新街口为啥比江宁“更干更热”?南信大教授这么说( 二 )

  空气湿度指标在下降 “城市干岛”加重“城市热岛”

  研究人员利用卫星遥感数据、33个地面气象站50多年的气象观测数据,以及城市化和水稻种植面积等统计年鉴数据,分析了2001年至2014年期间城市化与饱和水汽压差(空气湿度)之间的关系。

  研究表明,在过去的14年间,水汽压和相对湿度等空气湿度指标在长三角城市群核心区下降, 而饱和水汽压差(VPD)显著升高,且无法用气温变化解释,即“城市热岛”效应可能不是形成“城市干岛”效应的主要原因。

  反过来说,由于近地面空气中水汽减少,VPD增高,加重大气水分需求,形成“城市干岛”效应,进而引起一系列环境效应。“例如流域蒸散发减少,导致加热空气的能量(显热)增加,加上空气变干同样会进一步通过增强显热强度,加重城市热岛效应。”国际上其他研究同时表明,空气变干、变热会带来空气臭氧浓度的变化。

  秦淮河流域“消化不良” 与 “生物排水”功能降低有关

  南信大专家团队还对秦淮河流域进行了研究。为什么下大雨时,秦淮河流域偶有雨水“消化不良”的现象产生?原来,秦淮河流域四周为丘陵山区(80%),腹部为低洼圩区(20%),四周高中间低,出口地形平坦,下游具有长江潮汐顶托影响,导致整个流域排水不畅,对腹部低洼圩区和下游城市构成洪水威胁。加上流域地处北亚热带南部,受梅雨和台风天气系统影响,降水变率大,既是洪涝多发区,也是旱灾多发区。

  “学界普遍认为不透水面、河网变迁等地表结构改变是城市化影响洪涝的主要因素。” 郝璐说,“秦淮河流域土地覆被发生了较大变化,稻田湿地面积减小,不透水面大幅增加,带来了‘小雨大涝’等一系列新型的城市环境问题。”

  团队首次从生态水文学的新角度科学地解释了城市“小雨大涝”的现象。通过对秦淮河流域的研究发现,在过去近30年间,该流域城市面积扩张了3倍,且主要来自于水稻田。水稻田面积在过去的10年间减少27%,这导致秦淮河流域蒸散发减少,总径流水量增加将近60%,洪峰流量、河川基流和地下水位均有增加趋势,使该流域洪涝风险增加。团队还发现,城市化进程中常规降水也可能导致极端水文效应,这在蓄满产流占主导的湿润地区更为普遍。


推荐阅读