夏天在城里生活过的人都有这种体会:傍晚出了地铁站,一股热气从地面和墙面上扑过来,可周末开车去郊区,一下车就觉得凉快一截。这不是错觉。气象观测早就发现,城市中心的气温普遍比周边郊区、乡村高,而且越到夜里差距越明显。地图上把气温画成等温线,城市这一块会鼓出一个"高温包",周围低、中间高,活像大海里冒出一座热的岛——这就是"城市热岛效应"这个名字的来历。

2022年5月5日午夜前后,NASA ECOSTRESS记录的德里周边地表温度。红黄暖色对应较热的城镇地表,蓝色多为较凉的农田;这是观测数据着色图,不是空气温度或肉眼看到的颜色。
2022年5月5日午夜前后,NASA ECOSTRESS记录的德里周边地表温度。红黄暖色对应较热的城镇地表,蓝色多为较凉的农田;这是观测数据着色图,不是空气温度或肉眼看到的颜色。
图片来源:NASA/JPL-Caltech · Wikimedia Commons

看个具体的例子。某个闷热的夏夜,晚上十点,小陈在市中心家里测了下窗外气温:31℃(演示数字);同一时刻,他表妹在郊区老家的院子里测,只有27℃(演示数字)。两地直线距离不过二十公里,天上是同一阵风、同一片云,可温度差了四度。到了后半夜,郊区的温度继续往下掉,市中心却还赖在三十度上下不肯走。差距最大的时刻往往不是大中午,而是夜里。

城里为什么就是更热

核心原因就四条,全是城市这块地本身的毛病:

第一,地面太硬,吸热快、散热慢。 城里的柏油路、水泥地、屋顶,白天被太阳晒透了就把热量存起来,晚上再慢慢往外吐。相比之下,植被较多的郊区有遮阴和蒸发降温,开阔地面夜里也更容易向外散热。

第二,楼太密,热散不出去。 高楼之间形成一条一条"街道峡谷",风被挡住,热气在楼缝里打转转;而且楼多墙面就多,每面墙白天都在吸热、夜里都在放热。

第三,绿地和水太少。 植物靠蒸腾、水面靠蒸发给空气降温,相当于天然的加湿器加风扇。城里绿地少、河湖被填,这台天然空调就弱了。

第四,人自己也在排热。 空调外机往街上吹热风,汽车尾气带着热,工厂、地铁、千家万户的电器都在发热。整座城市本身就是一个巨大的散热器。

一眼看懂 / 示意图

城市的热,来自几股力量叠加

城市的热,来自几股力量叠加楼群密:通风与散热受影响绿地、水面少路面、屋顶存下热量空调、车流等排出废热夜里建筑慢慢放热,局地气温可能降得更慢

四条叠在一起,城市就成了一座白天拼命吸热、夜里慢慢吐热的岛。一般城市比郊区高出一两度到两三度很常见,赶上闷热无风的夜晚,差距还会更大。

它和全球变暖是一回事吗

不是,但两者会联手,这是最容易搞混的地方。

全球变暖说的是整个地球的平均气温在往上爬,原因是大气里温室气体越积越多——这是"温室效应"讲的事,尺度是全球,单位是几十年上百年。城市热岛说的是城市这块地自己比旁边热,原因是路面、楼房、绿地和人造排热,尺度是一个城市、一个夜晚,主要由局地地表和人为排热造成,不是温室气体增强效应的另一个名字。

打个比方:全球变暖像把整锅水的底温抬高了一点,城市热岛则像锅里另有一块吸热多、散热慢的区域,在这个基础上再加热。所以"碳中和"这类减排行动管的是火的大小,而让城市凉下来——多留绿地、多留水面、少用吸热的深色硬地面、给楼顶刷浅色涂料——管的是那块铁板。两回事,都要做。

对普通人来说,两者的麻烦在于叠加:全球变暖把夏天的底线抬高了,城市热岛又在抬高后的基础上再加几度,于是城里人迎来的高温天数和极端高温,比郊区邻居更难熬。这也是为什么同样报"高温红色预警",市中心的实际体感往往更糟。

一眼看懂 / 示意图

局地热岛与全球变暖

  1. 01城市热岛

    地表、建筑、绿地和排热造成局地温差

  2. 02全球变暖

    长期全球温度背景升高

  3. 03两者叠加

    城市在更暖背景下承受局地增温