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城市起常不当扩建出恶果,盛夏热浪里添把火
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城市超常不当扩建出恶果,盛夏热浪里添把火
(2013年盛夏长江中下游异常高温出现的成因分析研究(2))
徐群
根据上文的表1及2013年7-8月长江中下游4站 (上海,杭州,南京和武汉)平均气温相互间的明显差异,有必要对该四城市盛夏气温的历史演变趋势及其成因分别进行分析和对比.
1.长江中下游四城市盛夏气温演变的对比分析
(1.1).南京与上海,杭州的对比分析
1951-1979 年南京盛夏平均气温比上海同期偏高0.2 C,1980 年开始逆转,1980-2002年南京盛夏气温平均比上海同期偏低0.19 C, 此种趋势从2003年开始更为显著,近10年 (2003- 2012) 南京盛夏气温竟比上海同期偏低0.94 C, 这样今年盛夏平均比上海偏低0.8 C 就显得很正常了.
以前只听说南京是夏季的火炉城,其实盛夏 (7-8月)杭州气温一直比南京高一些,只是近十年这种差距更大了,近52年(1951- 2002)平均杭州盛夏期要比南京同期偏高0.42 C,而在近十年(2003- 2012)竟比南京同期偏高 1.35 C! 今年也比南京偏高1.1 C.
(1.2).武汉与上海,杭州的对比分析
从1951到 2003年的武汉7-8月平均气温一直高于上海,平均偏髙0.8 C,,可是从2004年开始发生了变化,2004-2012年武汉盛夏期气温平均低于上海同期 0.22 C,而在今年7-8月,武汉气温竟比上海同期低了 0.9 C.
在1951- 2002年间,武汉7-8月平均气温相对杭州同期平均偏高0.36 C,从2003年开始此种关系发生逆转,2003- 2012年间武汉盛夏气温比杭州同期偏低0.61 C,而今年武汉盛夏竟比杭州同期偏低达1.2 C!
(1.3).南京与武汉的对比分析
武汉盛夏期气温始终高于南京, 近63年 (1951-2013) 平均偏高 0.76 C,仅有4年相反(南京高于武汉 0.1-0.5 C),但在近10年 (2004- 2013),武汉盛夏期气温相对南京的偏高程度缩小至0.59 C,今年即为上述4个反常盛夏之一, 武汉气温平均比南京偏低0.1 C.
(1.4).长江中下游4城市盛夏气温演变趋势的进一步对比和成因分析
从上文表1 还可看出近62年来虽然4城市均有升温的总趋势,但相互间有相当差异,上海平均每10年要升温近0.2 C,杭州其次,南京和武汉从近62年总趋势看变化较为平缓,自1951 到1999年则4城市均存在降温趋势,从各站盛夏气温的11年及15年滑动平均曲线可知,70年代后期- 90年代长江中下游盛夏气温均存在降低趋势,上文己指出这是由于70年代后期以来经济大发展,燃煤量- 上空硫酸气溶胶持续增长导致阳伞效应增强所致;进入本世纪以来4城市盛夏气温变化出现很大差异,沪杭两市盛夏气温均出现剧升趋势,尤其是杭州达到每10年剧升1 C的程度! 从而显示出城市热岛效应的异常增强,己冲破大气污染的阳伞效应,而同时南京盛夏气温的升势相当平缓,武汉则出现一定的降温趋势.
在同一气候带的大背景下,4城市盛夏气温在夲世纪的变化出现如此显著的差异自然和各自城市的发展特点及相应的热岛效应有密切关联.
2.长江中下游四城市各自城建特点及其对盛夏气温的潜在影响
(2.1). 上海市
上海的人口增长和城市扩建是十分显著的,1960年以来上海市及其所属郊県土地面积变化不大,但城市面积占总土地面积的比例却逐步增大,1980年后上海市在未扩大土地总面积的情况下城市化进程愈益加速,上海城市热岛的迅速扩展和增强始于上世纪80年代,与该城市的建设有明显的对应关系[3]; 这正是前述的从80年代初上海盛夏平均气温开始超越南京的主要成因.上海城市随着经济发展的加速而进一步扩展,外来打工青壮年,道路,车辆,民居,办公搂,商铺厂房都逐年增长,据上海市统计局公布的第六次人口普查显示: 从2000 到 2010年,上海市常住人口增长达40.3%,显著高于同期全国人口5.8%的增长水平,达到2301.92万人! [4]. 上海市主城区不仅东扩到浦东新区,向西的扩展更显著,原来西面的静安区,长宁区和徐汇区如今己成为上海最繁华的市区,在建的摩天大楼纷纷矗立于浦东新区和徐家汇,总高度达632m的中国第一高楼 (上海中心大廈) 即将矗立于徐家汇中心; 人多,车多,楼多,各种建筑物和道路在夏季都大量辐射热量,家家户户的空调加上密集车辆散发的废气都促使上海市的热岛效应与年俱增.
此外,上海市拥有全国独一无二的近140年完整的逐日天气记录,其观测点从法国教会创办的徐家汇观象台到如今的上海市气象台一直未变;如果说在上世纪五十年代及以前,该处尚处于上海偏僻的郊区,那么如今这里己是上海最繁华的中心地带,摩天大楼正在附近建造中,因此从这里观测到的上海气温不断升温的趋势可反映出如下成因: 1)全球气候总的变暖趋势,2) 上海市愈益增强的热岛效应, 3）上海的繁华中心（即热岛效应的强中心）逐步逼近该百余年未动的观测点. 诚如邓莲堂等(2001)指出:由于城市不断发展,城市下垫面发生了根夲变化,建筑楼群包围或接近原在城郊的气象台站,气象要素的观测值 (特别是气温)不可避免受到城市化的影响,而受影响程度又和城市大小,建筑物构成,周围地形,房屋密度以及气象台站所在地理位置等有关[5]; 综合以上成因结合今夏西太平详副高持久控制长江中下游上空的特点,因此今年上海徐家汇观测站于7月26日测得日最高气温达到40.6 C, 8月7日又升至40.8 C,相继打破了1934年创下的40.2 C的历史极值,也就不足为怪了.今年上海共有5天的日最高气温达到40 C 以上,超过其前上海有气象观测记录以来迏到此值的总天数, 今年8月8日中央气象台发布了一份2013年各站夜间气温值排行榜,发现今年以来在日最低气温达到或超过30 C 日数的城市中,上海,长沙,杭州依次占了全国的前三位[6].
(2.2) 杭州
今年盛夏我国东部热异常最突出的地方莫过于杭州及所在的淅江省了,兹摘录有关报导如下. 从淅江省气象台获悉,8月7日淅江的25个地区最高气温打破历史记录, 奉化达到43.5度,该日全省有54个県(市,区)最高气温在39 C以上,45个县 (市,区)达40 C 以上,奉化刷新了该省最高气温记录,而杭州市区今天最高达41.2 C,是今年第四次刷新当地历史最高记录[7]; 8月8日13时的全国2418个国家自动气象观测站的数据表明: 40.8 C以上的高温记录全出现在淅江,奉化最高,达42.4 C[8]; 今夏山明水秀的淅江变成了中国”好烤箱”,8月11日绍兴市新昌县的44.1 C打破宁波奉化创下的43.5 C 记录,再创该省最高气温记录,杭州则已连续6天的日最高气温超过40 C,,创省会城市记录[9]; 另据有关讯息,8月11日9时新昌县南岩寺森林发生火灾,经500余人抢救,直到13日8时才扑灭,过火面积约33公顷[10].而据”杭州平平安安”9月11日报导,今年杭州日最高气温达到40 C 及以上者竟有14天[11],遥居历史首位.以上罕见热灾害的成因相当部分可追溯到当地不恰当的城市扩建和土地利用问题,现以杭州,奉化为例来说明.
前已指出,近10年（2003- 2012）杭州7-8月平均气温竟比南京高出1。35 C,淅江省气候中心的数据也表明,1971-2000年杭州每年的高温平均日数是21.4天,但在2000- 2009年该市的年高温日数平均值已高达35.5天! 可见本世纪初杭州盛夏平均气温发生了突变性升高,这和下列事项看来不无关系: 2000年杭州市领导决定实施”城市东扩,旅游西进”,此后杭州利用7年时间把钱塘江边的一片滩涂变成了一座现代化的CBD ( 中央商务区)，这就是钱江新城[12]。另据文[13]的表3-2中数据进行统计，2001-2005年间杭州市主城区的建设用地中，绿地建设仅占总用地量的0.67%,99.33%的改建扩增地都用于建筑民居,商铺,厂房和各种道路在内的公共设施. 北京大学景观设计学研究院院长俞孔坚早在2004年9月16日召开的”中国城市论坛北京峰会”上对杭州市区的改造重建工作提出尖锐批评:”这是我从100米高空拍下的杭州,毫无规划,杂乱的建筑,水泥丛林,到处都是覆盖物,看不到一块完整的土地,哪里还象人间天堂,简直象地狱[14]! 杭州的”城市东扩,旅游西进”建设方针也是”逆天道行事”的,因为夏季杭州盛行东-东南风,如今未将城东南水草丰茂的钱塘江边滩涂建成水清荷香的湿地景观区,却改造成以香港中环和纽约曼哈顿为榜样的繁华金融街,国际会展中心,大剧院,万象城等尽在其中,此外杭州市区还进一步跨越钱塘江扩伸向东南方的萧山,2003年3月开始在该区东北部组建萧山临江工业园区 (临江新城),总规划面积达160.2平方公里;这样在杭州主城区东南方- 钱塘江北岸的大片滩涂地和南岸萧山林木葱茏的邱陵地都被改造成成片成批在夏季散发大量热气的水泥丛林! 夏季盛行的东南风就将这些暑热和工厂车辆的油烟废气一同输送向杭州市区,而水清林茂的西湖因位于杭州市西南方,在夏季盛行东-东南风情况下很难对杭州气候产生积极的影响. 作者在”杭州钱塘江风光旅游攝影”的16张图片[15]中既难觅江南水乡的”杨柳岸,晓风残月”,也无”三秋桂子十里荷花”之影,绝大部分图片只见广阔天幕下,浑黄江水的两岸排列着成片各色建筑物,散乱的民居厂房,高压线架,航运设施和跨江桥. 骆杨等(2009)指出,近年来随着杭州经济的大发展,城市不断扩建,使得该市热岛效应有加剧趋势,他们的计算表明,杭州最大热岛强度以夏秋季最突出,可达3.4 C, 出现于市中心位置,夏季强度最大,主要因此时正当高温季节,高温天数多,市区因存在大量建筑物,气温上升较快[16];因此杭州今年盛夏日最高气温达40 C及以上总数有14天,8月9日甚至达到41.6 C,也就不足为怪了.
在今夏席卷淅江全省的异常高温中,奉化多次出现破记录的高温,估计也和其加速城市化有关,从有关图象中可见今日奉化已从以往的江南水乡小県向”国际小都市”发展,目前是高楼林立,且在其东郊设有专门的工业开发区,宁波国际海运中心正在此建设中; 该県还加快实施城市核心功能区,其中银泰城已开始营业,梅里达国际购物村,大洒店等10多个商贸项目正在建设中,在东部正建设海洋新区,北部则建设城市产业拓展区等[17].
(2.3). 南京
南京的城市规模也在逐步扩大,1978年南京建成区面积111.18平方公里,人口113.76万人,2009年全市城镇建设用地达760平方公里,人口近800万,己变成”一城三区”的卫星城镇建设,但该市还较重视绿地建设,虽然1985- 1995年绿地面积减少了18.27平方公里,1995-2000年的绿地面积增长了15.88%,主要是由于种植人工林的增加,杨英宝等(2004)认为,自1985年以来南京城市的开发逐渐趋向有序化,规模化,除耕地外其它景观的分离度,破碎度和孔隙度都趋向减小,空间分布趋向均匀[18]. 2002年南京市政府全面启动”缘色南京”的城市现代化建设战略性工程,2005年区的绿地率达到41%,绿化覆盖率达到45%,人均公共绿地12平方米,计划到2010年,绿地率达43% (明显超越建设部有关城市2010年应达到30%的绿地规划指标),绿化覆盖率达到46%,人均公共绿地面积达到15平方米,在建成区实施城市森林建设,是绿色南京”的重要组成部分[19]. 近年来南京还大力推行绿色出行理念,努力发展公路绿化, “十一五”期间,南京公路实施”绿色通道”工程,在国省干线绿化上投入上亿元,建设了3700亩公路绿地,打造了323公里的绿色长廊,总计生长着120多万株各类树木及灌木[20].
可见南京在城市扩建之际始终遒循”绿色南京”的发展理念,关汪城市的绿化,因此盛夏气温在大范围气候增暖趋势下也只是平缓地升高,相对于沪杭两地盛夏的急剧升温形成鲜明对比. 今年南京有2天的最高日气温分别达到40.0 C 和40.1 C,但远未破记录,其前的日最高气温年依次为 1934 (43.0 C), 1932 (40.9 C) 和 1914 (40.2 C).
(2.4). 武汉
武汉是我国中部的特大城市,本来其规模即大于南京和杭州,长江和汉江纵横交汇穿过市区,形成了武昌,汉口和汉阳三镇鼎立的局面,历来是华中最大的工商业城市; 解放以来全市建筑面积己扩展了三倍以上,常住人口也由五十年代初的百余万发展到2011年末的1002万,在全国大城市中位列第四. 上世纪武汉一直是盛夏长江中下游的著名火炉城,可是进入夲世纪以来武汉盛夏气温的演变却走出和沪杭两城截然相反的趋势,2012年8月8日我国气象部门综合分析了1981- 2011年的多种气象资料,列出各省会以上大城市的”炎热排行榜”,其中武汉的炎热程度己退居第六名,不是武汉不热了,而是变热速度比不少城市慢;据百度百科(2013)介绍,这是因为:
(1) 绿化拽住了武汉升温的脚步,1996年初,曾仁端教授与37位市人大代表联名建议武汉大搞绿化以缓解主城区的热岛效应,市政府积极响应,召开专题会议决定当年即大增全市绿地面积,从此武汉绿化规模逐年增大,14年(1997- 2011) 间建成区綠化率由26.03%增加到32.28%,绿地面积的大量增加使原先主城区的不少热岛变成了公园,小游园等”凉岛”.据有关学者测算,一公顷绿地可蒸发水的调温效果为1.25亿大卡热量,相当于让550多万台6匹空调工作20小时.
(2) 建”超级电扇”给城市降温. 专家们曾测定,武汉市热岛效应使主城区平均气温比郊区高出1.8-2.0 C,夏季主城区局部气温有时可比郊区高5.9 C! 作为对策,武汉市制定了城市总体规划 (2009- 2020),被”国际城市与区域规划师学会”授予”全球杰出贡献奨”,是我国城市总体规划在国际上首次获得的最高奨项; 获此殊荣的原因之一,是为城市划出6条生态走廊作为”风道”,可有效降低城市热岛效应,这就是将几条河湖水系作为放射状”绿扇”,与长江天然”风廊”一道成为武汉的主导”风道”,从而缓解主城区的热岛效应[21].
虽然近年来在城市规划实践过程中仍有许多不尽人意处,但武汉夏季高温状况的确有所缓解,据2009年3月湖北省气象局的统计,在过去58年里武汉夏季平均最高气温下降了
0.12 C,其中8月下降0.8 C,和全国其它30个省会城市比较,其日最高气温超过35 C的天数排第7位,日最高气温超过38 C的天数排第19位,极端最高气温排第11位 [22]. 2013年盛夏,武汉虽然有连续4天气温超过39 C,但其有百余年观测记录的标准气象站今年的日最高气温却未曾攀上40 C,这和杭州,上海今夏分别出现14和5天的此类极端高温记录确存在显著差异.
3. 结论
虽然全球平均气温自上世纪80年代以来出现了升温趋势,但长江中下游7-8月平均气温的上升主要出现于本世纪以来的十余年中,1951- 1999年间还存在一定的降温趋势,这和我国工业发展,用煤量一上空硫酸气溶胶增长引起的阳伞效应有关,而本世纪以来长江中下游一些城市的显著升温趋势和其不当扩建,城市规划缺少前瞻性所导致的热岛效应加剧有密切联系;虽然不能肯定今后夏季东亚环流会频现西太平洋副高持久控制我国中东部的形态,但一旦此种环流型在某年夏季出现,那些盲目扩建,未作好充份准备抗炎夏的城市及其广大居民就会遭殃.有鉴于此,我国各城市理应充份借鉴武汉,南京有前瞻性的城建规划,大力发展和采用多种夏季降温措施,在城建和绿化上狠下功夫,让民众能安度炎夏,绝不能让水乡天堂再沦为酷暑炼狱了.
参考文献
[1] 徐群;近十余年我国盛夏季风雨带南移的重要原因; 刊于”中国的气候变化与气候影响研究”文集,气象出版社,1997,264-271.
[2] Xu Qun;Abrupt change of the mid-summer climate in central east China by the influenceof
Atmospherc pollution, AtmosphericEnvironment,35 (2001),5029- 5040,Elsevier Science Ltd.
[3] 丁金才,周红妹,叶其钦; 从上海市热岛演变看城市绿化的重要意义,气象,2002年2期.
[4] 上海市政府网站,2011年9丹23日
[5] 邓莲堂,朿烱,李朝頣; 上海城市热岛的变化特征分析,热带气象学报,17 (3),2001年8月.
[6] 新兰网 (CCTV.com, 2013年8月9日).
[7] 淅江新闻网,2013年8月7日.
[8] 人民网,2013年8月8日.
[9] 淅江新闻网,2013年8月11日.
[10] 国家林业局政府网站,2013年8丹13日.
[11] 杭州平平安安;今年杭城高温日数己达53天, 2013,9.11.
[12] 变化的城市,变化的生活; 杭州日报,2011年1月21日一版.
[13] 基于建设项目的”十五”期间杭州主城区空间变化研究,淅江大学硕士学位论文,
引自www.docin.com/p-28085740.html2013-08-02.
[14] 董月玲,五仟年未有之破坏,中国青年报,2004年10月13日.
[15] 钱江风云攝影图片:杭州钱塘江风光旅游攝影,太平洋电脑网(共16p),dp.pconline.com.cn/
Photo/list…,2013-06-30.
[16]骆杨,周锁栓等; 杭州市热岛室闸分布及时战-频域多尺度变化特征,生态环境学报,2009,
18(6),2200- 2205.
[17]宁波城市建设论坛,城建新闻:”美丽奉化”,花开四大板块,培育亿元企业100家,2013,3.27.
[18] 杨英宝等;南京城市景观空间格局的变化分析,南京林业大学学报 (自然科学版),28 (6),
2004年11月.
[19] 苏继申,杜顺宝,南京城市园林绿化建设的对策和措施,江苏林业科技,2010年1期.
[20] 徐峻荣,陈燕等; 南京:干线公路绿化带成为城市”景观绿肺”,江苏公路通讯,2013年3月29日,中国公路网,2013年8月28日.
[21] 中国炎热榜,石度百科, baike baidu.com/….17.htm-2013-8-27.
[22] 统计显示:武汉夏季平均最高气温有所下降; 搜狐新闻,2009年3月24日
备注：因28日上传到科学网的本文上篇较零乱，现将该文再次复印于下，备读者参阅
2013 年盛夏长江中下游异常高温出现的成因分析研究 (1)
徐群
前言
今年盛夏 (7-8 月) 我国出现近35年来未有的北涝南旱,灾情严重,在分析今年夏季季度预报失误原因时,也对我国中南部的持续异常高温站点进行了分析,从报载也可知持续异常高温遍及整个长江中下游和江南北部,有7亿人深受影响,但情况最突出者 (日最高气温超过
40 C ) 当属上海,杭州和淅江省一些台站: 现对此种持续异常高温出现的成因作一些分析.
前期成因
从季度气候预报的出发点看,至今尚未找到显著成因: 根据1-3 或1-4 逐月各气象要素场 (北半球500hPa环流,北太平洋海面水温场(SST) 和我国大陆160站逐月气温- 降水量场)的近20年隔季遥联高相关因子组成的预报方程,未能算出今年盛夏长江中下游区会出现显著异常的高温趋势.丁一汇在今年9月的中国气象报上刊文分析今夏南方异常高温出现的成因,指出有二个因子:1) 赤道东太平洋冷水—La-Nina事件的发展, 2) 北极涛动(AO)正指数环流的发展. 可是今年3月南方涛动 (SO)指数才转为正值,而AO指数是4月才出现正值: 若仅依据3-4月SO指数为正,赤道东太平洋冷水及4月AO指数为正,则历史资料中无法找到好相似年,又怎能保证上述二因子的新趋势会一直保持到7-8月呢? 何况3-4月SO指数正值的1999年,其7-8月长江中下游区出现了异常多雨偏凉的特征.
盛夏成因
长江中下游盛夏高温的形成从天气学的观点看,最直接的原因即为受到西太平洋副高的严密控制,稳定的下沉气流形成大范围碧空如洗,盛夏强太阳辐射无阻地倾泻下来,地面风又很弱,地面及建筑物接受辐射热量的积累导致高温的频现. 2013 年7-8月西太平洋副高即异常持续偏北西伸,严密控制长江中下游-江南北部地区: 统计了近63年6-8 月逐候500hPa平均高度图上西太平详副高588线西脊点伸至120 E以西,脊线在25-32 N 的候数,发现达到6候以上的年份按候数多少依次为1953(9),1961 (8),2013(8),1966(7),1976(7),1978(7),1964(6),
1967(6), 此8年即为1951年以来出现于长江中下游区最显著的高温重伏旱年,可见今年西太平洋副高控制长江中下游时间之长在近63年中也算少有,仅次于1953年,和1961年同属第二位,然而问题是为何今年长江中下游一些城市异常高温的程度和出现率均显著超过1953 和1961年呢?
作者分析了作为同一个区域气候带的长江中下游4站 (上海,杭州,南京,武汉) 盛夏 (7-8月)平均气温近62年 (1951- 2012)各自的演变趋势,此4站盛夏平均气温的11,15年滑动平均曲线均显示出上世紀50-60年代盛夏气温略偏高,但70-90年代4站气温皆出现偏低趋势,进入新世纪后才开始急剧升高,而该地区盛夏气温在70年代末到90年代的偏低和我国1979年开始因经济大发展,用煤量剧增引起的大气污染- 上空硫酸气溶胶反射阳光的阳伞效应有关 (徐群,1997,2001) [1-2]. 进入本世纪全球平均气温并未明显升高, 盛夏西太平洋副高西伸北进控制长江中下游的候数也未见持续偏多,而长江中下游4站平均盛夏气温却出现明显升高趋势;
这说明其中一些城市的热岛增温效应在急剧增长,己明显超越上空硫酸气溶胶的阳伞效应;
从表1 可见夲世纪以来南京,武汉和上海,杭州的盛夏气温急剧上升趋势存在明显差异.
70年代及以前流传的长江流城夏季四大火炉城市是重庆,武汉,南昌和南京,从表1可见如今已有相当变化,而从2013年我国省会以上城市的7-8月平均气温值按高低的排行榜来看,
表1 长江中下游4站7-8月平均气温在三时段的变化趋势 (单位:C/10a).
时段台站 上海 杭州 南京 武汉
1951-2012 0.198 0.131 0.029 0.066
1951-1999 -0.025 -0.108 -0.106 -0.061
2001-2012 0.832 0.990 0.126 -0.605
依次是1) 杭州(31.8 C), 2) 上海(31.5 C), 3 ) 南昌(31.2 C), 4) 重庆(31.0 C), 5) 宁波(30.9 C),
6) 长沙(30.8 C), 7) 南京 (30.7 C),8) 武汉 (30.6 C). 可见在全国盛夏高温排行榜中,沿海的杭州和上海二城异军突起,成为2013年盛夏最热的新火炉城市,而相对居于内陆的南京,武汉两市则己退居排行榜的第7-8位,其盛夏平均气温分别比榜首的杭州偏低1.1-1.2 C! 此种差别不仅出现于今年,从上表的末行也己清楚显示出来. 这就涉及到有关城市的城建布局和方向问题.对此作者将在下文探讨.
结语
初步分析表明,2013年盛夏长江中下游异常高温之所以出现超越1953和1961等年的情况,就在于如今正处于本世纪长江中下游一些城市热岛效应急剧增长的阶段,这样盛夏西太平洋副高的持久控制再叠加增强的城市热岛效应,就自然会形成一些城市频现的破记录高温了.
城市超常不当扩建出恶果,盛夏热浪里添把火
(2013年盛夏长江中下游异常高温出现的成因分析研究(2))
徐群
根据上文的表1及2013年7-8月长江中下游4站 (上海,杭州,南京和武汉)平均气温相互间的明显差异,有必要对该四城市盛夏气温的历史演变趋势及其成因分别进行分析和对比.
1.长江中下游四城市盛夏气温演变的对比分析
(1.1).南京与上海,杭州的对比分析
1951-1979 年南京盛夏平均气温比上海同期偏高0.2 C,1980 年开始逆转,1980-2002年南京盛夏气温平均比上海同期偏低0.19 C, 此种趋势从2003年开始更为显著,近10年 (2003- 2012) 南京盛夏气温竟比上海同期偏低0.94 C, 这样今年盛夏平均比上海偏低0.8 C 就显得很正常了.
以前只听说南京是夏季的火炉城,其实盛夏 (7-8月)杭州气温一直比南京高一些,只是近十年这种差距更大了,近52年(1951- 2002)平均杭州盛夏期要比南京同期偏高0.42 C,而在近十年(2003- 2012)竟比南京同期偏高 1.35 C! 今年也比南京偏高1.1 C.
(1.2).武汉与上海,杭州的对比分析
从1951到 2003年的武汉7-8月平均气温一直高于上海,平均偏髙0.8 C,,可是从2004年开始发生了变化,2004-2012年武汉盛夏期气温平均低于上海同期 0.22 C,而在今年7-8月,武汉气温竟比上海同期低了 0.9 C.
在1951- 2002年间,武汉7-8月平均气温相对杭州同期平均偏高0.36 C,从2003年开始此种关系发生逆转,2003- 2012年间武汉盛夏气温比杭州同期偏低0.61 C,而今年武汉盛夏竟比杭州同期偏低达1.2 C!
(1.3).南京与武汉的对比分析
武汉盛夏期气温始终高于南京, 近63年 (1951-2013) 平均偏高 0.76 C,仅有4年相反(南京高于武汉 0.1-0.5 C),但在近10年 (2004- 2013),武汉盛夏期气温相对南京的偏高程度缩小至0.59 C,今年即为上述4个反常盛夏之一, 武汉气温平均比南京偏低0.1 C.
(1.4).长江中下游4城市盛夏气温演变趋势的进一步对比和成因分析
从上文表1 还可看出近62年来虽然4城市均有升温的总趋势,但相互间有相当差异,上海平均每10年要升温近0.2 C,杭州其次,南京和武汉从近62年总趋势看变化较为平缓,自1951 到1999年则4城市均存在降温趋势,从各站盛夏气温的11年及15年滑动平均曲线可知,70年代后期- 90年代长江中下游盛夏气温均存在降低趋势,上文己指出这是由于70年代后期以来经济大发展,燃煤量- 上空硫酸气溶胶持续增长导致阳伞效应增强所致;进入本世纪以来4城市盛夏气温变化出现很大差异,沪杭两市盛夏气温均出现剧升趋势,尤其是杭州达到每10年剧升1 C的程度! 从而显示出城市热岛效应的异常增强,己冲破大气污染的阳伞效应,而同时南京盛夏气温的升势相当平缓,武汉则出现一定的降温趋势.
在同一气候带的大背景下,4城市盛夏气温在夲世纪的变化出现如此显著的差异自然和各自城市的发展特点及相应的热岛效应有密切关联.
2.长江中下游四城市各自城建特点及其对盛夏气温的潜在影响
(2.1). 上海市
上海的人口增长和城市扩建是十分显著的,1960年以来上海市及其所属郊県土地面积变化不大,但城市面积占总土地面积的比例却逐步增大,1980年后上海市在未扩大土地总面积的情况下城市化进程愈益加速,上海城市热岛的迅速扩展和增强始于上世纪80年代,与该城市的建设有明显的对应关系[3]; 这正是前述的从80年代初上海盛夏平均气温开始超越南京的主要成因.上海城市随着经济发展的加速而进一步扩展,外来打工青壮年,道路,车辆,民居,办公搂,商铺厂房都逐年增长,据上海市统计局公布的第六次人口普查显示: 从2000 到 2010年,上海市常住人口增长达40.3%,显著高于同期全国人口5.8%的增长水平,达到2301.92万人! [4]. 上海市主城区不仅东扩到浦东新区,向西的扩展更显著,原来西面的静安区,长宁区和徐汇区如今己成为上海最繁华的市区,在建的摩天大楼纷纷矗立于浦东新区和徐家汇,总高度达632m的中国第一高楼 (上海中心大廈) 即将矗立于徐家汇中心; 人多,车多,楼多,各种建筑物和道路在夏季都大量辐射热量,家家户户的空调加上密集车辆散发的废气都促使上海市的热岛效应与年俱增.
此外,上海市拥有全国独一无二的近140年完整的逐日天气记录,其观测点从法国教会创办的徐家汇观象台到如今的上海市气象台一直未变;如果说在上世纪五十年代及以前,该处尚处于上海偏僻的郊区,那么如今这里己是上海最繁华的中心地带,摩天大楼正在附近建造中,因此从这里观测到的上海气温不断升温的趋势可反映出如下成因: 1)全球气候总的变暖趋势,2) 上海市愈益增强的热岛效应, 3）上海的繁华中心（即热岛效应的强中心）逐步逼近该百余年未动的观测点. 诚如邓莲堂等(2001)指出:由于城市不断发展,城市下垫面发生了根夲变化,建筑楼群包围或接近原在城郊的气象台站,气象要素的观测值 (特别是气温)不可避免受到城市化的影响,而受影响程度又和城市大小,建筑物构成,周围地形,房屋密度以及气象台站所在地理位置等有关[5]; 综合以上成因结合今夏西太平详副高持久控制长江中下游上空的特点,因此今年上海徐家汇观测站于7月26日测得日最高气温达到40.6 C, 8月7日又升至40.8 C,相继打破了1934年创下的40.2 C的历史极值,也就不足为怪了.今年上海共有5天的日最高气温达到40 C 以上,超过其前上海有气象观测记录以来迏到此值的总天数, 今年8月8日中央气象台发布了一份2013年各站夜间气温值排行榜,发现今年以来在日最低气温达到或超过30 C 日数的城市中,上海,长沙,杭州依次占了全国的前三位[6].
(2.2) 杭州
今年盛夏我国东部热异常最突出的地方莫过于杭州及所在的淅江省了,兹摘录有关报导如下. 从淅江省气象台获悉,8月7日淅江的25个地区最高气温打破历史记录, 奉化达到43.5度,该日全省有54个県(市,区)最高气温在39 C以上,45个县 (市,区)达40 C 以上,奉化刷新了该省最高气温记录,而杭州市区今天最高达41.2 C,是今年第四次刷新当地历史最高记录[7]; 8月8日13时的全国2418个国家自动气象观测站的数据表明: 40.8 C以上的高温记录全出现在淅江,奉化最高,达42.4 C[8]; 今夏山明水秀的淅江变成了中国”好烤箱”,8月11日绍兴市新昌县的44.1 C打破宁波奉化创下的43.5 C 记录,再创该省最高气温记录,杭州则已连续6天的日最高气温超过40 C,,创省会城市记录[9]; 另据有关讯息,8月11日9时新昌县南岩寺森林发生火灾,经500余人抢救,直到13日8时才扑灭,过火面积约33公顷[10].而据”杭州平平安安”9月11日报导,今年杭州日最高气温达到40 C 及以上者竟有14天[11],遥居历史首位.以上罕见热灾害的成因相当部分可追溯到当地不恰当的城市扩建和土地利用问题,现以杭州,奉化为例来说明.
前已指出,近10年（2003- 2012）杭州7-8月平均气温竟比南京高出1。35 C,淅江省气候中心的数据也表明,1971-2000年杭州每年的高温平均日数是21.4天,但在2000- 2009年该市的年高温日数平均值已高达35.5天! 可见本世纪初杭州盛夏平均气温发生了突变性升高,这和下列事项看来不无关系: 2000年杭州市领导决定实施”城市东扩,旅游西进”,此后杭州利用7年时间把钱塘江边的一片滩涂变成了一座现代化的CBD ( 中央商务区)，这就是钱江新城[12]。另据文[13]的表3-2中数据进行统计，2001-2005年间杭州市主城区的建设用地中，绿地建设仅占总用地量的0.67%,99.33%的改建扩增地都用于建筑民居,商铺,厂房和各种道路在内的公共设施. 北京大学景观设计学研究院院长俞孔坚早在2004年9月16日召开的”中国城市论坛北京峰会”上对杭州市区的改造重建工作提出尖锐批评:”这是我从100米高空拍下的杭州,毫无规划,杂乱的建筑,水泥丛林,到处都是覆盖物,看不到一块完整的土地,哪里还象人间天堂,简直象地狱[14]! 杭州的”城市东扩,旅游西进”建设方针也是”逆天道行事”的,因为夏季杭州盛行东-东南风,如今未将城东南水草丰茂的钱塘江边滩涂建成水清荷香的湿地景观区,却改造成以香港中环和纽约曼哈顿为榜样的繁华金融街,国际会展中心,大剧院,万象城等尽在其中,此外杭州市区还进一步跨越钱塘江扩伸向东南方的萧山,2003年3月开始在该区东北部组建萧山临江工业园区 (临江新城),总规划面积达160.2平方公里;这样在杭州主城区东南方- 钱塘江北岸的大片滩涂地和南岸萧山林木葱茏的邱陵地都被改造成成片成批在夏季散发大量热气的水泥丛林! 夏季盛行的东南风就将这些暑热和工厂车辆的油烟废气一同输送向杭州市区,而水清林茂的西湖因位于杭州市西南方,在夏季盛行东-东南风情况下很难对杭州气候产生积极的影响. 作者在”杭州钱塘江风光旅游攝影”的16张图片[15]中既难觅江南水乡的”杨柳岸,晓风残月”,也无”三秋桂子十里荷花”之影,绝大部分图片只见广阔天幕下,浑黄江水的两岸排列着成片各色建筑物,散乱的民居厂房,高压线架,航运设施和跨江桥. 骆杨等(2009)指出,近年来随着杭州经济的大发展,城市不断扩建,使得该市热岛效应有加剧趋势,他们的计算表明,杭州最大热岛强度以夏秋季最突出,可达3.4 C, 出现于市中心位置,夏季强度最大,主要因此时正当高温季节,高温天数多,市区因存在大量建筑物,气温上升较快[16];因此杭州今年盛夏日最高气温达40 C及以上总数有14天,8月9日甚至达到41.6 C,也就不足为怪了.
在今夏席卷淅江全省的异常高温中,奉化多次出现破记录的高温,估计也和其加速城市化有关,从有关图象中可见今日奉化已从以往的江南水乡小県向”国际小都市”发展,目前是高楼林立,且在其东郊设有专门的工业开发区,宁波国际海运中心正在此建设中; 该県还加快实施城市核心功能区,其中银泰城已开始营业,梅里达国际购物村,大洒店等10多个商贸项目正在建设中,在东部正建设海洋新区,北部则建设城市产业拓展区等[17].
(2.3). 南京
南京的城市规模也在逐步扩大,1978年南京建成区面积111.18平方公里,人口113.76万人,2009年全市城镇建设用地达760平方公里,人口近800万,己变成”一城三区”的卫星城镇建设,但该市还较重视绿地建设,虽然1985- 1995年绿地面积减少了18.27平方公里,1995-2000年的绿地面积增长了15.88%,主要是由于种植人工林的增加,杨英宝等(2004)认为,自1985年以来南京城市的开发逐渐趋向有序化,规模化,除耕地外其它景观的分离度,破碎度和孔隙度都趋向减小,空间分布趋向均匀[18]. 2002年南京市政府全面启动”缘色南京”的城市现代化建设战略性工程,2005年区的绿地率达到41%,绿化覆盖率达到45%,人均公共绿地12平方米,计划到2010年,绿地率达43% (明显超越建设部有关城市2010年应达到30%的绿地规划指标),绿化覆盖率达到46%,人均公共绿地面积达到15平方米,在建成区实施城市森林建设,是绿色南京”的重要组成部分[19]. 近年来南京还大力推行绿色出行理念,努力发展公路绿化, “十一五”期间,南京公路实施”绿色通道”工程,在国省干线绿化上投入上亿元,建设了3700亩公路绿地,打造了323公里的绿色长廊,总计生长着120多万株各类树木及灌木[20].
可见南京在城市扩建之际始终遒循”绿色南京”的发展理念,关汪城市的绿化,因此盛夏气温在大范围气候增暖趋势下也只是平缓地升高,相对于沪杭两地盛夏的急剧升温形成鲜明对比. 今年南京有2天的最高日气温分别达到40.0 C 和40.1 C,但远未破记录,其前的日最高气温年依次为 1934 (43.0 C), 1932 (40.9 C) 和 1914 (40.2 C).
(2.4). 武汉
武汉是我国中部的特大城市,本来其规模即大于南京和杭州,长江和汉江纵横交汇穿过市区,形成了武昌,汉口和汉阳三镇鼎立的局面,历来是华中最大的工商业城市; 解放以来全市建筑面积己扩展了三倍以上,常住人口也由五十年代初的百余万发展到2011年末的1002万,在全国大城市中位列第四. 上世纪武汉一直是盛夏长江中下游的著名火炉城,可是进入夲世纪以来武汉盛夏气温的演变却走出和沪杭两城截然相反的趋势,2012年8月8日我国气象部门综合分析了1981- 2011年的多种气象资料,列出各省会以上大城市的”炎热排行榜”,其中武汉的炎热程度己退居第六名,不是武汉不热了,而是变热速度比不少城市慢;据百度百科(2013)介绍,这是因为:
(1) 绿化拽住了武汉升温的脚步,1996年初,曾仁端教授与37位市人大代表联名建议武汉大搞绿化以缓解主城区的热岛效应,市政府积极响应,召开专题会议决定当年即大增全市绿地面积,从此武汉绿化规模逐年增大,14年(1997- 2011) 间建成区綠化率由26.03%增加到32.28%,绿地面积的大量增加使原先主城区的不少热岛变成了公园,小游园等”凉岛”.据有关学者测算,一公顷绿地可蒸发水的调温效果为1.25亿大卡热量,相当于让550多万台6匹空调工作20小时.
(2) 建”超级电扇”给城市降温. 专家们曾测定,武汉市热岛效应使主城区平均气温比郊区高出1.8-2.0 C,夏季主城区局部气温有时可比郊区高5.9 C! 作为对策,武汉市制定了城市总体规划 (2009- 2020),被”国际城市与区域规划师学会”授予”全球杰出贡献奨”,是我国城市总体规划在国际上首次获得的最高奨项; 获此殊荣的原因之一,是为城市划出6条生态走廊作为”风道”,可有效降低城市热岛效应,这就是将几条河湖水系作为放射状”绿扇”,与长江天然”风廊”一道成为武汉的主导”风道”,从而缓解主城区的热岛效应[21].
虽然近年来在城市规划实践过程中仍有许多不尽人意处,但武汉夏季高温状况的确有所缓解,据2009年3月湖北省气象局的统计,在过去58年里武汉夏季平均最高气温下降了
0.12 C,其中8月下降0.8 C,和全国其它30个省会城市比较,其日最高气温超过35 C的天数排第7位,日最高气温超过38 C的天数排第19位,极端最高气温排第11位 [22]. 2013年盛夏,武汉虽然有连续4天气温超过39 C,但其有百余年观测记录的标准气象站今年的日最高气温却未曾攀上40 C,这和杭州,上海今夏分别出现14和5天的此类极端高温记录确存在显著差异.
3. 结论
虽然全球平均气温自上世纪80年代以来出现了升温趋势,但长江中下游7-8月平均气温的上升主要出现于本世纪以来的十余年中,1951- 1999年间还存在一定的降温趋势,这和我国工业发展,用煤量一上空硫酸气溶胶增长引起的阳伞效应有关,而本世纪以来长江中下游一些城市的显著升温趋势和其不当扩建,城市规划缺少前瞻性所导致的热岛效应加剧有密切联系;虽然不能肯定今后夏季东亚环流会频现西太平洋副高持久控制我国中东部的形态,但一旦此种环流型在某年夏季出现,那些盲目扩建,未作好充份准备抗炎夏的城市及其广大居民就会遭殃.有鉴于此,我国各城市理应充份借鉴武汉,南京有前瞻性的城建规划,大力发展和采用多种夏季降温措施,在城建和绿化上狠下功夫,让民众能安度炎夏,绝不能让水乡天堂再沦为酷暑炼狱了.
参考文献
[1] 徐群;近十余年我国盛夏季风雨带南移的重要原因; 刊于”中国的气候变化与气候影响研究”文集,气象出版社,1997,264-271.
[2] Xu Qun;Abrupt change of the mid-summer climate in central east China by the influenceof
Atmospherc pollution, AtmosphericEnvironment,35 (2001),5029- 5040,Elsevier Science Ltd.
[3] 丁金才,周红妹,叶其钦; 从上海市热岛演变看城市绿化的重要意义,气象,2002年2期.
[4] 上海市政府网站,2011年9丹23日
[5] 邓莲堂,朿烱,李朝頣; 上海城市热岛的变化特征分析,热带气象学报,17 (3),2001年8月.
[6] 新兰网 (CCTV.com, 2013年8月9日).
[7] 淅江新闻网,2013年8月7日.
[8] 人民网,2013年8月8日.
[9] 淅江新闻网,2013年8月11日.
[10] 国家林业局政府网站,2013年8丹13日.
[11] 杭州平平安安;今年杭城高温日数己达53天, 2013,9.11.
[12] 变化的城市,变化的生活; 杭州日报,2011年1月21日一版.
[13] 基于建设项目的”十五”期间杭州主城区空间变化研究,淅江大学硕士学位论文,
引自www.docin.com/p-28085740.html2013-08-02.
[14] 董月玲,五仟年未有之破坏,中国青年报,2004年10月13日.
[15] 钱江风云攝影图片:杭州钱塘江风光旅游攝影,太平洋电脑网(共16p),dp.pconline.com.cn/
Photo/list…,2013-06-30.
[16]骆杨,周锁栓等; 杭州市热岛室闸分布及时战-频域多尺度变化特征,生态环境学报,2009,
18(6),2200- 2205.
[17]宁波城市建设论坛,城建新闻:”美丽奉化”,花开四大板块,培育亿元企业100家,2013,3.27.
[18] 杨英宝等;南京城市景观空间格局的变化分析,南京林业大学学报 (自然科学版),28 (6),
2004年11月.
[19] 苏继申,杜顺宝,南京城市园林绿化建设的对策和措施,江苏林业科技,2010年1期.
[20] 徐峻荣,陈燕等; 南京:干线公路绿化带成为城市”景观绿肺”,江苏公路通讯,2013年3月29日,中国公路网,2013年8月28日.
[21] 中国炎热榜,石度百科, baike baidu.com/….17.htm-2013-8-27.
[22] 统计显示:武汉夏季平均最高气温有所下降; 搜狐新闻,2009年3月24日
备注：因28日上传到科学网的本文上篇较零乱，现将该文再次复印于下，备读者参阅
2013 年盛夏长江中下游异常高温出现的成因分析研究 (1)
徐群
前言
今年盛夏 (7-8 月) 我国出现近35年来未有的北涝南旱,灾情严重,在分析今年夏季季度预报失误原因时,也对我国中南部的持续异常高温站点进行了分析,从报载也可知持续异常高温遍及整个长江中下游和江南北部,有7亿人深受影响,但情况最突出者 (日最高气温超过
40 C ) 当属上海,杭州和淅江省一些台站: 现对此种持续异常高温出现的成因作一些分析.
前期成因
从季度气候预报的出发点看,至今尚未找到显著成因: 根据1-3 或1-4 逐月各气象要素场 (北半球500hPa环流,北太平洋海面水温场(SST) 和我国大陆160站逐月气温- 降水量场)的近20年隔季遥联高相关因子组成的预报方程,未能算出今年盛夏长江中下游区会出现显著异常的高温趋势.丁一汇在今年9月的中国气象报上刊文分析今夏南方异常高温出现的成因,指出有二个因子:1) 赤道东太平洋冷水—La-Nina事件的发展, 2) 北极涛动(AO)正指数环流的发展. 可是今年3月南方涛动 (SO)指数才转为正值,而AO指数是4月才出现正值: 若仅依据3-4月SO指数为正,赤道东太平洋冷水及4月AO指数为正,则历史资料中无法找到好相似年,又怎能保证上述二因子的新趋势会一直保持到7-8月呢? 何况3-4月SO指数正值的1999年,其7-8月长江中下游区出现了异常多雨偏凉的特征.
盛夏成因
长江中下游盛夏高温的形成从天气学的观点看,最直接的原因即为受到西太平洋副高的严密控制,稳定的下沉气流形成大范围碧空如洗,盛夏强太阳辐射无阻地倾泻下来,地面风又很弱,地面及建筑物接受辐射热量的积累导致高温的频现. 2013 年7-8月西太平洋副高即异常持续偏北西伸,严密控制长江中下游-江南北部地区: 统计了近63年6-8 月逐候500hPa平均高度图上西太平详副高588线西脊点伸至120 E以西,脊线在25-32 N 的候数,发现达到6候以上的年份按候数多少依次为1953(9),1961 (8),2013(8),1966(7),1976(7),1978(7),1964(6),
1967(6), 此8年即为1951年以来出现于长江中下游区最显著的高温重伏旱年,可见今年西太平洋副高控制长江中下游时间之长在近63年中也算少有,仅次于1953年,和1961年同属第二位,然而问题是为何今年长江中下游一些城市异常高温的程度和出现率均显著超过1953 和1961年呢?
作者分析了作为同一个区域气候带的长江中下游4站 (上海,杭州,南京,武汉) 盛夏 (7-8月)平均气温近62年 (1951- 2012)各自的演变趋势,此4站盛夏平均气温的11,15年滑动平均曲线均显示出上世紀50-60年代盛夏气温略偏高,但70-90年代4站气温皆出现偏低趋势,进入新世纪后才开始急剧升高,而该地区盛夏气温在70年代末到90年代的偏低和我国1979年开始因经济大发展,用煤量剧增引起的大气污染- 上空硫酸气溶胶反射阳光的阳伞效应有关 (徐群,1997,2001) [1-2]. 进入本世纪全球平均气温并未明显升高, 盛夏西太平洋副高西伸北进控制长江中下游的候数也未见持续偏多,而长江中下游4站平均盛夏气温却出现明显升高趋势;
这说明其中一些城市的热岛增温效应在急剧增长,己明显超越上空硫酸气溶胶的阳伞效应;
从表1 可见夲世纪以来南京,武汉和上海,杭州的盛夏气温急剧上升趋势存在明显差异.
70年代及以前流传的长江流城夏季四大火炉城市是重庆,武汉,南昌和南京,从表1可见如今已有相当变化,而从2013年我国省会以上城市的7-8月平均气温值按高低的排行榜来看,
表1 长江中下游4站7-8月平均气温在三时段的变化趋势 (单位:C/10a).
时段台站 上海 杭州 南京 武汉
1951-2012 0.198 0.131 0.029 0.066
1951-1999 -0.025 -0.108 -0.106 -0.061
2001-2012 0.832 0.990 0.126 -0.605
依次是1) 杭州(31.8 C), 2) 上海(31.5 C), 3 ) 南昌(31.2 C), 4) 重庆(31.0 C), 5) 宁波(30.9 C),
6) 长沙(30.8 C), 7) 南京 (30.7 C),8) 武汉 (30.6 C). 可见在全国盛夏高温排行榜中,沿海的杭州和上海二城异军突起,成为2013年盛夏最热的新火炉城市,而相对居于内陆的南京,武汉两市则己退居排行榜的第7-8位,其盛夏平均气温分别比榜首的杭州偏低1.1-1.2 C! 此种差别不仅出现于今年,从上表的末行也己清楚显示出来. 这就涉及到有关城市的城建布局和方向问题.对此作者将在下文探讨.
结语
初步分析表明,2013年盛夏长江中下游异常高温之所以出现超越1953和1961等年的情况,就在于如今正处于本世纪长江中下游一些城市热岛效应急剧增长的阶段,这样盛夏西太平洋副高的持久控制再叠加增强的城市热岛效应,就自然会形成一些城市频现的破记录高温了.
城市超常不当扩建出恶果,盛夏热浪里添把火
(2013年盛夏长江中下游异常高温出现的成因分析研究(2))
徐群
根据上文的表1及2013年7-8月长江中下游4站 (上海,杭州,南京和武汉)平均气温相互间的明显差异,有必要对该四城市盛夏气温的历史演变趋势及其成因分别进行分析和对比.
1.长江中下游四城市盛夏气温演变的对比分析
(1.1).南京与上海,杭州的对比分析
1951-1979 年南京盛夏平均气温比上海同期偏高0.2 C,1980 年开始逆转,1980-2002年南京盛夏气温平均比上海同期偏低0.19 C, 此种趋势从2003年开始更为显著,近10年 (2003- 2012) 南京盛夏气温竟比上海同期偏低0.94 C, 这样今年盛夏平均比上海偏低0.8 C 就显得很正常了.
以前只听说南京是夏季的火炉城,其实盛夏 (7-8月)杭州气温一直比南京高一些,只是近十年这种差距更大了,近52年(1951- 2002)平均杭州盛夏期要比南京同期偏高0.42 C,而在近十年(2003- 2012)竟比南京同期偏高 1.35 C! 今年也比南京偏高1.1 C.
(1.2).武汉与上海,杭州的对比分析
从1951到 2003年的武汉7-8月平均气温一直高于上海,平均偏髙0.8 C,,可是从2004年开始发生了变化,2004-2012年武汉盛夏期气温平均低于上海同期 0.22 C,而在今年7-8月,武汉气温竟比上海同期低了 0.9 C.
在1951- 2002年间,武汉7-8月平均气温相对杭州同期平均偏高0.36 C,从2003年开始此种关系发生逆转,2003- 2012年间武汉盛夏气温比杭州同期偏低0.61 C,而今年武汉盛夏竟比杭州同期偏低达1.2 C!
(1.3).南京与武汉的对比分析
武汉盛夏期气温始终高于南京, 近63年 (1951-2013) 平均偏高 0.76 C,仅有4年相反(南京高于武汉 0.1-0.5 C),但在近10年 (2004- 2013),武汉盛夏期气温相对南京的偏高程度缩小至0.59 C,今年即为上述4个反常盛夏之一, 武汉气温平均比南京偏低0.1 C.
(1.4).长江中下游4城市盛夏气温演变趋势的进一步对比和成因分析
从上文表1 还可看出近62年来虽然4城市均有升温的总趋势,但相互间有相当差异,上海平均每10年要升温近0.2 C,杭州其次,南京和武汉从近62年总趋势看变化较为平缓,自1951 到1999年则4城市均存在降温趋势,从各站盛夏气温的11年及15年滑动平均曲线可知,70年代后期- 90年代长江中下游盛夏气温均存在降低趋势,上文己指出这是由于70年代后期以来经济大发展,燃煤量- 上空硫酸气溶胶持续增长导致阳伞效应增强所致;进入本世纪以来4城市盛夏气温变化出现很大差异,沪杭两市盛夏气温均出现剧升趋势,尤其是杭州达到每10年剧升1 C的程度! 从而显示出城市热岛效应的异常增强,己冲破大气污染的阳伞效应,而同时南京盛夏气温的升势相当平缓,武汉则出现一定的降温趋势.
在同一气候带的大背景下,4城市盛夏气温在夲世纪的变化出现如此显著的差异自然和各自城市的发展特点及相应的热岛效应有密切关联.
2.长江中下游四城市各自城建特点及其对盛夏气温的潜在影响
(2.1). 上海市
上海的人口增长和城市扩建是十分显著的,1960年以来上海市及其所属郊県土地面积变化不大,但城市面积占总土地面积的比例却逐步增大,1980年后上海市在未扩大土地总面积的情况下城市化进程愈益加速,上海城市热岛的迅速扩展和增强始于上世纪80年代,与该城市的建设有明显的对应关系[3]; 这正是前述的从80年代初上海盛夏平均气温开始超越南京的主要成因.上海城市随着经济发展的加速而进一步扩展,外来打工青壮年,道路,车辆,民居,办公搂,商铺厂房都逐年增长,据上海市统计局公布的第六次人口普查显示: 从2000 到 2010年,上海市常住人口增长达40.3%,显著高于同期全国人口5.8%的增长水平,达到2301.92万人! [4]. 上海市主城区不仅东扩到浦东新区,向西的扩展更显著,原来西面的静安区,长宁区和徐汇区如今己成为上海最繁华的市区,在建的摩天大楼纷纷矗立于浦东新区和徐家汇,总高度达632m的中国第一高楼 (上海中心大廈) 即将矗立于徐家汇中心; 人多,车多,楼多,各种建筑物和道路在夏季都大量辐射热量,家家户户的空调加上密集车辆散发的废气都促使上海市的热岛效应与年俱增.
此外,上海市拥有全国独一无二的近140年完整的逐日天气记录,其观测点从法国教会创办的徐家汇观象台到如今的上海市气象台一直未变;如果说在上世纪五十年代及以前,该处尚处于上海偏僻的郊区,那么如今这里己是上海最繁华的中心地带,摩天大楼正在附近建造中,因此从这里观测到的上海气温不断升温的趋势可反映出如下成因: 1)全球气候总的变暖趋势,2) 上海市愈益增强的热岛效应, 3）上海的繁华中心（即热岛效应的强中心）逐步逼近该百余年未动的观测点. 诚如邓莲堂等(2001)指出:由于城市不断发展,城市下垫面发生了根夲变化,建筑楼群包围或接近原在城郊的气象台站,气象要素的观测值 (特别是气温)不可避免受到城市化的影响,而受影响程度又和城市大小,建筑物构成,周围地形,房屋密度以及气象台站所在地理位置等有关[5]; 综合以上成因结合今夏西太平详副高持久控制长江中下游上空的特点,因此今年上海徐家汇观测站于7月26日测得日最高气温达到40.6 C, 8月7日又升至40.8 C,相继打破了1934年创下的40.2 C的历史极值,也就不足为怪了.今年上海共有5天的日最高气温达到40 C 以上,超过其前上海有气象观测记录以来迏到此值的总天数, 今年8月8日中央气象台发布了一份2013年各站夜间气温值排行榜,发现今年以来在日最低气温达到或超过30 C 日数的城市中,上海,长沙,杭州依次占了全国的前三位[6].
(2.2) 杭州
今年盛夏我国东部热异常最突出的地方莫过于杭州及所在的淅江省了,兹摘录有关报导如下. 从淅江省气象台获悉,8月7日淅江的25个地区最高气温打破历史记录, 奉化达到43.5度,该日全省有54个県(市,区)最高气温在39 C以上,45个县 (市,区)达40 C 以上,奉化刷新了该省最高气温记录,而杭州市区今天最高达41.2 C,是今年第四次刷新当地历史最高记录[7]; 8月8日13时的全国2418个国家自动气象观测站的数据表明: 40.8 C以上的高温记录全出现在淅江,奉化最高,达42.4 C[8]; 今夏山明水秀的淅江变成了中国”好烤箱”,8月11日绍兴市新昌县的44.1 C打破宁波奉化创下的43.5 C 记录,再创该省最高气温记录,杭州则已连续6天的日最高气温超过40 C,,创省会城市记录[9]; 另据有关讯息,8月11日9时新昌县南岩寺森林发生火灾,经500余人抢救,直到13日8时才扑灭,过火面积约33公顷[10].而据”杭州平平安安”9月11日报导,今年杭州日最高气温达到40 C 及以上者竟有14天[11],遥居历史首位.以上罕见热灾害的成因相当部分可追溯到当地不恰当的城市扩建和土地利用问题,现以杭州,奉化为例来说明.
前已指出,近10年（2003- 2012）杭州7-8月平均气温竟比南京高出1。35 C,淅江省气候中心的数据也表明,1971-2000年杭州每年的高温平均日数是21.4天,但在2000- 2009年该市的年高温日数平均值已高达35.5天! 可见本世纪初杭州盛夏平均气温发生了突变性升高,这和下列事项看来不无关系: 2000年杭州市领导决定实施”城市东扩,旅游西进”,此后杭州利用7年时间把钱塘江边的一片滩涂变成了一座现代化的CBD ( 中央商务区)，这就是钱江新城[12]。另据文[13]的表3-2中数据进行统计，2001-2005年间杭州市主城区的建设用地中，绿地建设仅占总用地量的0.67%,99.33%的改建扩增地都用于建筑民居,商铺,厂房和各种道路在内的公共设施. 北京大学景观设计学研究院院长俞孔坚早在2004年9月16日召开的”中国城市论坛北京峰会”上对杭州市区的改造重建工作提出尖锐批评:”这是我从100米高空拍下的杭州,毫无规划,杂乱的建筑,水泥丛林,到处都是覆盖物,看不到一块完整的土地,哪里还象人间天堂,简直象地狱[14]! 杭州的”城市东扩,旅游西进”建设方针也是”逆天道行事”的,因为夏季杭州盛行东-东南风,如今未将城东南水草丰茂的钱塘江边滩涂建成水清荷香的湿地景观区,却改造成以香港中环和纽约曼哈顿为榜样的繁华金融街,国际会展中心,大剧院,万象城等尽在其中,此外杭州市区还进一步跨越钱塘江扩伸向东南方的萧山,2003年3月开始在该区东北部组建萧山临江工业园区 (临江新城),总规划面积达160.2平方公里;这样在杭州主城区东南方- 钱塘江北岸的大片滩涂地和南岸萧山林木葱茏的邱陵地都被改造成成片成批在夏季散发大量热气的水泥丛林! 夏季盛行的东南风就将这些暑热和工厂车辆的油烟废气一同输送向杭州市区,而水清林茂的西湖因位于杭州市西南方,在夏季盛行东-东南风情况下很难对杭州气候产生积极的影响. 作者在”杭州钱塘江风光旅游攝影”的16张图片[15]中既难觅江南水乡的”杨柳岸,晓风残月”,也无”三秋桂子十里荷花”之影,绝大部分图片只见广阔天幕下,浑黄江水的两岸排列着成片各色建筑物,散乱的民居厂房,高压线架,航运设施和跨江桥. 骆杨等(2009)指出,近年来随着杭州经济的大发展,城市不断扩建,使得该市热岛效应有加剧趋势,他们的计算表明,杭州最大热岛强度以夏秋季最突出,可达3.4 C, 出现于市中心位置,夏季强度最大,主要因此时正当高温季节,高温天数多,市区因存在大量建筑物,气温上升较快[16];因此杭州今年盛夏日最高气温达40 C及以上总数有14天,8月9日甚至达到41.6 C,也就不足为怪了.
在今夏席卷淅江全省的异常高温中,奉化多次出现破记录的高温,估计也和其加速城市化有关,从有关图象中可见今日奉化已从以往的江南水乡小県向”国际小都市”发展,目前是高楼林立,且在其东郊设有专门的工业开发区,宁波国际海运中心正在此建设中; 该県还加快实施城市核心功能区,其中银泰城已开始营业,梅里达国际购物村,大洒店等10多个商贸项目正在建设中,在东部正建设海洋新区,北部则建设城市产业拓展区等[17].
(2.3). 南京
南京的城市规模也在逐步扩大,1978年南京建成区面积111.18平方公里,人口113.76万人,2009年全市城镇建设用地达760平方公里,人口近800万,己变成”一城三区”的卫星城镇建设,但该市还较重视绿地建设,虽然1985- 1995年绿地面积减少了18.27平方公里,1995-2000年的绿地面积增长了15.88%,主要是由于种植人工林的增加,杨英宝等(2004)认为,自1985年以来南京城市的开发逐渐趋向有序化,规模化,除耕地外其它景观的分离度,破碎度和孔隙度都趋向减小,空间分布趋向均匀[18]. 2002年南京市政府全面启动”缘色南京”的城市现代化建设战略性工程,2005年区的绿地率达到41%,绿化覆盖率达到45%,人均公共绿地12平方米,计划到2010年,绿地率达43% (明显超越建设部有关城市2010年应达到30%的绿地规划指标),绿化覆盖率达到46%,人均公共绿地面积达到15平方米,在建成区实施城市森林建设,是绿色南京”的重要组成部分[19]. 近年来南京还大力推行绿色出行理念,努力发展公路绿化, “十一五”期间,南京公路实施”绿色通道”工程,在国省干线绿化上投入上亿元,建设了3700亩公路绿地,打造了323公里的绿色长廊,总计生长着120多万株各类树木及灌木[20].
可见南京在城市扩建之际始终遒循”绿色南京”的发展理念,关汪城市的绿化,因此盛夏气温在大范围气候增暖趋势下也只是平缓地升高,相对于沪杭两地盛夏的急剧升温形成鲜明对比. 今年南京有2天的最高日气温分别达到40.0 C 和40.1 C,但远未破记录,其前的日最高气温年依次为 1934 (43.0 C), 1932 (40.9 C) 和 1914 (40.2 C).
(2.4). 武汉
武汉是我国中部的特大城市,本来其规模即大于南京和杭州,长江和汉江纵横交汇穿过市区,形成了武昌,汉口和汉阳三镇鼎立的局面,历来是华中最大的工商业城市; 解放以来全市建筑面积己扩展了三倍以上,常住人口也由五十年代初的百余万发展到2011年末的1002万,在全国大城市中位列第四. 上世纪武汉一直是盛夏长江中下游的著名火炉城,可是进入夲世纪以来武汉盛夏气温的演变却走出和沪杭两城截然相反的趋势,2012年8月8日我国气象部门综合分析了1981- 2011年的多种气象资料,列出各省会以上大城市的”炎热排行榜”,其中武汉的炎热程度己退居第六名,不是武汉不热了,而是变热速度比不少城市慢;据百度百科(2013)介绍,这是因为:
(1) 绿化拽住了武汉升温的脚步,1996年初,曾仁端教授与37位市人大代表联名建议武汉大搞绿化以缓解主城区的热岛效应,市政府积极响应,召开专题会议决定当年即大增全市绿地面积,从此武汉绿化规模逐年增大,14年(1997- 2011) 间建成区綠化率由26.03%增加到32.28%,绿地面积的大量增加使原先主城区的不少热岛变成了公园,小游园等”凉岛”.据有关学者测算,一公顷绿地可蒸发水的调温效果为1.25亿大卡热量,相当于让550多万台6匹空调工作20小时.
(2) 建”超级电扇”给城市降温. 专家们曾测定,武汉市热岛效应使主城区平均气温比郊区高出1.8-2.0 C,夏季主城区局部气温有时可比郊区高5.9 C! 作为对策,武汉市制定了城市总体规划 (2009- 2020),被”国际城市与区域规划师学会”授予”全球杰出贡献奨”,是我国城市总体规划在国际上首次获得的最高奨项; 获此殊荣的原因之一,是为城市划出6条生态走廊作为”风道”,可有效降低城市热岛效应,这就是将几条河湖水系作为放射状”绿扇”,与长江天然”风廊”一道成为武汉的主导”风道”,从而缓解主城区的热岛效应[21].
虽然近年来在城市规划实践过程中仍有许多不尽人意处,但武汉夏季高温状况的确有所缓解,据2009年3月湖北省气象局的统计,在过去58年里武汉夏季平均最高气温下降了
0.12 C,其中8月下降0.8 C,和全国其它30个省会城市比较,其日最高气温超过35 C的天数排第7位,日最高气温超过38 C的天数排第19位,极端最高气温排第11位 [22]. 2013年盛夏,武汉虽然有连续4天气温超过39 C,但其有百余年观测记录的标准气象站今年的日最高气温却未曾攀上40 C,这和杭州,上海今夏分别出现14和5天的此类极端高温记录确存在显著差异.
3. 结论
虽然全球平均气温自上世纪80年代以来出现了升温趋势,但长江中下游7-8月平均气温的上升主要出现于本世纪以来的十余年中,1951- 1999年间还存在一定的降温趋势,这和我国工业发展,用煤量一上空硫酸气溶胶增长引起的阳伞效应有关,而本世纪以来长江中下游一些城市的显著升温趋势和其不当扩建,城市规划缺少前瞻性所导致的热岛效应加剧有密切联系;虽然不能肯定今后夏季东亚环流会频现西太平洋副高持久控制我国中东部的形态,但一旦此种环流型在某年夏季出现,那些盲目扩建,未作好充份准备抗炎夏的城市及其广大居民就会遭殃.有鉴于此,我国各城市理应充份借鉴武汉,南京有前瞻性的城建规划,大力发展和采用多种夏季降温措施,在城建和绿化上狠下功夫,让民众能安度炎夏,绝不能让水乡天堂再沦为酷暑炼狱了.
参考文献
[1] 徐群;近十余年我国盛夏季风雨带南移的重要原因; 刊于”中国的气候变化与气候影响研究”文集,气象出版社,1997,264-271.
[2] Xu Qun;Abrupt change of the mid-summer climate in central east China by the influenceof
Atmospherc pollution, AtmosphericEnvironment,35 (2001),5029- 5040,Elsevier Science Ltd.
[3] 丁金才,周红妹,叶其钦; 从上海市热岛演变看城市绿化的重要意义,气象,2002年2期.
[4] 上海市政府网站,2011年9丹23日
[5] 邓莲堂,朿烱,李朝頣; 上海城市热岛的变化特征分析,热带气象学报,17 (3),2001年8月.
[6] 新兰网 (CCTV.com, 2013年8月9日).
[7] 淅江新闻网,2013年8月7日.
[8] 人民网,2013年8月8日.
[9] 淅江新闻网,2013年8月11日.
[10] 国家林业局政府网站,2013年8丹13日.
[11] 杭州平平安安;今年杭城高温日数己达53天, 2013,9.11.
[12] 变化的城市,变化的生活; 杭州日报,2011年1月21日一版.
[13] 基于建设项目的”十五”期间杭州主城区空间变化研究,淅江大学硕士学位论文,
引自www.docin.com/p-28085740.html2013-08-02.
[14] 董月玲,五仟年未有之破坏,中国青年报,2004年10月13日.
[15] 钱江风云攝影图片:杭州钱塘江风光旅游攝影,太平洋电脑网(共16p),dp.pconline.com.cn/
Photo/list…,2013-06-30.
[16]骆杨,周锁栓等; 杭州市热岛室闸分布及时战-频域多尺度变化特征,生态环境学报,2009,
18(6),2200- 2205.
[17]宁波城市建设论坛,城建新闻:”美丽奉化”,花开四大板块,培育亿元企业100家,2013,3.27.
[18] 杨英宝等;南京城市景观空间格局的变化分析,南京林业大学学报 (自然科学版),28 (6),
2004年11月.
[19] 苏继申,杜顺宝,南京城市园林绿化建设的对策和措施,江苏林业科技,2010年1期.
[20] 徐峻荣,陈燕等; 南京:干线公路绿化带成为城市”景观绿肺”,江苏公路通讯,2013年3月29日,中国公路网,2013年8月28日.
[21] 中国炎热榜,石度百科, baike baidu.com/….17.htm-2013-8-27.
[22] 统计显示:武汉夏季平均最高气温有所下降; 搜狐新闻,2009年3月24日
备注：因28日上传到科学网的本文上篇较零乱，现将该文再次复印于下，备读者参阅
2013 年盛夏长江中下游异常高温出现的成因分析研究 (1)
徐群
前言
今年盛夏 (7-8 月) 我国出现近35年来未有的北涝南旱,灾情严重,在分析今年夏季季度预报失误原因时,也对我国中南部的持续异常高温站点进行了分析,从报载也可知持续异常高温遍及整个长江中下游和江南北部,有7亿人深受影响,但情况最突出者 (日最高气温超过
40 C ) 当属上海,杭州和淅江省一些台站: 现对此种持续异常高温出现的成因作一些分析.
前期成因
从季度气候预报的出发点看,至今尚未找到显著成因: 根据1-3 或1-4 逐月各气象要素场 (北半球500hPa环流,北太平洋海面水温场(SST) 和我国大陆160站逐月气温- 降水量场)的近20年隔季遥联高相关因子组成的预报方程,未能算出今年盛夏长江中下游区会出现显著异常的高温趋势.丁一汇在今年9月的中国气象报上刊文分析今夏南方异常高温出现的成因,指出有二个因子:1) 赤道东太平洋冷水—La-Nina事件的发展, 2) 北极涛动(AO)正指数环流的发展. 可是今年3月南方涛动 (SO)指数才转为正值,而AO指数是4月才出现正值: 若仅依据3-4月SO指数为正,赤道东太平洋冷水及4月AO指数为正,则历史资料中无法找到好相似年,又怎能保证上述二因子的新趋势会一直保持到7-8月呢? 何况3-4月SO指数正值的1999年,其7-8月长江中下游区出现了异常多雨偏凉的特征.
盛夏成因
长江中下游盛夏高温的形成从天气学的观点看,最直接的原因即为受到西太平洋副高的严密控制,稳定的下沉气流形成大范围碧空如洗,盛夏强太阳辐射无阻地倾泻下来,地面风又很弱,地面及建筑物接受辐射热量的积累导致高温的频现. 2013 年7-8月西太平洋副高即异常持续偏北西伸,严密控制长江中下游-江南北部地区: 统计了近63年6-8 月逐候500hPa平均高度图上西太平详副高588线西脊点伸至120 E以西,脊线在25-32 N 的候数,发现达到6候以上的年份按候数多少依次为1953(9),1961 (8),2013(8),1966(7),1976(7),1978(7),1964(6),
1967(6), 此8年即为1951年以来出现于长江中下游区最显著的高温重伏旱年,可见今年西太平洋副高控制长江中下游时间之长在近63年中也算少有,仅次于1953年,和1961年同属第二位,然而问题是为何今年长江中下游一些城市异常高温的程度和出现率均显著超过1953 和1961年呢?
作者分析了作为同一个区域气候带的长江中下游4站 (上海,杭州,南京,武汉) 盛夏 (7-8月)平均气温近62年 (1951- 2012)各自的演变趋势,此4站盛夏平均气温的11,15年滑动平均曲线均显示出上世紀50-60年代盛夏气温略偏高,但70-90年代4站气温皆出现偏低趋势,进入新世纪后才开始急剧升高,而该地区盛夏气温在70年代末到90年代的偏低和我国1979年开始因经济大发展,用煤量剧增引起的大气污染- 上空硫酸气溶胶反射阳光的阳伞效应有关 (徐群,1997,2001) [1-2]. 进入本世纪全球平均气温并未明显升高, 盛夏西太平洋副高西伸北进控制长江中下游的候数也未见持续偏多,而长江中下游4站平均盛夏气温却出现明显升高趋势;
这说明其中一些城市的热岛增温效应在急剧增长,己明显超越上空硫酸气溶胶的阳伞效应;
从表1 可见夲世纪以来南京,武汉和上海,杭州的盛夏气温急剧上升趋势存在明显差异.
70年代及以前流传的长江流城夏季四大火炉城市是重庆,武汉,南昌和南京,从表1可见如今已有相当变化,而从2013年我国省会以上城市的7-8月平均气温值按高低的排行榜来看,
表1 长江中下游4站7-8月平均气温在三时段的变化趋势 (单位:C/10a).
时段台站 上海 杭州 南京 武汉
1951-2012 0.198 0.131 0.029 0.066
1951-1999 -0.025 -0.108 -0.106 -0.061
2001-2012 0.832 0.990 0.126 -0.605
依次是1) 杭州(31.8 C), 2) 上海(31.5 C), 3 ) 南昌(31.2 C), 4) 重庆(31.0 C), 5) 宁波(30.9 C),
6) 长沙(30.8 C), 7) 南京 (30.7 C),8) 武汉 (30.6 C). 可见在全国盛夏高温排行榜中,沿海的杭州和上海二城异军突起,成为2013年盛夏最热的新火炉城市,而相对居于内陆的南京,武汉两市则己退居排行榜的第7-8位,其盛夏平均气温分别比榜首的杭州偏低1.1-1.2 C! 此种差别不仅出现于今年,从上表的末行也己清楚显示出来. 这就涉及到有关城市的城建布局和方向问题.对此作者将在下文探讨.
结语
初步分析表明,2013年盛夏长江中下游异常高温之所以出现超越1953和1961等年的情况,就在于如今正处于本世纪长江中下游一些城市热岛效应急剧增长的阶段,这样盛夏西太平洋副高的持久控制再叠加增强的城市热岛效应,就自然会形成一些城市频现的破记录高温了.
城市超常不当扩建出恶果,盛夏热浪里添把火
(2013年盛夏长江中下游异常高温出现的成因分析研究(2))
徐群
根据上文的表1及2013年7-8月长江中下游4站 (上海,杭州,南京和武汉)平均气温相互间的明显差异,有必要对该四城市盛夏气温的历史演变趋势及其成因分别进行分析和对比.
1.长江中下游四城市盛夏气温演变的对比分析
(1.1).南京与上海,杭州的对比分析
1951-1979 年南京盛夏平均气温比上海同期偏高0.2 C,1980 年开始逆转,1980-2002年南京盛夏气温平均比上海同期偏低0.19 C, 此种趋势从2003年开始更为显著,近10年 (2003- 2012) 南京盛夏气温竟比上海同期偏低0.94 C, 这样今年盛夏平均比上海偏低0.8 C 就显得很正常了.
以前只听说南京是夏季的火炉城,其实盛夏 (7-8月)杭州气温一直比南京高一些,只是近十年这种差距更大了,近52年(1951- 2002)平均杭州盛夏期要比南京同期偏高0.42 C,而在近十年(2003- 2012)竟比南京同期偏高 1.35 C! 今年也比南京偏高1.1 C.
(1.2).武汉与上海,杭州的对比分析
从1951到 2003年的武汉7-8月平均气温一直高于上海,平均偏髙0.8 C,,可是从2004年开始发生了变化,2004-2012年武汉盛夏期气温平均低于上海同期 0.22 C,而在今年7-8月,武汉气温竟比上海同期低了 0.9 C.
在1951- 2002年间,武汉7-8月平均气温相对杭州同期平均偏高0.36 C,从2003年开始此种关系发生逆转,2003- 2012年间武汉盛夏气温比杭州同期偏低0.61 C,而今年武汉盛夏竟比杭州同期偏低达1.2 C!
(1.3).南京与武汉的对比分析
武汉盛夏期气温始终高于南京, 近63年 (1951-2013) 平均偏高 0.76 C,仅有4年相反(南京高于武汉 0.1-0.5 C),但在近10年 (2004- 2013),武汉盛夏期气温相对南京的偏高程度缩小至0.59 C,今年即为上述4个反常盛夏之一, 武汉气温平均比南京偏低0.1 C.
(1.4).长江中下游4城市盛夏气温演变趋势的进一步对比和成因分析
从上文表1 还可看出近62年来虽然4城市均有升温的总趋势,但相互间有相当差异,上海平均每10年要升温近0.2 C,杭州其次,南京和武汉从近62年总趋势看变化较为平缓,自1951 到1999年则4城市均存在降温趋势,从各站盛夏气温的11年及15年滑动平均曲线可知,70年代后期- 90年代长江中下游盛夏气温均存在降低趋势,上文己指出这是由于70年代后期以来经济大发展,燃煤量- 上空硫酸气溶胶持续增长导致阳伞效应增强所致;进入本世纪以来4城市盛夏气温变化出现很大差异,沪杭两市盛夏气温均出现剧升趋势,尤其是杭州达到每10年剧升1 C的程度! 从而显示出城市热岛效应的异常增强,己冲破大气污染的阳伞效应,而同时南京盛夏气温的升势相当平缓,武汉则出现一定的降温趋势.
在同一气候带的大背景下,4城市盛夏气温在夲世纪的变化出现如此显著的差异自然和各自城市的发展特点及相应的热岛效应有密切关联.
2.长江中下游四城市各自城建特点及其对盛夏气温的潜在影响
(2.1). 上海市
上海的人口增长和城市扩建是十分显著的,1960年以来上海市及其所属郊県土地面积变化不大,但城市面积占总土地面积的比例却逐步增大,1980年后上海市在未扩大土地总面积的情况下城市化进程愈益加速,上海城市热岛的迅速扩展和增强始于上世纪80年代,与该城市的建设有明显的对应关系[3]; 这正是前述的从80年代初上海盛夏平均气温开始超越南京的主要成因.上海城市随着经济发展的加速而进一步扩展,外来打工青壮年,道路,车辆,民居,办公搂,商铺厂房都逐年增长,据上海市统计局公布的第六次人口普查显示: 从2000 到 2010年,上海市常住人口增长达40.3%,显著高于同期全国人口5.8%的增长水平,达到2301.92万人! [4]. 上海市主城区不仅东扩到浦东新区,向西的扩展更显著,原来西面的静安区,长宁区和徐汇区如今己成为上海最繁华的市区,在建的摩天大楼纷纷矗立于浦东新区和徐家汇,总高度达632m的中国第一高楼 (上海中心大廈) 即将矗立于徐家汇中心; 人多,车多,楼多,各种建筑物和道路在夏季都大量辐射热量,家家户户的空调加上密集车辆散发的废气都促使上海市的热岛效应与年俱增.
此外,上海市拥有全国独一无二的近140年完整的逐日天气记录,其观测点从法国教会创办的徐家汇观象台到如今的上海市气象台一直未变;如果说在上世纪五十年代及以前,该处尚处于上海偏僻的郊区,那么如今这里己是上海最繁华的中心地带,摩天大楼正在附近建造中,因此从这里观测到的上海气温不断升温的趋势可反映出如下成因: 1)全球气候总的变暖趋势,2) 上海市愈益增强的热岛效应, 3）上海的繁华中心（即热岛效应的强中心）逐步逼近该百余年未动的观测点. 诚如邓莲堂等(2001)指出:由于城市不断发展,城市下垫面发生了根夲变化,建筑楼群包围或接近原在城郊的气象台站,气象要素的观测值 (特别是气温)不可避免受到城市化的影响,而受影响程度又和城市大小,建筑物构成,周围地形,房屋密度以及气象台站所在地理位置等有关[5]; 综合以上成因结合今夏西太平详副高持久控制长江中下游上空的特点,因此今年上海徐家汇观测站于7月26日测得日最高气温达到40.6 C, 8月7日又升至40.8 C,相继打破了1934年创下的40.2 C的历史极值,也就不足为怪了.今年上海共有5天的日最高气温达到40 C 以上,超过其前上海有气象观测记录以来迏到此值的总天数, 今年8月8日中央气象台发布了一份2013年各站夜间气温值排行榜,发现今年以来在日最低气温达到或超过30 C 日数的城市中,上海,长沙,杭州依次占了全国的前三位[6].
(2.2) 杭州
今年盛夏我国东部热异常最突出的地方莫过于杭州及所在的淅江省了,兹摘录有关报导如下. 从淅江省气象台获悉,8月7日淅江的25个地区最高气温打破历史记录, 奉化达到43.5度,该日全省有54个県(市,区)最高气温在39 C以上,45个县 (市,区)达40 C 以上,奉化刷新了该省最高气温记录,而杭州市区今天最高达41.2 C,是今年第四次刷新当地历史最高记录[7]; 8月8日13时的全国2418个国家自动气象观测站的数据表明: 40.8 C以上的高温记录全出现在淅江,奉化最高,达42.4 C[8]; 今夏山明水秀的淅江变成了中国”好烤箱”,8月11日绍兴市新昌县的44.1 C打破宁波奉化创下的43.5 C 记录,再创该省最高气温记录,杭州则已连续6天的日最高气温超过40 C,,创省会城市记录[9]; 另据有关讯息,8月11日9时新昌县南岩寺森林发生火灾,经500余人抢救,直到13日8时才扑灭,过火面积约33公顷[10].而据”杭州平平安安”9月11日报导,今年杭州日最高气温达到40 C 及以上者竟有14天[11],遥居历史首位.以上罕见热灾害的成因相当部分可追溯到当地不恰当的城市扩建和土地利用问题,现以杭州,奉化为例来说明.
前已指出,近10年（2003- 2012）杭州7-8月平均气温竟比南京高出1。35 C,淅江省气候中心的数据也表明,1971-2000年杭州每年的高温平均日数是21.4天,但在2000- 2009年该市的年高温日数平均值已高达35.5天! 可见本世纪初杭州盛夏平均气温发生了突变性升高,这和下列事项看来不无关系: 2000年杭州市领导决定实施”城市东扩,旅游西进”,此后杭州利用7年时间把钱塘江边的一片滩涂变成了一座现代化的CBD ( 中央商务区)，这就是钱江新城[12]。另据文[13]的表3-2中数据进行统计，2001-2005年间杭州市主城区的建设用地中，绿地建设仅占总用地量的0.67%,99.33%的改建扩增地都用于建筑民居,商铺,厂房和各种道路在内的公共设施. 北京大学景观设计学研究院院长俞孔坚早在2004年9月16日召开的”中国城市论坛北京峰会”上对杭州市区的改造重建工作提出尖锐批评:”这是我从100米高空拍下的杭州,毫无规划,杂乱的建筑,水泥丛林,到处都是覆盖物,看不到一块完整的土地,哪里还象人间天堂,简直象地狱[14]! 杭州的”城市东扩,旅游西进”建设方针也是”逆天道行事”的,因为夏季杭州盛行东-东南风,如今未将城东南水草丰茂的钱塘江边滩涂建成水清荷香的湿地景观区,却改造成以香港中环和纽约曼哈顿为榜样的繁华金融街,国际会展中心,大剧院,万象城等尽在其中,此外杭州市区还进一步跨越钱塘江扩伸向东南方的萧山,2003年3月开始在该区东北部组建萧山临江工业园区 (临江新城),总规划面积达160.2平方公里;这样在杭州主城区东南方- 钱塘江北岸的大片滩涂地和南岸萧山林木葱茏的邱陵地都被改造成成片成批在夏季散发大量热气的水泥丛林! 夏季盛行的东南风就将这些暑热和工厂车辆的油烟废气一同输送向杭州市区,而水清林茂的西湖因位于杭州市西南方,在夏季盛行东-东南风情况下很难对杭州气候产生积极的影响. 作者在”杭州钱塘江风光旅游攝影”的16张图片[15]中既难觅江南水乡的”杨柳岸,晓风残月”,也无”三秋桂子十里荷花”之影,绝大部分图片只见广阔天幕下,浑黄江水的两岸排列着成片各色建筑物,散乱的民居厂房,高压线架,航运设施和跨江桥. 骆杨等(2009)指出,近年来随着杭州经济的大发展,城市不断扩建,使得该市热岛效应有加剧趋势,他们的计算表明,杭州最大热岛强度以夏秋季最突出,可达3.4 C, 出现于市中心位置,夏季强度最大,主要因此时正当高温季节,高温天数多,市区因存在大量建筑物,气温上升较快[16];因此杭州今年盛夏日最高气温达40 C及以上总数有14天,8月9日甚至达到41.6 C,也就不足为怪了.
在今夏席卷淅江全省的异常高温中,奉化多次出现破记录的高温,估计也和其加速城市化有关,从有关图象中可见今日奉化已从以往的江南水乡小県向”国际小都市”发展,目前是高楼林立,且在其东郊设有专门的工业开发区,宁波国际海运中心正在此建设中; 该県还加快实施城市核心功能区,其中银泰城已开始营业,梅里达国际购物村,大洒店等10多个商贸项目正在建设中,在东部正建设海洋新区,北部则建设城市产业拓展区等[17].
(2.3). 南京
南京的城市规模也在逐步扩大,1978年南京建成区面积111.18平方公里,人口113.76万人,2009年全市城镇建设用地达760平方公里,人口近800万,己变成”一城三区”的卫星城镇建设,但该市还较重视绿地建设,虽然1985- 1995年绿地面积减少了18.27平方公里,1995-2000年的绿地面积增长了15.88%,主要是由于种植人工林的增加,杨英宝等(2004)认为,自1985年以来南京城市的开发逐渐趋向有序化,规模化,除耕地外其它景观的分离度,破碎度和孔隙度都趋向减小,空间分布趋向均匀[18]. 2002年南京市政府全面启动”缘色南京”的城市现代化建设战略性工程,2005年区的绿地率达到41%,绿化覆盖率达到45%,人均公共绿地12平方米,计划到2010年,绿地率达43% (明显超越建设部有关城市2010年应达到30%的绿地规划指标),绿化覆盖率达到46%,人均公共绿地面积达到15平方米,在建成区实施城市森林建设,是绿色南京”的重要组成部分[19]. 近年来南京还大力推行绿色出行理念,努力发展公路绿化, “十一五”期间,南京公路实施”绿色通道”工程,在国省干线绿化上投入上亿元,建设了3700亩公路绿地,打造了323公里的绿色长廊,总计生长着120多万株各类树木及灌木[20].
可见南京在城市扩建之际始终遒循”绿色南京”的发展理念,关汪城市的绿化,因此盛夏气温在大范围气候增暖趋势下也只是平缓地升高,相对于沪杭两地盛夏的急剧升温形成鲜明对比. 今年南京有2天的最高日气温分别达到40.0 C 和40.1 C,但远未破记录,其前的日最高气温年依次为 1934 (43.0 C), 1932 (40.9 C) 和 1914 (40.2 C).
(2.4). 武汉
武汉是我国中部的特大城市,本来其规模即大于南京和杭州,长江和汉江纵横交汇穿过市区,形成了武昌,汉口和汉阳三镇鼎立的局面,历来是华中最大的工商业城市; 解放以来全市建筑面积己扩展了三倍以上,常住人口也由五十年代初的百余万发展到2011年末的1002万,在全国大城市中位列第四. 上世纪武汉一直是盛夏长江中下游的著名火炉城,可是进入夲世纪以来武汉盛夏气温的演变却走出和沪杭两城截然相反的趋势,2012年8月8日我国气象部门综合分析了1981- 2011年的多种气象资料,列出各省会以上大城市的”炎热排行榜”,其中武汉的炎热程度己退居第六名,不是武汉不热了,而是变热速度比不少城市慢;据百度百科(2013)介绍,这是因为:
(1) 绿化拽住了武汉升温的脚步,1996年初,曾仁端教授与37位市人大代表联名建议武汉大搞绿化以缓解主城区的热岛效应,市政府积极响应,召开专题会议决定当年即大增全市绿地面积,从此武汉绿化规模逐年增大,14年(1997- 2011) 间建成区綠化率由26.03%增加到32.28%,绿地面积的大量增加使原先主城区的不少热岛变成了公园,小游园等”凉岛”.据有关学者测算,一公顷绿地可蒸发水的调温效果为1.25亿大卡热量,相当于让550多万台6匹空调工作20小时.
(2) 建”超级电扇”给城市降温. 专家们曾测定,武汉市热岛效应使主城区平均气温比郊区高出1.8-2.0 C,夏季主城区局部气温有时可比郊区高5.9 C! 作为对策,武汉市制定了城市总体规划 (2009- 2020),被”国际城市与区域规划师学会”授予”全球杰出贡献奨”,是我国城市总体规划在国际上首次获得的最高奨项; 获此殊荣的原因之一,是为城市划出6条生态走廊作为”风道”,可有效降低城市热岛效应,这就是将几条河湖水系作为放射状”绿扇”,与长江天然”风廊”一道成为武汉的主导”风道”,从而缓解主城区的热岛效应[21].
虽然近年来在城市规划实践过程中仍有许多不尽人意处,但武汉夏季高温状况的确有所缓解,据2009年3月湖北省气象局的统计,在过去58年里武汉夏季平均最高气温下降了
0.12 C,其中8月下降0.8 C,和全国其它30个省会城市比较,其日最高气温超过35 C的天数排第7位,日最高气温超过38 C的天数排第19位,极端最高气温排第11位 [22]. 2013年盛夏,武汉虽然有连续4天气温超过39 C,但其有百余年观测记录的标准气象站今年的日最高气温却未曾攀上40 C,这和杭州,上海今夏分别出现14和5天的此类极端高温记录确存在显著差异.
3. 结论
虽然全球平均气温自上世纪80年代以来出现了升温趋势,但长江中下游7-8月平均气温的上升主要出现于本世纪以来的十余年中,1951- 1999年间还存在一定的降温趋势,这和我国工业发展,用煤量一上空硫酸气溶胶增长引起的阳伞效应有关,而本世纪以来长江中下游一些城市的显著升温趋势和其不当扩建,城市规划缺少前瞻性所导致的热岛效应加剧有密切联系;虽然不能肯定今后夏季东亚环流会频现西太平洋副高持久控制我国中东部的形态,但一旦此种环流型在某年夏季出现,那些盲目扩建,未作好充份准备抗炎夏的城市及其广大居民就会遭殃.有鉴于此,我国各城市理应充份借鉴武汉,南京有前瞻性的城建规划,大力发展和采用多种夏季降温措施,在城建和绿化上狠下功夫,让民众能安度炎夏,绝不能让水乡天堂再沦为酷暑炼狱了.
参考文献
[1] 徐群;近十余年我国盛夏季风雨带南移的重要原因; 刊于”中国的气候变化与气候影响研究”文集,气象出版社,1997,264-271.
[2] Xu Qun;Abrupt change of the mid-summer climate in central east China by the influenceof
Atmospherc pollution, AtmosphericEnvironment,35 (2001),5029- 5040,Elsevier Science Ltd.
[3] 丁金才,周红妹,叶其钦; 从上海市热岛演变看城市绿化的重要意义,气象,2002年2期.
[4] 上海市政府网站,2011年9丹23日
[5] 邓莲堂,朿烱,李朝頣; 上海城市热岛的变化特征分析,热带气象学报,17 (3),2001年8月.
[6] 新兰网 (CCTV.com, 2013年8月9日).
[7] 淅江新闻网,2013年8月7日.
[8] 人民网,2013年8月8日.
[9] 淅江新闻网,2013年8月11日.
[10] 国家林业局政府网站,2013年8丹13日.
[11] 杭州平平安安;今年杭城高温日数己达53天, 2013,9.11.
[12] 变化的城市,变化的生活; 杭州日报,2011年1月21日一版.
[13] 基于建设项目的”十五”期间杭州主城区空间变化研究,淅江大学硕士学位论文,
引自www.docin.com/p-28085740.html2013-08-02.
[14] 董月玲,五仟年未有之破坏,中国青年报,2004年10月13日.
[15] 钱江风云攝影图片:杭州钱塘江风光旅游攝影,太平洋电脑网(共16p),dp.pconline.com.cn/
Photo/list…,2013-06-30.
[16]骆杨,周锁栓等; 杭州市热岛室闸分布及时战-频域多尺度变化特征,生态环境学报,2009,
18(6),2200- 2205.
[17]宁波城市建设论坛,城建新闻:”美丽奉化”,花开四大板块,培育亿元企业100家,2013,3.27.
[18] 杨英宝等;南京城市景观空间格局的变化分析,南京林业大学学报 (自然科学版),28 (6),
2004年11月.
[19] 苏继申,杜顺宝,南京城市园林绿化建设的对策和措施,江苏林业科技,2010年1期.
[20] 徐峻荣,陈燕等; 南京:干线公路绿化带成为城市”景观绿肺”,江苏公路通讯,2013年3月29日,中国公路网,2013年8月28日.
[21] 中国炎热榜,石度百科, baike baidu.com/….17.htm-2013-8-27.
[22] 统计显示:武汉夏季平均最高气温有所下降; 搜狐新闻,2009年3月24日
备注：因28日上传到科学网的本文上篇较零乱，现将该文再次复印于下，备读者参阅
2013 年盛夏长江中下游异常高温出现的成因分析研究 (1)
徐群
前言
今年盛夏 (7-8 月) 我国出现近35年来未有的北涝南旱,灾情严重,在分析今年夏季季度预报失误原因时,也对我国中南部的持续异常高温站点进行了分析,从报载也可知持续异常高温遍及整个长江中下游和江南北部,有7亿人深受影响,但情况最突出者 (日最高气温超过
40 C ) 当属上海,杭州和淅江省一些台站: 现对此种持续异常高温出现的成因作一些分析.
前期成因
从季度气候预报的出发点看,至今尚未找到显著成因: 根据1-3 或1-4 逐月各气象要素场 (北半球500hPa环流,北太平洋海面水温场(SST) 和我国大陆160站逐月气温- 降水量场)的近20年隔季遥联高相关因子组成的预报方程,未能算出今年盛夏长江中下游区会出现显著异常的高温趋势.丁一汇在今年9月的中国气象报上刊文分析今夏南方异常高温出现的成因,指出有二个因子:1) 赤道东太平洋冷水—La-Nina事件的发展, 2) 北极涛动(AO)正指数环流的发展. 可是今年3月南方涛动 (SO)指数才转为正值,而AO指数是4月才出现正值: 若仅依据3-4月SO指数为正,赤道东太平洋冷水及4月AO指数为正,则历史资料中无法找到好相似年,又怎能保证上述二因子的新趋势会一直保持到7-8月呢? 何况3-4月SO指数正值的1999年,其7-8月长江中下游区出现了异常多雨偏凉的特征.
盛夏成因
长江中下游盛夏高温的形成从天气学的观点看,最直接的原因即为受到西太平洋副高的严密控制,稳定的下沉气流形成大范围碧空如洗,盛夏强太阳辐射无阻地倾泻下来,地面风又很弱,地面及建筑物接受辐射热量的积累导致高温的频现. 2013 年7-8月西太平洋副高即异常持续偏北西伸,严密控制长江中下游-江南北部地区: 统计了近63年6-8 月逐候500hPa平均高度图上西太平详副高588线西脊点伸至120 E以西,脊线在25-32 N 的候数,发现达到6候以上的年份按候数多少依次为1953(9),1961 (8),2013(8),1966(7),1976(7),1978(7),1964(6),
1967(6), 此8年即为1951年以来出现于长江中下游区最显著的高温重伏旱年,可见今年西太平洋副高控制长江中下游时间之长在近63年中也算少有,仅次于1953年,和1961年同属第二位,然而问题是为何今年长江中下游一些城市异常高温的程度和出现率均显著超过1953 和1961年呢?
作者分析了作为同一个区域气候带的长江中下游4站 (上海,杭州,南京,武汉) 盛夏 (7-8月)平均气温近62年 (1951- 2012)各自的演变趋势,此4站盛夏平均气温的11,15年滑动平均曲线均显示出上世紀50-60年代盛夏气温略偏高,但70-90年代4站气温皆出现偏低趋势,进入新世纪后才开始急剧升高,而该地区盛夏气温在70年代末到90年代的偏低和我国1979年开始因经济大发展,用煤量剧增引起的大气污染- 上空硫酸气溶胶反射阳光的阳伞效应有关 (徐群,1997,2001) [1-2]. 进入本世纪全球平均气温并未明显升高, 盛夏西太平洋副高西伸北进控制长江中下游的候数也未见持续偏多,而长江中下游4站平均盛夏气温却出现明显升高趋势;
这说明其中一些城市的热岛增温效应在急剧增长,己明显超越上空硫酸气溶胶的阳伞效应;
从表1 可见夲世纪以来南京,武汉和上海,杭州的盛夏气温急剧上升趋势存在明显差异.
70年代及以前流传的长江流城夏季四大火炉城市是重庆,武汉,南昌和南京,从表1可见如今已有相当变化,而从2013年我国省会以上城市的7-8月平均气温值按高低的排行榜来看,
表1 长江中下游4站7-8月平均气温在三时段的变化趋势 (单位:C/10a).
时段台站 上海 杭州 南京 武汉
1951-2012 0.198 0.131 0.029 0.066
1951-1999 -0.025 -0.108 -0.106 -0.061
2001-2012 0.832 0.990 0.126 -0.605
依次是1) 杭州(31.8 C), 2) 上海(31.5 C), 3 ) 南昌(31.2 C), 4) 重庆(31.0 C), 5) 宁波(30.9 C),
6) 长沙(30.8 C), 7) 南京 (30.7 C),8) 武汉 (30.6 C). 可见在全国盛夏高温排行榜中,沿海的杭州和上海二城异军突起,成为2013年盛夏最热的新火炉城市,而相对居于内陆的南京,武汉两市则己退居排行榜的第7-8位,其盛夏平均气温分别比榜首的杭州偏低1.1-1.2 C! 此种差别不仅出现于今年,从上表的末行也己清楚显示出来. 这就涉及到有关城市的城建布局和方向问题.对此作者将在下文探讨.
结语
初步分析表明,2013年盛夏长江中下游异常高温之所以出现超越1953和1961等年的情况,就在于如今正处于本世纪长江中下游一些城市热岛效应急剧增长的阶段,这样盛夏西太平洋副高的持久控制再叠加增强的城市热岛效应,就自然会形成一些城市频现的破记录高温了.
城市超常不当扩建出恶果,盛夏热浪里添把火
(2013年盛夏长江中下游异常高温出现的成因分析研究(2))
徐群
根据上文的表1及2013年7-8月长江中下游4站 (上海,杭州,南京和武汉)平均气温相互间的明显差异,有必要对该四城市盛夏气温的历史演变趋势及其成因分别进行分析和对比.
1.长江中下游四城市盛夏气温演变的对比分析
(1.1).南京与上海,杭州的对比分析
1951-1979 年南京盛夏平均气温比上海同期偏高0.2 C,1980 年开始逆转,1980-2002年南京盛夏气温平均比上海同期偏低0.19 C, 此种趋势从2003年开始更为显著,近10年 (2003- 2012) 南京盛夏气温竟比上海同期偏低0.94 C, 这样今年盛夏平均比上海偏低0.8 C 就显得很正常了.
以前只听说南京是夏季的火炉城,其实盛夏 (7-8月)杭州气温一直比南京高一些,只是近十年这种差距更大了,近52年(1951- 2002)平均杭州盛夏期要比南京同期偏高0.42 C,而在近十年(2003- 2012)竟比南京同期偏高 1.35 C! 今年也比南京偏高1.1 C.
(1.2).武汉与上海,杭州的对比分析
从1951到 2003年的武汉7-8月平均气温一直高于上海,平均偏髙0.8 C,,可是从2004年开始发生了变化,2004-2012年武汉盛夏期气温平均低于上海同期 0.22 C,而在今年7-8月,武汉气温竟比上海同期低了 0.9 C.
在1951- 2002年间,武汉7-8月平均气温相对杭州同期平均偏高0.36 C,从2003年开始此种关系发生逆转,2003- 2012年间武汉盛夏气温比杭州同期偏低0.61 C,而今年武汉盛夏竟比杭州同期偏低达1.2 C!
(1.3).南京与武汉的对比分析
武汉盛夏期气温始终高于南京, 近63年 (1951-2013) 平均偏高 0.76 C,仅有4年相反(南京高于武汉 0.1-0.5 C),但在近10年 (2004- 2013),武汉盛夏期气温相对南京的偏高程度缩小至0.59 C,今年即为上述4个反常盛夏之一, 武汉气温平均比南京偏低0.1 C.
(1.4).长江中下游4城市盛夏气温演变趋势的进一步对比和成因分析
从上文表1 还可看出近62年来虽然4城市均有升温的总趋势,但相互间有相当差异,上海平均每10年要升温近0.2 C,杭州其次,南京和武汉从近62年总趋势看变化较为平缓,自1951 到1999年则4城市均存在降温趋势,从各站盛夏气温的11年及15年滑动平均曲线可知,70年代后期- 90年代长江中下游盛夏气温均存在降低趋势,上文己指出这是由于70年代后期以来经济大发展,燃煤量- 上空硫酸气溶胶持续增长导致阳伞效应增强所致;进入本世纪以来4城市盛夏气温变化出现很大差异,沪杭两市盛夏气温均出现剧升趋势,尤其是杭州达到每10年剧升1 C的程度! 从而显示出城市热岛效应的异常增强,己冲破大气污染的阳伞效应,而同时南京盛夏气温的升势相当平缓,武汉则出现一定的降温趋势.
在同一气候带的大背景下,4城市盛夏气温在夲世纪的变化出现如此显著的差异自然和各自城市的发展特点及相应的热岛效应有密切关联.
2.长江中下游四城市各自城建特点及其对盛夏气温的潜在影响
(2.1). 上海市
上海的人口增长和城市扩建是十分显著的,1960年以来上海市及其所属郊県土地面积变化不大,但城市面积占总土地面积的比例却逐步增大,1980年后上海市在未扩大土地总面积的情况下城市化进程愈益加速,上海城市热岛的迅速扩展和增强始于上世纪80年代,与该城市的建设有明显的对应关系[3]; 这正是前述的从80年代初上海盛夏平均气温开始超越南京的主要成因.上海城市随着经济发展的加速而进一步扩展,外来打工青壮年,道路,车辆,民居,办公搂,商铺厂房都逐年增长,据上海市统计局公布的第六次人口普查显示: 从2000 到 2010年,上海市常住人口增长达40.3%,显著高于同期全国人口5.8%的增长水平,达到2301.92万人! [4]. 上海市主城区不仅东扩到浦东新区,向西的扩展更显著,原来西面的静安区,长宁区和徐汇区如今己成为上海最繁华的市区,在建的摩天大楼纷纷矗立于浦东新区和徐家汇,总高度达632m的中国第一高楼 (上海中心大廈) 即将矗立于徐家汇中心; 人多,车多,楼多,各种建筑物和道路在夏季都大量辐射热量,家家户户的空调加上密集车辆散发的废气都促使上海市的热岛效应与年俱增.
此外,上海市拥有全国独一无二的近140年完整的逐日天气记录,其观测点从法国教会创办的徐家汇观象台到如今的上海市气象台一直未变;如果说在上世纪五十年代及以前,该处尚处于上海偏僻的郊区,那么如今这里己是上海最繁华的中心地带,摩天大楼正在附近建造中,因此从这里观测到的上海气温不断升温的趋势可反映出如下成因: 1)全球气候总的变暖趋势,2) 上海市愈益增强的热岛效应, 3）上海的繁华中心（即热岛效应的强中心）逐步逼近该百余年未动的观测点. 诚如邓莲堂等(2001)指出:由于城市不断发展,城市下垫面发生了根夲变化,建筑楼群包围或接近原在城郊的气象台站,气象要素的观测值 (特别是气温)不可避免受到城市化的影响,而受影响程度又和城市大小,建筑物构成,周围地形,房屋密度以及气象台站所在地理位置等有关[5]; 综合以上成因结合今夏西太平详副高持久控制长江中下游上空的特点,因此今年上海徐家汇观测站于7月26日测得日最高气温达到40.6 C, 8月7日又升至40.8 C,相继打破了1934年创下的40.2 C的历史极值,也就不足为怪了.今年上海共有5天的日最高气温达到40 C 以上,超过其前上海有气象观测记录以来迏到此值的总天数, 今年8月8日中央气象台发布了一份2013年各站夜间气温值排行榜,发现今年以来在日最低气温达到或超过30 C 日数的城市中,上海,长沙,杭州依次占了全国的前三位[6].
(2.2) 杭州
今年盛夏我国东部热异常最突出的地方莫过于杭州及所在的淅江省了,兹摘录有关报导如下. 从淅江省气象台获悉,8月7日淅江的25个地区最高气温打破历史记录, 奉化达到43.5度,该日全省有54个県(市,区)最高气温在39 C以上,45个县 (市,区)达40 C 以上,奉化刷新了该省最高气温记录,而杭州市区今天最高达41.2 C,是今年第四次刷新当地历史最高记录[7]; 8月8日13时的全国2418个国家自动气象观测站的数据表明: 40.8 C以上的高温记录全出现在淅江,奉化最高,达42.4 C[8]; 今夏山明水秀的淅江变成了中国”好烤箱”,8月11日绍兴市新昌县的44.1 C打破宁波奉化创下的43.5 C 记录,再创该省最高气温记录,杭州则已连续6天的日最高气温超过40 C,,创省会城市记录[9]; 另据有关讯息,8月11日9时新昌县南岩寺森林发生火灾,经500余人抢救,直到13日8时才扑灭,过火面积约33公顷[10].而据”杭州平平安安”9月11日报导,今年杭州日最高气温达到40 C 及以上者竟有14天[11],遥居历史首位.以上罕见热灾害的成因相当部分可追溯到当地不恰当的城市扩建和土地利用问题,现以杭州,奉化为例来说明.
前已指出,近10年（2003- 2012）杭州7-8月平均气温竟比南京高出1。35 C,淅江省气候中心的数据也表明,1971-2000年杭州每年的高温平均日数是21.4天,但在2000- 2009年该市的年高温日数平均值已高达35.5天! 可见本世纪初杭州盛夏平均气温发生了突变性升高,这和下列事项看来不无关系: 2000年杭州市领导决定实施”城市东扩,旅游西进”,此后杭州利用7年时间把钱塘江边的一片滩涂变成了一座现代化的CBD ( 中央商务区)，这就是钱江新城[12]。另据文[13]的表3-2中数据进行统计，2001-2005年间杭州市主城区的建设用地中，绿地建设仅占总用地量的0.67%,99.33%的改建扩增地都用于建筑民居,商铺,厂房和各种道路在内的公共设施. 北京大学景观设计学研究院院长俞孔坚早在2004年9月16日召开的”中国城市论坛北京峰会”上对杭州市区的改造重建工作提出尖锐批评:”这是我从100米高空拍下的杭州,毫无规划,杂乱的建筑,水泥丛林,到处都是覆盖物,看不到一块完整的土地,哪里还象人间天堂,简直象地狱[14]! 杭州的”城市东扩,旅游西进”建设方针也是”逆天道行事”的,因为夏季杭州盛行东-东南风,如今未将城东南水草丰茂的钱塘江边滩涂建成水清荷香的湿地景观区,却改造成以香港中环和纽约曼哈顿为榜样的繁华金融街,国际会展中心,大剧院,万象城等尽在其中,此外杭州市区还进一步跨越钱塘江扩伸向东南方的萧山,2003年3月开始在该区东北部组建萧山临江工业园区 (临江新城),总规划面积达160.2平方公里;这样在杭州主城区东南方- 钱塘江北岸的大片滩涂地和南岸萧山林木葱茏的邱陵地都被改造成成片成批在夏季散发大量热气的水泥丛林! 夏季盛行的东南风就将这些暑热和工厂车辆的油烟废气一同输送向杭州市区,而水清林茂的西湖因位于杭州市西南方,在夏季盛行东-东南风情况下很难对杭州气候产生积极的影响. 作者在”杭州钱塘江风光旅游攝影”的16张图片[15]中既难觅江南水乡的”杨柳岸,晓风残月”,也无”三秋桂子十里荷花”之影,绝大部分图片只见广阔天幕下,浑黄江水的两岸排列着成片各色建筑物,散乱的民居厂房,高压线架,航运设施和跨江桥. 骆杨等(2009)指出,近年来随着杭州经济的大发展,城市不断扩建,使得该市热岛效应有加剧趋势,他们的计算表明,杭州最大热岛强度以夏秋季最突出,可达3.4 C, 出现于市中心位置,夏季强度最大,主要因此时正当高温季节,高温天数多,市区因存在大量建筑物,气温上升较快[16];因此杭州今年盛夏日最高气温达40 C及以上总数有14天,8月9日甚至达到41.6 C,也就不足为怪了.
在今夏席卷淅江全省的异常高温中,奉化多次出现破记录的高温,估计也和其加速城市化有关,从有关图象中可见今日奉化已从以往的江南水乡小県向”国际小都市”发展,目前是高楼林立,且在其东郊设有专门的工业开发区,宁波国际海运中心正在此建设中; 该県还加快实施城市核心功能区,其中银泰城已开始营业,梅里达国际购物村,大洒店等10多个商贸项目正在建设中,在东部正建设海洋新区,北部则建设城市产业拓展区等[17].
(2.3). 南京
南京的城市规模也在逐步扩大,1978年南京建成区面积111.18平方公里,人口113.76万人,2009年全市城镇建设用地达760平方公里,人口近800万,己变成”一城三区”的卫星城镇建设,但该市还较重视绿地建设,虽然1985- 1995年绿地面积减少了18.27平方公里,1995-2000年的绿地面积增长了15.88%,主要是由于种植人工林的增加,杨英宝等(2004)认为,自1985年以来南京城市的开发逐渐趋向有序化,规模化,除耕地外其它景观的分离度,破碎度和孔隙度都趋向减小,空间分布趋向均匀[18]. 2002年南京市政府全面启动”缘色南京”的城市现代化建设战略性工程,2005年区的绿地率达到41%,绿化覆盖率达到45%,人均公共绿地12平方米,计划到2010年,绿地率达43% (明显超越建设部有关城市2010年应达到30%的绿地规划指标),绿化覆盖率达到46%,人均公共绿地面积达到15平方米,在建成区实施城市森林建设,是绿色南京”的重要组成部分[19]. 近年来南京还大力推行绿色出行理念,努力发展公路绿化, “十一五”期间,南京公路实施”绿色通道”工程,在国省干线绿化上投入上亿元,建设了3700亩公路绿地,打造了323公里的绿色长廊,总计生长着120多万株各类树木及灌木[20].
可见南京在城市扩建之际始终遒循”绿色南京”的发展理念,关汪城市的绿化,因此盛夏气温在大范围气候增暖趋势下也只是平缓地升高,相对于沪杭两地盛夏的急剧升温形成鲜明对比. 今年南京有2天的最高日气温分别达到40.0 C 和40.1 C,但远未破记录,其前的日最高气温年依次为 1934 (43.0 C), 1932 (40.9 C) 和 1914 (40.2 C).
(2.4). 武汉
武汉是我国中部的特大城市,本来其规模即大于南京和杭州,长江和汉江纵横交汇穿过市区,形成了武昌,汉口和汉阳三镇鼎立的局面,历来是华中最大的工商业城市; 解放以来全市建筑面积己扩展了三倍以上,常住人口也由五十年代初的百余万发展到2011年末的1002万,在全国大城市中位列第四. 上世纪武汉一直是盛夏长江中下游的著名火炉城,可是进入夲世纪以来武汉盛夏气温的演变却走出和沪杭两城截然相反的趋势,2012年8月8日我国气象部门综合分析了1981- 2011年的多种气象资料,列出各省会以上大城市的”炎热排行榜”,其中武汉的炎热程度己退居第六名,不是武汉不热了,而是变热速度比不少城市慢;据百度百科(2013)介绍,这是因为:
(1) 绿化拽住了武汉升温的脚步,1996年初,曾仁端教授与37位市人大代表联名建议武汉大搞绿化以缓解主城区的热岛效应,市政府积极响应,召开专题会议决定当年即大增全市绿地面积,从此武汉绿化规模逐年增大,14年(1997- 2011) 间建成区綠化率由26.03%增加到32.28%,绿地面积的大量增加使原先主城区的不少热岛变成了公园,小游园等”凉岛”.据有关学者测算,一公顷绿地可蒸发水的调温效果为1.25亿大卡热量,相当于让550多万台6匹空调工作20小时.
(2) 建”超级电扇”给城市降温. 专家们曾测定,武汉市热岛效应使主城区平均气温比郊区高出1.8-2.0 C,夏季主城区局部气温有时可比郊区高5.9 C! 作为对策,武汉市制定了城市总体规划 (2009- 2020),被”国际城市与区域规划师学会”授予”全球杰出贡献奨”,是我国城市总体规划在国际上首次获得的最高奨项; 获此殊荣的原因之一,是为城市划出6条生态走廊作为”风道”,可有效降低城市热岛效应,这就是将几条河湖水系作为放射状”绿扇”,与长江天然”风廊”一道成为武汉的主导”风道”,从而缓解主城区的热岛效应[21].
虽然近年来在城市规划实践过程中仍有许多不尽人意处,但武汉夏季高温状况的确有所缓解,据2009年3月湖北省气象局的统计,在过去58年里武汉夏季平均最高气温下降了
0.12 C,其中8月下降0.8 C,和全国其它30个省会城市比较,其日最高气温超过35 C的天数排第7位,日最高气温超过38 C的天数排第19位,极端最高气温排第11位 [22]. 2013年盛夏,武汉虽然有连续4天气温超过39 C,但其有百余年观测记录的标准气象站今年的日最高气温却未曾攀上40 C,这和杭州,上海今夏分别出现14和5天的此类极端高温记录确存在显著差异.
3. 结论
虽然全球平均气温自上世纪80年代以来出现了升温趋势,但长江中下游7-8月平均气温的上升主要出现于本世纪以来的十余年中,1951- 1999年间还存在一定的降温趋势,这和我国工业发展,用煤量一上空硫酸气溶胶增长引起的阳伞效应有关,而本世纪以来长江中下游一些城市的显著升温趋势和其不当扩建,城市规划缺少前瞻性所导致的热岛效应加剧有密切联系;虽然不能肯定今后夏季东亚环流会频现西太平洋副高持久控制我国中东部的形态,但一旦此种环流型在某年夏季出现,那些盲目扩建,未作好充份准备抗炎夏的城市及其广大居民就会遭殃.有鉴于此,我国各城市理应充份借鉴武汉,南京有前瞻性的城建规划,大力发展和采用多种夏季降温措施,在城建和绿化上狠下功夫,让民众能安度炎夏,绝不能让水乡天堂再沦为酷暑炼狱了.
参考文献
[1] 徐群;近十余年我国盛夏季风雨带南移的重要原因; 刊于”中国的气候变化与气候影响研究”文集,气象出版社,1997,264-271.
[2] Xu Qun;Abrupt change of the mid-summer climate in central east China by the influenceof
Atmospherc pollution, AtmosphericEnvironment,35 (2001),5029- 5040,Elsevier Science Ltd.
[3] 丁金才,周红妹,叶其钦; 从上海市热岛演变看城市绿化的重要意义,气象,2002年2期.
[4] 上海市政府网站,2011年9丹23日
[5] 邓莲堂,朿烱,李朝頣; 上海城市热岛的变化特征分析,热带气象学报,17 (3),2001年8月.
[6] 新兰网 (CCTV.com, 2013年8月9日).
[7] 淅江新闻网,2013年8月7日.
[8] 人民网,2013年8月8日.
[9] 淅江新闻网,2013年8月11日.
[10] 国家林业局政府网站,2013年8丹13日.
[11] 杭州平平安安;今年杭城高温日数己达53天, 2013,9.11.
[12] 变化的城市,变化的生活; 杭州日报,2011年1月21日一版.
[13] 基于建设项目的”十五”期间杭州主城区空间变化研究,淅江大学硕士学位论文,
引自www.docin.com/p-28085740.html2013-08-02.
[14] 董月玲,五仟年未有之破坏,中国青年报,2004年10月13日.
[15] 钱江风云攝影图片:杭州钱塘江风光旅游攝影,太平洋电脑网(共16p),dp.pconline.com.cn/
Photo/list…,2013-06-30.
[16]骆杨,周锁栓等; 杭州市热岛室闸分布及时战-频域多尺度变化特征,生态环境学报,2009,
18(6),2200- 2205.
[17]宁波城市建设论坛,城建新闻:”美丽奉化”,花开四大板块,培育亿元企业100家,2013,3.27.
[18] 杨英宝等;南京城市景观空间格局的变化分析,南京林业大学学报 (自然科学版),28 (6),
2004年11月.
[19] 苏继申,杜顺宝,南京城市园林绿化建设的对策和措施,江苏林业科技,2010年1期.
[20] 徐峻荣,陈燕等; 南京:干线公路绿化带成为城市”景观绿肺”,江苏公路通讯,2013年3月29日,中国公路网,2013年8月28日.
[21] 中国炎热榜,石度百科, baike baidu.com/….17.htm-2013-8-27.
[22] 统计显示:武汉夏季平均最高气温有所下降; 搜狐新闻,2009年3月24日
备注：因28日上传到科学网的本文上篇较零乱，现将该文再次复印于下，备读者参阅
2013 年盛夏长江中下游异常高温出现的成因分析研究 (1)
徐群
前言
今年盛夏 (7-8 月) 我国出现近35年来未有的北涝南旱,灾情严重,在分析今年夏季季度预报失误原因时,也对我国中南部的持续异常高温站点进行了分析,从报载也可知持续异常高温遍及整个长江中下游和江南北部,有7亿人深受影响,但情况最突出者 (日最高气温超过
40 C ) 当属上海,杭州和淅江省一些台站: 现对此种持续异常高温出现的成因作一些分析.
前期成因
从季度气候预报的出发点看,至今尚未找到显著成因: 根据1-3 或1-4 逐月各气象要素场 (北半球500hPa环流,北太平洋海面水温场(SST) 和我国大陆160站逐月气温- 降水量场)的近20年隔季遥联高相关因子组成的预报方程,未能算出今年盛夏长江中下游区会出现显著异常的高温趋势.丁一汇在今年9月的中国气象报上刊文分析今夏南方异常高温出现的成因,指出有二个因子:1) 赤道东太平洋冷水—La-Nina事件的发展, 2) 北极涛动(AO)正指数环流的发展. 可是今年3月南方涛动 (SO)指数才转为正值,而AO指数是4月才出现正值: 若仅依据3-4月SO指数为正,赤道东太平洋冷水及4月AO指数为正,则历史资料中无法找到好相似年,又怎能保证上述二因子的新趋势会一直保持到7-8月呢? 何况3-4月SO指数正值的1999年,其7-8月长江中下游区出现了异常多雨偏凉的特征.
盛夏成因
长江中下游盛夏高温的形成从天气学的观点看,最直接的原因即为受到西太平洋副高的严密控制,稳定的下沉气流形成大范围碧空如洗,盛夏强太阳辐射无阻地倾泻下来,地面风又很弱,地面及建筑物接受辐射热量的积累导致高温的频现. 2013 年7-8月西太平洋副高即异常持续偏北西伸,严密控制长江中下游-江南北部地区: 统计了近63年6-8 月逐候500hPa平均高度图上西太平详副高588线西脊点伸至120 E以西,脊线在25-32 N 的候数,发现达到6候以上的年份按候数多少依次为1953(9),1961 (8),2013(8),1966(7),1976(7),1978(7),1964(6),
1967(6), 此8年即为1951年以来出现于长江中下游区最显著的高温重伏旱年,可见今年西太平洋副高控制长江中下游时间之长在近63年中也算少有,仅次于1953年,和1961年同属第二位,然而问题是为何今年长江中下游一些城市异常高温的程度和出现率均显著超过1953 和1961年呢?
作者分析了作为同一个区域气候带的长江中下游4站 (上海,杭州,南京,武汉) 盛夏 (7-8月)平均气温近62年 (1951- 2012)各自的演变趋势,此4站盛夏平均气温的11,15年滑动平均曲线均显示出上世紀50-60年代盛夏气温略偏高,但70-90年代4站气温皆出现偏低趋势,进入新世纪后才开始急剧升高,而该地区盛夏气温在70年代末到90年代的偏低和我国1979年开始因经济大发展,用煤量剧增引起的大气污染- 上空硫酸气溶胶反射阳光的阳伞效应有关 (徐群,1997,2001) [1-2]. 进入本世纪全球平均气温并未明显升高, 盛夏西太平洋副高西伸北进控制长江中下游的候数也未见持续偏多,而长江中下游4站平均盛夏气温却出现明显升高趋势;
这说明其中一些城市的热岛增温效应在急剧增长,己明显超越上空硫酸气溶胶的阳伞效应;
从表1 可见夲世纪以来南京,武汉和上海,杭州的盛夏气温急剧上升趋势存在明显差异.
70年代及以前流传的长江流城夏季四大火炉城市是重庆,武汉,南昌和南京,从表1可见如今已有相当变化,而从2013年我国省会以上城市的7-8月平均气温值按高低的排行榜来看,
表1 长江中下游4站7-8月平均气温在三时段的变化趋势 (单位:C/10a).
时段台站 上海 杭州 南京 武汉
1951-2012 0.198 0.131 0.029 0.066
1951-1999 -0.025 -0.108 -0.106 -0.061
2001-2012 0.832 0.990 0.126 -0.605
依次是1) 杭州(31.8 C), 2) 上海(31.5 C), 3 ) 南昌(31.2 C), 4) 重庆(31.0 C), 5) 宁波(30.9 C),
6) 长沙(30.8 C), 7) 南京 (30.7 C),8) 武汉 (30.6 C). 可见在全国盛夏高温排行榜中,沿海的杭州和上海二城异军突起,成为2013年盛夏最热的新火炉城市,而相对居于内陆的南京,武汉两市则己退居排行榜的第7-8位,其盛夏平均气温分别比榜首的杭州偏低1.1-1.2 C! 此种差别不仅出现于今年,从上表的末行也己清楚显示出来. 这就涉及到有关城市的城建布局和方向问题.对此作者将在下文探讨.
结语
初步分析表明,2013年盛夏长江中下游异常高温之所以出现超越1953和1961等年的情况,就在于如今正处于本世纪长江中下游一些城市热岛效应急剧增长的阶段,这样盛夏西太平洋副高的持久控制再叠加增强的城市热岛效应,就自然会形成一些城市频现的破记录高温了.
城市超常不当扩建出恶果,盛夏热浪里添把火
(2013年盛夏长江中下游异常高温出现的成因分析研究(2))
徐群
根据上文的表1及2013年7-8月长江中下游4站 (上海,杭州,南京和武汉)平均气温相互间的明显差异,有必要对该四城市盛夏气温的历史演变趋势及其成因分别进行分析和对比.
1.长江中下游四城市盛夏气温演变的对比分析
(1.1).南京与上海,杭州的对比分析
1951-1979 年南京盛夏平均气温比上海同期偏高0.2 C,1980 年开始逆转,1980-2002年南京盛夏气温平均比上海同期偏低0.19 C, 此种趋势从2003年开始更为显著,近10年 (2003- 2012) 南京盛夏气温竟比上海同期偏低0.94 C, 这样今年盛夏平均比上海偏低0.8 C 就显得很正常了.
以前只听说南京是夏季的火炉城,其实盛夏 (7-8月)杭州气温一直比南京高一些,只是近十年这种差距更大了,近52年(1951- 2002)平均杭州盛夏期要比南京同期偏高0.42 C,而在近十年(2003- 2012)竟比南京同期偏高 1.35 C! 今年也比南京偏高1.1 C.
(1.2).武汉与上海,杭州的对比分析
从1951到 2003年的武汉7-8月平均气温一直高于上海,平均偏髙0.8 C,,可是从2004年开始发生了变化,2004-2012年武汉盛夏期气温平均低于上海同期 0.22 C,而在今年7-8月,武汉气温竟比上海同期低了 0.9 C.
在1951- 2002年间,武汉7-8月平均气温相对杭州同期平均偏高0.36 C,从2003年开始此种关系发生逆转,2003- 2012年间武汉盛夏气温比杭州同期偏低0.61 C,而今年武汉盛夏竟比杭州同期偏低达1.2 C!
(1.3).南京与武汉的对比分析
武汉盛夏期气温始终高于南京, 近63年 (1951-2013) 平均偏高 0.76 C,仅有4年相反(南京高于武汉 0.1-0.5 C),但在近10年 (2004- 2013),武汉盛夏期气温相对南京的偏高程度缩小至0.59 C,今年即为上述4个反常盛夏之一, 武汉气温平均比南京偏低0.1 C.
(1.4).长江中下游4城市盛夏气温演变趋势的进一步对比和成因分析
从上文表1 还可看出近62年来虽然4城市均有升温的总趋势,但相互间有相当差异,上海平均每10年要升温近0.2 C,杭州其次,南京和武汉从近62年总趋势看变化较为平缓,自1951 到1999年则4城市均存在降温趋势,从各站盛夏气温的11年及15年滑动平均曲线可知,70年代后期- 90年代长江中下游盛夏气温均存在降低趋势,上文己指出这是由于70年代后期以来经济大发展,燃煤量- 上空硫酸气溶胶持续增长导致阳伞效应增强所致;进入本世纪以来4城市盛夏气温变化出现很大差异,沪杭两市盛夏气温均出现剧升趋势,尤其是杭州达到每10年剧升1 C的程度! 从而显示出城市热岛效应的异常增强,己冲破大气污染的阳伞效应,而同时南京盛夏气温的升势相当平缓,武汉则出现一定的降温趋势.
在同一气候带的大背景下,4城市盛夏气温在夲世纪的变化出现如此显著的差异自然和各自城市的发展特点及相应的热岛效应有密切关联.
2.长江中下游四城市各自城建特点及其对盛夏气温的潜在影响
(2.1). 上海市
上海的人口增长和城市扩建是十分显著的,1960年以来上海市及其所属郊県土地面积变化不大,但城市面积占总土地面积的比例却逐步增大,1980年后上海市在未扩大土地总面积的情况下城市化进程愈益加速,上海城市热岛的迅速扩展和增强始于上世纪80年代,与该城市的建设有明显的对应关系[3]; 这正是前述的从80年代初上海盛夏平均气温开始超越南京的主要成因.上海城市随着经济发展的加速而进一步扩展,外来打工青壮年,道路,车辆,民居,办公搂,商铺厂房都逐年增长,据上海市统计局公布的第六次人口普查显示: 从2000 到 2010年,上海市常住人口增长达40.3%,显著高于同期全国人口5.8%的增长水平,达到2301.92万人! [4]. 上海市主城区不仅东扩到浦东新区,向西的扩展更显著,原来西面的静安区,长宁区和徐汇区如今己成为上海最繁华的市区,在建的摩天大楼纷纷矗立于浦东新区和徐家汇,总高度达632m的中国第一高楼 (上海中心大廈) 即将矗立于徐家汇中心; 人多,车多,楼多,各种建筑物和道路在夏季都大量辐射热量,家家户户的空调加上密集车辆散发的废气都促使上海市的热岛效应与年俱增.
此外,上海市拥有全国独一无二的近140年完整的逐日天气记录,其观测点从法国教会创办的徐家汇观象台到如今的上海市气象台一直未变;如果说在上世纪五十年代及以前,该处尚处于上海偏僻的郊区,那么如今这里己是上海最繁华的中心地带,摩天大楼正在附近建造中,因此从这里观测到的上海气温不断升温的趋势可反映出如下成因: 1)全球气候总的变暖趋势,2) 上海市愈益增强的热岛效应, 3）上海的繁华中心（即热岛效应的强中心）逐步逼近该百余年未动的观测点. 诚如邓莲堂等(2001)指出:由于城市不断发展,城市下垫面发生了根夲变化,建筑楼群包围或接近原在城郊的气象台站,气象要素的观测值 (特别是气温)不可避免受到城市化的影响,而受影响程度又和城市大小,建筑物构成,周围地形,房屋密度以及气象台站所在地理位置等有关[5]; 综合以上成因结合今夏西太平详副高持久控制长江中下游上空的特点,因此今年上海徐家汇观测站于7月26日测得日最高气温达到40.6 C, 8月7日又升至40.8 C,相继打破了1934年创下的40.2 C的历史极值,也就不足为怪了.今年上海共有5天的日最高气温达到40 C 以上,超过其前上海有气象观测记录以来迏到此值的总天数, 今年8月8日中央气象台发布了一份2013年各站夜间气温值排行榜,发现今年以来在日最低气温达到或超过30 C 日数的城市中,上海,长沙,杭州依次占了全国的前三位[6].
(2.2) 杭州
今年盛夏我国东部热异常最突出的地方莫过于杭州及所在的淅江省了,兹摘录有关报导如下. 从淅江省气象台获悉,8月7日淅江的25个地区最高气温打破历史记录, 奉化达到43.5度,该日全省有54个県(市,区)最高气温在39 C以上,45个县 (市,区)达40 C 以上,奉化刷新了该省最高气温记录,而杭州市区今天最高达41.2 C,是今年第四次刷新当地历史最高记录[7]; 8月8日13时的全国2418个国家自动气象观测站的数据表明: 40.8 C以上的高温记录全出现在淅江,奉化最高,达42.4 C[8]; 今夏山明水秀的淅江变成了中国”好烤箱”,8月11日绍兴市新昌县的44.1 C打破宁波奉化创下的43.5 C 记录,再创该省最高气温记录,杭州则已连续6天的日最高气温超过40 C,,创省会城市记录[9]; 另据有关讯息,8月11日9时新昌县南岩寺森林发生火灾,经500余人抢救,直到13日8时才扑灭,过火面积约33公顷[10].而据”杭州平平安安”9月11日报导,今年杭州日最高气温达到40 C 及以上者竟有14天[11],遥居历史首位.以上罕见热灾害的成因相当部分可追溯到当地不恰当的城市扩建和土地利用问题,现以杭州,奉化为例来说明.
前已指出,近10年（2003- 2012）杭州7-8月平均气温竟比南京高出1。35 C,淅江省气候中心的数据也表明,1971-2000年杭州每年的高温平均日数是21.4天,但在2000- 2009年该市的年高温日数平均值已高达35.5天! 可见本世纪初杭州盛夏平均气温发生了突变性升高,这和下列事项看来不无关系: 2000年杭州市领导决定实施”城市东扩,旅游西进”,此后杭州利用7年时间把钱塘江边的一片滩涂变成了一座现代化的CBD ( 中央商务区)，这就是钱江新城[12]。另据文[13]的表3-2中数据进行统计，2001-2005年间杭州市主城区的建设用地中，绿地建设仅占总用地量的0.67%,99.33%的改建扩增地都用于建筑民居,商铺,厂房和各种道路在内的公共设施. 北京大学景观设计学研究院院长俞孔坚早在2004年9月16日召开的”中国城市论坛北京峰会”上对杭州市区的改造重建工作提出尖锐批评:”这是我从100米高空拍下的杭州,毫无规划,杂乱的建筑,水泥丛林,到处都是覆盖物,看不到一块完整的土地,哪里还象人间天堂,简直象地狱[14]! 杭州的”城市东扩,旅游西进”建设方针也是”逆天道行事”的,因为夏季杭州盛行东-东南风,如今未将城东南水草丰茂的钱塘江边滩涂建成水清荷香的湿地景观区,却改造成以香港中环和纽约曼哈顿为榜样的繁华金融街,国际会展中心,大剧院,万象城等尽在其中,此外杭州市区还进一步跨越钱塘江扩伸向东南方的萧山,2003年3月开始在该区东北部组建萧山临江工业园区 (临江新城),总规划面积达160.2平方公里;这样在杭州主城区东南方- 钱塘江北岸的大片滩涂地和南岸萧山林木葱茏的邱陵地都被改造成成片成批在夏季散发大量热气的水泥丛林! 夏季盛行的东南风就将这些暑热和工厂车辆的油烟废气一同输送向杭州市区,而水清林茂的西湖因位于杭州市西南方,在夏季盛行东-东南风情况下很难对杭州气候产生积极的影响. 作者在”杭州钱塘江风光旅游攝影”的16张图片[15]中既难觅江南水乡的”杨柳岸,晓风残月”,也无”三秋桂子十里荷花”之影,绝大部分图片只见广阔天幕下,浑黄江水的两岸排列着成片各色建筑物,散乱的民居厂房,高压线架,航运设施和跨江桥. 骆杨等(2009)指出,近年来随着杭州经济的大发展,城市不断扩建,使得该市热岛效应有加剧趋势,他们的计算表明,杭州最大热岛强度以夏秋季最突出,可达3.4 C, 出现于市中心位置,夏季强度最大,主要因此时正当高温季节,高温天数多,市区因存在大量建筑物,气温上升较快[16];因此杭州今年盛夏日最高气温达40 C及以上总数有14天,8月9日甚至达到41.6 C,也就不足为怪了.
在今夏席卷淅江全省的异常高温中,奉化多次出现破记录的高温,估计也和其加速城市化有关,从有关图象中可见今日奉化已从以往的江南水乡小県向”国际小都市”发展,目前是高楼林立,且在其东郊设有专门的工业开发区,宁波国际海运中心正在此建设中; 该県还加快实施城市核心功能区,其中银泰城已开始营业,梅里达国际购物村,大洒店等10多个商贸项目正在建设中,在东部正建设海洋新区,北部则建设城市产业拓展区等[17].
(2.3). 南京
南京的城市规模也在逐步扩大,1978年南京建成区面积111.18平方公里,人口113.76万人,2009年全市城镇建设用地达760平方公里,人口近800万,己变成”一城三区”的卫星城镇建设,但该市还较重视绿地建设,虽然1985- 1995年绿地面积减少了18.27平方公里,1995-2000年的绿地面积增长了15.88%,主要是由于种植人工林的增加,杨英宝等(2004)认为,自1985年以来南京城市的开发逐渐趋向有序化,规模化,除耕地外其它景观的分离度,破碎度和孔隙度都趋向减小,空间分布趋向均匀[18]. 2002年南京市政府全面启动”缘色南京”的城市现代化建设战略性工程,2005年区的绿地率达到41%,绿化覆盖率达到45%,人均公共绿地12平方米,计划到2010年,绿地率达43% (明显超越建设部有关城市2010年应达到30%的绿地规划指标),绿化覆盖率达到46%,人均公共绿地面积达到15平方米,在建成区实施城市森林建设,是绿色南京”的重要组成部分[19]. 近年来南京还大力推行绿色出行理念,努力发展公路绿化, “十一五”期间,南京公路实施”绿色通道”工程,在国省干线绿化上投入上亿元,建设了3700亩公路绿地,打造了323公里的绿色长廊,总计生长着120多万株各类树木及灌木[20].
可见南京在城市扩建之际始终遒循”绿色南京”的发展理念,关汪城市的绿化,因此盛夏气温在大范围气候增暖趋势下也只是平缓地升高,相对于沪杭两地盛夏的急剧升温形成鲜明对比. 今年南京有2天的最高日气温分别达到40.0 C 和40.1 C,但远未破记录,其前的日最高气温年依次为 1934 (43.0 C), 1932 (40.9 C) 和 1914 (40.2 C).
(2.4). 武汉
武汉是我国中部的特大城市,本来其规模即大于南京和杭州,长江和汉江纵横交汇穿过市区,形成了武昌,汉口和汉阳三镇鼎立的局面,历来是华中最大的工商业城市; 解放以来全市建筑面积己扩展了三倍以上,常住人口也由五十年代初的百余万发展到2011年末的1002万,在全国大城市中位列第四. 上世纪武汉一直是盛夏长江中下游的著名火炉城,可是进入夲世纪以来武汉盛夏气温的演变却走出和沪杭两城截然相反的趋势,2012年8月8日我国气象部门综合分析了1981- 2011年的多种气象资料,列出各省会以上大城市的”炎热排行榜”,其中武汉的炎热程度己退居第六名,不是武汉不热了,而是变热速度比不少城市慢;据百度百科(2013)介绍,这是因为:
(1) 绿化拽住了武汉升温的脚步,1996年初,曾仁端教授与37位市人大代表联名建议武汉大搞绿化以缓解主城区的热岛效应,市政府积极响应,召开专题会议决定当年即大增全市绿地面积,从此武汉绿化规模逐年增大,14年(1997- 2011) 间建成区綠化率由26.03%增加到32.28%,绿地面积的大量增加使原先主城区的不少热岛变成了公园,小游园等”凉岛”.据有关学者测算,一公顷绿地可蒸发水的调温效果为1.25亿大卡热量,相当于让550多万台6匹空调工作20小时.
(2) 建”超级电扇”给城市降温. 专家们曾测定,武汉市热岛效应使主城区平均气温比郊区高出1.8-2.0 C,夏季主城区局部气温有时可比郊区高5.9 C! 作为对策,武汉市制定了城市总体规划 (2009- 2020),被”国际城市与区域规划师学会”授予”全球杰出贡献奨”,是我国城市总体规划在国际上首次获得的最高奨项; 获此殊荣的原因之一,是为城市划出6条生态走廊作为”风道”,可有效降低城市热岛效应,这就是将几条河湖水系作为放射状”绿扇”,与长江天然”风廊”一道成为武汉的主导”风道”,从而缓解主城区的热岛效应[21].
虽然近年来在城市规划实践过程中仍有许多不尽人意处,但武汉夏季高温状况的确有所缓解,据2009年3月湖北省气象局的统计,在过去58年里武汉夏季平均最高气温下降了
0.12 C,其中8月下降0.8 C,和全国其它30个省会城市比较,其日最高气温超过35 C的天数排第7位,日最高气温超过38 C的天数排第19位,极端最高气温排第11位 [22]. 2013年盛夏,武汉虽然有连续4天气温超过39 C,但其有百余年观测记录的标准气象站今年的日最高气温却未曾攀上40 C,这和杭州,上海今夏分别出现14和5天的此类极端高温记录确存在显著差异.
3. 结论
虽然全球平均气温自上世纪80年代以来出现了升温趋势,但长江中下游7-8月平均气温的上升主要出现于本世纪以来的十余年中,1951- 1999年间还存在一定的降温趋势,这和我国工业发展,用煤量一上空硫酸气溶胶增长引起的阳伞效应有关,而本世纪以来长江中下游一些城市的显著升温趋势和其不当扩建,城市规划缺少前瞻性所导致的热岛效应加剧有密切联系;虽然不能肯定今后夏季东亚环流会频现西太平洋副高持久控制我国中东部的形态,但一旦此种环流型在某年夏季出现,那些盲目扩建,未作好充份准备抗炎夏的城市及其广大居民就会遭殃.有鉴于此,我国各城市理应充份借鉴武汉,南京有前瞻性的城建规划,大力发展和采用多种夏季降温措施,在城建和绿化上狠下功夫,让民众能安度炎夏,绝不能让水乡天堂再沦为酷暑炼狱了.
参考文献
[1] 徐群;近十余年我国盛夏季风雨带南移的重要原因; 刊于”中国的气候变化与气候影响研究”文集,气象出版社,1997,264-271.
[2] Xu Qun;Abrupt change of the mid-summer climate in central east China by the influenceof
Atmospherc pollution, AtmosphericEnvironment,35 (2001),5029- 5040,Elsevier Science Ltd.
[3] 丁金才,周红妹,叶其钦; 从上海市热岛演变看城市绿化的重要意义,气象,2002年2期.
[4] 上海市政府网站,2011年9丹23日
[5] 邓莲堂,朿烱,李朝頣; 上海城市热岛的变化特征分析,热带气象学报,17 (3),2001年8月.
[6] 新兰网 (CCTV.com, 2013年8月9日).
[7] 淅江新闻网,2013年8月7日.
[8] 人民网,2013年8月8日.
[9] 淅江新闻网,2013年8月11日.
[10] 国家林业局政府网站,2013年8丹13日.
[11] 杭州平平安安;今年杭城高温日数己达53天, 2013,9.11.
[12] 变化的城市,变化的生活; 杭州日报,2011年1月21日一版.
[13] 基于建设项目的”十五”期间杭州主城区空间变化研究,淅江大学硕士学位论文,
引自www.docin.com/p-28085740.html2013-08-02.
[14] 董月玲,五仟年未有之破坏,中国青年报,2004年10月13日.
[15] 钱江风云攝影图片:杭州钱塘江风光旅游攝影,太平洋电脑网(共16p),dp.pconline.com.cn/
Photo/list…,2013-06-30.
[16]骆杨,周锁栓等; 杭州市热岛室闸分布及时战-频域多尺度变化特征,生态环境学报,2009,
18(6),2200- 2205.
[17]宁波城市建设论坛,城建新闻:”美丽奉化”,花开四大板块,培育亿元企业100家,2013,3.27.
[18] 杨英宝等;南京城市景观空间格局的变化分析,南京林业大学学报 (自然科学版),28 (6),
2004年11月.
[19] 苏继申,杜顺宝,南京城市园林绿化建设的对策和措施,江苏林业科技,2010年1期.
[20] 徐峻荣,陈燕等; 南京:干线公路绿化带成为城市”景观绿肺”,江苏公路通讯,2013年3月29日,中国公路网,2013年8月28日.
[21] 中国炎热榜,石度百科, baike baidu.com/….17.htm-2013-8-27.
[22] 统计显示:武汉夏季平均最高气温有所下降; 搜狐新闻,2009年3月24日
备注：因28日上传到科学网的本文上篇较零乱，现将该文再次复印于下，备读者参阅
2013 年盛夏长江中下游异常高温出现的成因分析研究 (1)
徐群
前言
今年盛夏 (7-8 月) 我国出现近35年来未有的北涝南旱,灾情严重,在分析今年夏季季度预报失误原因时,也对我国中南部的持续异常高温站点进行了分析,从报载也可知持续异常高温遍及整个长江中下游和江南北部,有7亿人深受影响,但情况最突出者 (日最高气温超过
40 C ) 当属上海,杭州和淅江省一些台站: 现对此种持续异常高温出现的成因作一些分析.
前期成因
从季度气候预报的出发点看,至今尚未找到显著成因: 根据1-3 或1-4 逐月各气象要素场 (北半球500hPa环流,北太平洋海面水温场(SST) 和我国大陆160站逐月气温- 降水量场)的近20年隔季遥联高相关因子组成的预报方程,未能算出今年盛夏长江中下游区会出现显著异常的高温趋势.丁一汇在今年9月的中国气象报上刊文分析今夏南方异常高温出现的成因,指出有二个因子:1) 赤道东太平洋冷水—La-Nina事件的发展, 2) 北极涛动(AO)正指数环流的发展. 可是今年3月南方涛动 (SO)指数才转为正值,而AO指数是4月才出现正值: 若仅依据3-4月SO指数为正,赤道东太平洋冷水及4月AO指数为正,则历史资料中无法找到好相似年,又怎能保证上述二因子的新趋势会一直保持到7-8月呢? 何况3-4月SO指数正值的1999年,其7-8月长江中下游区出现了异常多雨偏凉的特征.
盛夏成因
长江中下游盛夏高温的形成从天气学的观点看,最直接的原因即为受到西太平洋副高的严密控制,稳定的下沉气流形成大范围碧空如洗,盛夏强太阳辐射无阻地倾泻下来,地面风又很弱,地面及建筑物接受辐射热量的积累导致高温的频现. 2013 年7-8月西太平洋副高即异常持续偏北西伸,严密控制长江中下游-江南北部地区: 统计了近63年6-8 月逐候500hPa平均高度图上西太平详副高588线西脊点伸至120 E以西,脊线在25-32 N 的候数,发现达到6候以上的年份按候数多少依次为1953(9),1961 (8),2013(8),1966(7),1976(7),1978(7),1964(6),
1967(6), 此8年即为1951年以来出现于长江中下游区最显著的高温重伏旱年,可见今年西太平洋副高控制长江中下游时间之长在近63年中也算少有,仅次于1953年,和1961年同属第二位,然而问题是为何今年长江中下游一些城市异常高温的程度和出现率均显著超过1953 和1961年呢?
作者分析了作为同一个区域气候带的长江中下游4站 (上海,杭州,南京,武汉) 盛夏 (7-8月)平均气温近62年 (1951- 2012)各自的演变趋势,此4站盛夏平均气温的11,15年滑动平均曲线均显示出上世紀50-60年代盛夏气温略偏高,但70-90年代4站气温皆出现偏低趋势,进入新世纪后才开始急剧升高,而该地区盛夏气温在70年代末到90年代的偏低和我国1979年开始因经济大发展,用煤量剧增引起的大气污染- 上空硫酸气溶胶反射阳光的阳伞效应有关 (徐群,1997,2001) [1-2]. 进入本世纪全球平均气温并未明显升高, 盛夏西太平洋副高西伸北进控制长江中下游的候数也未见持续偏多,而长江中下游4站平均盛夏气温却出现明显升高趋势;
这说明其中一些城市的热岛增温效应在急剧增长,己明显超越上空硫酸气溶胶的阳伞效应;
从表1 可见夲世纪以来南京,武汉和上海,杭州的盛夏气温急剧上升趋势存在明显差异.
70年代及以前流传的长江流城夏季四大火炉城市是重庆,武汉,南昌和南京,从表1可见如今已有相当变化,而从2013年我国省会以上城市的7-8月平均气温值按高低的排行榜来看,
表1 长江中下游4站7-8月平均气温在三时段的变化趋势 (单位:C/10a).
时段台站 上海 杭州 南京 武汉
1951-2012 0.198 0.131 0.029 0.066
1951-1999 -0.025 -0.108 -0.106 -0.061
2001-2012 0.832 0.990 0.126 -0.605
依次是1) 杭州(31.8 C), 2) 上海(31.5 C), 3 ) 南昌(31.2 C), 4) 重庆(31.0 C), 5) 宁波(30.9 C),
6) 长沙(30.8 C), 7) 南京 (30.7 C),8) 武汉 (30.6 C). 可见在全国盛夏高温排行榜中,沿海的杭州和上海二城异军突起,成为2013年盛夏最热的新火炉城市,而相对居于内陆的南京,武汉两市则己退居排行榜的第7-8位,其盛夏平均气温分别比榜首的杭州偏低1.1-1.2 C! 此种差别不仅出现于今年,从上表的末行也己清楚显示出来. 这就涉及到有关城市的城建布局和方向问题.对此作者将在下文探讨.
结语
初步分析表明,2013年盛夏长江中下游异常高温之所以出现超越1953和1961等年的情况,就在于如今正处于本世纪长江中下游一些城市热岛效应急剧增长的阶段,这样盛夏西太平洋副高的持久控制再叠加增强的城市热岛效应,就自然会形成一些城市频现的破记录高温了.
城市超常不当扩建出恶果,盛夏热浪里添把火
(2013年盛夏长江中下游异常高温出现的成因分析研究(2))
徐群
根据上文的表1及2013年7-8月长江中下游4站 (上海,杭州,南京和武汉)平均气温相互间的明显差异,有必要对该四城市盛夏气温的历史演变趋势及其成因分别进行分析和对比.
1.长江中下游四城市盛夏气温演变的对比分析
(1.1).南京与上海,杭州的对比分析
1951-1979 年南京盛夏平均气温比上海同期偏高0.2 C,1980 年开始逆转,1980-2002年南京盛夏气温平均比上海同期偏低0.19 C, 此种趋势从2003年开始更为显著,近10年 (2003- 2012) 南京盛夏气温竟比上海同期偏低0.94 C, 这样今年盛夏平均比上海偏低0.8 C 就显得很正常了.
以前只听说南京是夏季的火炉城,其实盛夏 (7-8月)杭州气温一直比南京高一些,只是近十年这种差距更大了,近52年(1951- 2002)平均杭州盛夏期要比南京同期偏高0.42 C,而在近十年(2003- 2012)竟比南京同期偏高 1.35 C! 今年也比南京偏高1.1 C.
(1.2).武汉与上海,杭州的对比分析
从1951到 2003年的武汉7-8月平均气温一直高于上海,平均偏髙0.8 C,,可是从2004年开始发生了变化,2004-2012年武汉盛夏期气温平均低于上海同期 0.22 C,而在今年7-8月,武汉气温竟比上海同期低了 0.9 C.
在1951- 2002年间,武汉7-8月平均气温相对杭州同期平均偏高0.36 C,从2003年开始此种关系发生逆转,2003- 2012年间武汉盛夏气温比杭州同期偏低0.61 C,而今年武汉盛夏竟比杭州同期偏低达1.2 C!
(1.3).南京与武汉的对比分析
武汉盛夏期气温始终高于南京, 近63年 (1951-2013) 平均偏高 0.76 C,仅有4年相反(南京高于武汉 0.1-0.5 C),但在近10年 (2004- 2013),武汉盛夏期气温相对南京的偏高程度缩小至0.59 C,今年即为上述4个反常盛夏之一, 武汉气温平均比南京偏低0.1 C.
(1.4).长江中下游4城市盛夏气温演变趋势的进一步对比和成因分析
从上文表1 还可看出近62年来虽然4城市均有升温的总趋势,但相互间有相当差异,上海平均每10年要升温近0.2 C,杭州其次,南京和武汉从近62年总趋势看变化较为平缓,自1951 到1999年则4城市均存在降温趋势,从各站盛夏气温的11年及15年滑动平均曲线可知,70年代后期- 90年代长江中下游盛夏气温均存在降低趋势,上文己指出这是由于70年代后期以来经济大发展,燃煤量- 上空硫酸气溶胶持续增长导致阳伞效应增强所致;进入本世纪以来4城市盛夏气温变化出现很大差异,沪杭两市盛夏气温均出现剧升趋势,尤其是杭州达到每10年剧升1 C的程度! 从而显示出城市热岛效应的异常增强,己冲破大气污染的阳伞效应,而同时南京盛夏气温的升势相当平缓,武汉则出现一定的降温趋势.
在同一气候带的大背景下,4城市盛夏气温在夲世纪的变化出现如此显著的差异自然和各自城市的发展特点及相应的热岛效应有密切关联.
2.长江中下游四城市各自城建特点及其对盛夏气温的潜在影响
(2.1). 上海市
上海的人口增长和城市扩建是十分显著的,1960年以来上海市及其所属郊県土地面积变化不大,但城市面积占总土地面积的比例却逐步增大,1980年后上海市在未扩大土地总面积的情况下城市化进程愈益加速,上海城市热岛的迅速扩展和增强始于上世纪80年代,与该城市的建设有明显的对应关系[3]; 这正是前述的从80年代初上海盛夏平均气温开始超越南京的主要成因.上海城市随着经济发展的加速而进一步扩展,外来打工青壮年,道路,车辆,民居,办公搂,商铺厂房都逐年增长,据上海市统计局公布的第六次人口普查显示: 从2000 到 2010年,上海市常住人口增长达40.3%,显著高于同期全国人口5.8%的增长水平,达到2301.92万人! [4]. 上海市主城区不仅东扩到浦东新区,向西的扩展更显著,原来西面的静安区,长宁区和徐汇区如今己成为上海最繁华的市区,在建的摩天大楼纷纷矗立于浦东新区和徐家汇,总高度达632m的中国第一高楼 (上海中心大廈) 即将矗立于徐家汇中心; 人多,车多,楼多,各种建筑物和道路在夏季都大量辐射热量,家家户户的空调加上密集车辆散发的废气都促使上海市的热岛效应与年俱增.
此外,上海市拥有全国独一无二的近140年完整的逐日天气记录,其观测点从法国教会创办的徐家汇观象台到如今的上海市气象台一直未变;如果说在上世纪五十年代及以前,该处尚处于上海偏僻的郊区,那么如今这里己是上海最繁华的中心地带,摩天大楼正在附近建造中,因此从这里观测到的上海气温不断升温的趋势可反映出如下成因: 1)全球气候总的变暖趋势,2) 上海市愈益增强的热岛效应, 3）上海的繁华中心（即热岛效应的强中心）逐步逼近该百余年未动的观测点. 诚如邓莲堂等(2001)指出:由于城市不断发展,城市下垫面发生了根夲变化,建筑楼群包围或接近原在城郊的气象台站,气象要素的观测值 (特别是气温)不可避免受到城市化的影响,而受影响程度又和城市大小,建筑物构成,周围地形,房屋密度以及气象台站所在地理位置等有关[5]; 综合以上成因结合今夏西太平详副高持久控制长江中下游上空的特点,因此今年上海徐家汇观测站于7月26日测得日最高气温达到40.6 C, 8月7日又升至40.8 C,相继打破了1934年创下的40.2 C的历史极值,也就不足为怪了.今年上海共有5天的日最高气温达到40 C 以上,超过其前上海有气象观测记录以来迏到此值的总天数, 今年8月8日中央气象台发布了一份2013年各站夜间气温值排行榜,发现今年以来在日最低气温达到或超过30 C 日数的城市中,上海,长沙,杭州依次占了全国的前三位[6].
(2.2) 杭州
今年盛夏我国东部热异常最突出的地方莫过于杭州及所在的淅江省了,兹摘录有关报导如下. 从淅江省气象台获悉,8月7日淅江的25个地区最高气温打破历史记录, 奉化达到43.5度,该日全省有54个県(市,区)最高气温在39 C以上,45个县 (市,区)达40 C 以上,奉化刷新了该省最高气温记录,而杭州市区今天最高达41.2 C,是今年第四次刷新当地历史最高记录[7]; 8月8日13时的全国2418个国家自动气象观测站的数据表明: 40.8 C以上的高温记录全出现在淅江,奉化最高,达42.4 C[8]; 今夏山明水秀的淅江变成了中国”好烤箱”,8月11日绍兴市新昌县的44.1 C打破宁波奉化创下的43.5 C 记录,再创该省最高气温记录,杭州则已连续6天的日最高气温超过40 C,,创省会城市记录[9]; 另据有关讯息,8月11日9时新昌县南岩寺森林发生火灾,经500余人抢救,直到13日8时才扑灭,过火面积约33公顷[10].而据”杭州平平安安”9月11日报导,今年杭州日最高气温达到40 C 及以上者竟有14天[11],遥居历史首位.以上罕见热灾害的成因相当部分可追溯到当地不恰当的城市扩建和土地利用问题,现以杭州,奉化为例来说明.
前已指出,近10年（2003- 2012）杭州7-8月平均气温竟比南京高出1。35 C,淅江省气候中心的数据也表明,1971-2000年杭州每年的高温平均日数是21.4天,但在2000- 2009年该市的年高温日数平均值已高达35.5天! 可见本世纪初杭州盛夏平均气温发生了突变性升高,这和下列事项看来不无关系: 2000年杭州市领导决定实施”城市东扩,旅游西进”,此后杭州利用7年时间把钱塘江边的一片滩涂变成了一座现代化的CBD ( 中央商务区)，这就是钱江新城[12]。另据文[13]的表3-2中数据进行统计，2001-2005年间杭州市主城区的建设用地中，绿地建设仅占总用地量的0.67%,99.33%的改建扩增地都用于建筑民居,商铺,厂房和各种道路在内的公共设施. 北京大学景观设计学研究院院长俞孔坚早在2004年9月16日召开的”中国城市论坛北京峰会”上对杭州市区的改造重建工作提出尖锐批评:”这是我从100米高空拍下的杭州,毫无规划,杂乱的建筑,水泥丛林,到处都是覆盖物,看不到一块完整的土地,哪里还象人间天堂,简直象地狱[14]! 杭州的”城市东扩,旅游西进”建设方针也是”逆天道行事”的,因为夏季杭州盛行东-东南风,如今未将城东南水草丰茂的钱塘江边滩涂建成水清荷香的湿地景观区,却改造成以香港中环和纽约曼哈顿为榜样的繁华金融街,国际会展中心,大剧院,万象城等尽在其中,此外杭州市区还进一步跨越钱塘江扩伸向东南方的萧山,2003年3月开始在该区东北部组建萧山临江工业园区 (临江新城),总规划面积达160.2平方公里;这样在杭州主城区东南方- 钱塘江北岸的大片滩涂地和南岸萧山林木葱茏的邱陵地都被改造成成片成批在夏季散发大量热气的水泥丛林! 夏季盛行的东南风就将这些暑热和工厂车辆的油烟废气一同输送向杭州市区,而水清林茂的西湖因位于杭州市西南方,在夏季盛行东-东南风情况下很难对杭州气候产生积极的影响. 作者在”杭州钱塘江风光旅游攝影”的16张图片[15]中既难觅江南水乡的”杨柳岸,晓风残月”,也无”三秋桂子十里荷花”之影,绝大部分图片只见广阔天幕下,浑黄江水的两岸排列着成片各色建筑物,散乱的民居厂房,高压线架,航运设施和跨江桥. 骆杨等(2009)指出,近年来随着杭州经济的大发展,城市不断扩建,使得该市热岛效应有加剧趋势,他们的计算表明,杭州最大热岛强度以夏秋季最突出,可达3.4 C, 出现于市中心位置,夏季强度最大,主要因此时正当高温季节,高温天数多,市区因存在大量建筑物,气温上升较快[16];因此杭州今年盛夏日最高气温达40 C及以上总数有14天,8月9日甚至达到41.6 C,也就不足为怪了.
在今夏席卷淅江全省的异常高温中,奉化多次出现破记录的高温,估计也和其加速城市化有关,从有关图象中可见今日奉化已从以往的江南水乡小県向”国际小都市”发展,目前是高楼林立,且在其东郊设有专门的工业开发区,宁波国际海运中心正在此建设中; 该県还加快实施城市核心功能区,其中银泰城已开始营业,梅里达国际购物村,大洒店等10多个商贸项目正在建设中,在东部正建设海洋新区,北部则建设城市产业拓展区等[17].
(2.3). 南京
南京的城市规模也在逐步扩大,1978年南京建成区面积111.18平方公里,人口113.76万人,2009年全市城镇建设用地达760平方公里,人口近800万,己变成”一城三区”的卫星城镇建设,但该市还较重视绿地建设,虽然1985- 1995年绿地面积减少了18.27平方公里,1995-2000年的绿地面积增长了15.88%,主要是由于种植人工林的增加,杨英宝等(2004)认为,自1985年以来南京城市的开发逐渐趋向有序化,规模化,除耕地外其它景观的分离度,破碎度和孔隙度都趋向减小,空间分布趋向均匀[18]. 2002年南京市政府全面启动”缘色南京”的城市现代化建设战略性工程,2005年区的绿地率达到41%,绿化覆盖率达到45%,人均公共绿地12平方米,计划到2010年,绿地率达43% (明显超越建设部有关城市2010年应达到30%的绿地规划指标),绿化覆盖率达到46%,人均公共绿地面积达到15平方米,在建成区实施城市森林建设,是绿色南京”的重要组成部分[19]. 近年来南京还大力推行绿色出行理念,努力发展公路绿化, “十一五”期间,南京公路实施”绿色通道”工程,在国省干线绿化上投入上亿元,建设了3700亩公路绿地,打造了323公里的绿色长廊,总计生长着120多万株各类树木及灌木[20].
可见南京在城市扩建之际始终遒循”绿色南京”的发展理念,关汪城市的绿化,因此盛夏气温在大范围气候增暖趋势下也只是平缓地升高,相对于沪杭两地盛夏的急剧升温形成鲜明对比. 今年南京有2天的最高日气温分别达到40.0 C 和40.1 C,但远未破记录,其前的日最高气温年依次为 1934 (43.0 C), 1932 (40.9 C) 和 1914 (40.2 C).
(2.4). 武汉
武汉是我国中部的特大城市,本来其规模即大于南京和杭州,长江和汉江纵横交汇穿过市区,形成了武昌,汉口和汉阳三镇鼎立的局面,历来是华中最大的工商业城市; 解放以来全市建筑面积己扩展了三倍以上,常住人口也由五十年代初的百余万发展到2011年末的1002万,在全国大城市中位列第四. 上世纪武汉一直是盛夏长江中下游的著名火炉城,可是进入夲世纪以来武汉盛夏气温的演变却走出和沪杭两城截然相反的趋势,2012年8月8日我国气象部门综合分析了1981- 2011年的多种气象资料,列出各省会以上大城市的”炎热排行榜”,其中武汉的炎热程度己退居第六名,不是武汉不热了,而是变热速度比不少城市慢;据百度百科(2013)介绍,这是因为:
(1) 绿化拽住了武汉升温的脚步,1996年初,曾仁端教授与37位市人大代表联名建议武汉大搞绿化以缓解主城区的热岛效应,市政府积极响应,召开专题会议决定当年即大增全市绿地面积,从此武汉绿化规模逐年增大,14年(1997- 2011) 间建成区綠化率由26.03%增加到32.28%,绿地面积的大量增加使原先主城区的不少热岛变成了公园,小游园等”凉岛”.据有关学者测算,一公顷绿地可蒸发水的调温效果为1.25亿大卡热量,相当于让550多万台6匹空调工作20小时.
(2) 建”超级电扇”给城市降温. 专家们曾测定,武汉市热岛效应使主城区平均气温比郊区高出1.8-2.0 C,夏季主城区局部气温有时可比郊区高5.9 C! 作为对策,武汉市制定了城市总体规划 (2009- 2020),被”国际城市与区域规划师学会”授予”全球杰出贡献奨”,是我国城市总体规划在国际上首次获得的最高奨项; 获此殊荣的原因之一,是为城市划出6条生态走廊作为”风道”,可有效降低城市热岛效应,这就是将几条河湖水系作为放射状”绿扇”,与长江天然”风廊”一道成为武汉的主导”风道”,从而缓解主城区的热岛效应[21].
虽然近年来在城市规划实践过程中仍有许多不尽人意处,但武汉夏季高温状况的确有所缓解,据2009年3月湖北省气象局的统计,在过去58年里武汉夏季平均最高气温下降了
0.12 C,其中8月下降0.8 C,和全国其它30个省会城市比较,其日最高气温超过35 C的天数排第7位,日最高气温超过38 C的天数排第19位,极端最高气温排第11位 [22]. 2013年盛夏,武汉虽然有连续4天气温超过39 C,但其有百余年观测记录的标准气象站今年的日最高气温却未曾攀上40 C,这和杭州,上海今夏分别出现14和5天的此类极端高温记录确存在显著差异.
3. 结论
虽然全球平均气温自上世纪80年代以来出现了升温趋势,但长江中下游7-8月平均气温的上升主要出现于本世纪以来的十余年中,1951- 1999年间还存在一定的降温趋势,这和我国工业发展,用煤量一上空硫酸气溶胶增长引起的阳伞效应有关,而本世纪以来长江中下游一些城市的显著升温趋势和其不当扩建,城市规划缺少前瞻性所导致的热岛效应加剧有密切联系;虽然不能肯定今后夏季东亚环流会频现西太平洋副高持久控制我国中东部的形态,但一旦此种环流型在某年夏季出现,那些盲目扩建,未作好充份准备抗炎夏的城市及其广大居民就会遭殃.有鉴于此,我国各城市理应充份借鉴武汉,南京有前瞻性的城建规划,大力发展和采用多种夏季降温措施,在城建和绿化上狠下功夫,让民众能安度炎夏,绝不能让水乡天堂再沦为酷暑炼狱了.
参考文献
[1] 徐群;近十余年我国盛夏季风雨带南移的重要原因; 刊于”中国的气候变化与气候影响研究”文集,气象出版社,1997,264-271.
[2] Xu Qun;Abrupt change of the mid-summer climate in central east China by the influenceof
Atmospherc pollution, AtmosphericEnvironment,35 (2001),5029- 5040,Elsevier Science Ltd.
[3] 丁金才,周红妹,叶其钦; 从上海市热岛演变看城市绿化的重要意义,气象,2002年2期.
[4] 上海市政府网站,2011年9丹23日
[5] 邓莲堂,朿烱,李朝頣; 上海城市热岛的变化特征分析,热带气象学报,17 (3),2001年8月.
[6] 新兰网 (CCTV.com, 2013年8月9日).
[7] 淅江新闻网,2013年8月7日.
[8] 人民网,2013年8月8日.
[9] 淅江新闻网,2013年8月11日.
[10] 国家林业局政府网站,2013年8丹13日.
[11] 杭州平平安安;今年杭城高温日数己达53天, 2013,9.11.
[12] 变化的城市,变化的生活; 杭州日报,2011年1月21日一版.
[13] 基于建设项目的”十五”期间杭州主城区空间变化研究,淅江大学硕士学位论文,
引自www.docin.com/p-28085740.html2013-08-02.
[14] 董月玲,五仟年未有之破坏,中国青年报,2004年10月13日.
[15] 钱江风云攝影图片:杭州钱塘江风光旅游攝影,太平洋电脑网(共16p),dp.pconline.com.cn/
Photo/list…,2013-06-30.
[16]骆杨,周锁栓等; 杭州市热岛室闸分布及时战-频域多尺度变化特征,生态环境学报,2009,
18(6),2200- 2205.
[17]宁波城市建设论坛,城建新闻:”美丽奉化”,花开四大板块,培育亿元企业100家,2013,3.27.
[18] 杨英宝等;南京城市景观空间格局的变化分析,南京林业大学学报 (自然科学版),28 (6),
2004年11月.
[19] 苏继申,杜顺宝,南京城市园林绿化建设的对策和措施,江苏林业科技,2010年1期.
[20] 徐峻荣,陈燕等; 南京:干线公路绿化带成为城市”景观绿肺”,江苏公路通讯,2013年3月29日,中国公路网,2013年8月28日.
[21] 中国炎热榜,石度百科, baike baidu.com/….17.htm-2013-8-27.
[22] 统计显示:武汉夏季平均最高气温有所下降; 搜狐新闻,2009年3月24日
备注：因28日上传到科学网的本文上篇较零乱，现将该文再次复印于下，备读者参阅
2013 年盛夏长江中下游异常高温出现的成因分析研究 (1)
徐群
前言
今年盛夏 (7-8 月) 我国出现近35年来未有的北涝南旱,灾情严重,在分析今年夏季季度预报失误原因时,也对我国中南部的持续异常高温站点进行了分析,从报载也可知持续异常高温遍及整个长江中下游和江南北部,有7亿人深受影响,但情况最突出者 (日最高气温超过
40 C ) 当属上海,杭州和淅江省一些台站: 现对此种持续异常高温出现的成因作一些分析.
前期成因
从季度气候预报的出发点看,至今尚未找到显著成因: 根据1-3 或1-4 逐月各气象要素场 (北半球500hPa环流,北太平洋海面水温场(SST) 和我国大陆160站逐月气温- 降水量场)的近20年隔季遥联高相关因子组成的预报方程,未能算出今年盛夏长江中下游区会出现显著异常的高温趋势.丁一汇在今年9月的中国气象报上刊文分析今夏南方异常高温出现的成因,指出有二个因子:1) 赤道东太平洋冷水—La-Nina事件的发展, 2) 北极涛动(AO)正指数环流的发展. 可是今年3月南方涛动 (SO)指数才转为正值,而AO指数是4月才出现正值: 若仅依据3-4月SO指数为正,赤道东太平洋冷水及4月AO指数为正,则历史资料中无法找到好相似年,又怎能保证上述二因子的新趋势会一直保持到7-8月呢? 何况3-4月SO指数正值的1999年,其7-8月长江中下游区出现了异常多雨偏凉的特征.
盛夏成因
长江中下游盛夏高温的形成从天气学的观点看,最直接的原因即为受到西太平洋副高的严密控制,稳定的下沉气流形成大范围碧空如洗,盛夏强太阳辐射无阻地倾泻下来,地面风又很弱,地面及建筑物接受辐射热量的积累导致高温的频现. 2013 年7-8月西太平洋副高即异常持续偏北西伸,严密控制长江中下游-江南北部地区: 统计了近63年6-8 月逐候500hPa平均高度图上西太平详副高588线西脊点伸至120 E以西,脊线在25-32 N 的候数,发现达到6候以上的年份按候数多少依次为1953(9),1961 (8),2013(8),1966(7),1976(7),1978(7),1964(6),
1967(6), 此8年即为1951年以来出现于长江中下游区最显著的高温重伏旱年,可见今年西太平洋副高控制长江中下游时间之长在近63年中也算少有,仅次于1953年,和1961年同属第二位,然而问题是为何今年长江中下游一些城市异常高温的程度和出现率均显著超过1953 和1961年呢?
作者分析了作为同一个区域气候带的长江中下游4站 (上海,杭州,南京,武汉) 盛夏 (7-8月)平均气温近62年 (1951- 2012)各自的演变趋势,此4站盛夏平均气温的11,15年滑动平均曲线均显示出上世紀50-60年代盛夏气温略偏高,但70-90年代4站气温皆出现偏低趋势,进入新世纪后才开始急剧升高,而该地区盛夏气温在70年代末到90年代的偏低和我国1979年开始因经济大发展,用煤量剧增引起的大气污染- 上空硫酸气溶胶反射阳光的阳伞效应有关 (徐群,1997,2001) [1-2]. 进入本世纪全球平均气温并未明显升高, 盛夏西太平洋副高西伸北进控制长江中下游的候数也未见持续偏多,而长江中下游4站平均盛夏气温却出现明显升高趋势;
这说明其中一些城市的热岛增温效应在急剧增长,己明显超越上空硫酸气溶胶的阳伞效应;
从表1 可见夲世纪以来南京,武汉和上海,杭州的盛夏气温急剧上升趋势存在明显差异.
70年代及以前流传的长江流城夏季四大火炉城市是重庆,武汉,南昌和南京,从表1可见如今已有相当变化,而从2013年我国省会以上城市的7-8月平均气温值按高低的排行榜来看,
表1 长江中下游4站7-8月平均气温在三时段的变化趋势 (单位:C/10a).
时段台站 上海 杭州 南京 武汉
1951-2012 0.198 0.131 0.029 0.066
1951-1999 -0.025 -0.108 -0.106 -0.061
2001-2012 0.832 0.990 0.126 -0.605
依次是1) 杭州(31.8 C), 2) 上海(31.5 C), 3 ) 南昌(31.2 C), 4) 重庆(31.0 C), 5) 宁波(30.9 C),
6) 长沙(30.8 C), 7) 南京 (30.7 C),8) 武汉 (30.6 C). 可见在全国盛夏高温排行榜中,沿海的杭州和上海二城异军突起,成为2013年盛夏最热的新火炉城市,而相对居于内陆的南京,武汉两市则己退居排行榜的第7-8位,其盛夏平均气温分别比榜首的杭州偏低1.1-1.2 C! 此种差别不仅出现于今年,从上表的末行也己清楚显示出来. 这就涉及到有关城市的城建布局和方向问题.对此作者将在下文探讨.
结语
初步分析表明,2013年盛夏长江中下游异常高温之所以出现超越1953和1961等年的情况,就在于如今正处于本世纪长江中下游一些城市热岛效应急剧增长的阶段,这样盛夏西太平洋副高的持久控制再叠加增强的城市热岛效应,就自然会形成一些城市频现的破记录高温了.
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