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中国城市热岛效应的证据及对中国气候变化的影响

李庆祥  张洪正  刘小宁  黄嘉佑  
【摘要】:城市热岛效应对于气温变化的影响一直以来受到很多研究者的关注,但结果仍然难以满意。一些人得出了热岛效应的影响比气候变化本身更大或者类似的结论,而一些研究者则甚至指出:在一些国家和地区,这种影响其实并不存在。对于我国来说,这方面的研究也非常之多,结果也同样是千差万别,没有统一的认识。一方面由于城市热岛效应本身比较复杂,许多内部的关键性问题并没有搞清,另一方面研究资料的不足,资料的质量和可信度受到了广泛的置疑,因此很难有一个统一的说法。本文从资料的质量控制人手,利用均一化后的中国气温观测数据及元数据和中国第五次人口普查(2000年)数据,分析了中国城市热岛效应存在的客观事实。本文认为:在我国,毋庸置疑地存在着不同程度的城市热岛效应,且对中国气候变化具有一定的影响,大体上可以从下面几个方面来认识:(1)导致了城市气温明显高于临近非城市气温;(2)城市气温变化的方差明显小于临近非城市气温变化方差;(3)通过分区域研究热岛效应对中国气温变暖的影响幅度,认为:在长江流域、华南地区,这种效果达到了0.011℃/10年,而在西南、东北、西北等地区,这种总的影响非常小。从时间变化来看,在20世纪70年代末以来城市化的影响幅度要大于近50年来的影响;特别是我国东、南部地区由于改革开放以来经济快速发展,导致城市化速度变快,从而使得气温在自然变化的基础上增加速度到达0.03~0.05℃/10年,远高于过去许多专家的估计结果。但总体上来说,这种热岛效应对区域气温变化趋势影响比起区域背景气候变化来说要小到1个量级以上,这说明较强的城市化对于气候增暖的影响并不能解释对全球增暖的否定,而只是提供了人类活动影响区域气候变化的进一步证据。

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