城市中心热环境解析与设计

新街口中心区位于南京市中心，南京气象局网站实时公布18个自动气象站数据，其中九中气象站位于新街口中心区大行宫硬核附近，通过对自动气象站气象数据进行分析，探讨全城尺度的热岛效应特征规律及中心区与热岛效应的关系。

1）时间特征

——热环境季节变化特征

选取6月29日，3月22日，12月30日三组白天平均空气温度数据分别代表夏春冬三季节，从图表中可以看出，空气温度呈现季节变化特征，如图3-11所示，夏季白天平均空气温度最高为24℃，春季为17.2℃，冬季为12.6℃。

图3-11　18个自动气象站春夏冬三季节白天平均气温比较

（从上至下分别为2014年6月29日，3月22日，12月30日数据）
＊资料来源：作者自绘

基于2014年12月29日—30日两天内，南京龙王山自动气象站和九中自动气象站观测气象数据，探讨平均空气温度的昼夜变化状况（图3-12）。在12月29日当天，晴朗无云，风速为0.5～1.5m／s。九中气象站当日日均气温为10.4℃，龙王山气象站日均气温为9.6℃，二者都在午后出现最高温度，并随之快速下降，在第二天清晨达到最低温度，上午气温又快速上升。图3-13显示了城市热岛强度Tu-r的昼夜变化状况。从中可以看出，南京冬季城市热岛强度有着明显的昼夜变化，Tu-r为正，表示夜间城市内气温高于乡村地区，白天则正好相反。当日最大热岛效应出现在早晨8点，为3.6℃，而最小热岛效应为下午3点，为-2.2℃。而全天中有17个小时Tu-r＞0，全日平均Tu-r为正，城市中存在明显的热岛效应，下午1点与下午3点两个整点Tu-r为负值，说明当时龙王山气象站周边空气温度要高于九中气象站空气温度。白天，由于城市中建筑遮挡，受日照辐射影响，乡村地区接收到更多日照辐射，温度高于城市地区，而夜晚，城市地区空气温度要比乡村地区高。

图3-12　12月29日—30日南京龙王山气象站和九中气象站的气温平均昼夜变化状况

＊资料来源：作者自绘

图3-13　12月29日—30日城市热岛强度Tu-r昼夜变化状况(www.xing528.com)

＊资料来源：作者自绘

2）空间特征

——城市热岛效应的昼夜变化特征

图3-14　18个站点冬季夜间（18点—次日1点）平均空气温度分布

＊资料来源：作者自绘

图3-15　18个站点冬季中午（11点—15点）平均空气温度分布

＊资料来源：作者自绘

选择2014年12月28日—31日四天气象数据作为冬季站点数据代表，通过比较分析发现城乡间存在明显的温度差异（图3-14，图3-15）。夜间最高温度出现在北极阁—九中—一中主城中心区内（9℃），而老城中河海大学、城东紫金山中山植物园出现低温（4.8℃左右），二者温差为3℃左右。紫金山至清凉山沿北京路一线，多为校园和省直机关大院，建筑密度低，天空可视度高，植被茂密，蒸腾降温作用明显，出现了冷岛现象。外圈城郊温度多为7～8℃。冬季中午最高温度出现在华能电厂（13.4℃），最低温度出现在光华东街（11.3℃），华能电厂作为大型工厂，自身人为热释放大，裸露的不透水面积大、周边无树木遮蔽，吸收大量太阳辐射导致正午出现高温；中山植物园、北极阁等处虽然植被茂密，但天空可视度高，导致正午同样接收较多太阳辐射，气温较高；而光华东街由于建筑密度高，天空可视度低，正午时建筑遮阳导致空间温度相对较低。

通过比较18个气象站冬季夜间和白天平均空气温度的差异，发现18个自动气象站点的空气温度在白天波动要大于夜间，说明当天夜间全城空气温度相对稳定，而白天由于风速和气流影响，空气温度差异较大。对于全城尺度而言，需要大量长期气象观测，以总结气象规律特征。