【摘要】緩解熱島效應(yīng)是治理城市霧霾、改善環(huán)境的有效手段。緩解熱島效應(yīng)，從根源上說，要優(yōu)化城市規(guī)劃，科學(xué)合理布局街區(qū)綠地，控制城區(qū)規(guī)模，防止區(qū)域城市的無序蔓延，建設(shè)宜居宜業(yè)的海綿城市。

【關(guān)鍵詞】熱島效應(yīng)   霧霾   海綿城市      

【中圖分類號(hào)】X32       【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

隨著我國城市化飛速發(fā)展，一幢幢高樓大廈拔地而起，一條條高速公路拓展延伸，在給人們帶來便利快捷的同時(shí)，也出現(xiàn)了許多令人擔(dān)憂的環(huán)境問題。其中霧霾現(xiàn)象是近些年來政府、人民普遍關(guān)注的焦點(diǎn)，特別是在京津冀地區(qū)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，北京市2014年近一半的時(shí)間是霧霾天氣；2015年未，華北、東北地區(qū)持續(xù)遭遇重度霧霾，東北地區(qū)重度及以上污染城市達(dá)21個(gè)；中國十大空氣最差的城市中，京津冀地區(qū)占了8個(gè)之多。霧霾給人帶來的危害數(shù)不勝數(shù)，如各種呼吸系統(tǒng)疾病、心血管系統(tǒng)疾病等。

熱島效應(yīng)也是近些年來學(xué)術(shù)界關(guān)注的城市環(huán)境問題之一，其主要特征是城區(qū)與郊區(qū)產(chǎn)生了明顯的溫差。醫(yī)學(xué)表明，人體對(duì)生存環(huán)境的溫度變化非常敏感，當(dāng)環(huán)境溫度高于28℃時(shí)就會(huì)出現(xiàn)不舒適的感覺；當(dāng)環(huán)境溫度再升高一些，人就會(huì)出現(xiàn)情緒煩躁、中暑等狀況；如果環(huán)境溫度超過34℃，并且伴隨持續(xù)的熱空氣沖擊，就會(huì)誘發(fā)心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)的相關(guān)疾病，增加死亡率。

當(dāng)前，減輕甚至是清除熱島效應(yīng)和霧霾天氣刻不容緩。研究發(fā)現(xiàn)，建設(shè)海綿城市、大幅減少城市硬覆蓋地面、采用生態(tài)透水路面等方法可以減輕熱島效應(yīng)和霧霾。

霧霾與熱島效應(yīng)是工業(yè)化造成的城市環(huán)境問題

霧霾是工業(yè)化社會(huì)的一種災(zāi)害性天氣，常見于城市，近年來已向遠(yuǎn)郊和農(nóng)村擴(kuò)散。其中“霧”指的是液體小顆粒，“霾”指的是固體小顆粒。霧霾形成的原理是：當(dāng)空氣中的水蒸氣達(dá)到飽和之后，就會(huì)凝結(jié)成小水滴，即是霧；但當(dāng)空氣中有大量的固體小顆粒時(shí)，以固體小顆粒為凝結(jié)核，再凝結(jié)成的固液混合物就是霧霾，其凝結(jié)過程跟凝結(jié)核有很大關(guān)系。凝結(jié)核的來源非常廣泛，包括工業(yè)生產(chǎn)和生活煤炭燃燒產(chǎn)生的粉塵廢氣、廠礦生產(chǎn)粉塵顆粒、排放物、揚(yáng)塵、汽車尾氣顆粒、礦山粉塵等。

全國大范圍霧霾，是多年來為追求經(jīng)濟(jì)高增長而損害環(huán)境、掠奪性利用資源、能源，造成工業(yè)污染物排放量遠(yuǎn)超環(huán)境承載力，積累到臨界點(diǎn)后與特殊氣候環(huán)境結(jié)合產(chǎn)生的。其治理是一個(gè)浩大的系統(tǒng)工程，根本方法是調(diào)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)方式，深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，去產(chǎn)能、化庫存，特別是對(duì)采礦、鋼鐵、水泥建材、有色金屬冶煉、化工等高能耗、高排放行業(yè)落后產(chǎn)能堅(jiān)決壓減，加快技術(shù)進(jìn)步、節(jié)能減排和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，走創(chuàng)新、綠色發(fā)展之路。這需要較長的時(shí)間和不懈努力，近幾年已有初步成效，如全國煤炭消費(fèi)量呈減量態(tài)勢(shì)，2015年比上年下降3.7%，為39.65億噸，2016年預(yù)計(jì)下降2%，污染物排放量同步減少，促進(jìn)了霧霾治理。

熱島效應(yīng)是指由于人為原因，導(dǎo)致城區(qū)與郊區(qū)之間的溫度、濕度、空氣流動(dòng)等因素產(chǎn)生了差距，進(jìn)而引起城市小氣候變化的現(xiàn)象。在城市近地面等溫線圖中，由于城市市區(qū)的溫度較高，郊區(qū)的溫度較低，導(dǎo)致市區(qū)溫度線凸出，看上去類似島嶼，因此被稱為“城市熱島”。熱島效應(yīng)是城市氣候最明顯的特征之一。

城區(qū)溫度高的最主要原因是城市化進(jìn)程加快、城區(qū)規(guī)模急劇擴(kuò)大。城市化對(duì)自然環(huán)境的影響包括以下幾種情況：

下墊面的變化。下墊面是指與大氣層直接接觸的地球表面。在沒有進(jìn)行城市化建設(shè)的區(qū)域，下墊面就是土壤、植被或者水；但在現(xiàn)代化城市中，下墊面已經(jīng)變成了各種建筑物和道路。

硬化路面的增加。實(shí)驗(yàn)以及生活實(shí)踐都證明，瀝青路面和水泥路面的比熱容要比自然土壤的比熱容小，也就是說在接受相同的太陽熱量下，瀝青路面和水泥路面比自然土壤表面溫度高。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在夏天同一時(shí)段，草地表面溫度32℃時(shí)，水泥路面表層溫度達(dá)57℃，瀝青路面高達(dá)63℃。

人工熱源的增加。城市運(yùn)轉(zhuǎn)的辦公商務(wù)樓宇、酒店餐飲、工商業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、居民生活，都需要使用電、燃?xì)狻⑵裼?、煤炭等各種能源，能源的消耗產(chǎn)生大量的熱量，這些熱量成為城市的主要熱源。隨著城區(qū)規(guī)模不斷擴(kuò)張和人口大幅增加，能源的消耗量及相應(yīng)排放的熱量劇增，對(duì)城區(qū)小氣候變化影響日益增長。

大氣污染嚴(yán)重。城市里的車輛流動(dòng)、工業(yè)生產(chǎn)、居民生活等油、煤、燃?xì)獾娜紵龝?huì)產(chǎn)生大量的氮、碳氧化物，這些氣體由于濃度大，氣溶膠顆粒多，會(huì)阻止高溫氣體向上擴(kuò)散，在一定程度上形成了溫室效應(yīng)，從而使區(qū)域大氣進(jìn)一步升溫。

植被面積減少。隨著城市化的推進(jìn)，城區(qū)面積不斷擴(kuò)大，城市的建筑物、道路越來越多，樹木、植物、水體的數(shù)量越來越少。眾所周知，綠色植物是緩解溫室效應(yīng)的關(guān)鍵因素，綠色植物、水體面積的減少直接升高了城市的溫度。

熱島效應(yīng)助推霧霾天氣的形成，霧霾天氣又加劇熱島效應(yīng)

從上述分析可知，熱島效應(yīng)基本表現(xiàn)就是城區(qū)比效區(qū)溫度高，地表溫度比上空溫度高。城區(qū)溫度高的空氣向上上升，郊區(qū)溫度低的空氣向下沉降，這樣便會(huì)在該環(huán)境下形成一個(gè)循環(huán)式的空氣對(duì)流。

熱島效應(yīng)是導(dǎo)致城市霧霾的一個(gè)主要因素。霧霾形成的因素很多，但終究是不同種類的凝結(jié)核引起的，而凝結(jié)核與小水滴凝結(jié)而成的固液混合物是形成霧霾天氣的主要原因。當(dāng)風(fēng)大時(shí)，霧霾顆粒被吹散，同時(shí)把粉塵吹到了另一個(gè)地方,霧霾天氣也就不存在了；但當(dāng)無風(fēng)時(shí)，伴隨著熱島效應(yīng)的發(fā)生，霧霾顆粒就會(huì)隨著熱島效應(yīng)的大氣流動(dòng)規(guī)律在一個(gè)特定的區(qū)域不斷循環(huán)，霧霾天氣就難以消除。

由于熱空氣的上升，周圍的云層向城市的上空聚集，使得城市的上空形成一個(gè)大蓋子，由此形成了一個(gè)密閉的空間。若是無風(fēng)時(shí)，云層吹散不開，天地間的熱氣流便會(huì)在云層和地面之間進(jìn)行循環(huán)。人類社會(huì)活動(dòng)不斷產(chǎn)生的氣流又會(huì)帶起地上的塵埃，加重霧霾的濃度。

綜上所述，熱島效應(yīng)是產(chǎn)生霧霾的一個(gè)重要因素，而霧霾的顆粒在一定程度上保存熱量，提高環(huán)境溫度，所以霧霾是熱島效應(yīng)的一個(gè)重要原因。兩者是相輔相成、彼此交融的關(guān)系。

緩解熱島效應(yīng)、推進(jìn)霧霾治理的途徑

緩解熱島效應(yīng)是治理城市霧霾、改善環(huán)境的有效手段。緩解熱島效應(yīng)，從根源上說，要優(yōu)化城市規(guī)劃，科學(xué)合理布局街區(qū)綠地，控制城區(qū)規(guī)模，防止區(qū)域城市的無序蔓延，建設(shè)宜居宜業(yè)的海綿城市。具體可從以下幾個(gè)方面著手。

第一，大力推廣使用生態(tài)透水路面。生態(tài)透水路面就是有強(qiáng)大透水功能的路面，對(duì)緩解熱島效應(yīng)具有明顯效果，國內(nèi)外廣泛用于市政道路、體育場(chǎng)館、公園綠地、港口、碼頭、機(jī)場(chǎng)、高速公路等。

當(dāng)前我國城市道路以瀝青和水泥路面為主，這兩種路面比熱容小、溫差變化大，夏天炎熱時(shí)期地表溫度很高。將普通瀝青水泥道路改為生態(tài)透水路面，具有多種益處。由于透水路面含有大量的孔隙，雨水通過其孔隙滲入到地表，同時(shí)將塵埃沖刷至地下，從而減少細(xì)小顆粒物的數(shù)量，同時(shí)透水路面還可以將一部分雨水儲(chǔ)存起來，補(bǔ)充地下水資源，非常有利于調(diào)節(jié)城市地表的溫度和濕度。另外，儲(chǔ)存起來的雨水會(huì)變相將塵土的質(zhì)量增加，由此會(huì)減弱熱島效應(yīng)帶來的塵土飛揚(yáng)問題，也就減弱了霧霾的發(fā)生。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，透水路面的地表溫度要比普通瀝青路面低很多。

推廣生態(tài)透水路面的具體措施，一是要將城區(qū)主要道路的普通瀝青水泥路面，伴隨道路新建和維修工程，逐步改造成生態(tài)透水瀝青路面，增加城區(qū)道路的吸水滲透率。使用透水瀝青，成本雖高一些，但利在長遠(yuǎn)、惠及后代，也將促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，以及城市品位的提升。二是將市政人行步道、公園、小區(qū)、公共建筑、商業(yè)設(shè)施、樓宇廠房等建筑物外的地面，鋪設(shè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的透水磚，構(gòu)成海綿城市的基礎(chǔ)。

第二，增加城市綠化和水體面積?？茖W(xué)研究表明，綠化覆蓋率與熱島強(qiáng)度成反比，即城市綠化覆蓋率越高，熱島效應(yīng)的強(qiáng)度就越低。當(dāng)城市綠化覆蓋率達(dá)到30%以上時(shí)，熱島效應(yīng)強(qiáng)度明顯下降；當(dāng)覆蓋率達(dá)到50%以上時(shí)，熱島效應(yīng)強(qiáng)度極其明顯地削弱。水的比熱容是最高的，也就是說，在接受相同的太陽能輻射下，水的溫差變化是最小的，水體增加也就降低了地表的溫度。同時(shí)，增加綠化和水體覆蓋率可提高空氣中的含氧量，對(duì)人體健康有極大的幫助。

我們要科學(xué)規(guī)劃建設(shè)城市，根據(jù)環(huán)境承載力，調(diào)控城市規(guī)模，防止區(qū)域城市無序蔓延，優(yōu)化城市空間布局和形態(tài)功能，確定城市建設(shè)中綠地植被的約束性指標(biāo)。要在規(guī)劃老城改造和新區(qū)建設(shè)中，強(qiáng)制性增加綠地面積，借助自然條件，合理利用雨水、中水，增加城市水體、濕地面積，緩解熱島效應(yīng)的強(qiáng)度。

此外，還要優(yōu)化綠化結(jié)構(gòu)中喬木、灌木、草地的配比。綠化要以喬木為主，占80%以上，灌木次之，少量草地為補(bǔ)充。人工草坪維護(hù)費(fèi)高、耗水大、冬季枯萎、二氧化碳吸附率低，只宜作為景觀綠化的補(bǔ)充。喬灌木特別是喬木，裁種養(yǎng)護(hù)幾年就能自然生長，養(yǎng)護(hù)費(fèi)低，吸附二氧化碳、粉塵效率高，凈化空氣能力強(qiáng)，環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益比最佳。樹種選擇在考慮景觀的基礎(chǔ)上，要逐步改變闊葉林占比大的問題，增加常綠針葉林比重。研究表明，針葉林生長雖然緩慢，但吸附二氧化碳、粉塵、造氧能力是闊葉林的兩倍，凈化空氣效果顯著。歐洲發(fā)達(dá)國家多年來植樹造林，選擇以針葉林為主，就是基于此種考慮。

第三，推廣高頂綠化及建筑物涂刷反射材料。高頂綠化就是在各類建筑、構(gòu)筑物、橋梁（立交橋）等的屋頂、露臺(tái)、天臺(tái)、陽臺(tái)或大型人工假山山體上造園，種植樹木花卉。高頂綠化可以增加城市綠地面積，改善眾多道路的硬質(zhì)鋪裝取代自然土地和植物的現(xiàn)狀，緩解各種廢氣污染形成的城市熱島效應(yīng)對(duì)人類的危害，改善人民的居住條件，提高生活質(zhì)量，美化城市環(huán)境。要結(jié)合實(shí)際，在規(guī)劃建設(shè)樓宇時(shí)，倡導(dǎo)推廣實(shí)施高頂綠化。

反射涂料是指可令被涂物在太陽光照射下產(chǎn)生溫度調(diào)節(jié)效果的涂料。建筑外墻反射涂料的技術(shù)原理主要是反射波長為400-2500nm的可見光和紅外能量，不讓太陽的熱量在物體表面進(jìn)行累積升溫。反射涂料具有一定的光譜選擇特性，實(shí)驗(yàn)證明在400~1000nm波長段反射率可以達(dá)到80%~95％。在建筑外墻涂刷反射涂料可以反射80%以上的可見光和紅外光，有效減緩熱島效應(yīng)。

以上幾種方法都能有效減輕城市熱島效應(yīng)。相比之下，增加大冠樹木和水體覆蓋面積，是緩解熱島效應(yīng)最有效且對(duì)人體最有利的方式，但城市重新規(guī)劃的經(jīng)濟(jì)代價(jià)過高，要結(jié)合舊城整治改造和新街區(qū)建設(shè)的實(shí)際，強(qiáng)制增加綠地和水體面積。在現(xiàn)有條件下，城市道路透水路面改造和涂刷反射涂料的性價(jià)比最高，特別是透水路面是緩解熱島效應(yīng)最經(jīng)濟(jì)有效的方式。一是其表層溫度可比水泥、普通瀝青等路面的溫度低6℃~10℃，降低熱島溫度，二是可以儲(chǔ)存雨水，間接增加塵土的質(zhì)量，減少揚(yáng)塵，從而減弱霧霾現(xiàn)象的發(fā)生，是符合當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展水平的有效手段。

（作者分別為國家機(jī)關(guān)事務(wù)管理局住宅中心副主任；民主建國會(huì)全國工商聯(lián)支部會(huì)員、北京盛泰偉業(yè)科技發(fā)展有限公司總經(jīng)理)

【參考文獻(xiàn)】

①《國務(wù)院辦公廳印發(fā)<關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見>》，新華網(wǎng)，2015年10月16日。

責(zé)編/周素麗    美編/于珊