熱島效應1號選手:空調(diào)。假設西安1千萬人口,每4人共用一臺空調(diào),250萬空調(diào)同開1小時散熱量可將未央湖變溫泉。
昨日,華商報記者采訪了兩位物理學方面的專業(yè)人士,以假設西安1千萬人口計算,每4人共用一臺空調(diào),他們計算了一小時的排熱量,同一時間250萬空調(diào)同時使用,以一臺1.2P、制冷系數(shù)3.3的空調(diào)為例,每小時總的散熱量為:電功率1000×系數(shù)(3.3+1)×時間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100萬立方米計算,密度1000千克/立方米,假設水溫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,一臺空調(diào)向大氣排熱量為12600千焦,也就是說空調(diào)一小時排出熱量可以燒開21壺水 華商報記者 寧軍
熱島效應2號選手: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,華商報記者咨詢從事多年物理教學工作的楊老師,假設汽車的質(zhì)量均為1500kg,發(fā)動機額定功率為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℃ 華商報記者 張成龍 制圖/張永文 攝影 陳團結
今年5月3日,西安市機動車的保有量達到300萬輛。西安市交警支隊相關負責人在接受采訪時曾表示,西安市每天道路上運行的機動車30萬輛~50萬輛。如果按每天可上路運行的汽車數(shù)量為50萬輛計算,工作日限號20%,實際上路40萬輛。
>>專家解析
西安城市熱島強度從1995年開始快速上升
專家支招:增加綠地、設計城市風道、恢復周邊水系、機動車限行等可減緩城市熱島效應
一說起這幾年夏天的高溫,西安市民都會想到“熱島效應”,那么,西安的熱完全是“熱島效應”導致的嗎?這種熱的體驗,是不是會逐年嚴重?華商報記者采訪了多位專家,看看專家怎么說。
什么是熱島效應?
城市熱島效應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6℃以上,大城市散發(fā)的熱量可以達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。城市熱島增強空氣對流,空氣中的煙塵提供了充足的水汽凝結核,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明顯
長安大學環(huán)境科學與工程學院教授鄧順熙認為,產(chǎn)生城市熱島效應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,原來一個足球場的面積,吸收的光照,就是這個球場面積這么大;但是你把它改成了高層,除了這個足球場面積大光照之外,還有四個外立面吸收的光照,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,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,感覺其實就沒那么熱,因為水面還是有降溫的作用!
鄧順熙說,這些熱島效應,都和城市規(guī)劃有關,而這些都是造成了對光照的改變,從而產(chǎn)生的熱島效應的加劇。除此之外,人類的生產(chǎn)生活也會小程度的加劇熱島效應,“比如車輛尾氣排放、空調(diào)、做飯炒菜等,都會產(chǎn)生影響!
鄧順熙建議,應該通過規(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,應該恢復西安周邊的水系,比如現(xiàn)在正在改造的昆明湖,就會一定程度減緩熱島效應。
省氣象局專家:1995年后 熱島效應迅速上升
一份來自省氣象局專家的論文顯示,西安市1959~1971年熱島強度的絕對值很小,平均值只0.14℃,熱島效應可以忽略不計;
1972~1994年熱島強度上了一個新臺階,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0.7℃,上升速率為0.69℃/a;
1995年以后為熱島強度的快速上升階段,1995~2008年的年熱島強度在1.0~1.9℃之間波動,平均強度為1.45℃,比第二階段的平均強度高0.61℃,該時段熱島強度的上升速率為0.87℃/a。
由此可見,西安城市熱島強度從1995年開始上升速度更快,熱島強度更加明顯。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,使得城郊溫差越來越大,從而導致城市熱島越發(fā)明顯,熱島強度逐漸增大。
氣象專家方建剛:西安地理上比較聚熱
省氣候中心高級工程師方建剛說,西安最近的熱,是每年在西安都會出現(xiàn)的高溫時段。比起去年,其實西安今年算是高溫日比較少的,因為7月前半個月一直在下雨,7月下旬才開始熱起來。
方建剛說,說到城市熱島效應,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,也是因為地理原因,夏季溫度很高。
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,這段時間正是太陽輻射最強的時候,也就是西安最熱的一段時間。
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,城市熱島效應也逐漸增強。不過,西安現(xiàn)在也在增加綠地的規(guī)劃,設計城市風道,機動車限行,通過這一系列的舉措,減緩城市熱島效應的影響。 (記者 毛蜜娜 實習生 白毅鵬 宋美琦)