混濁島效應

混濁島效應是指城市市區由於廠礦企業集中、機動車輛眾多、人口密集,致使排出的污染氣體和空氣中的塵埃等混濁程度都大大高於周邊地區,形成“混濁島”。而塵埃等混濁物恰恰是雲層中的水汽變成降雨最需要的“凝結核”,於是產生了這樣的效應:城市上空的凝結核越多,水汽就越容易在此凝結造成降水,從而增加雨量。

基本介紹

  • 中文名:混濁島效應
  • 釋義城市市區形成混濁島的效應
  • 相關因素:廠礦企業、機動車輛、人口等
  • 主要表現:4個
  • 不良影響:4個
  • 影響結果:增加降雨量
簡介,形成,主要表現,影響,

簡介

混濁島效應是指城市市區由於廠礦企業集中、機動車輛眾多、人口密集,致使排出的污染氣體和空氣中的塵埃混濁程度都大大高於周邊地區,形成“混濁島”。而塵埃等混濁物恰恰是雲層中的水汽變成降雨最需要的“凝結核”,於是產生了這樣的效應:城市上空的凝結核越多,水汽就越容易在此凝結造成降水,從而增加雨量。上海城市混濁島效應具體表現在大氣質量的市區和郊區差異,低雲量及以低雲量為標準的陰天日數分布和太陽輻射混濁因子的地區差異等。[1]

形成

投射到地表的太陽輻射,可以分為兩部分:一部分是以平行光線方式射來的直接陽光,稱為太陽直接輻射s;另一部分是太陽輻射經過地球大氣圈時,因為受到空氣分子、懸浮顆粒物和雲粒的散射作用而向四面八方散射出的光亮,稱為散射輻射D。在相同強度的太陽輻射下,混濁空氣中的散射粒子多,其散射輻射比干潔空氣強,直接輻射則大為削弱。氣象學者乃以D/S表示大氣的混濁度(又稱混濁度因子)。城市中因工業生產、交通運輸和居民爐灶等排放出的煙塵污染物比郊區多。這些污染物又大都是善於吸水的凝結核。城市中垂直湍流比較強,因此有利於低雲的發展。大量觀測資料證明,城區的低雲量多於附近郊區,這就使得城市的散射輻射比郊區強,直接輻射比郊區弱,大氣的混濁度顯著大於郊區。以上海為例,根據近27年的輻射資料統計平均上海台的混濁度D/S為1.17。比同時期十個郊區站的混濁度D/S平均要大15.8%。在上海混濁度分布圖上,城區呈現出一個明顯的混濁島,在國外許多城市都有類似現象。

主要表現

(1)城市大氣中的污染物質比郊區多。
(2)低雲量和以低雲量為標準的陰天日數遠比郊區多,城市大氣中因凝結核多,低空的熱力湍流和機械湍流又比較強,
(3)混濁度強:城市大氣中因污染物和低雲量多,使日照時數減少,太陽直接輻射(S)大大削弱,而因散射粒子多,其太陽散射輻射(D)卻比干潔空氣中為強。在以D/S表示的大氣混濁度(又稱混濁度因子turbidity foctor)的地區分布上,城區明顯大於郊區。
(4)城區的能見度小於郊區。這是因為城市大氣中顆粒狀污染物多,它們對光線有散射和吸收作用,有減小能見度的效應。當城區空氣中二氧化氮NO2濃度極大時,會使天空呈棕褐色,在這樣的天色背景下,使分辨目標物的距離發生困難,造成視程障礙。此外城市中由於汽車排出廢氣中的一次污染物——氮氧化合物和碳氫化物,在強烈陽光照射下,經光化學反應,會形成一種淺藍色煙霧,稱為光化學煙霧,能導致城市能見度惡化。美國洛杉磯、日本東京和我國蘭州等城市均有此現象。[2]

影響

一、減少城市日照
二、降低能見度
飄塵濃度愈大,混濁島效應愈明顯,市區能見度下降愈大。
三、出現低濕的城市“濁霧”
市區由於大氣污染,低空吸水性核豐富,往往在相對濕度不到100%,甚至在90%以下時亦有“濁霧”出現。
四、市區降水酸度及酸雨頻率大於郊區

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