蘭台說史?熱城往事：新晉「火爐城市」為何是它們？

知識 08-08

每次一到盛夏時節，火爐城市就會成為人們的談資。一直以來中國人都知道火爐城市的存在，但是這些「火爐」究竟是不是「自古以來」的，是不是和今天一模一樣？

歷史上的火爐並沒有今天這麼熱

雖然年代太過久遠，我們既無精確的古代城市溫度史料，也無法測算近代以前的城市溫度。但是國內最新研究表明，1906-2005年中國年平均氣溫的上升幅度為(0.78±0.27)℃。這表明，在過去火爐城市的溫度並沒有今天這麼恐怖。那麼是什麼原因導致的溫度升高呢？

很多人會根據傳統的印象，理所當然地把鍋甩給1903年發明的空調上。但事實上，空調並不會造成大規模的環境污染。目前衛星觀測到的臭氧空洞主要還是在兩極，其餘地區並沒有發現如此巨量的臭氧變薄。

那全球性的氣溫上升究竟是何緣故呢？

衛星觀測到的南極臭氧洞

答案之一在於最近百餘年的工業化。比如這個工業化對氣溫影響的事例。

由於工業化導致沿海地區的海洋食物鏈發生變化，富營養化增加了浮游植物的生物量，繼而增加海水蒸發的速率，從而有助於鄰近城市的濕度上升，繼而導致降水強度和降水量的增加。具體到中國，所體現出的現象就是降水多集中在某些季節和某些具有較高浮游植物生物量的區域。

然而，隨著污染的繼續增加，尤其產生的油類污染，按照拉烏爾定律，又會減少水蒸汽的分壓繼而減少水蒸發速度。

因此，工業排放可能有兩個相互競爭的結果：一種是促進浮游植物的生長，然後導致更高的海水蒸發率和降水量，另一種是有機油類減少水的蒸發速度，然後減少海水蒸發率和降水量。

在污染嚴重的沿海城市，隨著工業化的進展，周邊海域浮游植物生物量較少，有機油類覆蓋海面，阻礙了近海水調節溫度的能力，相當於把海岸線向外退出數百里，因此溫度將迅速升高，其周邊的濕度和降水量將減少。

從工業化的發展對氣候的影響來看，中國在工業化後，年平均氣溫顯著增加，而年平均降水量沒有顯著差異。這兩相疊加，導致中國沿海局部地區（以及受海洋氣候影響的內陸地區，如三個新晉火爐城市中，杭州、福州、南昌都是這樣的大城市）強降雨和局部高溫成為一種自然災害。

溫室效應，相信不少人從小聽到大了

此外，除了已經是老生常談的溫室效應之外，還有一種積極的力量也在助推城市變成火爐。

改開讓一切改變

在改革開放之前，中國人身上有一道無形的緊箍，那就是戶口制度對人身的綁定。這套東亞文化圈獨有的人口管理系統，讓中國的農民們一輩子就被圈養在了自己所在的村社。除非你有關係給你開證明或介紹信，否則你就只好在你所在的地區畫地為牢。但是隨著改革的進行，人們對財富的渴望，迅速改變了這一切，加上交通工具的改良，讓近30年成為中國歷史上人口流動最大的時期。注意，沒有之一。

改開讓非城市人口有了希望

但是萬事有利必有弊，大量人口湧入城市，固然讓他們的生活質量得到了巨大的改善，但是也給城市變「火爐」添磚加瓦了。

以過去「名聲不顯」，但是最近「聲名鵲起」的火爐——上海市來說。

在1961-1970 年間，上海城、郊「熱島」強度的升溫速率約為0.09℃/10 年，1981-1990 年間，上海城、郊「熱島」強度的升溫速率又降為0.09℃/10 年，1991-2000 年間，上海城、郊「熱島」強度的升溫速率約為0.22℃/10 年，2001-2006 年間，上海城、郊「熱島」強度的升溫速率約為0.17℃/5年。

而這個數據增長正好和上海市的工業化和城市化發展相對應。

1961-2010年上海市年均「熱島」強度變化

而這種因為大量人口的湧入而導致的某城市變熱的現象被稱之為「熱島效應」。

研究發現，城市化建設改變了城市中大氣動力學特徵和下墊面熱交換性質，造成了地表覆蓋和土地利用的迅速改變，對城市熱島的形成具有促進作用。城市規模越大，人口越多，城市熱島強度也就越強。

一個城市熱島的形成與發展與其所處的地理位置及其幾何形狀關係密切。城市中廠礦、企業、機關單位及城市居民生活等人為熱的釋放，也能促進城市熱島的形成。還有不少研究表明，城市熱島的形成與天氣條件有較大的關聯，城市熱島不僅與風速關係密切，熱島強度的強弱也隨雲量的多少而改變。天氣晴朗少雲、靜風、氣壓梯度小等氣候條件，能進一步促進城市熱島效應的形成和加劇。很多研究還表明，土地利用及植被覆蓋變化是城市熱島效應形成、演變的主要因素。因為每種土地利用類型的熱學特徵、輻射特徵、人為熱不同，表現為水泥、瓦片結構的建築物、廣場、居民地、橋面、道路等城市用地類型人為釋放熱量大、溫度高，而以土壤為主的裸地、植被以及水體等溫度低。因此，隨著城市的擴展，土地利用類型的變化，城市熱島效應會產生相應的變化。

上海市人口多寡與溫度高低顯然成正比

而另一座更為知名的火爐城市——烏魯木齊的城市發展也佐證了這一點。

有人通過對烏魯木齊和米泉這兩座城市的熱島效應的調查發現，隨著經濟的進步和人口的湧入，兩座城市都不約而同地出現了「熱島效應」。但是因為各種因素「熱島效應」的程度有著差距。例如烏魯木齊市城市化程度高，但地形複雜，海拔高度相差大，氣象站位於城市的東南邊緣，風速較市中心區大些，隨著城市化程度的提高，城市熱島強度隨年代的增加而遞增，氣象站氣溫觀測值受熱島效應的影響要小於市中心區，是烏魯木齊市氣象站溫度逐年遞增率小於米泉的主要原因。冬季逆溫出現頻率高、強度大，1 月份07：00 近地面逆溫出現頻率為66%，20：00 出現頻率為41 %，近地面逆溫有削弱城市「熱島效應」的作用，且近地層大氣層結穩定，風速很小，市中心的熱量不易向周邊擴散，位於城市邊緣的烏魯木齊站的氣溫觀測值受城市熱島效應的影響較小，是烏魯木齊站冬季平均溫度逐年遞增率小於春、秋季的主要原因。

而彼此對應的是米泉市規模較小，但進入1990 年代後發展速度非常快，1995 年總人口為4 .8 萬，到2007 年改為烏魯木齊市米東新區時人口已劇增到29 .8 萬，成為烏魯木齊市副中心，是新疆最大的製造業基地、新疆重要的化工工業城和重要的出口加工基地。由於城市快速發展對環境溫度影響很大，氣象站位於市區，站址在米泉市中心的西南緣側，且在下風方，氣象站的溫度觀測值也與昌吉市一樣受城市環境影響很大，所以米泉市氣象站的溫度逐年遞增率大於烏魯木齊市氣象站，且與烏魯木齊市一樣，春、秋季遞增率大於冬季。