夏天虹，董桂君

(1.绵阳职业技术学院，四川绵阳 621000；2.信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司绵阳分院，四川绵阳 621000)



快速城市化对区域温度的影响分析

夏天虹1，董桂君2

(1.绵阳职业技术学院，四川绵阳 621000；2.信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司绵阳分院，四川绵阳 621000)

随着经济快速发展，我国各地区均有明显的城市化发展趋势，这将引起城市温度的变化。在此根据四川省常规气象数据，分析城市化的发展对区域温度的影响。结果表明，城市化使得城市温度逐渐升高；随着城市的外张，城市热岛效应范围逐渐扩大；城市平均温度变化率与工业化有关，工业发展比人口增多更影响城市温度。

城市化；区域温度；工业化；影响

2011年12月中国社会蓝皮书发布，我国城镇人口占总人口比重首次超过了50%，这标志着城市化已突破50%。根据统计，我国到2030年城市化率将达65%，届时我国城市化将达到城市高度发达阶段[1]。随着城市人口密度增加，产业结构的变化，工厂、商业和家庭活动产生废热排放量不断增多。当排放量超过区域环境自净能力时，导致城市温度累积。Kalnay等研究表明城市化会引起区域温度升高[2-3]。在城市基础建设形成的特殊垫面以及人类活动(生活、经济活动)双重影响下便形成了一种局地气候[4]。城市温度的快速增加使人们对未来的生存环境感到担忧，因此，基于城市气候环境保护的研究已经是相关领域亟需研究的课题。笔者收集了四川省成都市、彭州市(县级市)和德阳市1974～2008年的城市发展和气温数据。分析四川省快速城市化对区域温度的影响，为城市气候研究提供参考。

1 资料与方法

1.1 研究资料研究资料为成都市1974～2008年的城市发展和气温资料，彭州和德阳市1974～2007年的城市发展和气温资料。成都市、彭州市和德阳市均属于成都平原地区，地势平坦。彭州市属于成都市区北郊，成都市的上风上水位置，彭州的气候因子不受成都市下方向 “城市尾羽层”的影响。德阳市是我国重大技术装备制造基地和中国三大动力设备制造基地之一，是典型的工业城市。

1.2 研究方法采用实况气温数据直接平均和滑动平均[5]，计算3个城市的平均温度。其中，滑动平均是我国气象分析的基础方法，是一种最真实和最全面的平均模式。一般认为，近一百年来，全球的温度上升了约0.5～0.6 ℃[6-7]。在此所采用的温度数据是从1974年开始，时间太短，不能够剔除掉因全球变暖而造成的增温量，因此，文中所反映的增温量包含全球变暖和城市化增温两部分量。

2 城市化对温度的影响

2.1 成都气温变化趋势从1974～2008年成都市区年平均气温情况(图1)可看出，成都市区1974～2008年年平均气温发生了不容忽视的总体逐步上升，1975年实况平均气温为15.53 ℃，三点滑动平均为15.07 ℃，到了2007年，实况平均气温为16.36 ℃，三点滑动平均为16.43 ℃，32年间实况平均气温上升了0.83 ℃，滑动平均气温增加了1.36 ℃。实况温度平均曲线表明，20世纪70和80年代成都气温呈波动状态，上升趋势不明显，到90年代，气温开始上升，90年代末及以后，气温增加迅速；从三点滑动平均曲线亦可看出，进入90年代，气温进入快速上升阶段。由此可见，随着城市化的发展，城市热环境明显发生改变。

图1 1974～2008年成都年平均气温及其三点滑动平均变化

由成都市区实况年平均温度变化趋势(图2)可见，1974～1996年气温线性系数仅为0.007 9，表明该阶段的城市气温上升非常缓慢；结合成都经济，此阶段为成都经济发展缓慢期；从1996年开始，气温线性系数为0.082 6，反映了此阶段城市增温迅速，是成都经济发展的快速期。可见，城市经济发展与城市区域温度紧密相关。

图2 1974～2008年成都年平均气温变化

2.2 城市发展对郊区气温影响由成都市区和彭州1974～2007年的三点滑动平均气温情况(图3)可见，彭州与成都市一致，温度呈逐渐上升趋势，表明彭州亦受城市化的影响。彭州气温一般低于成都气温，这主要是由于彭州城市化程度不及成都，成都的高速城市化发展、主城区高密度建设，使得城市下垫面蓄热程度加强，形成热岛效应，使得成都市区的温度高于北郊的彭州，温差在0.08～0.42 ℃。随着成都的高速发展，城市中心的热岛现象表现明显，尤其在20世纪80年代、90年代和21世纪初期，成都与彭州均存在明显的温差，反映了此阶段成都市的热岛效应严重。2004年以后，彭州的三点滑动平均气温迅速上升，最后于2006年与成都气温趋于一致，表明城市化扩张对周边区域温度有直接影响，结合大成都建设，表明2006年成都与彭州的城郊气候界线打破。城市化导致的区域气候随着城市外张而使得城市热岛效应范围逐渐扩大。

图3 1974～2007年成都和彭州三点滑动平均气温情况

2.3 工业对城市温度的影响目前，普遍认为导致城市温暖化有4个因素，即工厂、家庭及商业活动产生余热；温室气体排放量增加，改变辐射收支量；城市内建筑物的增加使得热交换加剧；城市下垫层改变。其中，第1个因素是导致城市温暖化的直接原因，其他因素为间接原因。直接原因可大致解析为人口和工业发展。根据成都市和德阳市主城区人口和经济增长特点，分析工业对城市温度的影响。

从成都和德阳市1974～2007年实况年平均气温曲线(图4)可看出，1974～1976年德阳与成都的温差较小，但随着时间的推移，两城市的温差越来越大，在成都气温增加的同时，德阳增温显著，到2007年时，德阳比成都年平均温度高0.87 ℃。从成都和德阳年平均温度和两者的温差情况(表1)可看到，成都1974～1993年的年平均气温比较稳定，在15.05～15.17 ℃波动，1994～1998年年平均温度开始逐步上升；德阳从1974年开始，年平均气温便稳步增高：对比德阳与成都年平均温度差，温差从0.11 ℃一直扩大至0.73 ℃，表明德阳市城市化比成都更严重。

图4 1974～2007年成都、德阳年平均温度情况

表1 1974～2007年成都、德阳年平均温差情况 ℃/a

成都市人口总量持续增长，城区聚集明显，是生活商贸城市。德阳是我国重要的工业城市，从20世纪50年代，便坚定不移地实施工业强市战略，到2006年，工业对德阳GDP的贡献率达73.73%[8]。德阳主城区(旌阳区)的人口演变情况是2000年62.89万、2004年63万、2006年64.21万，年平均增长率0.35%，远低于成都市人口年平均增长率2.4%[9]。 导致城市温暖化的直接原因主要是人口和工业发展，根据图4、表1和以上分析，工业活动比人口以及人口涉及的家庭活动和商业活动更能形成多余热量，进而造成城市气温快速增高，导致城市热环境和热舒适性恶化。

3 结论

经济发展的同时，城市化导致的区域气候变化明显。在近30年中，成都城区和郊区的年平均温度均呈上升趋势，城区与郊区存在明显的温差，热岛效应明显。伴随城市区域发展，成都城市外张使得热岛效应范围逐渐扩大。区域温度的演变趋势和城市发展情况表明，快速的城市化发展已经对区域气候产生了重要的影响，相对于人口集中，工业化对城市温度影响更大。

[1] 王春光，孙晖.中国城市化之路[M].昆明：云南人民出版社，1997：44-45.

[2] KALNAY E，CAI M.Impact of urbanization and land-use change on climate [J].Nature，2003，423(6939)：528-531.

[3] 周军芳，范绍佳，李浩文，等.珠江三角洲快速城市化对环境气象要素的影响[J].中国环境科学，2012(7)：1153-1158.

[4] 周淑贞，束炯.城市气候学[M].北京：气象出版社，1994.

[5] 魏凤英.现代气候统计诊断与预测技术[M].2版.北京：气象出版社，2009.

[6] 王绍武，叶瑾琳，龚道溢，等.近百年中国气温序列的建立[J].应用气象学报，1998，9(4)：392-400.

[7] 周自江，王颖.中国近46年冬季气温序列变化的研究[J].南京气象学院学报，2000，23(1)：106-112.

[8] 德阳年鉴编纂委员会.德阳年鉴[M].北京：方志出版社，2006：164.

[9] 城市联合信息网.成都公布2010年第六次人口普查分析情况[EB/OL].[2011-07-06].http：//www.city-net.cn/p!newsDetail.do?news.id=6531.

Analysis on the Impact of Urbanization on Regional Temperature

XIA Tian-hong1, DONG Gui-jun2

(1. Mianyang Vocational and Technical College, Mianyang, Sichuan 621000; 2. The IT Electronics Eleventh Design & Research Institute and Technological Engineering Corporation Limited, Mianyang, Sichuan 621000)

Because of the development of economy, urbanization is quite obvious in cities of China. The urbanization changes cities’ temperature. The impact of urbanization on regional temperature was analyzed according to the conventional meteorological data of Sichuan Province. It was found that the urban temperature is gradually increasing because of the urbanization, the range of Urban Heat Island phenomenon (UHI) continues to expand with the development of urban. The temperature changing rates are related to the industrialization, and industry is more important to the city temperature than the population.

Urbanization; Regional temperature; Industrialization; Impact

夏天虹(1987- )，女，四川宜宾人，助教，硕士，从事建筑与生态环境研究。

2014-11-28

S 161.2；F 290

A

0517-6611(2015)02-198-02