城市热岛效应产生的原因是什么?

城市热岛效应(Urban heat island effect)是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象.在近地面温度图上,郊区气温变化很小,而城区则是一个高温区,就象突出海面的岛屿,由于这种岛屿代表高温的城市区域,所以就被形象地称为城市热岛.城市热岛效应使城市年平均气温比郊区高出1&degC,甚至更多.夏季,城市局部地区的气温有时甚至比郊区高出6&degC以上.此外,城市密集高大的建筑物阻碍气流通行,使城市风速减小.由于城市热岛效应,城市与郊区形成了一个昼夜相反的热力环流.
近年来,随着城市建设的高速发展,城市热岛效应也变得越来越明显.城市热岛形成的原因主要有以下几点:
首先,是受城市下垫面特性的影响.城市内有大量的人工构筑物,如混凝土、柏油路面,各种建筑墙面等,改变了下垫面的热力属性,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,因而其表面温度明显高于自然下垫面.
另一个主要原因是人工热源的影响.工厂生产、交通运输以及居民生活都需要燃烧各种燃料,每天都在向外排放大量的热量.
此外,城市里中绿地、林木和水体的减少也是一个主要原因.随着城市化的发展,城市人口的增加,城市中的建筑、广场和道路等大量增加,绿地、水体等却相应减少,缓解热岛效应的能力被削弱.
当然,城市中的大气污染也是一个重要原因.城市中的机动车、工业生产以及居民生活,产生了大量的氮氧化物、二氧化碳和粉尘等排放物.这些物质会吸收下垫面热辐射,产生温室效应,从而引起大气进一步升温.
原则上,一年四季都可能出现城市热岛效应.但是,对居民生活和消费构成影响的主要是夏季高温天气下的热岛效应.为了降低室内气温和使室内空气流通,人们使用空调、电扇等电器,而这些都需要消耗大量的电力.如目前美国1/6的电力消费用于降温目的,为此每年需付电费400亿美元.高温天气对人体健康也有不利影响.有关研究表明,环境温度高于28&degC时,人们就会有不适感；温度再高还容易导致烦躁、中暑、精神紊乱等症状；气温持续高于34&degC,还可导致一系列疾病,特别是使心脏、脑血管和呼吸系统疾病的发病率上升,死亡率明显增加.此外,气温升高还会加快光化学反应速度,使近地面大气中臭氧浓度增加,影响人体健康.