环境被破坏,导致人类发生各种疾病,甚至造成死亡.