【备考干货】什么是热岛效应？有哪些常见考点？附专题设计
热岛效应是自1960年代开始，在世界各地大城市所发现的一个地区性气候现象。中心的高温区就象突出海面的岛屿，所以就被形象地称为热岛。常见的是城市热岛效应，即城市气温高于郊区气温的现象。另外还有非城市热岛效应，如青藏高原的热岛效应等。
释义
在近地面等温线图上，郊区气温相对较低，而市区则形成一个明显的高温区，如同出露水面的岛屿，被形象的称之为“城市热岛”。城市热岛中心，气温一般比周围郊区高1℃左右，最高可达6℃以上。在城市热岛作用下，近地面产生由郊区吹向城市的热岛环流。城市热岛增强空气对流，空气中的烟尘提供了充足的水汽 凝结核，故城市降水比郊区多。对欧美许多大城市研究发现，城市降水量一般比郊区多5%~10%。
成因
气候条件是造成城市热岛效应的外部因素，而城市化才是热岛形成的内因。一般认为热岛成因有三： 一是城市与郊区地表面性质不同，热力性质差异较大。城区反射率小，吸收热量多，蒸发耗热少，热量传导较快，而辐射散失热量较慢，郊区恰相反 二是城区排放的人为热量比郊区大 三是城区大气污染物浓度大，气溶胶微粒多，在一定程度上起了保温作用。 大气污染在城市热岛效应中起着相当复杂特殊的作用。来自工业生产、交通运输以及日常生活中的大气污染物在城区浓度特别大，它像一张厚厚的毯子覆盖在城市上空，白天它大大地削弱了太阳直接辐射，城区升温减缓，有时可在城市产生“冷岛”效应。夜间它将大大减少城区地表有效长波辐射所造成的热量损耗，起到保温作用，使城市比郊区“冷却”得慢，形成夜间热岛现象。
青藏高原热岛效应
近代地理学的开创者之一、德国科学家洪堡1799－1804年间在南美洲安第斯山脉考察时发现，赤道附近的高山雪线，比中纬度的青藏高原许多高山的雪线低200米左右。例如：贡嘎山西坡雪线高5100米左右，而靠近赤道的厄瓜多尔 基多附近的高山雪线仅约4800米多一些。这不符合常理：由于赤道地区热量较高，高山雪线通常应该从赤道向两极递降，到极地附近降至海平面。 谭老师地理工作室综合整理据此，洪堡提出了青藏高原的“热岛效应”理论：对流层大气的主要直接热源是地面，或称“下垫面”，青藏高原由于下垫面大面积抬升，（相当于把“火炉”升高），故其热量较同纬度、同海拔高度的其它地区高得多，甚至比赤道附近的同海拔地区也要高得多。 青藏高原的“热岛效应”对环境的多要素影响极大，如冰川、生物等。例如，贡嘎山南坡的垂直自然带和纬度相当的峨眉山相比丰富得多，许多树木的分布界线也设于峨眉山，就是这个原理。
防止方法
1．选择高效美观的绿化形式、包括街心公园、屋顶绿化和墙壁垂直绿化及水景设置，可有效地降低热岛效应，获得清新宜人的室内外环境。
2．居住区的绿化管理要建立绿化与环境相结合的管理机制并且建立相关的地方性行政法规，以保证绿化用地。
3．要统筹规划公路、高空走廊和街道这些温室气体排放较为密集的地区的绿化，营造绿色通风系统，把室外新鲜空气引进室内，以改善小气候。
4．应把消除裸地、消灭扬尘作为城市管理的重要内容。除建筑物、硬路面和林木之外，全部地表应为草坪所覆盖，甚至在树冠投影处草坪难以生长的地方，也应用碎玉米秸和锯木小块加以遮蔽，以提高地表的比热容。
5．建设若干条林荫大道，使其构成城区的带状绿色通道，逐步形成以绿色为隔离带的城区组团布局，减弱热岛效应
在现有的条件上，应考虑
1．控制使用空调器，提高建筑物隔热材料的质量，以减少人工热量的排放；改善市区道路的保水性性能。
2．建筑物淡色化以增加热量的反射。
3．提高能源的利用率，改燃煤为燃气。
4．此外， “透水性公路铺设计划”，即用透水性强的新型柏油铺设公路，以储存雨水，降低路面温度。
5．形成环市水系，调节市区气候。
典型例题一：阅读图文资料，完成下列要求。
湖陆风是指在沿湖地区，由于陆地和湖泊的热力性质差异引起温度差异，导致风向出现昼夜变化的一种地方性天气现象。下左图示意我国洞庭湖流域局部区域。
（1）岳阳市夏半年湖陆风比较典型，请用“→”完成该地夜晚湖陆风热力环流图（上右图）。
（2）随着岳阳城市规模的不断扩大、热岛效应的增强，分别说明沿岸地区湖风和陆风强度的变化特点。
（3）说明图中山区乱砍滥伐对图示区域雨季防洪带来的不利影响。
参考答案：
（1）画图略（逆时针）
（2）随着岳阳城市规模的不断扩大，城市热岛效应增强，市区气温升高；白天，岳阳与洞庭湖的温差增大，湖风增强；夜晚，岳阳与洞庭湖的温差减小，陆风减弱。
（3）水土流失加剧，河湖泥沙淤积加重，湖泊调蓄洪水功能减弱；植被截留地表径流能力减弱，地表径流汇流速度增快，河水快速上涨，洪水的频次和强度增加。
典型例题二：阅读材料，回答下列问题。
材料一 上海市快速发展的城市化，造成明显的城市热岛效应。热岛强度是表示热岛效应的重要指标，用城市和郊区的气温差值表示，图 1为1961～2015年上海市热岛强度的变化图。
材料二 上海市是我国著名的制造业中心，图 2为该市主要制造业基地分布示意图。“1＋6”大都市圈包括上海、苏州、无锡、南通、宁波、嘉兴、舟山，总面积2.99万平方千米，总人口约5 400万，该都市圈正努力打造60～90 min交通圈，形成“同城效应”。
(1)城市热岛是指____的现象，图1中1961～2015年上海热岛强度变化特征为____，____、_____是解决城市热岛的重要措施。
(2)图2中上海制造业基地分布的特点为____，目前该市正在对制造业进行转型升级，应采取的措施有____。
(3)上海与周边城市形成“同城效应”，其依据的条件是____，对人们生活带来的影响有____。
(4)2016年崇明岛撤县设区，迎来发展新机遇，未来将建设成为国际生态岛，请你就“协调城市化发展与建设国际生态岛”这一话题，提出合理化建议。
参考答案：
（1）城市中心区域的气温明显高于外围郊区 波动上升 保护并增大城区的绿地、水体面积；建设通风廊道；调整能源结构；控制市中心人口密度。
（2）沿江、沿海、沿交通线分布 加大技术创新，打造品牌；延长产业链，优化产品结构，提高附加值；制造业升级，发展高端、智能化工业；加强与长三角周边省区的协同发展。
（3）高速公路和高速铁路 扩大出行范围，扩大生活圈；有利于地区间的文化交流；但是增加交通成本。
（4）调整产业结构，通过发展第三产业推动城市化；发展休闲旅游业等现代化服务业，提高农民的文化素养；建立自然保护区，鼓励保护性开发。
典型例题三：阅读材料，回答下列问题。
城市热岛强度是指城市中心区温度减去城市郊区温度所得数值。下图为“我国某地城区与郊区地表温度的季节变化图”。
（1）该地城市热岛强度最大的季节是______。
（2）影响城区与郊区温度存在差异的主要原因是_____________（至少2点）
（3）画出城郊之间的大气运动。
（4）未来城市的主人，为减缓城市的“热岛效应”提出两条建议____________。
参考答案：
（1）夏季
（2）①城市与郊区地面状况不同，热力性质有差异；②生活、生产、交通工具释放大量废热；园城市大气污染大，保温作用增强；③城市建筑密集，不利于热量的散发。
（3）
（4）扩大城市绿地和水域面积； 建设城市通风廊道；建设卫星城和新区，分散城市布局，发展科技，提高能源利用率。
典型例题四：阅读材料，回答下列问题。
材料一：上海市位于中国南北海岸线中点，长江入海口的三角洲冲积平原上，平均海拔2.19米，河湖众多。2017年末拥有人口2418.33万人，比上年末减少1.37万人，其中男性人口1232.38万人，城镇常住人口2120.88万人，65岁及以上老年人口317.67万人。
上海市地域分内环、中环和外环三部分，外环以内禁止汽车鸣号、禁止燃放烟花爆竹。城市热岛越来越明显，为了应对全球变暖，必须采取有效措施发展城市。
材料二：迪士尼在上海的位置图。
（1）上海2017年末人口性别比、城市化水平、老龄化水平分别是多少？
（2）上海市地貌类型及成因。
（3）上海市深受城市热岛效应等的影响，概述进一步发展城市的应对措施。
（4）上海迪士尼乐园建成后，你认为会对上海产生哪些有利的影响？
参考答案：
（1）人口性别比：103.9
城市化水平：87.7%
老龄化水平：13.14%
（2）类型：流水堆积地貌和海岸堆积地貌
成因：流水堆积作用和海浪堆积作用而成。
（3）科学规划城市，加强排水系统建设；增加绿地和水域面积；建设海绵城市；控制城市规模。
（4）带动上海经济的发展；促进房地产、交通等相关产业的发展；促进劳动就业；有利于上海的产业升级和优化；有利于中美等地区间的文化、经济的交流与合作；促进浦东新区的开发开放等。
典型例题五：下图为“某地区土地利用类型分布示意图”，读图回答下列问题
(1) 该地的主导风向是_____风．该地河流的流向是_____________．
(2) 图示区域大部分地区已经被开发利用，唯有西南地区还有一片荒地未开发，据图分析西南部地区荒地未开发的原因．
(3) 试评价甲工业区分布的合理性
⑷近年来该地区随着经济的发展，城市的“热岛效应”越来越强．请结合你所学知识，提出解决该问题的具体可行措施．
参考答案：
（1）西南 自西南流向东北
（2）西南地区位于河流上游，地势较高，地形坡度大，不利于开发；西南地区位于河流上游，属于水源地，如果将其开发利用必然会造成水污染，水土流失等环境问题。
（3）甲工业区位于河流下游，最小风频的上风地带，对城区的环境污染小；位于郊区，土地租金较低；地处河流与铁路交汇处，水陆交通便利。
（4）尽量减少人为热量的释放，发展低碳经济，低碳出行；加强城市绿化如屋顶绿化；加强城市通风构建城市的通风道；加大城市的水体面积；控制人口城区人口密度，建筑密度等。
典型例题六：阅读图文资料，完成下列要求。
城市通风走廊能够提升城市的空气流动性，缓解热岛效应，改善人体舒适度，降低建筑物能耗。近年来，我国许多城市将城市通风走廊纳入城市规划中并加以实施。下图为贵阳市花溪区（位于贵阳市南部）南部组团一级通风走廊剖面示意图。
（1）推断花溪区南部组团一级通风走廊的基本走向，并阐述推断理由。
（2）分析花溪区将交通主干道及两侧绿化带等区域作为通风走廊用地的主要原因。
（3）简述花溪区南部组团新鲜空气补偿空间布局于山坡上的目的及原因。
（4）说明花溪区南部组团建筑物的高度随地势变化而变化的原因。
参考答案：
（1）方向：东北——西南走向。理由：贵阳市位于云贵高原上，地处我国西南地区，冬季盛行东北季风，夏季盛行西南季风，故通风走廊的基本方向为东北——西南走向。
（2）交通主干道地面平坦，线路平直，空气流通性好；交通主干道两侧绿化带等区域植被覆盖率高，蒸发与蒸腾量大，对城外吹来的空气有净化、增湿、降温的作用。
（3）目的：为了获得新鲜、凉爽、湿润的空气。原因：花溪区位于山谷地带，受气温昼夜变化的影响，夜晚两侧山坡空气降温快，冷却下沉，形成山风；新鲜、湿润、凉爽的山风从山上吹到市区，可补充市区通风走廊新鲜空气的不足，故将新鲜空气补偿空间布局于山坡上。
（4）地势最低的区域是通风走廊的中心地带——空气引导通道，为了防止建筑物对流动空气造成阻挡，故而严格控制建筑物的高度；随着距离空气引导通道的渐远，建筑物高度不断上升，是为了提高建筑用地的利用率。
典型例题七：阅读材料，回答下列问题。
热岛强度指城区温度与郊区温度的差异程度，一般分为五级，每级温度相差 0．5℃，其中，一级最弱，五级最强。随着城市化、工业化进程的加快，城市热岛效应越来越影响着城市生态环境和城市居民的日常生活，也引起了各地政府及市民的广泛关注。如图为 1987～ 2010 年武汉市城区面积、水域面积和植被覆盖率、五级热岛面积统计表。
年份
城区面积（km2）
水域面积（km2）
植被覆盖率（%）
五级热岛面积（km2）
1987
150
269
37.3
35
1994
250
257
28.9
68
2010
450
227
22.8
156
分析武汉市热岛强度不断加剧的主要原因及应采取的措施。
参考答案：
主要原因：城区面积增加，城市中的建筑、广场和道路等大量增加，改变了城市下垫面 状况；工厂生产、交通运输以及居民生活排放大量热量；城市中的植被覆盖 率降低，水域面积减少，导致缓解热岛效应的能力被削弱。
措施：合理规划城市布局，避免盲目扩大城区面积；提高能源利用效率，减少生产生活中的热量排放；植树造林，建造人工湖等。（任答两点即可）应对热岛效应的措施可从提高植被覆盖率、合理布局城市建设等方面提出：合理规划城市布局，避免盲目扩大城区面积；提高能源利用效率，减少生产生活中的热量排放；植树造林，建造人工湖等。
典型例题八：读图，回答下列问题。
（1）根据图甲提供的信息，浙江省城市主要分布在______及______地带。
（2）杭州市形成和发展的有利区位因素有______、______、______等。
（3）浙江省是我国经济发达的沿海省份之一，2015年城市化水平达到63%，
但浙北、浙南经济和城市化发展差异较大。造成浙江南部地区城市化水平相对较低的主要原因有______、______等。
（4）根据图乙信息，城市区域与郊区相比，易出现的环境问题是______（“热岛”效应或酸雨）。为避免该问题对城市大气环境带来污染，应该采取什么措施？
参考答案：
（1）河流沿岸 铁路沿线
（2）水源充足 交通便利 地形平坦 气候温暖湿润 省会（政治中心）等
（3）浙南地区山区面积相对较大 人口相对稀疏 交通运输比较落后等
（4）“热岛”效应 将卫星城布局在城郊热力环流范围之外，城市进行合理规划，降低城市高层建筑物
典型例题九：阅读图文材料，完成下列题目。
南宁市位于以邕江河谷为中心的盆地之中，盆地向东开口，南、北、西三面均为山地围绕，河流汇集到盆地形成向心状水系。近年来随着城市化进程加快，南宁城市热岛效应显著增强并呈蔓延趋势，对城市发展产生的负面影响日益突出。南宁市从城市总体规划角度构建城市降温通道，以期缓解与减轻城市热岛效应。下图示意南宁市降温通道实施规划。
(1)以城市空间分布为参照，指出南宁市降温极核和降温节点的分布特点，并推测其土地利用类型
(2)说明降温极核除降温功能之外的生态、社会效益
参考答案：
（1）降温极核主要分布在城市边缘；降温节点主要分布在城市内部。降温极核用地：农业用地、水利设施用地、公园与绿化用地。降温节点用地：城市公园与绿化用地。
(2)南宁市地处河谷地带，周围山地环绕，降温极核能够涵养水源，保持水土，保护生物多样性，为南宁市提供青山绿水的宜居环境，成为城市居民节假日旅游的目的地，游览功能显著。
典型例题十：根据材料和图表，结合所学知识，回答下列问题。
宣城市市某中学地理课外活动小组对四个住宅小区的环境进行观察测算，得到了白天(晴天)6：00至18：00的温升数据并绘制了图甲、图乙(基准温度取当日平均温度)。
材料一 几种下垫面的吸收率(吸收率是指投射到物体上而被吸收的热辐射能与投射到物体上的总热辐射能之比，称为该物体的吸收率)。
下垫面
道路
(沥青)
混凝土
砖
石
土壤
(黑土)
沙漠
草
木
吸收率
0.8～0.95
0.65～0.9
0.6～0.8
0.65～0.8
0.6～0.95
0.55～0.85
0.74～0.84
0.9～0.97
材料二 下图甲中小区①为下垫面吸收率较高的小区，平均吸收率为0.74；小区②为下垫面吸收率较低的小区，平均吸收率为0.64。
材料三 下图乙中小区③为风速较大的小区，风速为3 m/s；小区④为风速较小的小区，风速为2.5m/s。
(1) 根据材料一、二，分析下垫面的吸收率对小区温升的影响及原因。
(2) 根据材料三分析风速与热岛强度的关系与原因。
(3) 如果你是住宅小区设计者，你认为在楼房占较大比重的小区，应如何减轻热岛效应 。
参考答案：
（1）下垫面吸收率低的小区的温升值要小于吸收率高的小区。吸收率小的下垫面吸收的太阳辐射热量较少，因此通过地面辐射和对流释放到空气中的热量较少，引起的升温幅度小。
（2）风速与热岛强度（温升幅度）呈负相关。风速越大，温升幅度越小；风速越大，空气流动性越强，由风带走的热量越多。可见，风速大有助于减弱建筑群的“热岛效应”，风速小则相反。
（3）楼顶使用对太阳辐射吸收率较小(反射率大)的建筑材料；绿色屋顶和绿色阳台，增加绿地和水面，增加下垫面热容量；通过合理布置小区建筑物，加强小区的自然通风，有利于城区的热量散失到郊区，从而有效改善小区的热岛效应。
典型例题十一：阅读图文材料，完成下列要求。
热岛强度指中心城区比郊区气温高出的数值大小，单位为摄氏度。兰州市区位于黄河 河谷之中，周围群山环抱。其城市建设速度和扩展速度迅猛，1978年城市化水平为45. 6%， 2010年时已经达到62. 7%，热岛效应逐渐增强。下图是兰州市某日热岛强度变化统计图。
(1)描述兰州该日热岛效应的变化规律。
(2)说明兰州该日正午前后热岛效应特点的成因。
(3)兰州热岛效应冬季最强，夏季最弱。试说明理由。
(4)分析兰州城市化引起下垫面性质改变与热岛效应的关系。
参考答案：
（1）夜间强，白昼弱；子夜前后最强，正午前后最弱。
（2）正午前后，太阳辐射最强烈，城市中心地表和建筑物大量吸收太阳热量，大气对流、湍流作用增强，利于散热；城市与郊区热力环流加强，城区和郊区大气在水平和垂直方向上的混合作用增强，城郊温差减少；城市上空盛行上升气流利于散热；而郊区盛行下沉气流增温且不利于散热。因而引起城区气温低于郊区气温的“冷岛”效应。
（3）规律：冬季最强，夏季最弱，春秋居中。
理由：冬季受冷气团控制，天气稳定，有利于热岛的形成与发展；受山谷地形影响，冬季逆温层加厚，不利于城市散热；冬季正值供暖期，排放热量多；冬季取暖燃煤污染物排放量大，使得城区大气逆辐射增强，收入热量多。
（4）兰州城市化的发展改变了下垫面的热力属性，人工建筑物吸热快而热容量小；城市地面和建筑物对太阳辐射反射率较低，吸收率加大；城区密集的建筑群、纵横的道路桥梁，构成较为粗糙的城市下垫面、因而对风的阻力增大，风速降低，热量不易散失；城市化发展使城市绿地和水体减少，地表含水量少，热量更多地以显热形式进入空气中，导致空气升温，使城市热岛效应不断增强。
典型例题十二：【环境保护】
城市热岛效应是指城市气温明显高于外围郊区的现象，它影响着人们的生产、生活。武汉2016年末常住人口1076.62万人，常住人口城镇化率为79.77％。武汉城市规模不断扩大，武汉城区与郊区最大温差也不断增大。
(1)简述该城市热岛效应产生的原因。
(2)分析热岛效应给人们生产、生活带来的影响。
参考答案：
（1）居民生活、工业及交通运输使用大量化石燃料，排放大量废热和二氧化碳；随着工业化、城市化的快速发展，该城市绿地面积减小，城市道路硬化面积增加；城市密集高大的建筑物阻碍气流通行，使城市风速减小。
（2）扩大夏季城市中心极端高温发生的范围，影响居民身体健康和生产秩序；城市热岛效应带来的城市雨岛效应，使城市中心降水增多，带来城市内涝等问题，影响人们出行；人们生产、生活排放的大气污染物会在城市上空集聚，加剧城市中心大气污染等。
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