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

【關鍵詞】熱島效應   霧霾   海綿城市      

【中圖分類號】X32       【文獻標識碼】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，也出現(xiàn)了許多令人擔憂的環(huán)境問題。其中霧霾現(xiàn)象是近些年來政府、人民普遍關注的焦點，特別是在京津冀地區(qū)。據(jù)統(tǒng)計，北京市2014年近一半的時間是霧霾天氣；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21個；中國十大空氣最差的城市中，京津冀地區(qū)占了8個之多。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。

熱島效應也是近些年來學術界關注的城市環(huán)境問題之一，其主要特征是城區(qū)與郊區(qū)產生了明顯的溫差。醫(yī)學表明，人體對生存環(huán)境的溫度變化非常敏感，當環(huán)境溫度高于28℃時就會出現(xiàn)不舒適的感覺；當環(huán)境溫度再升高一些，人就會出現(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，就會誘發(fā)心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)的相關疾病，增加死亡率。

當前，減輕甚至是清除熱島效應和霧霾天氣刻不容緩。研究發(fā)現(xiàn)，建設海綿城市、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和霧霾。

霧霾與熱島效應是工業(yè)化造成的城市環(huán)境問題

霧霾是工業(yè)化社會的一種災害性天氣，常見于城市，近年來已向遠郊和農村擴散。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：當空氣中的水蒸氣達到飽和之后，就會凝結成小水滴，即是霧；但當空氣中有大量的固體小顆粒時，以固體小顆粒為凝結核，再凝結成的固液混合物就是霧霾，其凝結過程跟凝結核有很大關系。凝結核的來源非常廣泛，包括工業(yè)生產和生活煤炭燃燒產生的粉塵廢氣、廠礦生產粉塵顆粒、排放物、揚塵、汽車尾氣顆粒、礦山粉塵等。

全國大范圍霧霾，是多年來為追求經濟高增長而損害環(huán)境、掠奪性利用資源、能源，造成工業(yè)污染物排放量遠超環(huán)境承載力，積累到臨界點后與特殊氣候環(huán)境結合產生的。其治理是一個浩大的系統(tǒng)工程，根本方法是調結構、轉方式，深化供給側結構性改革，去產能、化庫存，特別是對采礦、鋼鐵、水泥建材、有色金屬冶煉、化工等高能耗、高排放行業(yè)落后產能堅決壓減，加快技術進步、節(jié)能減排和產業(yè)轉型升級，走創(chuàng)新、綠色發(fā)展之路。這需要較長的時間和不懈努力，近幾年已有初步成效，如全國煤炭消費量呈減量態(tài)勢，2015年比上年下降3.7%，為39.65億噸，2016年預計下降2%，污染物排放量同步減少，促進了霧霾治理。

熱島效應是指由于人為原因，導致城區(qū)與郊區(qū)之間的溫度、濕度、空氣流動等因素產生了差距，進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程加快、城區(qū)規(guī)模急劇擴大。城市化對自然環(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。在沒有進行城市化建設的區(qū)域，下墊面就是土壤、植被或者水；但在現(xiàn)代化城市中，下墊面已經變成了各種建筑物和道路。

硬化路面的增加。實驗以及生活實踐都證明，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。實驗數(shù)據(jù)表明，在夏天同一時段，草地表面溫度32℃時，水泥路面表層溫度達57℃，瀝青路面高達63℃。

人工熱源的增加。城市運轉的辦公商務樓宇、酒店餐飲、工商業(yè)生產、交通運輸、居民生活，都需要使用電、燃氣、汽柴油、煤炭等各種能源，能源的消耗產生大量的熱量，這些熱量成為城市的主要熱源。隨著城區(qū)規(guī)模不斷擴張和人口大幅增加，能源的消耗量及相應排放的熱量劇增，對城區(qū)小氣候變化影響日益增長。

大氣污染嚴重。城市里的車輛流動、工業(yè)生產、居民生活等油、煤、燃氣的燃燒會產生大量的氮、碳氧化物，這些氣體由于濃度大，氣溶膠顆粒多，會阻止高溫氣體向上擴散，在一定程度上形成了溫室效應，從而使區(qū)域大氣進一步升溫。

植被面積減少。隨著城市化的推進，城區(qū)面積不斷擴大，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的關鍵因素，綠色植物、水體面積的減少直接升高了城市的溫度。

熱島效應助推霧霾天氣的形成，霧霾天氣又加劇熱島效應

從上述分析可知，熱島效應基本表現(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，這樣便會在該環(huán)境下形成一個循環(huán)式的空氣對流。

熱島效應是導致城市霧霾的一個主要因素。霧霾形成的因素很多，但終究是不同種類的凝結核引起的，而凝結核與小水滴凝結而成的固液混合物是形成霧霾天氣的主要原因。當風大時，霧霾顆粒被吹散，同時把粉塵吹到了另一個地方,霧霾天氣也就不存在了；但當無風時，伴隨著熱島效應的發(fā)生，霧霾顆粒就會隨著熱島效應的大氣流動規(guī)律在一個特定的區(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大蓋子，由此形成了一個密閉的空間。若是無風時，云層吹散不開，天地間的熱氣流便會在云層和地面之間進行循環(huán)。人類社會活動不斷產生的氣流又會帶起地上的塵埃，加重霧霾的濃度。

綜上所述，熱島效應是產生霧霾的一個重要因素，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的一個重要原因。兩者是相輔相成、彼此交融的關系。

緩解熱島效應、推進霧霾治理的途徑

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

第一，大力推廣使用生態(tài)透水路面。生態(tài)透水路面就是有強大透水功能的路面，對緩解熱島效應具有明顯效果，國內外廣泛用于市政道路、體育場館、公園綠地、港口、碼頭、機場、高速公路等。

當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，同時將塵埃沖刷至地下，從而減少細小顆粒物的數(shù)量，同時透水路面還可以將一部分雨水儲存起來，補充地下水資源，非常有利于調節(jié)城市地表的溫度和濕度。另外，儲存起來的雨水會變相將塵土的質量增加，由此會減弱熱島效應帶來的塵土飛揚問題，也就減弱了霧霾的發(fā)生。實驗數(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、惠及后代，也將促進產業(yè)轉型升級，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)設施、樓宇廠房等建筑物外的地面，鋪設規(guī)范標準的透水磚，構成海綿城市的基礎。

第二，增加城市綠化和水體面積。科學研究表明，綠化覆蓋率與熱島強度成反比，即城市綠化覆蓋率越高，熱島效應的強度就越低。當城市綠化覆蓋率達到30%以上時，熱島效應強度明顯下降；當覆蓋率達到50%以上時，熱島效應強度極其明顯地削弱。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，增加綠化和水體覆蓋率可提高空氣中的含氧量，對人體健康有極大的幫助。

我們要科學規(guī)劃建設城市，根據(jù)環(huán)境承載力，調控城市規(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，確定城市建設中綠地植被的約束性指標。要在規(guī)劃老城改造和新區(qū)建設中，強制性增加綠地面積，借助自然條件，合理利用雨水、中水，增加城市水體、濕地面積，緩解熱島效應的強度。

此外，還要優(yōu)化綠化結構中喬木、灌木、草地的配比。綠化要以喬木為主，占80%以上，灌木次之，少量草地為補充。人工草坪維護費高、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充。喬灌木特別是喬木，裁種養(yǎng)護幾年就能自然生長，養(yǎng)護費低，吸附二氧化碳、粉塵效率高，凈化空氣能力強，環(huán)境和經濟效益比最佳。樹種選擇在考慮景觀的基礎上，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、構筑物、橋梁（立交橋）等的屋頂、露臺、天臺、陽臺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對人類的危害，改善人民的居住條件，提高生活質量，美化城市環(huán)境。要結合實際，在規(guī)劃建設樓宇時，倡導推廣實施高頂綠化。

反射涂料是指可令被涂物在太陽光照射下產生溫度調節(jié)效果的涂料。建筑外墻反射涂料的技術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行累積升溫。反射涂料具有一定的光譜選擇特性，實驗證明在400~1000nm波長段反射率可以達到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。

以上幾種方法都能有效減輕城市熱島效應。相比之下，增加大冠樹木和水體覆蓋面積，是緩解熱島效應最有效且對人體最有利的方式，但城市重新規(guī)劃的經濟代價過高，要結合舊城整治改造和新街區(qū)建設的實際，強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比最高，特別是透水路面是緩解熱島效應最經濟有效的方式。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，二是可以儲存雨水，間接增加塵土的質量，減少揚塵，從而減弱霧霾現(xiàn)象的發(fā)生，是符合當前社會經濟技術發(fā)展水平的有效手段。

（作者分別為國家機關事務管理局住宅中心副主任；民主建國會全國工商聯(lián)支部會員、北京盛泰偉業(yè)科技發(fā)展有限公司總經理)

【參考文獻】

①《國務院辦公廳印發(fā)<關于推進海綿城市建設的指導意見>》，新華網，2015年10月16日。

責編/周素麗    美編/于珊