城市热岛效应,通俗地讲就是城市化的发展,导致城市中的气温高于外围郊区的这种现象。在气象学近地面大气等温线图上,郊外的广阔地区气温变化很小,如同一个平静的海面,而城区则是一个明显的高温区,如同突出海面的岛屿,由于这种岛屿代表着高温的城市区域,所以就被形象地称为城市热岛。在夏季,城市局部地区的气温,能比郊区高6℃甚至更高,形成高强度的热岛。 那么,城市热岛是怎么形成的呢?或者说是什么原因导致了城市热岛呢?城市热岛的形成,显然是与城市化的发展密不可分的,其形成的直接原因有以下四个: 首先,是城市下垫面(大气底部与地表的接触面)特性的影响。城市内大量人工构筑物如铺装地面、各种建筑墙面等,改变了下垫面的热属性,这些人工构筑物吸热快而热容量小,在相同的太阳辐射条件下,它们比自然下垫面(绿地、水面等)升温快,因而其表面的温度明显高于自然下垫面。比如夏天里,草坪温度32℃、树冠温度30℃的时候,水泥地面的温度可以达到57℃,柏油马路的温度更高达63℃,这些高温物体形成巨大的热源,烘烤着周围的大气和我们的生活环境,怎么能不热呢? 第二个主要原因是城市大气污染。城市中的机动车辆、工业生产以及大量的人群活动,产生了大量的氮氧化物、二氧化碳、粉尘等,这些物质可以大量地吸收环境中热辐射的能量,产生众所周知的温室效应,引起大气的进一步升温。 第三个主要原因是人工热源的影响。工厂、机动车、居民生活等,燃烧各种燃料、消耗大量能源,无数个火炉在燃烧,都在排放热量! 第四个原因是,城市里的自然下垫面减少了。城市的建筑、广场、道路等等大量增加,绿地、水体等自然因素相应减少,放热的多了,吸热的少了,缓解热岛效应的能力就被削弱了。
城市热岛的成因及控制
论文导读:“城市热岛效应”也称“大气热污染现象”,是指城市市区气温高于郊区气温,高温城区处于低温郊区的包围之中,在用等温线表示的气温分布图上,形成内高外低的岛屿形式,故称为“城市热岛效应”。环保专家认为,“热岛效应”80%的因素归咎于绿地和湿地的减少,城市热量的排放因素只占20%,所以城市热岛效应的控制重点是绿地和湿地的建设。而卫星热红外遥感技术能有效、全面地探测到下垫面的温度特征,周期性、动态地监测城市热环境变化趋势,是研究城市热岛效应的有效手段。
关键词:城市热岛效应,城市热环境,成因,控制
一、城市热岛效应
“城市热岛效应”也称“大气热污染现象”,是指城市市区气温高于郊区气温,高温城区处于低温郊区的包围之中,在用等温线表示的气温分布图上,形成内高外低的岛屿形式,故称为“城市热岛效应”。
城市热岛效应使城市年平均气温比郊区高出1 ℃以上,夏季城市局部地区的气温有时甚至比郊区高出6 ℃以上。在全球高速城市化的背景下,城市热岛已经成为影响城市环境的要素之一,对城市公共健康、空气质量、能源消耗等方面构成了严重威胁。
二、城市热岛效应成因分析
城市热岛效应的形成与许多因素有关,城市化是形成热岛现象的主要原因。
1、下垫面的变化
城市微气候的形成与城市人工构筑的下垫面有着密切的关系。由于城市与郊外的下垫面不同,形成各自的热环境和热平衡(图1、图2)。
图1郊外的热平衡图2城市内的热平衡
城市地表无机化,越来越多的地表被建筑物、混凝土和柏油所覆盖,绿地和水面的减少使蒸发作用减弱,大气得不到冷却;同时,这些人工构筑物热容量小,在相同太阳辐射条件下,比自然绿地、水面等升温快。
2、人工热源的影响
城市中大量的人为热排放也是产生热岛的重要原因。工厂生产、交通运输以及居民生活都需要燃烧各种燃料,每天都在负外排放大量的热量。
3、城市中的大气污染
城市中的机动车,工业生产以及居民生活所产生的氮氧化物、二氧化碳和粉尘待排放物,这些物质会吸收城市中人工构筑物的热辐射,产生温室效应,从而引起大气进一步温升。在城市热岛现象的影响下,城区气温比周围郊区的农村高,城市地区的热空气上升,并在高空向四周扩散,周围郊区的较冷空气流入城区,这样就形成城市特有的热岛环流。城郊工厂排出的污染物可随热岛环流由低空吹向城区,使城市污染物浓度升高,进一步增强了城市的热岛效应。
4、城市建筑物密度和负荷
高密度的建筑物增加了太阳辐射的直接吸收和太阳辐射反弹吸收, 城市中高层建筑物林立,影响风的自然流动,也是导致城市热岛效应的原因之一。
5、城市能耗
城市大量的能耗增加了表面大气的温度,也使热岛效应增强。特别是夏季高温天气下的建筑空调负荷大大增强了热岛效应,反过来,城市热岛效应又增加了空调能耗,形成恶性循环。
此外,城市建成率、几何形状、城市规模和城市地理位置也与热岛效应存在明显的相关关系。
三、城市热岛效应的控制
绿地和水面是有效缓解城市热岛效应,调节和改善城市微气候环境的最有效因素。环保专家认为,“热岛效应”80 %的因素归咎于绿地和湿地的减少,城市热量的排放因素只占20 % ,所以城市热岛效应的控制重点是绿地和湿地的建设。
1、大力推广城市立体绿化
植物对太阳辐射的吸收率高,透过率低;植物可通过蒸腾作用带走大量热量,提高空气湿度;特别是树木通过遮挡阳光可以大量减少辐射热。植物对太阳辐射的反射率一般为10 %~20 % ,对红外线的反射率高达70 %以上。研究表明,当一个区域的绿化覆盖率达到30%,热岛强度明显减弱;绿化覆盖率大于50%,热岛缓解现象极其明显。植物因为进行光合作用,可以产生良好的环境效益,这对缓解全球温室效应,补救臭氧层空洞都会起到非常重要的作用。
在城市绿化中应进行合理的乔灌草搭配,尤其是乡土树种的种植。应舍弃一味种植草坪和名贵树木的不合理做法。论文参考网。由于城市用地紧张,城市绿化中除了进行水平方向森林规划外,应向立体绿化方向发展。城市有大量的水泥或混凝土屋顶、墙体、立交和边坡,这些裸露表面为立体绿化提供了可能。发展立体绿化是缓解城市热岛效应的重要方法。
建筑物的屋面是建筑与大气接触的重要界面。而城市中屋面的面积占去了整个城市面积的50 % 左右。增加屋顶绿地覆盖面积,不仅可以降低空调能耗, 而且还能调节室外气温.具有减缓城市热岛效应的作用,生态效益显著。
2、保护自然湿地,努力构建人工湿地
水体热容量大,水分蒸发多,增温降温缓和,城市内水面的存在,可在一定程度上缓解城市热岛现象。城市化导致大量的城市农田、水塘、湖泊、内河、沼泽等湿地减少或消失,不透水混凝土建筑、道路和广场,使大量的降水直接通过排水网流失。湿地的减少或消失,天然降水的白白流失,致使城市失去了通过蒸发带走城市热量,降低热岛效应的机会以及水通过促进林木生长,间接降低热岛效应的可能性。要在大力保护原有湿地的基础上(包括城郊湿地的保护),在城市进行人工湿地的构建,这是降低热岛效应的有效方法。此外,积极改善不透水下垫面层,利用透水性材料(透水砖等),有资料表明透水性水泥混凝土路面可降低路面温度约5℃,所以,城区中透水性铺装与城市水体蒸发及绿化体系的蒸腾作用一样,对改善城市市区热环境及形成局地风都有明显作用。
3、构建合理的城市规划结构
注重城市建设的合理布局,在城市规划方面实施可持续发展战略。
城市热岛效应与城市规模有一定的相关性。有学者认为城市扩展是城市热岛效应形成的主要原因。人口高密度区同时也是建筑物高密度区和能量高消耗区,不可避免地形成高气温区。据研究, 10万人口的城市热岛效应可达℃,100万人口的城市热岛效应可达℃。因此,必须对城市规模进行规划,将城市的人口数量控制在一定范围之内。同时,要控制市区人口密度和建筑密度和高度,选择通气流畅的地形进行城市建设,因地制宜,对城市的各个功能区进行合理布局,加大空气流动空间,尽量使主干道与夏季盛行风的方向一致。
4、降低设备能耗,合理规划城市能源
通过改进能源消耗设备构件,更新能源使用方法,提高能源使用效率,减少能源损耗。将城区分散的、低效率的小热源控制起来,大力推广集中供热,以提高能源利用率;尽可能考虑集中空调方式, 以减少建筑物HVAC 系统向空气的排热。可以通过改进建筑空调技术、积极探索和推广新能源利于技术(如地源热泵技术)、大力开展建筑节能,还应制定相应的政策法规,推动节能措施的落实。
在经济合理、技术可行的情况下,可以适当利用绿色能源,如风能、太阳能、生物能、地热等。不仅节约能源,将一部分太阳能转换为其他形式能源,减少了辐射能中直接转换为热能的能量,即减少了太阳辐射对城市热岛现象的影响。
5、发展“生态隔热”建筑表皮
建筑节能技术通常使用白色或浅色处理建筑表面的“反射隔热”、增大建筑围护结构的热阻的“热阻隔热”、采用人工材料构造的遮阳设施遮挡太阳辐射的“遮阳隔热”等,都是将太阳辐射热直接转移到室外,在满足建筑室内热舒适与建筑节能的同时,却带来了城市热岛强度的增加。所以,目前我们应弱化热岛控制中推行反射饰面材料等常规手段,采用绿色植被、水体介质等具有生态要素的复合体,将其置于建筑表面构成生态建筑表皮,将吸收的太阳辐射热经过物理、生化反应之后,通过蒸腾作用以水分蒸发方式散热。这样,就可以降低建筑表皮对周围环境的太阳辐射反射和热量转移,从根本上改善了建筑外部的热环境,减弱了城市的热岛效应。
6、规范城市交通系统
提倡公共交通,控制私人小汽车数量,逐步用清洁液化气取代石油作为城市公交车和出租车的主燃料。目前,国外已研制出以电力作为机动车动力的新技术,这将对城市热岛及城市气候环境产生积极的影响。同时,对城市大量交通进行有层次的划分,对车辆进行分流,促进城市大量集聚的热量、温室气体以及悬浮颗粒物分散,减少尘罩作用,降低热岛效应。
四、研究现状与建议
1.热岛效应的研究现状
多年来,众多学者对城市热岛现象做了大量的研究工作。国内外不少学者根据观测资料分析指出了城市温度场及城市热岛强度的影响因素,并提出了城市热岛强度与某些因子的相关模式。论文参考网。不少学者对城市能量平衡中的一些物理过程进行了广泛的探讨,取得一些有益的成果。近几年来我国研究人员从城市的人口密度、绿地数量和分布、建成区面积、人为热、大气污染、地形等方面研究了城市热岛的范围、强度与这些因素之间的关系,也针对城市热场分布与土地利用、覆被之间关系进行了研究。
常规的城市热岛研究以监测为主,根据监测结果分析影响城市温度场及城市热岛强度的因素。常规监测方法采用线路观测和定点观测相结合,由于观测不可能同步进行,观测点位的密度不高,这种方法不能全面、同步地反映地面热辐射状况。而卫星热红外遥感技术能有效、全面地探测到下垫面的温度特征,周期性、动态地监测城市热环境变化趋势,是研究城市热岛效应的有效手段。常用的热红外遥感技术有气象卫星NOAA AVHRR、陆地卫星(Landsat)TM等。相比气象卫星NOAA AVHRR 地面分辨率(1 km ×1 km),陆地卫星(Landsat) TM6 具有120 m ×120 m 的地面分辨率,对于要求精确分析的区域,TM6 是较好的选择。此外,日本九州大学城市与建筑环境实验室开发的城市热岛模拟软件——AU SSSM TOOL , 可对典型区域的热环境进行模拟,对城市的合理规划提供参考。论文参考网。
2.几点建议
首先,热岛效应的研究应从基础资料的调研、收集入手,实地监测城市不同地区热流方向及大小,对建筑气候小区进行划分。其次,在城市不同地区、不同建筑条件下,尤其是热岛现象显著地区建立监测站,进行测量,获得城市重点地区热岛现象的变化模式。这些实地监测数据对当地城市和建筑气候小区的数学模型的建立和修订是非常重要的。最后,根据实测数值,可以建立当地建筑和城市环境的能量平衡模型,包括建立模拟当地的城市气候小区、城市下垫面层、人工排热与热岛效应之间的有机联系模型。
五、结语
21世纪环境和能源问题影响着城市形态和人们的社会生活,热岛效应对城市热环境的影响亟待解决。通过对热岛效应的研究,把握城市热效应分布与城市发展的关系,对促进城市规划和生态环境建设,推进城市可持续发展,提高人居环境质量具有重要的意义。
热岛效应的定义是由于人们改变城市地表而引起小气候变化的综合现象,是城市气候最明显的特征之一。由于城市化的速度加快,城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的热容量和吸热率,使得城区储存了较多的热量,并向四周和大气中幅射,造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温,高温的城区处于低温的郊区包围之中,如同汪洋大海中的岛屿,人们把这种现象称之为城市热岛效应。“热岛效应”的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。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,把市外新鲜空气引进市内,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。
城市热岛效应,通俗地讲就是城市化的发展,导致城市中的气温高于外围郊区的这种现象。在气象学近地面大气等温线图上,郊外的广阔地区气温变化很小,如同一个平静的海面,而城区则是一个明显的高温区,如同突出海面的岛屿,由于这种岛屿代表着高温的城市区域,所以就被形象地称为城市热岛。在夏季,城市局部地区的气温,能比郊区高6℃甚至更高,形成高强度的热岛。 那么,城市热岛是怎么形成的呢?或者说是什么原因导致了城市热岛呢?城市热岛的形成,显然是与城市化的发展密不可分的,其形成的直接原因有以下四个: 首先,是城市下垫面(大气底部与地表的接触面)特性的影响。城市内大量人工构筑物如铺装地面、各种建筑墙面等,改变了下垫面的热属性,这些人工构筑物吸热快而热容量小,在相同的太阳辐射条件下,它们比自然下垫面(绿地、水面等)升温快,因而其表面的温度明显高于自然下垫面。比如夏天里,草坪温度32℃、树冠温度30℃的时候,水泥地面的温度可以达到57℃,柏油马路的温度更高达63℃,这些高温物体形成巨大的热源,烘烤着周围的大气和我们的生活环境,怎么能不热呢? 第二个主要原因是城市大气污染。城市中的机动车辆、工业生产以及大量的人群活动,产生了大量的氮氧化物、二氧化碳、粉尘等,这些物质可以大量地吸收环境中热辐射的能量,产生众所周知的温室效应,引起大气的进一步升温。 第三个主要原因是人工热源的影响。工厂、机动车、居民生活等,燃烧各种燃料、消耗大量能源,无数个火炉在燃烧,都在排放热量! 第四个原因是,城市里的自然下垫面减少了。城市的建筑、广场、道路等等大量增加,绿地、水体等自然因素相应减少,放热的多了,吸热的少了,缓解热岛效应的能力就被削弱了。
城市热岛的成因及控制
论文导读:“城市热岛效应”也称“大气热污染现象”,是指城市市区气温高于郊区气温,高温城区处于低温郊区的包围之中,在用等温线表示的气温分布图上,形成内高外低的岛屿形式,故称为“城市热岛效应”。环保专家认为,“热岛效应”80%的因素归咎于绿地和湿地的减少,城市热量的排放因素只占20%,所以城市热岛效应的控制重点是绿地和湿地的建设。而卫星热红外遥感技术能有效、全面地探测到下垫面的温度特征,周期性、动态地监测城市热环境变化趋势,是研究城市热岛效应的有效手段。
关键词:城市热岛效应,城市热环境,成因,控制
一、城市热岛效应
“城市热岛效应”也称“大气热污染现象”,是指城市市区气温高于郊区气温,高温城区处于低温郊区的包围之中,在用等温线表示的气温分布图上,形成内高外低的岛屿形式,故称为“城市热岛效应”。
城市热岛效应使城市年平均气温比郊区高出1 ℃以上,夏季城市局部地区的气温有时甚至比郊区高出6 ℃以上。在全球高速城市化的背景下,城市热岛已经成为影响城市环境的要素之一,对城市公共健康、空气质量、能源消耗等方面构成了严重威胁。
二、城市热岛效应成因分析
城市热岛效应的形成与许多因素有关,城市化是形成热岛现象的主要原因。
1、下垫面的变化
城市微气候的形成与城市人工构筑的下垫面有着密切的关系。由于城市与郊外的下垫面不同,形成各自的热环境和热平衡(图1、图2)。
图1郊外的热平衡图2城市内的热平衡
城市地表无机化,越来越多的地表被建筑物、混凝土和柏油所覆盖,绿地和水面的减少使蒸发作用减弱,大气得不到冷却;同时,这些人工构筑物热容量小,在相同太阳辐射条件下,比自然绿地、水面等升温快。
2、人工热源的影响
城市中大量的人为热排放也是产生热岛的重要原因。工厂生产、交通运输以及居民生活都需要燃烧各种燃料,每天都在负外排放大量的热量。
3、城市中的大气污染
城市中的机动车,工业生产以及居民生活所产生的氮氧化物、二氧化碳和粉尘待排放物,这些物质会吸收城市中人工构筑物的热辐射,产生温室效应,从而引起大气进一步温升。在城市热岛现象的影响下,城区气温比周围郊区的农村高,城市地区的热空气上升,并在高空向四周扩散,周围郊区的较冷空气流入城区,这样就形成城市特有的热岛环流。城郊工厂排出的污染物可随热岛环流由低空吹向城区,使城市污染物浓度升高,进一步增强了城市的热岛效应。
4、城市建筑物密度和负荷
高密度的建筑物增加了太阳辐射的直接吸收和太阳辐射反弹吸收, 城市中高层建筑物林立,影响风的自然流动,也是导致城市热岛效应的原因之一。
5、城市能耗
城市大量的能耗增加了表面大气的温度,也使热岛效应增强。特别是夏季高温天气下的建筑空调负荷大大增强了热岛效应,反过来,城市热岛效应又增加了空调能耗,形成恶性循环。
此外,城市建成率、几何形状、城市规模和城市地理位置也与热岛效应存在明显的相关关系。
三、城市热岛效应的控制
绿地和水面是有效缓解城市热岛效应,调节和改善城市微气候环境的最有效因素。环保专家认为,“热岛效应”80 %的因素归咎于绿地和湿地的减少,城市热量的排放因素只占20 % ,所以城市热岛效应的控制重点是绿地和湿地的建设。
1、大力推广城市立体绿化
植物对太阳辐射的吸收率高,透过率低;植物可通过蒸腾作用带走大量热量,提高空气湿度;特别是树木通过遮挡阳光可以大量减少辐射热。植物对太阳辐射的反射率一般为10 %~20 % ,对红外线的反射率高达70 %以上。研究表明,当一个区域的绿化覆盖率达到30%,热岛强度明显减弱;绿化覆盖率大于50%,热岛缓解现象极其明显。植物因为进行光合作用,可以产生良好的环境效益,这对缓解全球温室效应,补救臭氧层空洞都会起到非常重要的作用。
在城市绿化中应进行合理的乔灌草搭配,尤其是乡土树种的种植。应舍弃一味种植草坪和名贵树木的不合理做法。论文参考网。由于城市用地紧张,城市绿化中除了进行水平方向森林规划外,应向立体绿化方向发展。城市有大量的水泥或混凝土屋顶、墙体、立交和边坡,这些裸露表面为立体绿化提供了可能。发展立体绿化是缓解城市热岛效应的重要方法。
建筑物的屋面是建筑与大气接触的重要界面。而城市中屋面的面积占去了整个城市面积的50 % 左右。增加屋顶绿地覆盖面积,不仅可以降低空调能耗, 而且还能调节室外气温.具有减缓城市热岛效应的作用,生态效益显著。
2、保护自然湿地,努力构建人工湿地
水体热容量大,水分蒸发多,增温降温缓和,城市内水面的存在,可在一定程度上缓解城市热岛现象。城市化导致大量的城市农田、水塘、湖泊、内河、沼泽等湿地减少或消失,不透水混凝土建筑、道路和广场,使大量的降水直接通过排水网流失。湿地的减少或消失,天然降水的白白流失,致使城市失去了通过蒸发带走城市热量,降低热岛效应的机会以及水通过促进林木生长,间接降低热岛效应的可能性。要在大力保护原有湿地的基础上(包括城郊湿地的保护),在城市进行人工湿地的构建,这是降低热岛效应的有效方法。此外,积极改善不透水下垫面层,利用透水性材料(透水砖等),有资料表明透水性水泥混凝土路面可降低路面温度约5℃,所以,城区中透水性铺装与城市水体蒸发及绿化体系的蒸腾作用一样,对改善城市市区热环境及形成局地风都有明显作用。
3、构建合理的城市规划结构
注重城市建设的合理布局,在城市规划方面实施可持续发展战略。
城市热岛效应与城市规模有一定的相关性。有学者认为城市扩展是城市热岛效应形成的主要原因。人口高密度区同时也是建筑物高密度区和能量高消耗区,不可避免地形成高气温区。据研究, 10万人口的城市热岛效应可达℃,100万人口的城市热岛效应可达℃。因此,必须对城市规模进行规划,将城市的人口数量控制在一定范围之内。同时,要控制市区人口密度和建筑密度和高度,选择通气流畅的地形进行城市建设,因地制宜,对城市的各个功能区进行合理布局,加大空气流动空间,尽量使主干道与夏季盛行风的方向一致。
4、降低设备能耗,合理规划城市能源
通过改进能源消耗设备构件,更新能源使用方法,提高能源使用效率,减少能源损耗。将城区分散的、低效率的小热源控制起来,大力推广集中供热,以提高能源利用率;尽可能考虑集中空调方式, 以减少建筑物HVAC 系统向空气的排热。可以通过改进建筑空调技术、积极探索和推广新能源利于技术(如地源热泵技术)、大力开展建筑节能,还应制定相应的政策法规,推动节能措施的落实。
在经济合理、技术可行的情况下,可以适当利用绿色能源,如风能、太阳能、生物能、地热等。不仅节约能源,将一部分太阳能转换为其他形式能源,减少了辐射能中直接转换为热能的能量,即减少了太阳辐射对城市热岛现象的影响。
5、发展“生态隔热”建筑表皮
建筑节能技术通常使用白色或浅色处理建筑表面的“反射隔热”、增大建筑围护结构的热阻的“热阻隔热”、采用人工材料构造的遮阳设施遮挡太阳辐射的“遮阳隔热”等,都是将太阳辐射热直接转移到室外,在满足建筑室内热舒适与建筑节能的同时,却带来了城市热岛强度的增加。所以,目前我们应弱化热岛控制中推行反射饰面材料等常规手段,采用绿色植被、水体介质等具有生态要素的复合体,将其置于建筑表面构成生态建筑表皮,将吸收的太阳辐射热经过物理、生化反应之后,通过蒸腾作用以水分蒸发方式散热。这样,就可以降低建筑表皮对周围环境的太阳辐射反射和热量转移,从根本上改善了建筑外部的热环境,减弱了城市的热岛效应。
6、规范城市交通系统
提倡公共交通,控制私人小汽车数量,逐步用清洁液化气取代石油作为城市公交车和出租车的主燃料。目前,国外已研制出以电力作为机动车动力的新技术,这将对城市热岛及城市气候环境产生积极的影响。同时,对城市大量交通进行有层次的划分,对车辆进行分流,促进城市大量集聚的热量、温室气体以及悬浮颗粒物分散,减少尘罩作用,降低热岛效应。
四、研究现状与建议
1.热岛效应的研究现状
多年来,众多学者对城市热岛现象做了大量的研究工作。国内外不少学者根据观测资料分析指出了城市温度场及城市热岛强度的影响因素,并提出了城市热岛强度与某些因子的相关模式。论文参考网。不少学者对城市能量平衡中的一些物理过程进行了广泛的探讨,取得一些有益的成果。近几年来我国研究人员从城市的人口密度、绿地数量和分布、建成区面积、人为热、大气污染、地形等方面研究了城市热岛的范围、强度与这些因素之间的关系,也针对城市热场分布与土地利用、覆被之间关系进行了研究。
常规的城市热岛研究以监测为主,根据监测结果分析影响城市温度场及城市热岛强度的因素。常规监测方法采用线路观测和定点观测相结合,由于观测不可能同步进行,观测点位的密度不高,这种方法不能全面、同步地反映地面热辐射状况。而卫星热红外遥感技术能有效、全面地探测到下垫面的温度特征,周期性、动态地监测城市热环境变化趋势,是研究城市热岛效应的有效手段。常用的热红外遥感技术有气象卫星NOAA AVHRR、陆地卫星(Landsat)TM等。相比气象卫星NOAA AVHRR 地面分辨率(1 km ×1 km),陆地卫星(Landsat) TM6 具有120 m ×120 m 的地面分辨率,对于要求精确分析的区域,TM6 是较好的选择。此外,日本九州大学城市与建筑环境实验室开发的城市热岛模拟软件——AU SSSM TOOL , 可对典型区域的热环境进行模拟,对城市的合理规划提供参考。论文参考网。
2.几点建议
首先,热岛效应的研究应从基础资料的调研、收集入手,实地监测城市不同地区热流方向及大小,对建筑气候小区进行划分。其次,在城市不同地区、不同建筑条件下,尤其是热岛现象显著地区建立监测站,进行测量,获得城市重点地区热岛现象的变化模式。这些实地监测数据对当地城市和建筑气候小区的数学模型的建立和修订是非常重要的。最后,根据实测数值,可以建立当地建筑和城市环境的能量平衡模型,包括建立模拟当地的城市气候小区、城市下垫面层、人工排热与热岛效应之间的有机联系模型。
五、结语
21世纪环境和能源问题影响着城市形态和人们的社会生活,热岛效应对城市热环境的影响亟待解决。通过对热岛效应的研究,把握城市热效应分布与城市发展的关系,对促进城市规划和生态环境建设,推进城市可持续发展,提高人居环境质量具有重要的意义。
热岛现象、或称热岛效应,是一个自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。具体来说,无论从早上到日落以后,城市部份的气温都比周边地区异常的高,并容易产生雾气。这个现象的发现,是由于人造卫星的出现,使人类得以利用人造卫星从高空以红外线拍摄地球。这种拍摄的最初目的,是作气象测量用途,用以分析雨云的构成。可是,后来人类从红外线的影像发现了照片中的城市地区的温度有着很明显的差异,看起来城市部份就好像在周边地区的一个浮岛。目录 [隐藏] 1 原因2 对策3 关联项目4 参考文献原因[编辑]异常的温度上升主要的原因,来自于大楼和柏油的太阳光的蓄热,城市内部林立的大楼中的空调设备被排出的热空气,树木的减少所产生的城市圆顶效应。由于气温高出,所以会出现突然的降雨。近几年,大楼不断向高空发展,河流沿岸被覆盖,都遮挡著风的流动,加剧了城市内部的高温化。[1]以下是可能导致城市热岛效应的原因。来自于树木和裸地的减少,降雨渗透地面减少,进而蒸发或蒸散量的减少。来自于空气污染,大气吸收的太阳热的增加。来自于被低反照率的柏油和玻璃幕墙和混凝土覆盖,地表面吸收太阳热的增加。来自于产业活动和汽车,空调设备等的人工废热。来自于建筑物屏风型建筑物,减少风的变化和流动。内陆城市的热岛现象比海岸城市更显著。一般认为海水水温变化少,能够冷却邻近地区的空气。位于内陆盆地内的城市因为大气的不良循环,特别容易受到热岛的影响。对策[编辑]植树,近几年采用屋顶植树、墙面植树的例子也很多。在京都协议书中也有纪录著绿化屋顶的义务。在许多城市也有自行出资植树的例子。采用没有反射性能素材、如消热效能涂料、令室外气温降低。釆用不需额外供水供电的绿化屋顶。(因为如用额外供水, 如没有同时安装有效的食水过滤系统, 就是浪费食水,另额外供电就是增加炭排放.)采用透水性、保水性铺修,利用水份吸收热量。确保风的流通性。减少屏风型建筑,像是使较凉快的空气从水体和郊外向市中心流动。Stuttgart和在柏林的Potzdamer Platz周边的重新开辟都是有名的例子。洒水。限制飞机、汽车的机器及建筑物的人工排热(如冷气),改用大众交通。分散市区人口至郊区,以减低人工排热。合理地规划城市建设,设置公园绿地(纽约中央公园)或水池湿地,建造人工河道等(首尔清溪川),吸收热量降低温度。
热岛效应的定义 是由于人们改变城市地表而引起小气候变化的综合现象,是城市气候最明显的特征之一。由于城市化的速度加快,城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的热容量和吸热率,使得城区储存了较多的热量,并向四周和大气中幅射,造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温,高温的城区处于低温的郊区包围之中,如同汪洋大海中的岛屿,人们把这种现象称之为城市热岛效应。“热岛效应”的成因 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。 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,把市外新鲜空气引进市内,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。
百度百科上有
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城市轨道交通运营专业性强、技术设备复杂、客流量大,造成城市轨道交通安全运营管理的难度较大。下面是我为大家整理的城市轨道交通运营管理论文,供大家参考。
摘 要:随着城市的发展及扩张,城市轨道交通在城市未来的发展中,起到举足轻重的地位,城市轨道交通给市民的出行带来更多的便捷,并且可以有效地解决城市拥挤难题。随之而来的乘务运营安全管理是急需妥善处理的问题,下面笔者根据南京轨道交通做以下几点阐述。
关键词:轨道交通 地铁 乘务
1 .前言
轨道交通乘务运营安全是乘务管理永恒的话题,是乘务工作的生命线,拥有安全我们就理直气壮、我们就信心饱满。在网络化运营条件下,我们应投入更多精力,从实际出发,认真调研网络化运营条件下安全管理 措施 ,抓住人为因素和设备因素,不断强化安全意识,提高员工技能,以高超的技能和强烈的责任心避免事故发生;深入查找危险源,推进贯标工作,深入基层,查找关键点,及时整改,掌握设备状态,从设备层面杜绝事故的发生。
2.轨道交通乘务运营中存在的问题
缺少全面安全管理
虽然现在轨道交通乘务运营管理在不断重视,但是很多机制还是不够健全,有待进一步完善。诸如,安全管理不规范、不全面,缺少健全的系统、没有计划性、规划性,及科学的运营安全管理模式及策略。同时监督力度也不够,很多问题得不到及时纠正和改善,增加运营的风险性。
司机的综合素质问题
很多司机人员的技术水平和能力还不达标。比如,有的司机刚培训不久就开始上岗作业,系统性学习的东西比较少,技术水平和能力还需要再学习;司机的个人修养等问题也是需要不断的提高;还有司机人员的工作环境吵闹,压力也比较大;最后司机人员的安全意识比较淡薄,行车 经验 不够,停车误差难以控制等问题都是需要去解决。
缺少健全的人员培训机制
培训是提高司乘人员综合素质的需要,是提高地铁司机技术水平、事件处理水平的关键,是提高工作人员综合能力和服务水平有效措施。现行的培训机制比较单一,缺少全面性、专业性。首先,有的培训脱离的实际,不能有效地将培训理论与实践情况联系起来。其次,培训效果的检测制度不健全,培训好似“聚会”,人去了就行,学不到真正的东西,培训考核方式相对滞后。再次,缺少专业的培训人员,有的单位的培训存在形式主义,随便找个人讲两句就行了,培训方式缺少科学性,培训效果不佳。
3.轨道交通乘务运营安全管理的建议
提升新司机应急处理能力
大部分新司机没有从事过铁路和地铁行车相关职业,并且随着电客车技术的不断完善,设备的故障率也在逐年减少,现实中出现非正常行车的几率较小,应急预案演练次数不足,司机实战操作机会严重缺乏,新司机对非正常行车 方法 更多的只是理论上的了解。加强新进员工的非正常行车方面的理论培训,并进行强化实践与理论结合,采用桌面模拟演练非正常行车的方法,加深新员工对非正常行车的理解,利用现有条件在试车线进行模拟故障演练,在公司、部门、中心、班组等组织的非正常行车演练中组织新司机进行观摩并写出 总结 分析,同时通过常预想、常 教育 、常培训、常提醒、常谈心、常检查、常讲评、常交流、常整顿、常学习来增强员工的非正常应急实战的能力,进而为南京地铁的安全运营打下坚实基础。
快速掌握新线设备
由于今后新线多采用新型移动闭塞法组织行车,与现有的一号线移动闭塞法行车有着很大的差异,加上新线列车在原有一号线列车的基础上进行了相应的技术改造,从而使新线的各类设施设备与一号线有很大的差异,加上新线各类设施设备的系统培训时间较短,参培人员数目较少,员工在技能等级、工作经验等方面,以及在适应新技术、新装备、新运营方式等方面也需要一定的时间。严重制约了新员工对新线各类设施设备性能的掌握运用程度。为此,中心应在班组内成立以故障处理小组、ATP小组、重温小组等多种形式的兴趣小组,利用现有新线车辆对新员工不定期的采用多种途径传授新线车辆业务知识;并且通过阶段验收、技术比武,强化新司机对新线设备的掌握程度,为南京地铁新线的开通做好充分的准备。
探索网络化管理模式
随着2010年5月28日两条新线的开通,南京地铁将正式踏入网络化运营的门坎,而当时我们很多人都没有经历过网络化运营,更多的只是对网络化运营有一个抽象的概念。网络化运营将带来大客流的密集效应,加之列车晚点、设施设备故障、人车冲突等问题,很容易造成比以往单线运营更多的客伤纠纷、服务质量投诉等现象,尤其是在客流高峰时段,客运双方的矛盾纠纷可能会进一步升级,此外还有“大小交路+分段交路”、“Y”型交路等运行方式。此类情况的存在就对我们提出了更高、更新的要求,我们的网络化管理思路还有待进一步的拓宽。面对以上的种种问题,我们只能更多的向兄弟地铁和国外地铁借鉴优秀的管理经验,着眼总结经验、寻找差距、研究措施、促进工作,在自身上下功夫,利用网络化线路图桌面模拟“大小交路+分段交路”、“Y”型交路运行方式,强化司机安全意识教育,从源头上遏制车门夹伤乘客现象的发生,成立各种应急小组,处置各种突发事件,责任明确到人加重对员工的约束力。创新人才培养模式,打造精干的乘务铁军,构建强有力的执行力团队。在此基础上解放思想,统一认识,积极谋划中心发展思路,研究解决突出问题,着手创建和完善科学发展的制度措施和工作机制,为南京地铁的网络化运营工作,谱写了新的篇章。也为将来几年地铁开通7条线奠定了坚实的基础。
打好网络运营准备攻坚战
确保调试零事故
在一号线的调试过程中,我们取得了零事故的骄人成绩。为了确保新线调试工作再创佳绩,中心将加强新线车辆调试管控工作,一是选拔人员,成立新线车辆调试工作小组,全面负责新线车辆调试的协调、实施工作;二是从调试人员纪律要求、调试前准备工作、调试过程安全原则、调试车辆整备要求、调试过程安全注意事项、调试过程突发事件处理等方面入手,合理编制新线列车调试章程,确保调试工作有序、安全开展。
确保接车安全有序
随着新线开通的日益临近,新线车辆将陆续进行交接,在前两列新车顺利交接的基础上,中心认真总结经验,查找不足,进一步完善接车工作方案,每次接车任务前及时做好员工动员和工作部署,确保员工百分之百的投入,从而顺利完成每次接车任务。
合理设计司机交路
网络化运营条件下,两条线共配备356名司机,一号线与南延线将采用“Y”型交路,二号线单线运作,实现使用最少的人数完成最大的运营效益,做到行车人员在两条线穿插的合理管理调配及各基地的有序调车作业组织,从容应对多变的出入场方式、中心将按照总公司、分公司的长远运营统筹规划,根据南京地铁的线路、设施设备等既有条件做好人员周转和运转模式的设想工作。一是确定司机出、退勤方式。一号线、南延线共配置201名司机,每班平均52名司机,应充分考虑 “Y”型交路混合运行的特殊性,合理选择好出、退勤换乘站点和换乘时间,保证一号线既有线司机和南延线司机出、退勤的同步性和高效性。二是确定换乘方式。现一号线利用奥体中心和迈皋桥两端站为换乘站点,形式较为单一。网络化运营条件下,运营里程较长,单次值乘里程将增大,值乘时间也将大大增加,应该合理选择换乘站点,保证司机单次值乘任务内的精力旺盛、注意力集中,避免疲劳驾驶问题。三是确定库内出、退勤派班方式。一号线将有小行和大学城基地两个出、收车地点,二号线也将有马群和油坊桥两个出、收车地点。中心需要根据运营要求,合理安排各个基地司机数量分布及出、退勤顺序,确保出、退勤的有序性。
确保新线基地有序过渡。
09年下半年,运营人员将陆续进驻新线基地,实施设备接管和调试工作,势必存在运营设备调试与外单位施工作业混合进行的局面,各单位施工安全认识不统一等安全隐患,信号楼调度员作为基地施工管理调度指挥,应该充分发挥属地化管理职能。一是加强组织协调能力,根据施工计划安排,与各单位之间做好沟通,统一施工管理流程,有序组织施工单位进场作业及现场出清;二是加强监管能力,及时了解各项施工进展情况,全面掌握基地内施工项目数量及进展情况。
摘 要:随着社会科技的不断发展,也相应的促进了城市轨道交通的发展,城市轨道交通良好的运营离不开高效的管理,只有运用良好的管理方法才能够实现相应的管理效果。因此,应该结合城市轨道交通运营的特点,采取有效的方法进行管理。
关键词:城市轨道交通;运营管理;方式方法
引言
伴随着社会的发展,城市轨道交通也在不断的发展壮大,在针对于城市轨道交通运营方面,需要采用有效的方法进行良好的管理,才能够促进城市轨道交通的良好发展。
1 做好城市轨道交通运营管理的基础工作
城市轨道是为城市居民提供更加便利的出行服务,也就是说乘车的市民是轨道交通运营管理的核心,提高城市轨道交通运营管理应做好市民的工作。
市民良好的乘车习惯是城市轨道交通运营管理的基础,首先,要通过车站的标识系统正确的引导乘客,长期以往养成乘客的良好乘车习惯[1]。城市地铁根据城市的不同建设也各不相同,主要将站台分为地下、地面、高架等三种形式,相对来说大部分的地下站的活动空间要比地面和高架站的活动空间小一些,而且乘客在车站内分辨方向也极难,特别是在找出入口时乘客的逗留都会造成地铁站内的活动出现拥挤的状态,尤其是乘车高峰期的人流量较大会对城市轨道交通运营管理造成一定的负担。
因此,要发挥出标识系统的作用,合理的设置车站内的出入口标识,以及列车运行方向、卫生间导向等标识,及时的引导客流提高城市轨道交通运营的管理效率;其次,要加大对城市居民乘车的宣传和引导,城市轨道交通在我国很多城市都在运行和发展,为人们的出行提供非常便利的服务,而有些居民由于没有乘坐过地铁,不知道该以什么样的形式乘坐,这个时候的宣传工作就能起到很大的作用,从初期做起培养居民养成良好的乘车行为,并扩大宣传力度,通过电视、广播等方式展开地铁出行的安全事项以及正确的乘车行为。通过这种方式为城市轨道交通运营管理打下夯实的基础[2]。
2 做好城市轨道交通运营管理的重点工作
城市轨道交通运营管理重点在于行车的组织,合理的行车组织机制能提高城市轨道交通运营的效率。首先,行车组织需要对乘车客流量进行分析,包括乘客出行的特点、分布情况等,并由专业管理人员对客流量进行预测,在不同的时间段设置不同的行车计划图,而且要将各个时间详细划分,便于管理更利于市民的出行,例如,正常工作日、双休日、节假日等,在合理的行车计划图的组织下,城市轨道相关部门可以更好的按行车计划组织车辆的出行路线,对线路的运行列车数量、出进站时刻也有着更好的规划,不至于在客流量较大的节假日或休息日下出现交通运营管理混乱的现象。
而且城市轨道交通运营的乘务部门可以根据相关的行车计划图来制定乘务员的串休计划,同时城市轨道交通的其他部门,如,通信部门、供电部门、轨道部门、机电部门等,也可以合理的安排各个设备、系统以及机械等等维修计划和施工计划,既不耽误城市轨道交通的正常运营,还可以通过日常的维护工作来提高城市轨道交通运营的安全性和稳定性;其次,要考虑到乘车客流量较大时的城市轨道交通运营方式,可以通过加大线路的行车密度、就近折返线、小交通线路等方式来增加列车的运营效能[3]。
当然,也不排除列车运行时的早点、晚点、故障等情况,如果列车出现早点或晚点的现象,可以通过提前或推迟列车的出发时间来实现列车的正常运营,一旦列车出现故障的话,要及时拉大线路列车之间的运行时间的间隔,同时相关人员要及时疏散客流人群,以及故障列车的快速处理,以此来提高城市轨道交通运营的管理效率[4]。
3 做好城市轨道交通运营管理的补充方法
所谓补充方法就是在原有的运行方式出现了问题之后采用的替换方法或解决方法,在城市轨道交通运营中,虽然交通事故率较低,但是,有些不可预测的事故还是会发生的,因此,城市轨道交通运营管理应做好相关的解决措施。
首先,要加强城市轨道交通中的多个部门、多个岗位之间的协调配合,保持相互的实时通信,为处理故障事件打好基础,避免故障时部门之间缺乏协调性而导致事故扩大;其次,要建立完善的应急保障体系,这是城市轨道交通运营管理的重要一项,乘客的安全保障是城轨交通管理的核心观念,尤其是列车发生故障时会与乘客的安全有着直接的联系,一个环节的疏忽都有可能对乘客造成严重的伤害,因此,应建立有效的应急预案,并且,要对应急预案进行演练、培训,不断的强化应急预案以及乘务员应急的处理能力,对于城市轨道交通运营来说,时间是非常宝贵的,最终受到影响的是乘客的出行,通过强化应急预案和乘务员的应急能力,可以在列车故障时进行有序的处理;第三,就加强城市轨道交通运营的专业技术人员队伍的建设,主要围绕着城市轨道交通的各个环节、设备、线路以及车辆等设备的维修保养工作,要求岗位人员必须是各个工种的专业人员进行良好的管理,一方面要做好各个设备的检查维修工作,另一方面在设备故障时要有着临危不乱的心态,有序有效的处理故障问题。
另外,还要做好工作人员的管理工作,以乘客的服务为工作的核心,做好组织工作,尤其是在客流量较大时,要及时的组织乘客有序的乘车,避免乘车混乱而造成设备的故障现象,在确保乘客安全的基础上提高城市轨道交通运营的管理效率[5]。
4 做好城市轨道交通运营管理的关键工作
随着科技的不断发展,城市轨道交通技术也在不断的提高,在人们生活水平不断提高、城市化迅速发展的今天,城市轨道已经成为大多数城市主要发展的交通工具,相比于城市公交来说,具有出行方便、交通快等特点,是人们出行的重要交通方式。据统计我国城市轨道交通运营的工作人员已超过14万人,人力资源是城市轨道交通发展的关键因素,而这个惊人的数字也为城市轨道交通运营带来一定的影响,人力资源面临的缺乏的现状,由于城市轨道交通运营是与市民的出行安全息息相关的,因此,对于人员专业技能的要求不能模棱两可,必须持证专业人员才可就业上岗。
在当今城市轨道交通的教育学校并不多,人力资源供不应求的现状限制了城市轨道交通的发展,在人员急需的情况下,有些招聘也降低了一些招聘难度,当然,这仅限于一些基层人员的招聘,也使得城市轨道交通的许多基层人员专业技能较差,为了避免这样的情况必须加强城市轨道交通运营的管理。
为了弥补人力资源缺乏的现象,应对基层员工以及其他员工定期开展培训环节,以此来提高人员的专业水平,另外可以通过员工进修的方式进一步强化员工的专业能力,例如,外送培训、技能培训、企业培训、生产培训、厂家培训、与院校合作的订单培训等方式,一方面能提高员工的专业水平,另一方面可以通过与院校的订单合作的方式增加城市轨道交通的人员数量,而且还能提高院校的就业率,通过多种方式来促进城市轨道交通的发展。
5 结束语
城市轨道交通的发展是社会经济发展的标志,因此,城市轨道交通需要结合城市的发展需求,有计划有重点的管理,进一步提高管理的效果,促进城市轨道交通的发展和社会经济的发展。
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[5]丁建中.从城市轨道交通无人驾驶系统的特点谈运营管理模式的创新[J].上海电气技术,2010(03).
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城市轨道交通管理论文
城市轨道交通为采用轨道结构进行承重和导向的车辆运输系统,依据城市交通总体规划的要求,设置全封闭或部分封闭的专用轨道线路,以列车或单车形式,运送相当规模客流量的公共交通方式。以下是我精心准备的城市轨道交通管理论文,大家可以参考以下内容哦!
摘要: 作为大众重要的交通工具,城市轨道交通的安全管理工作显得尤为重要。我国城市轨道交通在快速发展的同时,因其发展历史较短,经验不足,在安全管理中存在诸多不容忽视的问题。本文对城市轨道交通管理工作的问题进行了分析,探讨如何完善城市轨道交通现代安全管理。
关键词: 轨道;交通;安全;体系
1、轨道交通管理工作急需改进
从安全管理组织机构看,我国各城市轨道交通基本上设立三级安全管理模式,即总部(地铁公司)设安全委员会,车务、车辆、维修等部门设安全领导小组,各车间(室)设安全员。总部范围内建立包括总部领导、部门领导、车间领导、安全监察员和兼职安全员在内的安全管理网络。其中安全委员会是安全管理的最高领导机构,安全监察室为其常设办公室,车务、车辆、维修三大生产部门设有专职安全监察员。
尽管实行了三级安全管理,然而各类事故仍频频发生。从对事故的分类统计看,1999年和2000年上海轨道交通发生的一般性事故与险性事故的比例为5:4。一般性事故多是由于乘客没有遵守安全乘车规则造成,而险性事故多是由于工作人员职责疏忽引发的。这说明安全管理工作仍存在不少漏洞。
把轨道交通作为一个大系统进行分析,可把人、设备、环境3个因素作为事故发生的直接原因,而管理缺陷是造成事故的间接原因。这4种因素和事故发生存在着必然的逻辑关系,借助事故树中的条件或门,运用布尔代数原理可写出如下公式:
T=X1(X2+X3+X4)=X1X2+X1X3+X1X4
式中,T――事故;
X1――事故的管理原因;
X2――事故的人为原因;
X3――事故的设备原因;
X4――事故的环境原因。
由上述公式看出:事故发生的原因可归结到管理、人为、设备和环境四大因素。这四大因素中的任何一种因素运行不良,都会引起事故发生。而管理因素随时随地制约着其他3种因素,管理原因或管理原因与上述任何一种原因结合都会引起事故的发生。换句话说,只要管理上存在着缺陷不善、混乱或失误,就会直接导致事故发生或导致人的不安全行为、设备的不安全状态和环境的不安全因素存在,进而引发事故,可见管理缺陷是诱发事故的关键原因。
2、城市轨道交通安全管理存在的问题
我国城市轨道交通建设在快速发展的同时,因其发展历史较短,经验不足的现实,在建设和运营管理中留下了以下几个方面不容忽视的'问题和安全隐患:
城市轨道交通管理体系有待进一步理顺
城市轨道交通要从前期论证、规划、设计、建设和运营的全过程抓好安全管理工作。目前我国城市轨道交通在规划、设计、建设、运营各个环节上相互脱节,城市轨道交通管理体系有待进一步理顺。
相关的安全管理法规有待进一步完善
地铁安全管理法规,是实现地铁建设、运营和管理法制化和规范化的基础,也是实现地铁安全、健康、持续发展的根本。建设部已于去年制订颁发了《城市轨道交通运营管理办法》,但仅此是不够的,地铁运营安全管理法规有待进一步完善。
相关的安全标准规范尚未形成完整的体系
地铁行业安全标准的建立,对规范企业的安全运营起着至关重要的作用。建立地铁行业安全标准,既要考虑地铁行业可能达到的水平,更要充分考虑乘客和社会各界的期望值和认可度。如何制定统一的安全标准,确定事故分类、事故等级及其划分办法,进而形成完整的安全标准体系,这都是尚未解决的问题。
没有形成一种全民的安全意识
地铁运营安全直接关系到乘客的人身安全和财产安全,与广大人民群众的切身利益息息相关。要实现地铁运营安全有序,在加强员工安全教育基础上,必须对广大乘客进行宜传教育,要大力向乘客宜传并督促其遵守轨道交通安全管理制度,提高全民的安全防范意识。我国城市轨道交通在形成全面的安全意识方面尚有需要做大量的工作。
地铁事故应急预案不够细化与缺乏演练
由于地铁运营环境的特点使得事故发生时危险性和紧迫性较高,因此对地铁事故的处理,预先制定各种预案并进行事故应急处理和模拟演练是十分必要的。特别是新建成的地铁线路,在投人试运营期间更应该进行起复、救援、抢修、抢险、消防、突发事件等不同类型的演练。目前大多数地铁公司都制定了一些应急预案,但突出的问题在于既不够细化又缺乏定期演练。
3、基于安全信息系统的安全信息管理体系
建立安全管理信息系统必须建立与之相适应的安全信息管理机制,同时还要有完善的安全信息管理体系作为前端支持系统。因此,在安全管理信息系统建设之初,就应充分考虑到其引起的一些组织机构、管理程序、信息加工处理方式的变化。
安全信息系统是安全管理组织的神经中枢,信息中心是安全管理活动的大脑,负责安全信息的响应和动作,指挥、协调人员和部门间的相互关系并统一进程。构造目标信息流图如图1所示:为安全信息获取阶段,为安全信息处理阶段,为安全信息利用和执行反馈阶段,要使该体系真正有效的运作,必须强化安全信息采集系统和建立有效的安全信息响应保证体系。
强化安全信息采集
避免安全信息获取时的随意性和不确定性,是确保安全信息收集准确、及时的前提条件。安全信息的采集包括采集内容和采集渠道。采集安全信息应注意以下几点:
(1)推行消除隐患的全过程管理。全过程管理的核心是强调对事故隐患进行跟踪管理,以对隐患的发现、登记、整改等实行全过程管理,并将之传送到安全信息中心。对设备实施定期检查制度,其检查过程中的安全信息应传递到信息中心,将所得信息纳入信息系统备案待查,以指导生产现场正常运行,整理分析出重要隐患,对职工进行安全教育。
(2)建立、落实安全信息采集制度。对安全信息的收除以组织上保证外,更重要的是要给以制度上的保证,需制定一系列信息运行办法、管理制度、奖惩方案,使每个安全员明确其责任、权力和义务。
(3)建立立体的安全信息获取网络渠道。为了使安全信息的收集、传递、加工处理、存储等有制度保证,应建立严密的纵横交织的安全信息网。纵向安全信息网是指由企业决策层、职能部门、作业班组组成的多级安全信息网,并建立与之配套的各级安全人员责任制,层层落实安全信息的收、发、送工作。横向安全信息网则是由各级与安全生产有关的部门、生产单位等组成的安全信息网,依据所规定的义务和程序及时将有关的安全信息送到安全信息中心。
建立有效的安全信息响应保证体系
信息系统对静态安全信息应能实现“一次存储、定期更新、随时备查”,对动态安全信息应能跟踪、维护、及时响应。动态安全信息响应系统是一个以微观控制为主的前馈系统。事故和各环节的不安全因素由众多的安全员将信息传递到信息中心,信息中心的信息管理员将传递来的安全信息进行归类整理、分析、筛选,然后由安全信息主管提供信息支持,由安全工程师提供技术支持,由安全技术部门协调资源配置,通过定方案、定日期、定负责人,共同制定整改决策方案,提出对生产系统隐患控制的有效措施。结果及检查人、验收情况都要及时反馈到信息中心。整个过程都要求有完整的文件和记录,并由安全信息中心及时备案、存档和更新,以便动态跟踪。其流程图如图2所示。
结语
城市轨道交通在融入我们生活的同时,也给我们带来了安全隐患。我们要把维护城市轨道交通安全运行放在心上,从技术和管理方面做好工作,及时发现安全隐患,及时提出整改措施,做好应急措施,将事故发生概率和事故造成的损失降到最低。
参考文献
[1]田威毅.城市轨道交通安全管理对策探讨.财经与管理,2009.
[2]谢正光.北京市地铁运营安全管理[R]北京全国城市轨道交通运营安全管理研讨会.2007.
城市轨道交通的论文
城市轨道交通是城市公共交通的骨干,具有节能、省地、运量大、全天候、无污染(或少污染)又安全等特点,属绿色环保交通体系,特别适应于大中城市。下面我们来讨论一下城市轨道交通的论文吧。
一、TD-LTE主要技术优势
目前,国内已建成的轨道交通信号系统车地通信和PIS车地通信采用标准的无线局域网传输技术。专用无线调度广泛应用窄带无线数字集群技术,TETRA就是典型的代表。TD-LTE技术相比WLAN+TETRA网络具有众多的优势,更适合轨道交通多业务宽带无线通信承载。
抗干扰能力强
从工作频段的情况来看,国内主流的WLAN采用的是、共计80MHz的带宽,每个信道的带宽为22MHz,完全不重叠的信号仅有3个。这意味着在隧道区间内AP有效的覆盖距离仅有200m左右,故地铁采用WLAN+TETRA技术实现CBTC、专用无线调度及PIS系统显然会对安全运营带来不确定的因素。相比WLAN网络,LTE有着完善的抗干扰技术,采用正交频分复用技术即OFDM具有完善的'编码、重传和IRC(干扰抑制合并)机制,拥有毫秒级的调度机制,可根据干扰情况动态调度资源。
传输速率较高
较高的传输速率,可满足高速移动及大容量网络传输的要求。采用频段,可支持11Mbit/s的共享接入速率;工作在频段,其速率高达54Mbit/s。但是,在快速移动下,系统需要很大的控制信息开销来克服由于移动带来的频移、衰落等,不能很好地满足移动的要求。TETRA满足语音通信和的无线数据传输需求,但是面对着越来越多的视频信息等传输需求,窄带无线集群技术已经不能胜任。LTE在20MHz频谱带宽上能够提供下行100Mbit/s、上行50Mbit/s的峰值速率,能够为350km/h高速移动用户提供接入服务,并同步支持语音、视频、数据传输,完全可与PIS、信号车地无线共享网络。
网络结构简单
LTE以分组域业务为主要目标,取消了电路交换域,趋近于典型的IP宽带网结构,意味着网络架构与目前WLAN类似。LTE结构简单,维护方便,系统时延较小。同时,无线融合技术方案取代了各系统分设的大量的区间设备,能够净化安装空间。
保证
WLAN二元安全架构对应3个物理实体,AP无独立身份,易受攻ji,无法保证安全。LTE拥有9级QoS算法,带宽基于业务需求按需分配,在与PIS、无线列调等系统共用网络时,可以最大程度地保证CBTC带宽需求。
技术日渐成熟,商业化程度也较高
LTE网络已经在全球应用,中国移动率先在中国部署LTE网络提供公众服务,国内主要LTE供货商均可提供成熟可靠的产品。采用LTE技术,尤其是采用具有完全知识产权的TD-LTE无线宽带集群技术,将是我国城市轨道交通车地无线系统融合的最重要选择。
二、轨道交通各系统的功能需求
专用无线调度系统
采用专用无线调度,实现了轨道交通固定用户与移动用户之间的语音、数据信息、视频信息及附属网管信息的传输和交换。专用无线调度分为了行车调度、维修调度、环控调度及车辆段/停车场无线调度4个部分。按照一个TD-LTE小区并发10路无线通话考虑,包括选呼、组呼、全叫和紧急呼叫的任何一种呼叫形式,每路呼叫带宽需要32Kbit/s,10路并发需要320Kbit/s,同时在一个小区内要有1~2路的视频通话,传输的带宽按照384Kbit/s考虑。
乘客信息系统
PIS车地无线通信主要指控制中心向运营车辆下发一些视频和各类文本信息等,为下行业务。在列车正常运营情况下,每列车可接收1路高清晰数字视频信息,视频编码采用MPEG-2、MPEG-4或格式,每路占用带宽一般为4~6Mbit/s。
列车视频监视
列车视频监视业务主要指运营车辆将列车内实时视频监控图像传输至控制中心,为上行业务。在列车正常运营情况下,轨道交通内的运营人员以及地铁公安分局人员,利用视频监视等设备接收、观看列车内实时视频监控图像,图像的压缩格式宜采用MPEG-4或等。一般情况下,每节车厢内设置2台摄像机,首尾司机室各设置1台摄像机。6辆编组列车共14路视监视频信息,控制中心根据需要可实时随意调看其中2~4路图像,每列车通过无线系统将图像信息上传至车站,再经主干网络传到控制中心。按每路视频图像占带宽考虑,视频业务需要6Mbit/s以上带宽。
信号系统车地通信
信号系统的车地通信可以保证列车和乘客安全,是实现列车运行高效、指挥管理有序的手段。信号系统具有安全性高、通过能力强、较好的抗干扰能力、可靠性高、自动化程度高、限界条件苛刻等特点,其车地通信主要为CBTC业务,系统需要占用100Kbit/s的上下行带宽。
车辆检测信息及列车FAS信息
能为传送列车车辆内部温度、烟度、有害气体浓度和列车轴温、实时车速等环境信息提供通道,以便中心对列车进行监控;信息传输需要带宽不超过200Kbit/s。提供列车FAS火灾告警信息的传输通道,满足中心对列车火灾信息的监控。信息传输需要带宽不超过100Kbit/s。各业务实时性及带宽需求。在列车高速运行的情况下,车地无线系统要保证无线网络的带宽(下行大于8Mbit/s、上行带宽大于7Mbit/s),以满足运营指挥的需要。基于目前主流LTE设备技术情况,需申请10MHz以上专用频段(含保护频段),才能满足上述车地无线业务的需要。此外,通过LTE系统提供的宽带无线环境,在带宽允许的情况下,还可支持未来各类无线业务的扩展。例如,实现各类专用移动终端的无线通信业务,包括维修系统的无线维修终端、综合监控系统的无线监控终端等,保证各类业务的终端灵活化,满足现场维修、监控、指挥等业务需求。
三、TD-LTE解决方案
基于TD-LTE技术的城市轨道交通无线通信系统融合解决方案应用网络架构。整个应用系统依场所设置分为3个子系统,分别为控制中心子系统、车站/车辆段及停车场子系统、车载子系统。下面分别简要论述3个子系统组成及功能。
控制中心子系统
控制中心子系统是该融合解决方案专用系统的核心,主要包括LTE核心网设备、无线调度业务服务器DSS,信号系统ATS服务器、CCTV和PIS等业务应用服务器、网络管理系统(含网管终端及打印机等)及TD-LTE基站设备等。TD-LTE基站设备用以实现控制中心的室内覆盖,TD-LTE核心网EPC向上和各类业务控制平台CCTV中心、PIS系统、信号系统等连接,无线调度业务服务器DSS可提供专业的无线集群调度业务。同时,在控制中心调度大厅,设置行车调度、防灾调度、维修调度台及录音设备等。
车站/车辆段及停车场子系统
车站内主要安装TD-LTE基站设备,包括BBU、RRU。基站设备可以实现本车站的站内覆盖,也可以通过漏泄同轴电缆对线路区间进行覆盖,并可以通过RRU实现拉远覆盖。在沿线各车站值班员处设置车站固定电台,给移动作业人员配备便携台。在车辆段及停车场通信机房内设BBU,RRU设备和天线均安装于机房楼顶的天线杆塔上,对于封闭空间等弱场区需增加RRU进行覆盖。在车辆段/停车场信号楼内设置行车调度台,在检修库内的运转排班室内设置运转调度台。另外,给车辆段/停车场的移动作业人员配备便携台。
车载子系统
车载子系统布置在每列车前后的司机车室内,为司机提供专业的无线集群调度通信。集群车载台采用与TAU共用车载天线的方式。TD-LTE车载终端(TAU)部署在列车编组的前后司机车厢内,其车载天线安装在司机车厢外侧,并尽量保证与泄漏保持视距,TAU通过以太网接口与车内交换机连接,实现TAU与车内数据业务的信息交互;车内采用以太网环形组网,各车厢通过车载交换机互联。车厢内的闭路电视监控信号通过TAU、经LTE上行回传到控制中心,PIS的流媒体信息则通过TAU、经LTE下行传送到车内的PIS车载服务器上。单列编组前后司机车厢各部署一套TAU,两套TAU以主备方式工作。
四、结语
城市轨道交通无线通信系统承载着语音、视频、数据等多种业务,随着线网和用户需求的增多,专网通信从窄带、独立设置的无线通信向着各业务融合一体的宽带无线通信网发展成为技术发展的趋势;TD-LTE技术方案作为城市轨道交通车地无线综合平台是可行的,将成为发展的主流方案。同时,为了保证轨道交通无线通信的安全性和可靠性,拟采用TD-LTE无线通信承载网的轨道交通建设城市需尽早进行专用无线频段的申请,以便为今后业务的实施及拓展创造有利条件。
百度百科上有
全球变暖的后果: 1. 气候变得更暖和,冰川消融,海平面将升高,引起海岸滩涂湿地、红树林和珊瑚礁等生态群丧失,海岸侵蚀,海水入侵沿海地下淡水层,沿海土地盐渍化等,从而造成海岸、河口、海湾自然生态环境失衡,给海岸带生态环境系统带来灾难。 2.水域面积增大。水分蒸发也更多了,雨季延长,水灾正变得越来越频繁。遭受洪水泛滥的机会增大、遭受风暴影响的程度和严重性加大,水库大坝寿命缩短。 3.水温升高可能会给南极半岛和北冰洋的冰雪融化。北极熊和海象将灭绝。 4.许多小岛将无影无踪;将感染疟疾等传染病…… 5.因为还有热力惯性的作用,现有的温室气体还将继续影响我们的生活。” 6.温度升高,会影响人的生育,精子的活性随温度升高而降低……. 为控制温度升高,人们设想了一些方法: 1. 撑起“太阳伞” 研究表明,在空间支起一把“太阳伞”,把太阳光遮挡掉即可。伞需要依靠太阳光压和星球引力维持在空间规定的位置上,这个空间位置也不是任意选择的。据研究,这个位置位于从地球至太阳距离的1%处的某点上。在这个点上,任何物体相对于太阳、地球和月球的距离始终是保持不变的。 2. 竖起“反射镜” 在空间安置一面反射镜,把部分太阳光集中反射到某个局部区域,就能改变这个局部区域的气候状况。例如,由于高空云层能阻挡地球向空间散发热量,会使地球表面越来越热。人们利用空间反射镜,就把太阳光集中反射到高空云层上,让云层逐渐受热而散开,加快地表热量的散失,降低地球温度。 制造和安装空间反射镜,在技术上已不再是天方夜谭。1993年2月4日,俄罗斯科学家在“进步”号宇宙飞船上,成功地进行了代号为“旗帜”的人造月亮试验,首次将太阳光反射到地球背阳的一面。这为空间反射镜的利用提供了很大启发。 3.制造“尘埃云” 4.编织“激光网” 科学家提出建议,在人造卫星上配置激光发射装置和巨大的反射镜,形成“激光网”。据此设想,美国科学家提出了一个具体的实施办法:发射4颗人造地球卫星,4颗卫星发射的激光互相碰撞。这样,当太空中对海面温度有影响的红外线通过时,就会被与其能量相当的激光网阻挡,红外线就被反射并照射到海面上。海面温度便人为升高,产生气流,形成云雨,以此调节地球上的温度。 1.更多森林大火 全球变暖除了让冰川融化,飓风肆虐外,还加剧了森林大火。过去几十年中,在美国的西部各州,有更多森林大火发生,影响的区域更广。科学家发现,气温升高、冰雪提早融化都跟野火肆虐有关系。由于冰雪提早融化,森林地带变得更乾燥,而且乾燥时间变长,增加了起火的可能性。 2.古迹彻底毁掉 全球变暖很可能会令文明古迹彻底毁掉。海平面上升以及更恶劣的天气都有可能破坏这些无可替代的历史古迹。目前,全球变暖导致的洪涝灾害已经破坏了有600年历史的素可泰古城,这里曾经是泰国古代王朝的首都。 3.「回弹」的群山 普通登山者可能留意不到,由于山顶的冰雪融化,阿尔卑斯山和其他山脉的高度在过去一个世纪中都经历了缓慢的回弹过程。几千年来,这些冰山长期压著地表,导致地表受到压制。随著冰川融化,压在地面上的重量得以减轻,地表慢慢回弹。由于近年来全球变暖加速了冰川的融化,这些山脉回弹的速度加快。 4.运行更快的卫星 二氧化碳的增加改变著大气电离层的密度,这对在该层运行的卫星会产生一定的影响。由于大气中的二氧化碳量不断上升,低空的二氧化碳分子相撞时释放热量,导致空气变暖,而在高空二氧化碳分子稀薄,相互撞击的机会不够频繁,所以热量就向四周辐射,让周围的空气变得凉爽(电离层气体的温度比低空要高)。随著更多二氧化碳到达高空,更多冷却过程发生,空气流动性变差,所以大气变得更加稀薄,对卫星的拉力更小,导致卫星运行速度加快。 5.改变动物基因图谱 由于植物今年提早开花,那些按照以前的时间迁徙的动物或许会错过所有的食物。而那些能够调整自己的内部生物钟早早适应变化的动物更有机会生育有更强生存能力的子女,从而传递它们的基因信息,因此最终改变整个种类的基因图谱。 6.冻土解冻令地表不平 全球变暖使得永久冻土层解冻,导致地表收缩,变得凹凸不平,从而产生一些地坑,对铁路、高速公路和房屋等建筑造成损害。而对于高山来说,冻土层的融化甚至可能导致泥石流。 7.湖泊消失 过去几十年中,北极周边地区有125个湖泊消失。科学家经过研究发现,这些湖泊之所以消失可能是由于湖底永久冻结带解冻。由于这些永久冻结带解冻,湖水已经渗透到了土壤里。 8.极地植物现生机 北极冰层的融化为北极的生物带来了光明前景。研究发现,现在的北极土壤中叶绿素的浓度比古代土壤要高,显示了近几十年来北极地区的生物繁荣。 9.动物向更高地势迁徙 从19世纪初开始,花栗鼠、老鼠等动物就开始向高处迁徙。研究发现,这些动物之所以向更高的地方迁徙,可能是因为全球变暖导致它们的栖息地环境发生变化。栖息地环境的改变还威胁著北极熊等极地动物,因为它们栖息的冰层在慢慢融化。 10.过敏症加剧 研究显示,空气中更高浓度的二氧化碳量以及更高的气温也是导致过敏的因素之一。全球变暖令植物比以前早开花,而二氧化碳浓度增加,会让植物制造出更多的花粉,令空气中的花粉浓度增加。过敏源早来,过敏季节又迟迟不走。过敏症就只能越来越严重了。 全球变暖所导致的后果可能人人都可以背出来:气温升高、冰盖融化、海平面上升。不过,地球气候变化导致的另外一些后果如加剧过敏症、令森林大火肆虐以及让北极湖泊消失等可能人们很少了解到。 1.对气候的影响 随着温度的上升,预计有些地区的水灾、旱灾、火灾及热浪冲击的发生率也会上升。 ——IPCC1995年报告 如果这种情况继续下去并进一步发展,有些国家的整个国土最终将变得不适于人类居住。 ——兰姆 将更多的二氧化碳和温室气体排放到大气中所造成的危害,谁也无法确切地说明将来会有多严重?科学家正在估算气候变化所带来的危害。按目前的技术水平计算,2004年才能阐明大气中二氧化碳形成和消解的机理,这样就能发现温室效应是如何产生的。2006年才能准确的预知因地球升温而造成的海平面上升。然而真正理解这一切要到2050年。显然,科学家和政治家都不会等到进一步的结果出来才采取防治措施,现在的观察和研究成果应该都让公众了解,才不至于使人们不得不在50年后自咽苦果。 温室效应自地球形成以来,它就一直在起作用。如果没有温室效应,地球表面就会寒冷无比,温度就会降到零下20摄氏度,海洋就会结冰,生命就不会形成。因此,我们面临的不是有没有温室效应的问题,而是人类通过燃烧化石燃料把大量温室气体排入大气层,致使温室效应与地球气候发生急剧变化的问题。 温室效应会产生什么样的影响呢?黄荣辉院士说:“由于矿物燃料的燃烧和大量森林的砍伐,致使地球大气中的二氧化碳浓度增加,由于二氧化碳等气体的温室效应,在过去100年里,全球地面平均温度大约已升高了——摄氏度,到2030年估计将再升高1——3摄氏度”。 当全世界的平均温度升高1摄氏度,巨大的变化就会产生:海平面会上升,山区冰川会后退,积雪区会缩小。由于全球气温升高,就会导致不均衡的降水,一些地区降水增加,而另一些地区降水减少。如西非的萨赫勒地区从1965年以后干旱化严重;我国华北地区从1965 年起,降水连年减少,与50年代相比,现在华北地区的降水已减少了1/3,水资源减少了1/2;我国每年因干旱受灾的面积约4亿亩,正常年份全国灌区每年缺水300亿立方米,城市缺水60亿立方米。 由于气温升高,在过去100年中全球海平面每年以1——2毫米的速度在上升,预计到2050年海平面将继续上升30——50厘米,这将淹没沿海大量低洼土地;此外,由于气候变化导致旱涝、低温等气候灾害加剧,造成了全世界每年约数百亿以上美元的经济损失。 因此,全球气候变化预测不仅成为国际上重要的科学研究课题,而且已成为我国政府在制定政策与进行经济建设决策的依据。特别是1992年6月联合国的环境与发展大会上,许多国家已签署了“气候变化框架公约”,并于1995年3月已开缔约国第一次大会,这标场着全球气候变化问题已成为我国政府为促进本国社会和经济持续发展所发须考虑的一个重要的科学和有关环境政策问题。 早在1987年的气候分析就说明,发生在埃塞俄比亚、苏丹和索马里等非洲国家的日益严重的饥荒和降雨模式的巨变是一致的。据4月27日法新社记者报道,位于埃塞俄比亚南部的欧加登地区是一个生活着约300万游牧民的半荒凉地区,3年来一直没有下雨,牛、羊,甚至骆驼都已渴死。1984年——1985年的干旱夺走近100万人的生命。现在,800万人等待着食品紧急援助。在将一个半世纪以来的气候测量资料与近几十年降水模式的巨大变动对比后,结论是,“20世纪50年代以前,降水量一直没有什么变化,到了50年代,经过相对雨水较多的一段时期之后,北非和中东降雨量极大地减少。”近40年来,干旱持续,并且出现得更加频繁,同一时期“欧洲的降水量显著增加”。这40年的气温变化趋势是造成反复、持久饥荒的因素之一。研究人员担心,这一趋势只是全球变暖的早期结果。 西班牙气象局的数据显示,2000年初是自1947年以来西班牙最干旱的冬天。大量种植区已不可能恢复在今后几个月中形势将更加恶化。水库的蓄水量仅达到50%,水消费量的80%已用于农业。事实上,目前每7名欧洲人中就有1人不能饮用自来水。联合国教科文组织说:“水的缺乏将成为今后25年的主要问题之一,因此,必须立即改变目前导致生态系统恶化的习惯。” 气候专家兰姆针对上述萨赫勒地区最近40年的气候变化趋势及随之而来的饥荒和逃亡状况说,“如果这种情况继续下去并进一步发展,有些国家的整个国土最终将变得不适于人类居住”。尽管气候学家们还是不愿意把全球变暖和这些灾难明确地联系起来,但这并不影响以下的必然结论:不管气候变化的原因是什么,在现代化的、富裕的全球文明之中,仍有一些脆弱的社会正多多少少由于气候型态的变化而承受巨大的苦难。目前,对于受难的人们,世界上其他地区除了修修补补之外,提不出真正的解决办法。而且,虽然几乎全世界的科学界都在大声疾呼,人类文明的现行模式正在使星球气候条件发生巨变,其后果很可能数倍于近10000年来人类所经历过的后果,我们对于正在形成的灾难的主要成因却仍然毫无作为。 事实上这一结果现在已经明显感觉到了,正如IPCC1995年报告中说:“随着温度的上升,预计有些地区的水灾、旱灾、火灾及热浪冲击的发生率也会上升”。 2.冰川融化 即使冰川融水在60至100年的时间里干涸,这一生态灾难的影响范围之广也将是令人震惊的。 ——塞义德·哈斯内恩 如果全球变暖趋势得不到控制,孟加拉国将近20%的地区在15年内可能被水淹没。 ——赛义达·乔杜里 1998年是美国东部历史上有记录以来最温暖的年份,这一年南极2850平方千米的冰盖从威尔金斯和拉尔森冰架上分裂出去。南极巨大冰盖的其他部分也在全线后撤之中。 印度尼西亚的卡斯坦兹山是热亚洲唯一山顶常年积雪的山峰。但在最近几个世纪以来,卡斯坦兹山的冰川已明显地缩小,结果使雪线上升了大约100米。 除两极地区的冰冠以外,喜玛拉雅冰川是世界冰体最大的组成部分,共约有万条冰川。这些冰川的融水是世界上最古老的河流——印度河与恒河的水源。如果这两条大河的水源枯竭或者逐渐减少为涓涓细流,农业社会的基本组成元素就会遭到彻底的破坏。 近年来,人们对从巴塔哥尼亚到瑞士的阿尔卑斯山地区的冰川因为“温室”气体的排放和普遍认为的温室效应而融化的情况进行了观察。在南亚地区,问题并不是冰川是否在融化,而是融化的速度有多快?虽然全球变暖的许多不良影响可能要到21世纪末才会变得非常严重,但是尼泊尔、印度、巴基斯坦、中国和不丹等地的冰川融水可能很快就会给人们造成麻烦。 国际冰雪委员会(ICSI)的一份研究报告指出:“喜玛拉雅地区冰川后退的速度比世界其它任何都要快。如果目前的融化速度继续下去,这些冰川在2035年之前消失的可能性非常之大”。国际冰雪委员会负责人塞义德·哈斯内恩说:“即使冰川融水在60至100年的时间里干涸,这一生态灾难的影响范围之广也将是令人震惊的。” 位于恒河流域的喜玛拉雅山东部地区冰川融化的情况最为严重,那些分布在“世界屋脊”上的从不丹到克什米尔地区的冰川退缩的速度最快。以长达3英里的巴尔纳克冰川为例,这座冰川是4000万——5000万年前印度次大陆与亚洲大陆发生碰撞而形成的许多冰川之一,自1990年以来,它已经后退了半英里。在经过了1997年严寒的亚北极区冬季之后,科学家们曾经预计这条冰川会有所扩展,但是它在1998年夏天反而进一步后退了。 孟加拉国环境与森林部长赛义达·乔杜里指出:“如果全球变暖趋势得不到控制,孟加拉国将近20%的地区在15年内可能被水淹没。” 华盛顿州西北太平洋国家实验室的研究员、气候专家鲁比·伦发现,俄勒冈州和华盛顿州山区从11月下旬到来年3月下旬的降雪将变为降雨,从而使如今900多米的平均雪线上升到1250米。这将不仅仅使卡斯卡德山脉中部的滑雪胜地变为泥浆,重要的是将给干燥的山脉东侧的农民带来巨大的灾难,因为这些农民依靠山上春季的融冰雪水流下来灌溉他们的苹果树和小麦。 3.疾病肆虐 气候变暖,一些热带疾病将向较冷的地区传播。海拔较高处的环境也越来越有利于蚊子和它们所携带的疟原虫子这样的微生物生存。 ——保罗.受泼斯坦 哈佛大学新病和复发病研究所的保罗.受泼斯坦注意到,植物也随雪线而移动,全世界山峰上的植物都在上移。随着山峦顶峰的变暖,海拔较高处的环境也越来越有利于蚊子和它们所携带的疟原虫子这样的微生物生存。 1985年之后在卢旺达.赞比亚.埃塞俄比亚.斯威土兰和马达加斯加的高海拨地区都出现过传染性疟疾。1988年马达加斯加高地的一次爆发杀死了10万多人。国际绿色和平组织的气象影响专家欧文.杰元逊认为,升温和降雨的增加,再加上不断增加的抗药性,这几种因素的协同一致,促成了这些疾病的流行。 在疟疾、黄热病和登革热这样的疾病向上、向外的扩散中,气候是个关键的因素,因为它既影响带病昆虫的安居之地,也影响疾病的传染性本身。传播疟疾的按蚊通常在冬天需要平均温度摄氏度以上才能存活,疟原虫的活跃与感染,需要17.75摄氏度,如果平均温度增加2.5至3.7517.75摄氏度,就会使登革热的传播速度加倍。同时迁移的还有携带黄热病和登革热的伊蚊,它们此前局限于赤道两侧纬度大约35度的区域,全球升温将使它的活动范围扩展到纽约、芝加哥、北京、伊斯坦布尔和马德里。 这并非耸人听闻,1999年7月,西尼罗病毒首次登陆西半球,袭击了纽约市,令市民和医疗卫生组织大为震惊,当局动用直升机和地面人员在市内大面积喷洒杀虫剂来消灾灭病。长期跟踪研究这种疾病的流行病学家和卫生专家把这种疾病的爆发流行照咎于全球气候大规模长期变化对当地气候的影响。专家们对一个日益谈暖的地球对人类健康的影响越来越担以,并提醒人们应该人新的疾病的爆发和它因气候变化的关系中吸取教训。据2000年元月报道,一个目前在西海岸加利福尼亚州和亚利桑那州出现流感以后,包括纽约、宾夕法尼亚、新泽西、弗吉尼亚、马里兰和首都华盛顿在内的19个州都有这种疾病流和。引发上次流感的是一种称作“悉尼A型流感”的病毒,流感导致的死亡率在美国呈上升之势,据一周内122个美国城市的数据,因患流感或肺炎而死亡的人数占死亡总数的7.8%。这不啻是2000年给全球二氧化碳排放大国的一个警告。 西尼罗病毒、疟疾、黄热病等热带传染病自1987年以来在美国的佛罗里达、密西西比、德克萨斯、亚利桑那、加利福尼亚和科罗拉多等地相继爆发,一再证实了专家们关于气候变暖,一些热带疾病将向较冷的地区传播的科学推断。 4.新冰河期 现在的物种灭绝率已经 “达到地质史上一次巨大灭绝性一半的水平”。 ——戴维·蒂尔曼 关于全球变暖的另一项研究结果更令人吃惊,由北极冰原融化,降雨量增加,以及风的类型的不断改变,大量淡水正汇入北西洋,从而对墨西哥湾暖流造成破坏。正是这些暖流把温暖的表层水从加勒比海带到欧州西北部,并使欧洲形成温暖的气候。而墨西哥暖流一旦因全球变暖被切断后,欧洲西北部温度可能会下降5-8摄氏度之多,欧洲可能面临一次新的冰河时代! 这项研究是位于阿伯丁的苏格兰海洋实验所分析了设在兰群岛海域到法罗群岛海域之间自1893年以来的1.7万多次海水盐度测量结果得出的。在过去的每20年中,流向南部的深层海水盐度变得越来越小,浓度越来越低,这表明有更多的淡水从大西洋北部汇入了该地区。这些新数据第一次充分证明了德国科学家在大约3年前设计的计算机模型。 对这一问题严重性的认识,用哈佛大学生物学家受德华·O·威尔逊的话来说,现在的物种灭绝率已经 “达到地质史上一次巨大灭绝性一半的水平”。 大气中的二氧化碳的含量急剧升高,而世界人口将在2050年之前达到100亿。“我们的世界正在朝着由人造设施来代替现有免费自然资源的方向发展”,明尼苏达大学的戴维·蒂尔曼说。但是,我们还没有掌握自然生态系统的有关知识。在亿年前的二叠纪大灭绝中,96%的物种灭亡了。后来随着许多新物种的出现,地球上终于恢复了丰富的种群,但是这个过程足足经历了一亿年。威尔逊说:“一些人认为,自然界会复兴人类所毁灭的一切” 。谚语云:“只要有足够的时间,万物皆可应运而生。”或许自然界真的能够恢复一切,但这个漫长的过程对于现代人类无论如何是没有意义的。 马克·吐温曾经说过,天气最动人的特质就在于它的变化多端。1个多世纪过去了,我们仍然在为准确预报天气情况而努力,在控制气候方面却收效甚微;然而,对环境的破坏却是史无前例的。 美国全球变化研究计划主任迈克尔·麦克拉说,或许有一天人类将不得不认真考虑做一种完全不同的气候实验。全球变暖是由于燃烧化学物燃料,过量排放温室气体造成的,解决此问题的方法之一就是在太空中设置巨大镜子来使阳光辐射解度发生偏转。然而,正如新泽西州拉特洛斯大学环境预测中以主任罗尼.阿维萨说,“要控制气候的想法只存在于科幻小说中”。在对气候的控制走出科幻小说前,我们必须做力所能及的事。
城市热岛的成因及控制
论文导读:“城市热岛效应”也称“大气热污染现象”,是指城市市区气温高于郊区气温,高温城区处于低温郊区的包围之中,在用等温线表示的气温分布图上,形成内高外低的岛屿形式,故称为“城市热岛效应”。环保专家认为,“热岛效应”80%的因素归咎于绿地和湿地的减少,城市热量的排放因素只占20%,所以城市热岛效应的控制重点是绿地和湿地的建设。而卫星热红外遥感技术能有效、全面地探测到下垫面的温度特征,周期性、动态地监测城市热环境变化趋势,是研究城市热岛效应的有效手段。
关键词:城市热岛效应,城市热环境,成因,控制
一、城市热岛效应
“城市热岛效应”也称“大气热污染现象”,是指城市市区气温高于郊区气温,高温城区处于低温郊区的包围之中,在用等温线表示的气温分布图上,形成内高外低的岛屿形式,故称为“城市热岛效应”。
城市热岛效应使城市年平均气温比郊区高出1 ℃以上,夏季城市局部地区的气温有时甚至比郊区高出6 ℃以上。在全球高速城市化的背景下,城市热岛已经成为影响城市环境的要素之一,对城市公共健康、空气质量、能源消耗等方面构成了严重威胁。
二、城市热岛效应成因分析
城市热岛效应的形成与许多因素有关,城市化是形成热岛现象的主要原因。
1、下垫面的变化
城市微气候的形成与城市人工构筑的下垫面有着密切的关系。由于城市与郊外的下垫面不同,形成各自的热环境和热平衡(图1、图2)。
图1郊外的热平衡图2城市内的热平衡
城市地表无机化,越来越多的地表被建筑物、混凝土和柏油所覆盖,绿地和水面的减少使蒸发作用减弱,大气得不到冷却;同时,这些人工构筑物热容量小,在相同太阳辐射条件下,比自然绿地、水面等升温快。
2、人工热源的影响
城市中大量的人为热排放也是产生热岛的重要原因。工厂生产、交通运输以及居民生活都需要燃烧各种燃料,每天都在负外排放大量的热量。
3、城市中的大气污染
城市中的机动车,工业生产以及居民生活所产生的氮氧化物、二氧化碳和粉尘待排放物,这些物质会吸收城市中人工构筑物的热辐射,产生温室效应,从而引起大气进一步温升。在城市热岛现象的影响下,城区气温比周围郊区的农村高,城市地区的热空气上升,并在高空向四周扩散,周围郊区的较冷空气流入城区,这样就形成城市特有的热岛环流。城郊工厂排出的污染物可随热岛环流由低空吹向城区,使城市污染物浓度升高,进一步增强了城市的热岛效应。
4、城市建筑物密度和负荷
高密度的建筑物增加了太阳辐射的直接吸收和太阳辐射反弹吸收, 城市中高层建筑物林立,影响风的自然流动,也是导致城市热岛效应的原因之一。
5、城市能耗
城市大量的能耗增加了表面大气的温度,也使热岛效应增强。特别是夏季高温天气下的建筑空调负荷大大增强了热岛效应,反过来,城市热岛效应又增加了空调能耗,形成恶性循环。
此外,城市建成率、几何形状、城市规模和城市地理位置也与热岛效应存在明显的相关关系。
三、城市热岛效应的控制
绿地和水面是有效缓解城市热岛效应,调节和改善城市微气候环境的最有效因素。环保专家认为,“热岛效应”80 %的因素归咎于绿地和湿地的减少,城市热量的排放因素只占20 % ,所以城市热岛效应的控制重点是绿地和湿地的建设。
1、大力推广城市立体绿化
植物对太阳辐射的吸收率高,透过率低;植物可通过蒸腾作用带走大量热量,提高空气湿度;特别是树木通过遮挡阳光可以大量减少辐射热。植物对太阳辐射的反射率一般为10 %~20 % ,对红外线的反射率高达70 %以上。研究表明,当一个区域的绿化覆盖率达到30%,热岛强度明显减弱;绿化覆盖率大于50%,热岛缓解现象极其明显。植物因为进行光合作用,可以产生良好的环境效益,这对缓解全球温室效应,补救臭氧层空洞都会起到非常重要的作用。
在城市绿化中应进行合理的乔灌草搭配,尤其是乡土树种的种植。应舍弃一味种植草坪和名贵树木的不合理做法。论文参考网。由于城市用地紧张,城市绿化中除了进行水平方向森林规划外,应向立体绿化方向发展。城市有大量的水泥或混凝土屋顶、墙体、立交和边坡,这些裸露表面为立体绿化提供了可能。发展立体绿化是缓解城市热岛效应的重要方法。
建筑物的屋面是建筑与大气接触的重要界面。而城市中屋面的面积占去了整个城市面积的50 % 左右。增加屋顶绿地覆盖面积,不仅可以降低空调能耗, 而且还能调节室外气温.具有减缓城市热岛效应的作用,生态效益显著。
2、保护自然湿地,努力构建人工湿地
水体热容量大,水分蒸发多,增温降温缓和,城市内水面的存在,可在一定程度上缓解城市热岛现象。城市化导致大量的城市农田、水塘、湖泊、内河、沼泽等湿地减少或消失,不透水混凝土建筑、道路和广场,使大量的降水直接通过排水网流失。湿地的减少或消失,天然降水的白白流失,致使城市失去了通过蒸发带走城市热量,降低热岛效应的机会以及水通过促进林木生长,间接降低热岛效应的可能性。要在大力保护原有湿地的基础上(包括城郊湿地的保护),在城市进行人工湿地的构建,这是降低热岛效应的有效方法。此外,积极改善不透水下垫面层,利用透水性材料(透水砖等),有资料表明透水性水泥混凝土路面可降低路面温度约5℃,所以,城区中透水性铺装与城市水体蒸发及绿化体系的蒸腾作用一样,对改善城市市区热环境及形成局地风都有明显作用。
3、构建合理的城市规划结构
注重城市建设的合理布局,在城市规划方面实施可持续发展战略。
城市热岛效应与城市规模有一定的相关性。有学者认为城市扩展是城市热岛效应形成的主要原因。人口高密度区同时也是建筑物高密度区和能量高消耗区,不可避免地形成高气温区。据研究, 10万人口的城市热岛效应可达℃,100万人口的城市热岛效应可达℃。因此,必须对城市规模进行规划,将城市的人口数量控制在一定范围之内。同时,要控制市区人口密度和建筑密度和高度,选择通气流畅的地形进行城市建设,因地制宜,对城市的各个功能区进行合理布局,加大空气流动空间,尽量使主干道与夏季盛行风的方向一致。
4、降低设备能耗,合理规划城市能源
通过改进能源消耗设备构件,更新能源使用方法,提高能源使用效率,减少能源损耗。将城区分散的、低效率的小热源控制起来,大力推广集中供热,以提高能源利用率;尽可能考虑集中空调方式, 以减少建筑物HVAC 系统向空气的排热。可以通过改进建筑空调技术、积极探索和推广新能源利于技术(如地源热泵技术)、大力开展建筑节能,还应制定相应的政策法规,推动节能措施的落实。
在经济合理、技术可行的情况下,可以适当利用绿色能源,如风能、太阳能、生物能、地热等。不仅节约能源,将一部分太阳能转换为其他形式能源,减少了辐射能中直接转换为热能的能量,即减少了太阳辐射对城市热岛现象的影响。
5、发展“生态隔热”建筑表皮
建筑节能技术通常使用白色或浅色处理建筑表面的“反射隔热”、增大建筑围护结构的热阻的“热阻隔热”、采用人工材料构造的遮阳设施遮挡太阳辐射的“遮阳隔热”等,都是将太阳辐射热直接转移到室外,在满足建筑室内热舒适与建筑节能的同时,却带来了城市热岛强度的增加。所以,目前我们应弱化热岛控制中推行反射饰面材料等常规手段,采用绿色植被、水体介质等具有生态要素的复合体,将其置于建筑表面构成生态建筑表皮,将吸收的太阳辐射热经过物理、生化反应之后,通过蒸腾作用以水分蒸发方式散热。这样,就可以降低建筑表皮对周围环境的太阳辐射反射和热量转移,从根本上改善了建筑外部的热环境,减弱了城市的热岛效应。
6、规范城市交通系统
提倡公共交通,控制私人小汽车数量,逐步用清洁液化气取代石油作为城市公交车和出租车的主燃料。目前,国外已研制出以电力作为机动车动力的新技术,这将对城市热岛及城市气候环境产生积极的影响。同时,对城市大量交通进行有层次的划分,对车辆进行分流,促进城市大量集聚的热量、温室气体以及悬浮颗粒物分散,减少尘罩作用,降低热岛效应。
四、研究现状与建议
1.热岛效应的研究现状
多年来,众多学者对城市热岛现象做了大量的研究工作。国内外不少学者根据观测资料分析指出了城市温度场及城市热岛强度的影响因素,并提出了城市热岛强度与某些因子的相关模式。论文参考网。不少学者对城市能量平衡中的一些物理过程进行了广泛的探讨,取得一些有益的成果。近几年来我国研究人员从城市的人口密度、绿地数量和分布、建成区面积、人为热、大气污染、地形等方面研究了城市热岛的范围、强度与这些因素之间的关系,也针对城市热场分布与土地利用、覆被之间关系进行了研究。
常规的城市热岛研究以监测为主,根据监测结果分析影响城市温度场及城市热岛强度的因素。常规监测方法采用线路观测和定点观测相结合,由于观测不可能同步进行,观测点位的密度不高,这种方法不能全面、同步地反映地面热辐射状况。而卫星热红外遥感技术能有效、全面地探测到下垫面的温度特征,周期性、动态地监测城市热环境变化趋势,是研究城市热岛效应的有效手段。常用的热红外遥感技术有气象卫星NOAA AVHRR、陆地卫星(Landsat)TM等。相比气象卫星NOAA AVHRR 地面分辨率(1 km ×1 km),陆地卫星(Landsat) TM6 具有120 m ×120 m 的地面分辨率,对于要求精确分析的区域,TM6 是较好的选择。此外,日本九州大学城市与建筑环境实验室开发的城市热岛模拟软件——AU SSSM TOOL , 可对典型区域的热环境进行模拟,对城市的合理规划提供参考。论文参考网。
2.几点建议
首先,热岛效应的研究应从基础资料的调研、收集入手,实地监测城市不同地区热流方向及大小,对建筑气候小区进行划分。其次,在城市不同地区、不同建筑条件下,尤其是热岛现象显著地区建立监测站,进行测量,获得城市重点地区热岛现象的变化模式。这些实地监测数据对当地城市和建筑气候小区的数学模型的建立和修订是非常重要的。最后,根据实测数值,可以建立当地建筑和城市环境的能量平衡模型,包括建立模拟当地的城市气候小区、城市下垫面层、人工排热与热岛效应之间的有机联系模型。
五、结语
21世纪环境和能源问题影响着城市形态和人们的社会生活,热岛效应对城市热环境的影响亟待解决。通过对热岛效应的研究,把握城市热效应分布与城市发展的关系,对促进城市规划和生态环境建设,推进城市可持续发展,提高人居环境质量具有重要的意义。
形成原因:城市人口密集、工厂及车辆排热、居民生活用能的释放、城市建筑结构及下垫面特性的综合影响等是其产生的主要原因。
解决措施:
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、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。
2015年2月,科学家利用城市和乡村站的气温差来表示城市热岛效应强度,对比了多年平均的春节黄金周和春节前后四周的热岛效应来检测和量化人口迁移的影响。
根据他们的研究,以哈尔滨市为例,1992年到2006年多年平均的春节黄金周的城市热岛强度明显小于其前后四周的值:就日平均温度城乡差而言,城市热岛强度比春节前后四周的热岛强度平均值少了℃,相对而言,春节黄金周的城市热岛强度比它前后四周的值降低了43%。
就日最高温度城乡差而言,春节黄金周的城市热岛强度与春节前后四周平均值比降低了℃,但因城市热岛强度在白天相对较弱,相对变化却达到了48%。
春节黄金周人口迁出对热岛强度的影响在夜间尤为明显,在春节黄金周时,日最低温度城乡差表征的城市热岛强度为℃,比其前后四周小了℃,相对变化高达71%。
参考资料来源:百度百科-城市热岛效应