关于作者

李皓,环境科普志愿者,“中科院老科学家科普演讲团”成员。 1982年毕业于四川大学生物系生物化学专业。1983年至1986年先后在西南农业大学土壤化学系、中国科学院成都生物研究所生化室工作。1986年至1994年在德国弗朗霍夫(Fraunhofer)研究院汉诺威毒理研究所从事免疫生物学研究,1994年获得德国汉诺威大学自然科学博士学位。1995年回国到北京医科大学免疫系做博士后,研究中草药成分的免疫调节作用。出于对当时中国环境状况的极度忧虑,1996年辞职走向社会成为环境科普志愿者。1997年至2007年主要从事引进和翻译国际环境教育影视片的工作。2000年至2004年为国家环保总局环境使者。2008年成为“中科院老科学家科普演讲团”成员。

热岛效应与北京的空气

李皓
2011年06月16日

关键词:城市热岛效应;水泥化危害;城市规划设计;密集高楼群的环境影响;建筑与局部气候;空气污染对健康的危害;城市绿地


正 文


近些年来,北京的夏季比过去明显热了许多。50岁以上的北京人常说,他们小时候在北京过夏,晚上得盖薄被,而现在,夏夜入睡常需开空调。笔者看过两张卫星拍摄的北京城市绿化现状图,一张摄于1987年,另一张摄于2001年,照片如下:

(资料来源:绿色北京绿色行动宣讲团)

以上两幅图片带给人的震撼是:从1987年到2001年,北京城区的面貌从植被密布的绿色变成了水泥硬化的灰色!在短短14年中,北京城区的水泥化面积扩大了至少四倍!难怪人们感到了如此明显的气温上升——水泥化会给城市造成严重的热岛效应!

城市的大面积水泥化会导致热岛效应 (李皓摄于北京)

笔者查了“热岛效应”的后果分析。1995年美国出版的一本《环境科学》教科书(Environmental Science, by Daniel Obtkin & Edward Keller)上,有将热岛效应与空气污染结合介绍的文字。读完它后,笔者感到:要是北京的城建设计者们早些了解这样的知识,也许北京就不会为治理空气污染吃这么多苦头了——这本教科书中写道:城市的热岛效应与空气污染有着密不可分的相互促进的关系。

北京在无风天时的空气污染状况 (李皓摄)

多年来,我们一直认为,建现代化城市就是多造钢筋水泥高楼。但这本十多年前美国出版的教科书却指出:由大量钢筋水泥高楼组成的城市会出现多种环境负效应,最主要的问题是:密集的高楼群会阻碍空气流动,使人们因开车、耗能等活动排放的热量与空气污染物难以扩散。而混凝土、沥青、石材对太阳热有很强的吸收力,并能迅速将这些热量释放到空气中。因此,美国大城市的空气温度常比郊区高1-2度。
由于热空气具有上升性,使空气中的悬浮颗粒物难以沉降,导致了城市中心区的空气颗粒物浓度通常要比郊区高10倍的状况。为此美国付出的代价是:在大城市生活的45岁以上的人群中,癌症死亡率要高出13%。
另一方面,在有风的情况下,高楼间容易形成强劲的风口。在这样的人造风口区,土壤干燥极易扬尘。而由于大风的散热作用,会使风口区的建筑物在冬季增加能耗,因而增加排放。美国的环境学者分析说,这些教训起因于过去的城市规划和设计者们缺乏城市建筑会改变城市局部气候的知识。
目前,北京大多数人还不了解城市的热岛效应与空气污染的因果关系。新建的CBD区仍是高楼密集的模式;许多城区的地面改造仍选用了吸热性强的石材;许多工地的地面还在使用混凝土进行大面积硬化,使工地地面的温度在夏季高达40多度。所有这些做法都是极不利于减少热岛效应和净化北京空气的。希望我们能尽早吸取美国大城市的教训,在城区少建高楼,多种树木,让北京重新回到绿荫的环抱中。

纽约中央公园的大面积树林起到了减少热岛效应和净化空气的作用 (李皓摄)

(发表于《科技潮》杂志2007年第十期,2011年6月修改并增加图片)