有关城市热岛效应研究论文

“热岛效应” 久居都市的人们都有类似的体验：夏季里城市局部地区的气温要比郊区高出很多。为了逃避酷热难耐的暑气，人们往往愿意跑到绿树成荫、河湖交错的郊区或乡村去享受一份清凉和惬意。为什么在享受现代城市的舒适与便利时，都市人还要忍受炎炎酷暑的折磨？在此，我们想讨论一个与城市化进程密切相关的气象学现象，即城市的“热岛效应”。根据科学观测和研究，城市热岛效应的加剧固然有自然气候方面的原因，但更重要的还是人为原因。热岛效应：城市化进程的副产品按照北京市园林科学研究所高级工程师李延明的解释，城市热岛效应就是城市化的发展导致城市中的气温高于外围郊区的这种现象。在气象学近地面大气等温线图上，郊外的广阔地区气温变化很小，如同一个平静的海面，而城区则是一个明显的高温区，如同突出海面的岛屿。由于这种岛屿代表着高温的城市区域，所以就被形象地称为“城市热岛”。热岛效应不仅使城市的气候发生了变化，还带来严重的污染，成为影响城市环境质量的重要因素。近些年，随着城市建设的高速发展，热岛效应也愈发明显。概括起来，城市热岛的形成主要有四个原因：首先是人工建筑物的影响，如混凝土、柏油路面以及各种建筑墙面。这些人工建筑物吸热快而热容小，在相同的太阳辐射条件下，其表面温度明显高于绿地和水面。例如，在夏季烈日照射下，马路上的温度要比土地上高18度，而水泥屋顶要比草地上高20度。其次是城市大气污染。城市中机动车辆、工业生产及人群活动产生了大量的氮氧化物、二氧化碳、煤灰和粉尘等，这些物质可以吸收环境中热辐射的能量，产生众所周知的“温室效应”，从而引起大气的进一步升温。三是人工热源的影响。日益增加的工厂、汽车、空调、冰箱等人工排热器在消耗掉大量能源的同时，还在不停地向外“倾泻”着热量，使城市的“体温”一再升高。四是城市绿地和水体的减少。随着城市中建筑、广场和道路的大量增建，绿地、水体等自然因素却相应减少，吸热少了，缓解热岛效应的能力自然就被削弱了。热岛效应与人体健康在“热岛效应”的影响下，城市上空的云、雾会增加，使有害气体、烟尘在市区上空累积，形成严重的大气污染。人类有许多疾病就是在“热岛效应”下引发的。医学研究表明，环境温度与人体的生理活动密切相关。环境温度高于28度时，人们就会有不舒适感；温度再高就易导致烦躁、中暑、精神紊乱；气温高于34度，并伴有频繁的热浪冲击，还可引发一系列疾病，特别是使心脏、脑血管和呼吸系统疾病的发病率上升，死亡率明显增加。此外，高温还可加快光化学反应速率，从而提高大气中有害气体的浓度，进一步伤害人体健康。在“热岛效应”的作用下，城市中每个地方的温度并不一样，而是呈现出一个个闭合的高温中心。在这些高温区内，空气密度小，气压低，容易产生气旋式上升气流，使得周围各种废气和化学有害气体不断对高温区进行补充。在这些有害作用下，高温区的居民极易患上消化系统或神经系统疾病，此外，支气管炎、肺气肿、哮喘、鼻窦炎、咽炎等呼吸道疾病人数也有所增多。严重的城市热岛效应不但影响了人们正常的生活和工作，还成为人们生活质量进一步提高和城市进一步发展的制约因素。因此，研究削减城市热岛效应的技术方法，采取各种措施缓解热岛效应的影响，对于提高人们的生活质量，维持城市可持续发展具有重要的意义。缓解热岛效应的有效因素国内外许多专家都在积极进行这方面的探索和研究，目前已有多种方法可供选择。例如可将城市建筑物表面颜色由深变浅，以减少对太阳辐射的吸收；在路边、花园和屋顶栽种上花草树木，也可使城市的环境温度降下来；加强城市规划，选择合理的城市结构模式，统筹安排工厂区和居民区；将城区分散的热源集中控制，提高工业热源和能源的利用率，减少热量散失和释放，也是一项很重要的措施。绿地是城市中最主要的自然因素，研究表明，城市绿化覆盖率与热岛强度成反比，绿化覆盖率越高，热岛强度越低，因此建立规模化的集中绿地是最能直接削弱城市热岛效应的做法。绿地能吸收太阳辐射，而所吸收的辐射能量又有大部分用于植物蒸腾耗热或在光合作用中转化为化学能，这样就使可用于增加环境温度的热量大大转移掉。据科学统计，每公顷绿地平均每天可从周围环境中吸收兆焦耳的热量，相当于189台空调的制冷作用；平均每天吸收吨的二氧化碳，显著削弱了温室效应的产生。此外，每公顷绿地可以年滞留粉尘吨，将环境中的大气含尘量降低50％左右，有效抑制了大气升温。风、水面等自然因素也可有效缓解城市的热岛效应。风是热岛效应的“天敌”，当风刮起来的时候，热岛就失去了存在的理由，通过大气环流，热岛与周围地区的空气进行交换，以此降低自身的温度

热岛效应的定义是由于人们改变城市地表而引起小气候变化的综合现象，是城市气候最明显的特征之一。由于城市化的速度加快，城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的热容量和吸热率，使得城区储存了较多的热量，并向四周和大气中幅射，造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温，高温的城区处于低温的郊区包围之中，如同汪洋大海中的岛屿，人们把这种现象称之为城市热岛效应。“热岛效应”的成因气候条件是造成城市热岛效应的外部因素，而城市化才是热岛形成的内因。一般认为热岛成因有三：一是城市与郊区地表面性质不同，热力性质差异较大。城区反射率小，吸收热量多，蒸发耗热少，热量传导较快，而辐射散失热量较慢，郊区恰相反；二是城区排放的人为热量比郊区大；三是城区大气污染物浓度大，气溶胶微粒多，在一定程度上起了保温作用。1．选择高效美观的绿化形式、包括街心公园、屋顶绿化和墙壁垂直绿化及水景设置，可有效地降低热岛效应，获得清新宜人的室内外环境。2．居住区的绿化管理要建立绿化与环境相结合的管理机制并且建立相关的地方性行政法规，以保证绿化用地。3．要统筹规划公路、高空走廊和街道这些温室气体排放较为密集的地区的绿化，营造绿色通风系统，把市外新鲜空气引进市内，以改善小气候。4．应把消除裸地、消灭扬尘作为城市管理的重要内容。除建筑物、硬路面和林木之外，全部地表应为草坪所覆盖，甚至在树冠投影处草坪难以生长的地方，也应用碎玉米秸和锯木小块加以遮蔽，以提高地表的比热容。5．建设若干条林荫大道，使其构成城区的带状绿色通道，逐步形成以绿色为隔离带的城区组团布局，减弱热岛效应；在现有的条件上，应考虑1、控制使用空调器，提高建筑物隔热材料的质量，以减少人工热量的排放；改善市区道路的保水性性能。2、建筑物淡色化以增加热量的反射。3、提高能源的利用率，改燃煤为燃气。4、此外，“透水性公路铺设计划”，即用透水性强的新型柏油铺设公路，以储存雨水，降低路面温度。5、形成环市水系，调节市区气候。

城市热岛效应，通俗地讲就是城市化的发展，导致城市中的气温高于外围郊区的这种现象。在气象学近地面大气等温线图上，郊外的广阔地区气温变化很小，如同一个平静的海面，而城区则是一个明显的高温区，如同突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表着高温的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。在夏季，城市局部地区的气温，能比郊区高6℃甚至更高，形成高强度的热岛。那么，城市热岛是怎么形成的呢？或者说是什么原因导致了城市热岛呢？城市热岛的形成，显然是与城市化的发展密不可分的，其形成的直接原因有以下四个：首先，是城市下垫面（大气底部与地表的接触面）特性的影响。城市内大量人工构筑物如铺装地面、各种建筑墙面等，改变了下垫面的热属性，这些人工构筑物吸热快而热容量小，在相同的太阳辐射条件下，它们比自然下垫面（绿地、水面等）升温快，因而其表面的温度明显高于自然下垫面。比如夏天里，草坪温度32℃、树冠温度30℃的时候，水泥地面的温度可以达到57℃，柏油马路的温度更高达63℃，这些高温物体形成巨大的热源，烘烤着周围的大气和我们的生活环境，怎么能不热呢？第二个主要原因是城市大气污染。城市中的机动车辆、工业生产以及大量的人群活动，产生了大量的氮氧化物、二氧化碳、粉尘等，这些物质可以大量地吸收环境中热辐射的能量，产生众所周知的温室效应，引起大气的进一步升温。第三个主要原因是人工热源的影响。工厂、机动车、居民生活等，燃烧各种燃料、消耗大量能源，无数个火炉在燃烧，都在排放热量！第四个原因是，城市里的自然下垫面减少了。城市的建筑、广场、道路等等大量增加，绿地、水体等自然因素相应减少，放热的多了，吸热的少了，缓解热岛效应的能力就被削弱了。

地理教学中“知识负迁移”现象探析知识的迁移也叫学习的迁移，心理学上把已获得的知识、情感和态度对后续学习活动的影响，或者后续学习活动对先前学习活动的影响称为学习迁移。学习之间的影响有促进和干扰之分，一种学习对另一种学习起促进作用的称为正迁移，如果起干扰或抑制作用的，称为负迁移。教学中，教师应遵循促进学习迁移的教学原则，尽量引导正迁移，减少或杜绝负迁移，促进学生对所学知识的理解与运用。地理原理和地理规律是客观事物在人们头脑中的反映，是人们进行地理思维的基础。地理教学中知识正迁移有利于学生对知识的理解和把握，促进认知水平的提高，负迁移则会导致地理概念的混淆、地理规律理解上的偏差，严重影响学生地理思维能力的培养，分析问题、理解问题、解决问题能力的提高。一、知识负迁移的表现及成因地理教学实践表明，知识负迁移的产生，主要是由于学生不能准确地掌握地理概念和地理原理、理解地理规律，只注意知识的共同要素，忽视了它们之间的差别与联系，因而造成了知识的负迁移。 1、相关联的地理概念之间的干扰。地理教学中有许多相关联的地理概念、地理原理和地理规律，它们之间既相互联系，又具有各自不同的本质属性，学生如果不加以理解和准确把握，正确区别相关概念、原理和规律，就会将它们之间的关系简单化，导致知识的负迁移。例如，在讲解正午太阳高度和昼夜长短分布规律时，不注意正确区别其受太阳直射点移动产生的不同影响，极易产生错误的结论。受太阳直射点移动的影响，南北回归线之间均有太阳直射（正午太阳高度为90°）的机会，正午太阳高度以直射点为最大，向南向北逐渐减小，离直射点越近正午太阳高度越大；而昼夜长短的分布则主要是看直射点在哪一半球，太阳直射点在哪一半球，哪一半球就昼长夜短，且太阳直射点直射在北回归线，北半球所有地区昼就达全年最长，太阳直射点直射在南回归线，南半球所有地区昼就达全年最长。以6月22日为例，正午太阳高度达全年最大的区域为北回归线及其以北地区，达全年最小的区域为赤道以南地区，而当问及6月22日全球昼长达全年最长和最短的区域时，学生很容易受正午太阳高度分布规律的影响，错误地认为昼长达全年最长的区域为北回归线及其以北地区，昼长达全年最短的区域为赤道以南地区，导致判断的失误。实际上昼夜长短主要是以不同半球来说的，6月22日昼长达全年最长的区域应为赤道以北地区，昼长达全年最短的区域应为赤道以南地区。 2、无意识改变概念内涵外延所致。学生在理解或实际运用地理原理、地理规律时，有时会不自觉地缩小或扩大概念的内涵，导致概念外延发生变化，因而造成错误的结果。例如，临海型工业布局往往容易被理解成近海布局的工业类型，所以休斯顿、阿伯丁也被错误地认为是临海型工业布局，实际上临海型工业布局是像日本的福山、意大利的塔兰托这一种依靠海运条件进口原料或燃料、出口产品的工业布局类型；临空型工业布局也容易被理解为仅凭现代化的航空运输条件而发展起来的，实际上四通八达的高速交通运输系统也是临空型工业布局的有利条件，如日本九州南部和本州东北地区的临空型工业布局。 3、日常生活“经验”干扰所致。学生生活在自然环境中，从大量的自然现象中获得了不少有关地理方面的感性认识，积累了许多的生活经验，这些经验或认识有基本正确的，也有与地理学的科学理论不相符的，是对事物非本质的认识，是与科学相悖的。例如，在讲解地球公转轨道近日点、远日点出现的时间时，学生往往认为冬季气温低，地球位于公转轨道的远日点附近，夏季气温高，地球位于公转轨道的近日点附近，忽视了太阳高度角是影响太阳辐射强度的主要因素，出现了理解上的偏差。再如正常情况下，我国南方温度一般比北方温度高，夏季时，南方温度也会偏高一些，学生总会习惯的认为，南方温度高是因为南方太阳高度角大，昼长长，致使温度偏高，忽视了不同季节太阳高度的纬度分布和昼夜长短的纬度分布规律，产生了知识的负迁移。这些错误认识往往会妨碍学生建立正确的地理知识体系，影响学生地理认知水平的提高。心理学理论告诉我们，知觉具有恒常性，也就是说在知觉中，由于人们已有的知识和经验的参与，使知识往往并不随知觉条件的变化而变化。这些先入为主的错误认识一旦形成，则在头脑中根深蒂固地牢牢扎根，随时影响学生的正确判断。 4、字面理解带来的干扰。我们在地理教学中经常会碰到这样的问题，有的地理事物或地理现象其名称与实质往往不相吻合，很容易造成歧义，稍不留意，就会形成错误的理解，十分不利于地理知识的把握。所以，在地理教学中要注意帮助学生弄清地理事物或地理现象的实质，切忌望文生义。例如，在讲解内陆循环时，很多同学往往理解为内陆循环就是陆地内流区的水循环，认为塔里木盆地的水循环是内陆循环，长江中下游平原的水循环中就不包括内陆循环，其实不然。内陆循环是指降到大陆上的水一部分或全部通过陆面、水面蒸发和植物蒸腾形成水汽，被气流带到上空，冷却凝结形成降水，再降到陆地上的水循环。陆地内流区的水循环主要是内陆循环，降到内流区的水全部是来自内流区的蒸发而形成的水汽产生的降水；而陆地外流区的水循环既有海陆间循环，也有内陆循环，降到外流区的水有一部分是来自陆地本身的蒸发而产生的降水。所以，内陆循环发生在陆地内流区，也发生在陆地外流区，若不搞清地理概念的本质，仅仅从字面理解，很容易导致知识的负迁移。 5、常见“熟题”的干扰。学生在学习中，通过老师讲、自己练等形式，积累了一定量的“经验题”，学生一旦遇到类似问题，便不假思索，以偏概全地分析问题，按原来形成的“熟路”解答和得出“答案”。例如，受地球自转偏向力的影响，河流水流会发生偏向，北半球向右偏，南半球向左偏，这一规律在较为平直的河道能正常适用，但是若是较为弯曲的河道，就不能一概而论之了，这时就不能受思维定势的影响，要考虑弯曲河道水流对河岸的影响除受地转偏向力影响外，还要受到弯道离心力的作用，最后往往导致凹岸侵蚀，凸岸堆积。所以，地理学习中若不注意把握事物的本质特征，排除“熟题”的干扰，在相似中求不同，解题时很容易产生知识的负迁移，导致判断失误。二、防止知识负迁移的对策通过对这些思维障碍产生的原因和特点的深入探讨，便可在教学中通过与学生的信息交流，根据学生的认知规律，有的放矢地帮助学生避免或减少在学习中出现知识的负迁移，从而提高地理教学的实效，提高学生的学习效率。 1．激发认知冲突，杜绝负迁移。所谓认知冲突，就是原始的认知结构与新现象之间无法包容的矛盾。比如，按照原始的认知结构，学生无法解释太阳风，无法解释正午太阳供给我们的热量最多等问题。于是，在学生的认知心理中就会产生主观与客观的差异与矛盾，也就是爆发了认知心理上的冲突。教师要帮助学生实现新旧认知结构的转换，当学生出现对问题的理解和解答有片面性时，老师可有意将之推向极端，以暴露出其中的谬误，从而在学生头脑中激发认知冲突。只有当学生的原始认知结构与新现象、新知识发生剧烈冲突，从而引起学生生疑、析疑和释疑的深刻的思索过程，才有可能促使学生放弃他曾深信不移的观念，接受一种全新的观念，实现由原始认知结构向新的认知结构的转换。一般来说，实现地理教学目标是以“提出问题，激发学生的认知冲突；思考问题，解决学生的认知矛盾；应用问题，实现学生的认知迁移”为主线展开的。可见，问题构成了教学的骨架。因此，设计的问题应该符合学生的认知规律，以设置悬念牢牢地抓住学生的注意；设计的问题还要体现地理知识结构，提出系列化的关键问题以利于知识之间的衔接，理清其中的内在联系。例如，在讲完高中地理“大气的热状况”内容后，通过设计以下问题来总结全文和设置悬念：大气的热量最根本来源是什么？它怎样使贴近地面大气增温的？其具体传输过程如何？大气水平运动的机制如何？通过这样的问题设计，既理清了教材各部分知识间的内在联系，又重点突出，环环相扣，还留有一定思考余地，激发了学生学习地理的兴趣。激发认知冲突的关键在于先设法引出悖论，激发了认知冲突，然后再用事实和理论去否定它，从而澄清了错误，真正牢固树立起正确的概念。 2．引导日常观察，防止负迁移。积极组织以学生为主体的观察实践活动，通过教师与学生的信息交流，准确把握学生中错误观念产生的原因与特点，根据学生的认知规律，有的放矢，精心选择具有针对性的、对学生有强烈震撼的现象，使教材上的知识具体化、形象化，这样可有效地防止知识的负迁移。学生在观察中不断发现问题、分析问题、解决问题，大大地促进了学生对地理知识、地理原理的理解，提高了整体认识水平。所以我们在地理教学中要有意识的引导学生多观察、多思考、多动手，如有计划地组织学生进行月相的观察、日出日落方位的研究、夏季雷雨前池塘鱼类活动观察等活动，也可以组织学生调查当地的人口、环境、经济发展等，写考察报告或社会调查报告，并进行分析、评价，为家乡建设献计献策。这些都可以给学生创设一个观察、思考的广阔空间，从而不断培养学生发现分析问题、解决问题的能力，形成正确认识，有效地解决教材中的难点。 3、运用对比分析，减少负迁移。心理学研究表明：对比抗干扰，加强对易混知识的比较，找准分化点，有利于排除干扰，加深对某些相关概念的认识和理解，使易混知识在学生头脑中彻底分化。对比分析的方法有：相似对比法，新旧对比法，系统对比法，正反对比法，正误对比法，结果对比法等等。在教学中，教师应根据不同的情况采用一种或几种或几种方法交叉进行。例如，在区别“大陆性气候和海洋性气候”时，就可采用对比分析加深学生的理解。气温年日较差年降水量最热月（北半球）最冷月（北半球）大陆性气候大少 7月 1月海洋性气候小多 8月 2月其他如热带草原气候与热带季风气候、气旋与反气旋，雨岛效应、热岛效应、绿岛效应、湖泊效应、温室效应和阳伞效应，云和雨的形成等等，他们之间既有差别，又有相似。正确地引导学生对这类知识进行分析、对比，可以帮助学生准确地把握地理知识，提高辨析能力。教学中注意新旧知识异同的比较，通过对比，能透过表面现象，看清不同的地理事物的本质。在对比过程中，学生始终处于主动积极、探索进取状态，形成有意注意，促成思维交锋，这样对完善旧知识，自觉完成从旧知识到新知识的迁移，巩固新知识，都产生了积极的影响。 4、注重习题教学，克服负迁移。一旦学生对地理概念和规律的理解程度不深不透，教师可在布置地理练习时，有意选编一些容易使学生做错的题目，从而使学生“吃一堑，长一智”，达到事半功倍的效果。例如：对于一些可从多角度思考的地理问题，要从整体上把握，注意发散思维的训练。解题中注重加强一因多果、一果多因问题的研究，充分利用一题多变、一题多解，训练解题思路，研究各种可能造成知识负迁移的因素，促进地理概念、地理原理、地理规律的理解。如给出一组等值线图，我们可以从多个方面变换条件，进行思维训练：①假定为等高线图，判断山脊、山谷；②假定为等压线图，判断高压脊、低压槽；③假定为等温线图，判断是何种洋流影响所致，或是何种地形影响所致④假定为等降水量线图、等震线图等等。设计日照图判读、等值线图判读、气候类型判断、热点问题等专题练习，强化解题技能。教师通过设计多种形式的练习，从不同的角度——顺向的、逆向的、发散的、综合的来巩固知识，帮助学生克服思维定势的消极影响，有利于防止或消除知识的负迁移。教学实践证明，知识间的干扰虽然是多种多样的，但只要我们掌握知识的迁移规律，采取适当的措施，积极地从多方面多途径去防止和消除知识的负迁移，帮助学生减少学习中的错误，促进知识的正迁移，定会促进学生良好思维品质的形成，提高综合素质，不断培养学生分析问题、解决问题的能力，形成正确的认识。

城市热岛研究论文

给个通俗的建议（假设是我写，我会这样做。）一，城市热岛的定义。查资料书、百度咯。二，城市热岛的表现和影响。一般是气温上城市中心区比郊区高，降水上……（气温+降水＝气候，一般是这样的），环境上……（空气对流会造成废气、粉尘流向郊区、郊区的新鲜空气会补充城区……等）三，城市热岛的验证。这个，夏天最明显，现在不太适合。一，温度。找个伙伴，分别测出所以城市（如我在的广州）的市区和郊区温度的差别。连续测几天。画一画温度曲线图。二，降水。这个难测，看有没有气象局数据，或者不验证。污染上，这个靠观察了。比如，郊区没有工业，树叶却有很多粉尘……四，实验验证。就是搞一个城市热岛的模型，来直观理解一下。我的方法是：用一个透明大烧杯或者其它玻璃盆子（要耐热的），在盆中间放上若干小石头，装上大盆水，在底部中央做一个小点加热（打火机大小，不用打火机，烧不了那么久；用酒精灯）——这个实验，用水来模拟空气，用石头来模拟成市，用火点加热来产生热岛。待水有温度差时，把一粒水粉颜料（墨水效果不好）投到石子（城市）中，颜料慢慢放出、随水流动，就可以模拟城市热岛了——五。热岛的指导意义。卖房，除去交通、价格，这有什么参考呢？工业布局，各种放在哪比较好呢？市区绿化与郊区绿化……其它的，自己发挥吧。

城市植被生态效应的相关研究论文

1 森林植被保护对可持续发展的重大作用[3 ]森林是地球上陆地生态系统的主体,生态系统的各个要素如土壤、水、空气、气候、物种繁衍和多样化等等,均与森林的存在和发展紧密相关。森林不仅为人类提供木材和林产品,而且具有吸收二氧化碳,释放氧气,调节气温,增加空气湿度和降雨,生产和保护土壤,涵养和保护水源,调节水循环,防止水土流失,防风固沙,优化气候及野生动植物多样性等多种生态功能。因此森林直接维系着地球生态和人类的生存和发展。2 森林植被破坏对人类社会发展所造成的恶果2. 1 温室效应去森林消耗自然界二氧化碳的能力,使地球表面温度升高。科学家预测到21世纪中叶,二氧化碳浓度增加一倍,全球平均气温升高1. 5℃～310℃,高纬地区气温升高4℃～10℃,引起两极冰川融化,海平面将上升0. 5米到1. 4米,沿海地区及城市将难逃淹没厄运[ 2 ] 。2. 2 气候异常,旱涝灾害[ 2 ]森林植被破坏一方面使土地丧失保水功能,空气中缺乏蒸发的水分而降雨稀少,出现气候干旱,水资源短缺;失去森林对太阳幅射的遮挡,天气变得炎热高温,造成农作物失收,从而引发饥荒。另一方面减弱了土壤的渗水性,缩短了水分在地表停留时间,导致雨季时发生洪涝灾害[ 4 ] 。2. 3 水土流失[ 1 ]大面积砍伐森林造成水土流失的后果:其一是大量表层耕作土壤流失、地力下降、作物减产。中国每年流失50多亿吨土壤中,含氮、磷、钾肥料4千多万吨,相当于中国肥料工业年产量1 /2。其二是淤积水库,缩减利用功能和寿命。建国以来全国水库库容已淤积1000 亿M3 ,占同期总库容25% ( 1993年) 。其三是淤塞江河湖泊[ 2 ] 。2. 4 动、植物资源灭绝,生物多样性减少[ 2 ]森林植被的毁坏,破坏了生态系统的自动调节能力,引起生态失调甚至造成生态系统崩溃。物种灭绝对生态系统的打击是极其沉重的。首先,灭绝的物种切断了食物链之间构成的生物网,引起多米诺骨牌式的连锁反应,使更多生物灭绝;其次,物种灭绝破坏了生态系统内生物之间的相互制衡,此消彼长近一步破坏生态平衡;第三,物种灭绝削弱了生态系统内各具特长的众多物种相互补充以提高自身适应环境的能力和抵御外界侵袭及重新恢复构造的能力;森林的破坏使自然界亿万年发展历史形成的物种大量消亡,生物灭绝将直接威胁人类的生存发展。3 森林植被遭到大规模破坏的原因3. 1 为了满足人口增长对粮食的需求人们大量地砍林开荒,加剧林地土壤侵蚀,严重损害森林植被的再生和恢复能力,造成对森林的严重破坏。3. 2 人口增加对林产品的强劲需求诱发过量采伐人口增长相应引起建筑、家具等对木材林产品需求的迅速扩大,造成林业的过量采伐,森林消耗量大大超过其生长量,森林资源陷于枯竭。3. 3 工业污染排放带来的酸雨对森林植被造成的损害酸雨是矿物燃料燃烧和冶炼过程中产生的硫和氮的氧化物排入大气,与水汽化合生成二氧化硫和氮氧化物,它们与降水化合构成酸性雨。酸雨的直接损害是侵蚀树叶,阻碍树木呼吸,造成土壤酸化变质,腐蚀树木根系。3. 4 中国在森林资源和生态环境的价值认识上指导思想和政策失误造成政策失灵和管理失灵建国后曾长时期实行的错误人口政策是中国社会发展中典型的政策失误,造成人口几乎翻两番。目前的诸多社会经济、环境资源问题无不与剧增的人口有关。80年代以前“以粮为纲”的农业发展战略违背了因地制宜的生态经济原则,破坏农林之间相互促进的内在关系,造成森林资源环境的大破坏。“剪刀差”政策虽然加速工业基础的发展,却打击了森林资源环境保护的积极性,造成耗竭性开发利用,将林业当作单纯性原材料生产部门,重采伐,轻抚育,造成采伐大于更新,森林面积逐年缩小,生态环境不断恶化。不合理的资源定价方式导致资源市场价格严重扭曲,表现为自然生态资源无价,资源产品低价。使用者无须支付环境成本就可以开发利用资源环境,将生态环境损失转嫁社会和他人承担,造成森林资源开发利用的“外部不经济性”。在资源与环境管理上的制度和法律法规不健全,缺乏权威性的统一管理体制,各地方各部门为局部利益抢夺资源和推诿责任,造成资源名为国有实为无主,破坏资源、破坏生态环境的现象屡有发生而执法部门难于遏止。3. 5 生产技术科学水平落后粗放式开发,缺乏替代能源研究。中国对森林资源的开发利用技术上落后,林地与蓄积量比例低,造林成活保存率、成林成材率都很低。原木制材损耗过高,工艺落后,综合利用率低,浪费严重。缺乏对替代能源的研究开发,造成对森林资源和生态环境的压力持续增大。4 要提倡环境保护与可持续发展战略[ 3 ]环境保护可持续发展由思想的形成到战略的提出。从1962年美国海洋生物学家R·卡逊发表《寂静的春天》和1972年由多国科学家组成的罗马俱乐部出版《增长的极限》,到1972年6月5日联合国的“斯德哥尔摩人类环境会议”提出可持续发展的思想和1987年联合国环发委员会研究报告《我们共同的未来》首次正式提出可持续发展的定义:“即满足当代人的幸福,又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展”,再到1992年6月联合国里约热内卢环发大会提出全球可持续发展战略,可持续发展经历由观念的形成到全球战略的提出和行动纲领付诸实施的阶段,得到许多国际组织和各国政府的赞同。可持续发展思想的产生是由于人类在社会发展实践中认识到,传统的经济发展虽然带来巨大财富,同时也造成严重的资源滥用和破坏[ 3 ] ,并危及人类今后的生存和发展。可持续发展与生态资源保护两者关系密切[ 3 ] :要实现可持续发展就必须保护和改善人类赖以生存和发展的自然环境;同时资源环境保护也离不开可持续发展,经济发展中产生的环境问题,只能在经济发展中解决。可持续发展是人类对于发展的认识飞跃和正确抉择。5 建立建全可持续发展的森林资源管理体系[ 3 ]5. 1 改变传统经济增长模式,将森林资源和生态环境的保护纳入国民经济增长范畴传统的国民生产总值(GDP)作为宏观经济增长指标忽视了经济社会系统对森林生态的影响,没有将经济增长带来对森林资源和生态环境的消耗和破坏所造成的影响及损失考虑在内,往往助长以环境和自然资源的迅速消耗加快经济产出的增长方式。因此在计算国民生产增长值时,应在国民生产总值(GDP)中减去生态环境损失和自然资源(资本)存量,才能真实反映经济发展。5. 2 将森林资源及生态环境纳入市场经济轨道,实行森林的资源环境资本化和价格合理化[ 1 ]长期以来,中国在森林资源问题上存在着“产品高价,原料低价,环境无价”的严重价格扭曲现象,其主要根源是自然资源生态环境无价的观点及其派生的不合理定价方法,它既影响了资源开发部门生产积极性,阻碍这些部门技术改造和技术进步,也导致森林资源的滥用和浪费,再加上资源环境成本的外部不经济性,结果造成市场失灵。为了发挥市场调节资源利用者积极性的作用,保障森林资源的持续利用,必须将资源及产品开发利用中造成的环境破坏成本纳入价格体系,使外部成本内在化。5. 3 完善资源产权制度一是建立健全资源资产管理制度,强化森林资源的国家所有权。森林是国家重要财富,应当建立和实施有效的资产管理制度[ 3 ] ,防止国有资源部门化和地区化,造成国有资源流失。二是实行资源资本化,使所有权与经营使用权分开,对资源使用者实行资源有偿使用和转让,在市场价值规律的作用下,促使资源使用者保护森林资源。5. 4 保持稳定的森林资源基础,建立以合理利用资源为核心的发展战略森林资源保持合理存量水平,一要保持一定比例的森林覆盖率。国内外专家研究认为,一国的森林覆盖率必须达到30%并分布均匀,才能具备比较完善和明显的整体生态功能。而中国目前森林覆盖率只有12%,要实现森林资源的可持续利用、植树造林,任重道远。二要建立一定面积的自然保护区,保持一定比例的自然原生地,以保持生物多样性。按国家总体水平的标准,自然原生地应保持在5%以上,中国已达到4%,除了继续扩大保护区面积外,还应加强对自然保护区的有效管理。合理利用森林资源。中国森林环境问题本质上主要是由于资源不合理利用和浪费造成的。人们长期把森林资源看成无价的公共物品,对资源不合理利用和浪费无动于衷。因此必须认识到中国资源短缺的严重现实,建立以合理利用资源为核心的发展战略,才能有效减缓经济发展和人口增长对资源和环境的压力,保证森林资源的可持续发展。6 实现森林资源可持续发展的措施6. 1 法制是森林资源可持续发展的有力保障可持续发展是持续的稳定发展,必须依靠长期稳定的基本政策才能保证有效实施,只有法律的稳定性才能满足发展对政策稳定性的基本要求[ 3 ] ;可持续发展是一种全面的发展,涉及众多领域、行业和部门,既要求经济上的数量增长,又要求发展所需的质量改善,因此各有关利益主体之间的利害关系错综复杂,必须运用法律才能予以调整;6. 2 法制建设包括法律和制度的建立及完善[ 1 ]一方面是森林资源和生态环境法律体系的建立和完善。中国的宪法、中国参加的国际条约、生态环境资源保护的基本法律及其具体实施规定,已形成基本的法律保障体系。另一方面是管理制度的建立和完善,禁止滥砍乱伐,贯彻造管并举,造多于伐,采育结合,综合利用的方针。通过政府部门自上而下的建立一整套森林资源管理体制实施管理。6. 3 实现森林资源可持续发展的经济手段[ 5 ]经济手段是通过价格、税收、财政、信贷等经济杠杆调节经济活动与森林资源保护之间关系,从影响成本和效益入手, 使得价格反映全部社会成本[ 5 ] ,通过确立环境和资源的合理价格,促进资源的有效利用和合理配置,促使资源环境使用人的行为符合可持续发展的需要,达到改善生态环境和森林资源持续利用的目标。经济手段是多方面的[ 5 ] ,包括:在市场条件下,建立环境税收制度、资源有偿使用制度、生态补偿税费制度、资源政策定价等。依靠价值规律和供求关系强化森林植被保护。6. 4 依靠科学技术进步保护森林资源生态环境在环境恶化与经济发展两难境地中寻求可持续发展,依靠科学技术进步无疑占有重要地位,应当把现代科学技术和现代化管理作为森林资源持续发展的主要支柱,将森林资源保护纳入科学技术进步轨道[ 1 ] 。因此一要确认森林资源在国民经济中重要位置,逐渐加大政府保护的投入比重;二要加强环保的科研和开发,发挥科技在环保工作中的支持作用;三要做好科技成果的评价和推广,使科研成果通过技术市场尽快投入到实用中产生效益。6. 5 可持续发展中的公众参与[ 1 ]公众参与对可持续发展战略实施起着重要作用。人类是森林资源的使用者和受益者,也是破坏者。为了实现森林资源的可持续发展,要求人们改变思想,建立可持续发展世界观,用符合可持续发展的方法改变破坏森林植被的行为。公众参与是实现可持续发展的重要手段[ 1 ] 。可持续发展战略是一项系统工程,涉及众多领域和行业,群众参与至关重要。在中国,通过教育和宣传普及环保思想,通过公众讨论和建议参与立法,通过群众和舆论监督参与执法,特别是全民义务植树运动,树立了公众参与可持续发展战略实施的典范。

环境与发展是当今人类面临的两大主题。20世纪60年代以来，世界复苏，城市化进程推进，这一方面加速了经济的发展，同时也带来了一系列城市能源和生态环境。在一些城市的建设和发展中，存在着只顾短期经济效益而忽视长期环境效益的行为，造成了环境污染，资源浪费和生态破坏。因而有效利用能源，保护和改善人类环境已经成为一个人类的迫切任务。自1987年世界环境与发展委员会（WCED）在《我们共同的未来》报告中提出“可持续发展”这一概念后，在世界各国各地区，可持续发展已普遍达成共识，逐步被引入到社会经济发展的各个领域。加强城市基础设施配套建设，完善城市功能，优化城市社会、经济、生态环境，不断改善人类生存和居住条件，建设可持续发展的生态城市是全人类在21世纪努力追求的一个重要目标。 1. 城市环境规划城市规划概况城市建设不能再重复单靠增加资源投入来推动发展的老路，必须依靠进步，以生态环境建设为重点，建设资源节约型、生态型城市，保持经济与资源环境的协调发展。要进一步调整提高城市建设节约水、能源、土地等资源和治污、防灾减灾的技术标准，纳入到工程建设强制性条文中，以法制手段保障和促进城市环境保护与生态建设。城市规划存在的问题及措施城市是人类在几千年的演变过程中改变赖以生存的环境，创造着高度的物质文明的集中地，是一个以人为中心的城市生命有机体与环境和社会环境之间的相互作用、制约和依赖构成的统一体，是一个庞大复杂的社会、经济复合生态系统。它包括社会结构、人工结构、资源结构、生态环境结构四个方面的。要实现这一多元、多介质、多层次的人工复合生态系统的可持续发展是一个浩大的系统工程。要做好城市规划就要做到如下几点：（1）充分发挥市场机制的作用，推进节约用水和水污染防治。要认真落实国务院关于城市节水和水污染治理的各项政策，运用市场规则，利用价格杠杆促进水资源的节约和优化配置，完善城市各类用水的区别水价和超额累进加价收费制度，调整污水处理费征收标准。要加大节水技术和设施的普及推广力度。以污水资源化为目标，加快污水处理设施的建设步伐，加强中水回用技术与设备的开发，处理好设施布局集中与分散的关系，注重污水处理的安全性和生态效应，努力建设节水防污型城市。（2）加强城市绿化建设，大力改善人居环境。加强城市绿化建设，是城市生态环境建设的基础性工作。要认真贯彻落实《国务院关于加强城市绿化建设的通知》，采取有效措施，提高城市绿化水平。要制定城市绿地系统规划，严格划定绿化用地面积，安排绿化布局，加强城市绿化隔离带建设，形成乔、灌、花、草相结合，点、线、面、环相衔接的绿地系统。推进城市绿化建设，必须尊重客观，从当地实际情况出发，宜树则树，宜草则草。城市绿化要鼓励采用节水技术和废水利用，尽可能减少绿地养护的水消耗。要结合城市产业结构调整和旧城有机更新，增加城市中心区的绿地面积。要建立并严格实行城市绿化“绿线”管制制度，坚决查处各种挤占城市绿地的行为。要鼓励农民结合农业结构调整发展城郊绿化，引导社会资金用于城市绿化建设，增加城市绿化建设用地和资金投入，尽快把城市绿化建设提高到新水平。（3）以供热收费制度改革为重点，积极推进城镇供热体制改革。计划经济和福利分房旧体制下形成的福利供热制度，已经不能适应市场经济体制和住房分配货币化新体制的需要，也是造成采暖能源浪费严重的重要经济根源。推进城镇供热体制改革的基本思路是，变暗补为明补，逐步停止由房屋产权单位或职工所在单位统包的传统用热制度，改为由居民家庭（用热户）直接向供热缴费采暖，实行采暖用热商品化，采暖补贴货币化。采暖地区的城镇新建公共建筑和居民住宅，凡使用集中供热设施的，都必须设计安装具有分户计量及室温调控功能的采暖系统。现有公共建筑和居民住宅也要按照分户计量、室温可控的要求逐步进行改造。积极推行按用热量分户计量收费办法，逐步取消按面积计收热费，更好地保证消费者的权益，提高采暖舒适度和热能利用效率。城镇供热体制改革关系广大城镇居民的切身利益，既要积极，又要稳妥。要采取有效措施，切实做好低收入居民家庭的冬季取暖保障工作，维护社会稳定，保证改革的顺利推进。（4）加强城市环境综合治理力度。要积极创造条件，加快旧城有机更新，重点解决城市建成区特别是中心区开发强度过大、人口密度过高、公共设施短缺、拥挤、环境脏乱等问题，坚决关停或迁移城区内污染严重的项目，清除违法违章建筑。要促进建筑节能技术的普及推广，改善城市民用燃料结构，减少和控制城市大气污染。以通达、低污染、低能耗为目标，实行公共交通优先的城市交通政策，推进通讯技术在城市公共交通调度管理中的应用，积极促进城市交通组织和管理的现代化。城市环境综合治理，与每一个家庭、每一个人直接相关，必须推动全社会广泛参与，密切合作，共同促进。城市的建设和发展，不仅是物质条件的建设和改善，还包括文化精神、道德意识的建设和改善，要将这两个方面很好地结合起来，使二者互相促进，协调发展。（5）围绕改善人居环境的关键领域，加强科技创新。城镇是人口和经济活动的集聚地，也是各类污染集中的地区。建设科技工作必须围绕人居环境质量的改善，气象环境与规划布局、基础设施建设与生态环境之间的相互和相互关系，努力控制城乡建设活动可能造成的污染。在污水资源化、建筑节能、化学建材、建筑用钢、智能交通、住宅产业现代化等影响和制约人居环境质量进一步改善的几个关键领域，加强科研攻关，加强技术集成，加大技术推广应用力度。全面启动污水回用示范工程。南水北调东、中线受水区城镇，要率先实现污水回用与污水处理能力的同步增长；新建城镇污水处理厂要直接瞄准回用目标，积极采用先进适用的技术工艺，力争实现跨越式发展。完善配套技术经济政策，推动建筑节能由局部试点转向大规模推广应用。强化先进适用技术在住宅建设中的应用，将经试点和示范工程实践检验的成熟技术和部品，尽快转化为生产力，推进住宅产业现代化。 2.城市生态规划城市生态系统城市生态系统是以城市为中心，生态系统为基础，人的需要为目标的自然再生产和再生产相交织的经济生态系统；同时又是以人为主体的生命子系统、子系统和环境子系统共同构成的有机生态巨系统[3]。它是城市系统的重要组成部分，两者密不可分。城市的各种活动都受到生态环境的制约，相反，强度过大的城市活动反过来也会对生态系统造成持续破坏，从而危及整个生态系统和人类自身[4]。因此，城市生态规划是促进城市社会、经济和环境相协调，实现可持续的重要途径。城市生态规划的内涵联合国人与生物圈计划（MAB，1984）报告指出：“生态城（乡）规划就是要从自然生态和社会心理两方面去创造一种能充分融合技术和自然人类活动的最佳环境，诱发人创造精神和生产力，提供高得物质文化生活水平”。具体来讲，城市生态规划就是对一定时期内城市生态环境建设的对策、目标和措施所作的规划，其目的在于提高环境质量，维持生态平衡，实现城市的可持续发展。它遵循生态学与城市规划学有关与，系统、环境科学等多学科的手段，辩识、模拟、设计人工复合生态系统内的各种生态关系，掌握城币生态系统的演变及其因素，通过对城市生态系统中各子系统的综合布局与安排，提出切实可行的生态规划方案，调整城市人类与城市环境的关系，以维护城市生态系统的平衡，实现城市的和谐、高效、持续发展。城市生态规划是与可持续发展概念相适应的一种规划方法，它将生态学的原理和城市总体规划、环境规划相结合，从自然要素的规律出发，其发展演变规律，在此基础上确定人类如何进行社会经济生产和生活，有效地开发、利用、保护这些自然资源要素，促进社会经济和生态环境的协调发展、最终使得整个区域和城市实现可持续发展[5]。因此，城市生态规划不同于传统的环境规划和经济规划，它是联系城市总体规划和环境规划及社会经济规划的桥梁，其科学内涵强调规划的能动性、协调性、整体性和层次性，其目标是追求社会的文明、经济的高效，生态环境的和谐[6]。可持续的城市生态环境规划要实现城市生态环境规划的可持续性，就必须革新观念，运用生态学和可持续发展的基本原理，以环境容量、自然资源承载能力和生态适宜度为依据，缓解城市生态环境方面存在的，协调城市社会、经济的发展与城市生态环境之间的矛盾，防止生态环境的破坏与污染，从而达到人与自然的和谐发展。为保证城市生态环境规划的可持续性，应遵循以下原则：（1）阈限物质法则任何空间、资源规划均有一个“度”，要考虑“最适”和“阈限”。在规划过程中，首先应该树立正确的城市发展价值观，保证城市对生态系统的索取和废物的排放限制在生态系统的承载力范围以内，使城市的发展强度与城市的发展能力相适应，从而保障人与自然的和谐关系。（2）多样性共生原则任何一个系统中的子系统间总存在着互惠互利的共生关系。Hough评论说，“如果健康被描述为抵抗力的能力，那么多样性也意味着健康”[7]。因此，在城市生态规划过程中，要保持生物的多样性，将城市生态系统置于整个生物圈范畴内进行规划，建立市区和郊区的复合生态系统，保护城区及周边的各种生物。（3）相生相克原则在系统中总存在着子系统间既共存又制约的关系，一种组成要素的危害性，可能在另一生态要素上体现出来。在城市的生态规划过程中一定要普遍联系并识别城市生态环境中各组成要素间密切的利害关系，找出现象的本质、根源，从而将这种关系的负面影响降低到最低限度。（4）资源的回收再利用原则资源的回收再利用有两方面的含义：其一是降低资源的消耗率；其二是推行清洁能源、材料加大回收力度。在城市生态规划中，要通过推进产业结构模式的演变，尽量减少对自然资源的消耗，建立有利于持续发展的生产工艺、产业结构设置高效能的运转系统，提高资源的利用率。（5）预防和保护齐头并进的原则对于已经存在的生态问题，我们一定要采取合理的措施，积极应对；对于未知还未表现症状的要有所预见。我国推行的环境影响评价制度（EIA），从根本上讲就是可持续性城市生态规划的一部分。任何一项工程实施前必须经过环境影响评价，预见其建成后对社会、经济、生态环境的效益程度，从而提出一些合理化的建议。同时，在城市生态环境规划的过程中，还应该建立高水平的管理队伍，制定切实可行、科学合理的生态环境综合整治规划，建立高质量的环保系统；同时逐步完善绿地生态系统，提高人口素质，增强人们的环保意识。

环境是人类生存的基础，越来越多的事实证明环境的恶化给人类的生活带来严重的灾难。如何保护环境，实现社会的可持续发展，是地球上每一个人都必须认真考虑的问题，作为2l世纪的地球公民，我们有责任共同努力，为我们的子孙后代留下一个美好的世界。近年来，随着地区经济的迅猛发展，环境污染问题也越来越严重，防止环境污染，保护环境，维持生态平衡，已成为社会发展的一项重要举措，也是每个公民应尽的义务。以下是实地调查出来的报告：造成环境污染的污染源是：1、公共厕所排出的粪便散发出难闻的气味，让人恶心。2、工厂排出的废水又黑又臭，还浮着一些秽物。3、工厂排出的废气很刺鼻，会散发到小镇的各个角落。4、化肥厂排出的气体中含有粉尘、铅、煤灰等对人体有害的物质。5、公园的草坪上常有游人丢弃的垃圾，既不卫生，又影响市容。造成环境污染的污染物是：废水、废气、粪便、腐肉、塑料袋、木筷，垃圾等。污染物对环境和生物有很大的危害：使空气变得浑浊，对人的肺部有很大危害；生活垃圾处理不好会滋生细菌，严重影响人的健康；污水会影响生活水，直接侵害人体。看了这么多，你是不是对目前的环境有些忧虑呢？对，环境与我们的生活密切相关，保护环境卫生从我做起，从现在做起：不随地吐痰；不乱扔垃圾；拒绝使用一次性木筷；废弃电池和塑料袋要处理好；多植树造林，不践踏草坪；不污染水源。保护环境，我们责无旁贷！环境保护应该以自然为本吧！

热电效应研究现状论文

城市热岛的成因及控制

论文导读：“城市热岛效应”也称“大气热污染现象”，是指城市市区气温高于郊区气温，高温城区处于低温郊区的包围之中，在用等温线表示的气温分布图上，形成内高外低的岛屿形式，故称为“城市热岛效应”。环保专家认为,“热岛效应”80%的因素归咎于绿地和湿地的减少，城市热量的排放因素只占20%，所以城市热岛效应的控制重点是绿地和湿地的建设。而卫星热红外遥感技术能有效、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，是研究城市热岛效应的有效手段。

关键词：城市热岛效应，城市热环境，成因，控制

一、城市热岛效应

“城市热岛效应”也称“大气热污染现象”，是指城市市区气温高于郊区气温，高温城区处于低温郊区的包围之中，在用等温线表示的气温分布图上，形成内高外低的岛屿形式，故称为“城市热岛效应”。

城市热岛效应使城市年平均气温比郊区高出1 ℃以上，夏季城市局部地区的气温有时甚至比郊区高出6 ℃以上。在全球高速城市化的背景下，城市热岛已经成为影响城市环境的要素之一，对城市公共健康、空气质量、能源消耗等方面构成了严重威胁。

二、城市热岛效应成因分析

城市热岛效应的形成与许多因素有关，城市化是形成热岛现象的主要原因。

1、下垫面的变化

城市微气候的形成与城市人工构筑的下垫面有着密切的关系。由于城市与郊外的下垫面不同,形成各自的热环境和热平衡(图1、图2)。

图1郊外的热平衡图2城市内的热平衡

城市地表无机化，越来越多的地表被建筑物、混凝土和柏油所覆盖，绿地和水面的减少使蒸发作用减弱，大气得不到冷却；同时，这些人工构筑物热容量小,在相同太阳辐射条件下,比自然绿地、水面等升温快。

2、人工热源的影响

城市中大量的人为热排放也是产生热岛的重要原因。工厂生产、交通运输以及居民生活都需要燃烧各种燃料,每天都在负外排放大量的热量。

3、城市中的大气污染

城市中的机动车,工业生产以及居民生活所产生的氮氧化物、二氧化碳和粉尘待排放物,这些物质会吸收城市中人工构筑物的热辐射,产生温室效应,从而引起大气进一步温升。在城市热岛现象的影响下,城区气温比周围郊区的农村高,城市地区的热空气上升,并在高空向四周扩散,周围郊区的较冷空气流入城区,这样就形成城市特有的热岛环流。城郊工厂排出的污染物可随热岛环流由低空吹向城区,使城市污染物浓度升高,进一步增强了城市的热岛效应。

4、城市建筑物密度和负荷

高密度的建筑物增加了太阳辐射的直接吸收和太阳辐射反弹吸收, 城市中高层建筑物林立，影响风的自然流动，也是导致城市热岛效应的原因之一。

5、城市能耗

城市大量的能耗增加了表面大气的温度,也使热岛效应增强。特别是夏季高温天气下的建筑空调负荷大大增强了热岛效应，反过来，城市热岛效应又增加了空调能耗，形成恶性循环。

此外,城市建成率、几何形状、城市规模和城市地理位置也与热岛效应存在明显的相关关系。

三、城市热岛效应的控制

绿地和水面是有效缓解城市热岛效应，调节和改善城市微气候环境的最有效因素。环保专家认为,“热岛效应”80 %的因素归咎于绿地和湿地的减少，城市热量的排放因素只占20 % ，所以城市热岛效应的控制重点是绿地和湿地的建设。

1、大力推广城市立体绿化

植物对太阳辐射的吸收率高，透过率低；植物可通过蒸腾作用带走大量热量，提高空气湿度；特别是树木通过遮挡阳光可以大量减少辐射热。植物对太阳辐射的反射率一般为10 %～20 % ，对红外线的反射率高达70 %以上。研究表明,当一个区域的绿化覆盖率达到30%,热岛强度明显减弱;绿化覆盖率大于50%,热岛缓解现象极其明显。植物因为进行光合作用，可以产生良好的环境效益，这对缓解全球温室效应，补救臭氧层空洞都会起到非常重要的作用。

在城市绿化中应进行合理的乔灌草搭配,尤其是乡土树种的种植。应舍弃一味种植草坪和名贵树木的不合理做法。论文参考网。由于城市用地紧张，城市绿化中除了进行水平方向森林规划外，应向立体绿化方向发展。城市有大量的水泥或混凝土屋顶、墙体、立交和边坡，这些裸露表面为立体绿化提供了可能。发展立体绿化是缓解城市热岛效应的重要方法。

建筑物的屋面是建筑与大气接触的重要界面。而城市中屋面的面积占去了整个城市面积的50 % 左右。增加屋顶绿地覆盖面积,不仅可以降低空调能耗, 而且还能调节室外气温.具有减缓城市热岛效应的作用，生态效益显著。

2、保护自然湿地，努力构建人工湿地

水体热容量大，水分蒸发多，增温降温缓和，城市内水面的存在，可在一定程度上缓解城市热岛现象。城市化导致大量的城市农田、水塘、湖泊、内河、沼泽等湿地减少或消失，不透水混凝土建筑、道路和广场，使大量的降水直接通过排水网流失。湿地的减少或消失，天然降水的白白流失，致使城市失去了通过蒸发带走城市热量，降低热岛效应的机会以及水通过促进林木生长，间接降低热岛效应的可能性。要在大力保护原有湿地的基础上（包括城郊湿地的保护），在城市进行人工湿地的构建，这是降低热岛效应的有效方法。此外，积极改善不透水下垫面层，利用透水性材料（透水砖等），有资料表明透水性水泥混凝土路面可降低路面温度约5℃，所以，城区中透水性铺装与城市水体蒸发及绿化体系的蒸腾作用一样,对改善城市市区热环境及形成局地风都有明显作用。

3、构建合理的城市规划结构

注重城市建设的合理布局，在城市规划方面实施可持续发展战略。

城市热岛效应与城市规模有一定的相关性。有学者认为城市扩展是城市热岛效应形成的主要原因。人口高密度区同时也是建筑物高密度区和能量高消耗区，不可避免地形成高气温区。据研究, 10万人口的城市热岛效应可达℃，100万人口的城市热岛效应可达℃。因此，必须对城市规模进行规划，将城市的人口数量控制在一定范围之内。同时，要控制市区人口密度和建筑密度和高度，选择通气流畅的地形进行城市建设，因地制宜，对城市的各个功能区进行合理布局，加大空气流动空间，尽量使主干道与夏季盛行风的方向一致。

4、降低设备能耗，合理规划城市能源

通过改进能源消耗设备构件，更新能源使用方法，提高能源使用效率，减少能源损耗。将城区分散的、低效率的小热源控制起来，大力推广集中供热，以提高能源利用率；尽可能考虑集中空调方式, 以减少建筑物HVAC 系统向空气的排热。可以通过改进建筑空调技术、积极探索和推广新能源利于技术（如地源热泵技术）、大力开展建筑节能，还应制定相应的政策法规，推动节能措施的落实。

在经济合理、技术可行的情况下，可以适当利用绿色能源，如风能、太阳能、生物能、地热等。不仅节约能源，将一部分太阳能转换为其他形式能源，减少了辐射能中直接转换为热能的能量，即减少了太阳辐射对城市热岛现象的影响。

5、发展“生态隔热”建筑表皮

建筑节能技术通常使用白色或浅色处理建筑表面的“反射隔热”、增大建筑围护结构的热阻的“热阻隔热”、采用人工材料构造的遮阳设施遮挡太阳辐射的“遮阳隔热”等，都是将太阳辐射热直接转移到室外,在满足建筑室内热舒适与建筑节能的同时,却带来了城市热岛强度的增加。所以，目前我们应弱化热岛控制中推行反射饰面材料等常规手段，采用绿色植被、水体介质等具有生态要素的复合体,将其置于建筑表面构成生态建筑表皮,将吸收的太阳辐射热经过物理、生化反应之后，通过蒸腾作用以水分蒸发方式散热。这样，就可以降低建筑表皮对周围环境的太阳辐射反射和热量转移，从根本上改善了建筑外部的热环境，减弱了城市的热岛效应。

6、规范城市交通系统

提倡公共交通，控制私人小汽车数量，逐步用清洁液化气取代石油作为城市公交车和出租车的主燃料。目前，国外已研制出以电力作为机动车动力的新技术，这将对城市热岛及城市气候环境产生积极的影响。同时，对城市大量交通进行有层次的划分，对车辆进行分流，促进城市大量集聚的热量、温室气体以及悬浮颗粒物分散，减少尘罩作用，降低热岛效应。

四、研究现状与建议

1．热岛效应的研究现状

多年来，众多学者对城市热岛现象做了大量的研究工作。国内外不少学者根据观测资料分析指出了城市温度场及城市热岛强度的影响因素，并提出了城市热岛强度与某些因子的相关模式。论文参考网。不少学者对城市能量平衡中的一些物理过程进行了广泛的探讨，取得一些有益的成果。近几年来我国研究人员从城市的人口密度、绿地数量和分布、建成区面积、人为热、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，也针对城市热场分布与土地利用、覆被之间关系进行了研究。

常规的城市热岛研究以监测为主，根据监测结果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，由于观测不可能同步进行，观测点位的密度不高，这种方法不能全面、同步地反映地面热辐射状况。而卫星热红外遥感技术能有效、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，是研究城市热岛效应的有效手段。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。论文参考网。

2．几点建议

首先，热岛效应的研究应从基础资料的调研、收集入手，实地监测城市不同地区热流方向及大小，对建筑气候小区进行划分。其次，在城市不同地区、不同建筑条件下，尤其是热岛现象显著地区建立监测站，进行测量，获得城市重点地区热岛现象的变化模式。这些实地监测数据对当地城市和建筑气候小区的数学模型的建立和修订是非常重要的。最后，根据实测数值，可以建立当地建筑和城市环境的能量平衡模型，包括建立模拟当地的城市气候小区、城市下垫面层、人工排热与热岛效应之间的有机联系模型。

五、结语

21世纪环境和能源问题影响着城市形态和人们的社会生活，热岛效应对城市热环境的影响亟待解决。通过对热岛效应的研究，把握城市热效应分布与城市发展的关系，对促进城市规划和生态环境建设，推进城市可持续发展，提高人居环境质量具有重要的意义。

“温差发电将热能直接转化为电能，只有微小温差存在的情况下也能应用，是适用范围很广的绿色环保型能源——它甚至能利用人的体热，为各种便携式设备供电，真正做到„变废为宝‟。”华东理工大学机械工程学院涂善东教授、栾伟玲副教授认为，温差电技术正重新成为全球研究的热点，值得我国科学技术研究部门的重视。就温差电技术的机理、该领域最新研究进展、进行推广应用的紧迫性和当前可能取得进展的突破点等问题，两位从事能源材料与设备技术研究的专家接受了本报记者的专访。温差发电通过热电转换材料得以实现，而检定热电转换材料的标志，在于它的三个基本效应：Peltier效应、Seebeck效应和Thomson效应。”栾伟玲副教授说，正是这三个效应，奠定了热力学中热电理论的基础，也为热电转换材料的实际应用展示了广阔前景。其中，Seebeck效应是温差发电的基础。1821年，德国人Seebeck发现，在两种不同金属（锑与铜）构成的回路中，如果两个接头处存在温度差，其周围就会出现磁场，又通过进一步实验发现回路中存在电动势。这一效应的发现，为测温热电偶、温差发电和温差电传感器的制作奠定了基础。栾伟玲介绍，热电转换材料直接将热能转化为电能，是一种全固态能量转换方式，无需化学反应或流体介质，因而在发电过程中具有无噪音、无磨损、无介质泄漏、体积小、重量轻、移动方便、使用寿命长等优点，在军用电池、远程空间探测器、远距离通讯与导航、微电子等特殊应用领域具有“无可替代”的地位。在21世纪全球环境和能源条件恶化、燃料电池又难以进入实际应用的情况下，温差电技术更成为引人注目的研究方向。栾伟玲描述了温差发电的工作原理说，将两种不同类型的热电转换材料N和P的一端结合并将其置于高温状态，另一端开路并给以低温时，由于高温端的热激发作用较强，空穴和电子浓度也比低温端高，在这种载流子浓度梯度的驱动下，空穴和电子向低温端扩散，从而在低温开路端形成电势差；如果将许多对P型和N型热电转换材料连接起来组成模块，就可得到足够高的电压，形成一个温差发电机。据介绍，温差电技术研究始于20世纪40年代，于20世纪60年代达到高峰，并成功地在航天器上实现了长时发电。当时美国能源部的空间与防御动力系统办公室给出鉴定称，“温差发电已被证明为性能可靠、维修少、可在极端恶劣环境下长时间工作的动力技术”。近几年来，温差发电机不仅在军事和高科技方面，而且在民用方面也表现出了良好的应用前景。涂善东教授介绍说，在远程空间探索方面，人们从上个世纪中叶以来不断将目标投向更远的星球、甚至是太阳系以外的远程空间，这些环境中太阳能电池很难发挥作用，而热源稳定、结构紧凑、性能可靠、寿命长的放射性同位素温差发电系统则成为理想的选择。因为一枚硬币大小的放射性同位素热源，就能提供长达20年以上的连续不断的电能，从而大大减轻了航天器的负载，这项技术已先后在阿波罗登月舱、先锋者、海盗、旅行者、伽利略和尤利西斯号宇宙飞船上得到使用。放射性同位素发电机在军事方面的应用也不可小视。早在20世纪80年代初，美国就完成了500W～1000W军用温差发电机的研制，并于80年代末正式列入部队装备，放在深海中为美国导弹定位系统网络的组成部分——无线电信号转发系统供电。1999年，美国能源部又启动了“能源收获科学与技术项目”，研究利用温差发电模块，将士兵的体热收集起来用于电池充电。此外，体积小、重量轻、无振动、无噪音的优点还使温差发电机非常适合用作小于5W的小功率电源，用于各种无人监视的传感器、微小短程通讯装置以及医学和生理学研究仪器——目前，相关产品已进入实用阶段。最近，基于热电转换材料的Seebeck效应，科学家还研制成功许多新型的温差电传感器，用于低温温度测量、单像素红外线和X射线探测、氢气和其他可燃气体泄漏检测等。在最吸引人的“变废为宝”方面，由于原料费用几近为零、运行成本很低，温差发电完全可以实现与现存发电方式的商业竞争。看到这一前景，日本、美国近几年来开展了一系列低品位热和废热、余热资源的利用项目。利用热源遍及化工厂、钢铁工业、水泥工业、造纸业、石油冶炼业等行业产生的工业余热，富含有机可燃物、“资源效益”极为可观的垃圾焚烧热，在汽车尾气、冷却水、润滑油和热辐射中散失的汽车余热，太阳辐射热、海洋温差热、地热等自然热，以及其它分散热源例如沐浴剩余水的余热、家用取暖炉的散热等。虽然温差发电已有诸多应用，但长久以来受热电转换效率和较大成本的限制，温差电技术向工业和民用产业的普及受到很大制约。虽然最近几年随着能源与环境危机的日渐突出，以及一批高性能热电转换材料的开发成功，温差电技术的研究又重新成为热点，但突破的希望还是在于转换效率的稳定提高。栾伟玲介绍，前苏联1942年研制成功最早的温差发电机，发电效率只有1．5%～2%，目前开发的温差发电机，效率也普遍处于6%～11%之间，这大大限制其使用范围。这种情况下，通过对热电转换材料的深入研究和新材料的开发，不断提高热电性能，争取在热源不变的情况下提高电输出功率已成为温差电技术研究的核心内容。涂善东表示，当前科技发达国家已先后将发展温差电技术列入中长期能源开发计划。其中美国倾向于军事、航天和高科技领域的应用，日本在废热利用方面居于世界领先地位，欧盟则着重小功率电源、传感器和运用纳米技术进行产品开发。我国在半导体热电制冷的理论和应用研究方面具有一定实力，但温差电研究尚处起步阶段，必须迅速加大开发力度，尽快实现温差电技术产业化，具体的突破点则可定在小型温差电传感器和工业及垃圾焚烧发电两个方面。涂善东说，随着温差电领域研究的不断深入，最近出现了许多新的概念和应用实例，包括高能量密度温差发电模块、热电共生系统、加热循环热电燃烧系统等。随着热电性能的进一步提高、制造技术的逐步成熟，人类逐渐解决能源危机，消除能源使用所带来的环境污染，将不再只是梦想。

美国对孤岛效应的研究论文

在电子电路中，孤岛效应是指电路的某个区域有电流通路而实际没有电流流过的现象。在通信网络中，无线移动基站的覆盖可能会存在的一种现象。nbsp;孤岛效应无线通信服务小区由于各种原因(无线传输环境不好、基站位置过高或天线的倾角较小)，导致覆盖太大以至于将邻小区覆盖在内，造成在某些小区的覆盖范围出现一片孤独区域(所谓的伞状覆盖)，此孤独区域在地理上没有邻区，类似于ldquo;孤岛rdquo;。如果移动台在此区域移动，由于没有邻区，移动台无法切换到其他的小区导致掉话发生。 ldquo;孤岛效应rdquo;多出现在网络扩容后。随着新基站的割接入网，需对原来的小区覆盖范围作调整，但小区覆盖范围收缩太快会造成2个小区切换带上覆盖不好，反之，容易形成ldquo;孤岛效应rdquo;。通常解决此类问题的手段可通过大量的DT测试发现问题，一般可减少小区的覆盖范围以及增加邻区列表。用冗余相邻关系消除ldquo;孤岛rdquo;，减少掉话。无线优化主要解决掉话、频率干扰、切换问题与及网络拥塞，在这里谈谈用冗余相邻关系降低掉话的方法。造成掉话的原因有很多，如带内带外的频率干扰，切换关系的漏定错定，硬件故障，覆盖不够而导致弱信号掉话，用户手机掉电等。这其中很多问题已经有同行们做过探讨。在这里想谈谈在切换关系定义方面来解决掉话的方法。由于我们的网络覆盖已经相对较好，开通跳频后，频率间干扰也比以前小了很多。在实际工作中常常发现很多掉话是因为切换关系造成的，如下例子：在一般情况下，B基站的CELL3只定义A基站的CELL1、CELL2为相邻小区，在CDD中一般也是这样定义，我们常常人为的认为B基站的CELL3只会跟A基站的CELL1和CELL2有切换。但在实际路测中常常发现B基站的信号会越过A基站而跑到A基站的CELL3覆盖区，在局部形成其信号强度高于A站CELL3且成为最强小区的情况，即常见的ldquo;孤岛效应rdquo;。尤其是在基站密集的地方，会有很多重复覆盖，形成许多ldquo;小孤岛rdquo;(如图中的小圆圈)。由于这些孤岛面积较小，而且随着无线环境的变化而变化，如果路测中按照固定路线一直走下去的话，往往很难发现它们的存在。只有恰好处在这些小孤岛中一段时间，手机重选上B小区CELL3，此时你拨打电话并移动时，一般都会因没有更好的相邻小区而导致掉话。另一方面，若还有一基站C，A基站位于B、C之间，则当A站拥塞或被闭塞时，从B：CELL3到C基站将没有直接的切换关系。相应的，从B基站向C基站移动的用户将可能因为无法找到较好的小区切换或仍然切到一个较差的小区而最终掉话。由于这些ldquo;小孤岛rdquo;有较强的隐蔽性，致使我们常常忽视它。在指标上也常常难以反映出来。常用的解决办法有给天线增加倾角，降低发射功率或用TALIM参数限制小区的最大覆盖范围，但这些办法都有其弊端。在实际工作中我们常常采用加定冗余单向切换关系的办法来加以解决，比如在上面的例子中，可以加定B：CELL3到A：CELL3或C：CELL1、CELL2的单向切换关系，甚至加定B：CELL3到C的三个小区的单向切换关系。不过，由于现在的频率复用度很高，可能会出现A：CELL3与C：CELL3 BCCHNO相同的情况，此时加定切换关系还需要更换其中一个小区的BCCHNO，避免相邻小区BCCHNO相同。

“孤岛效应”通俗理解是指在电网失压或断开的情况下，发电设备仍作为孤立电源对负载供电，形成供电孤岛这一现象。“孤岛效应”对设备和人员的安全存在巨大隐患，危害到检修人员的人身安全。《NB/T32004-2018光伏并网逆变器技术规范》要求了逆变器具备防止孤岛效应产生的功能，即防孤岛保护功能，一旦确认电网失电，都要在2s内将并网逆变器与电网断开并停止并网发电，而实际逆变器防孤岛保护时间会更短，确保人员及设备安全。

孤岛效应指的是，在电子电路设计中，电路的某个区域原则上是有电流通过的，而实际没有电流流过的现象。在通信网络中，无线移动基站的覆盖不良，影响形成不能正常通信的现象。孤岛效应这一理念广泛应用于数学、经济、电子通信等学科。孤岛效应的原理主要是这样的，在电容器串联的电路里,只有与外电路相连接的两个极板（注意：不是同一电容器的极板）有电流流动（电荷交换），其他极板的电荷总量是不变的，所以称为孤岛。孤岛是一种电气现象，发生在一部分的电网和主电网断开，而这部分电网完全由光伏系统来供电。在国际光伏并网标准化的课题上这仍是一个争论点，因为孤岛会损害公众和电力公司维修人员的安全和供电的质量，在自动或手动重新闭合供电开关向孤岛电网重新供电时有可能损坏设备。所以，逆变器通常会带有防止孤岛效应装置。被动技术（探测电网的电压和频率的变化）对于平衡负载很好条件下通电和重新通电两种情况下的孤岛防止还不够充分，所以必须结合主动技术，主动技术是基于样本频率的移位、流过电流的阻抗监测、相位跳跃和谐波的监控、正反馈方法、或对不稳定电流和相位的控制器基础上的。现在已有许多防止的办法，在世界上已有16个专利，有些已获得，而有些仍在申请过程当中。其中的有些方法，如监测电网流过的电流脉冲被证明是不方便的，特别是当多台的逆变器并行工作时，会降低电网质量，并且因为多台逆变器的相互影响会对孤岛的探测产生负面影响。在另一些场合，对电压和频率的工作范围的限制变得宽了，而安装工人通常可以通过软件来设置这些参数，甚至于ENS（一种监测装置，在德国是强制性的）为了能在弱的电网中工作，可以把它关掉。