城市气候大气污染

城市气候是指大都市特有且与周围郊区有异的各种气候条件。

城郊气候有异因素

人造建筑因素

城市众多的砖石、钢骨水泥建筑物及沥青和水泥道路取代了天然的植被与土壤，影响了城市的气温、湿度等气候条件。

某些建筑物取代了自然地形，影响了城市局部地区的风向、风速、热量等，例如大厦、沥青及水泥路；有些类型的建筑物则影响了雨水的径流。例如停车场、沥青及水泥路等。

人口因素

城市居民众多，其日常生活及生产活动会增添大量热源。

污染物因素

城市上空的一个特点是污染物浓度高，其中有一氧化碳、硫和氮的氧化物、多种碳氢化物、氧化剂和粉尘物质之类。其中微粒和烟尘粒等污染物对城市气候条件如气温、能见度和降雨量等甚有影响。

污染物的来源主要是工业生产过程产生的废料，例如炼油厂的化合物废气排放；以及燃料的燃烧，例如交通工具的运行；住家和办公室的取暖等。

城市空气污染的浓度取决于污染物放射源的大小和该城市的通风情况，即该城市的风速和其上空大气层的高度。

若出现了污染物数日聚集在市区上空的情况，会出现一种叫逆温的天气现像，即“温度随高度增高而增大”。这种天气现像会防碍大气的混合，严重者会令城市居民有急遽的痛苦，甚至死亡。例如1952年12月，伦敦“烟雾事件”中，大气逆温使得逾8000人死于呼吸道疾病。

城市气候主要特点

气温高

城市通常比周围地区气温高，形成一“暖中心”，称“热岛”，尤其是市中心地区。城市的日最低气温通常比乡村高6-11℃。城市气温高的现像一年四季都存在，这种现象在地球中、高纬度地区大城市于冬天来临时更为明显。由于气温高，造成城市地区的无霜期长，霜冻、严寒天数比郊区少。有时会发生郊区降雪；市区降雨的情况。

城市气温高有以下几个因素:

组成建筑物与道路这些下垫面的砖石、水泥与沥青等物质有较大的导热率和热容量。

巨大的建筑物，例如大厦受热面积大，吸收了大量来自太阳辐射的热量。

砖石、水泥与沥青等物质不吸水、不透水，使很少热量耗于蒸发；但耗于湍流交换的热量增加。

城市居民的日常生活和生产活动释放大量热量。

城市上空覆盖的污染物如尘粒、水汽和二氧化碳等使夜晚的长波辐射减少，造成建筑物与道路等下垫面冷却慢。

城市于夏、冬季的气温高情况

夏天时，组成城市的建筑物与道路的砖石与沥青等比郊区天然的植被和土壤吸收、贮存和再辐射更多的太阳能。在雨天时，由于砖石、水泥与沥青等物质不吸水、不透水的特性，热量很少耗于蒸发。夜晚时，建筑物与道路辐射出来的热量使城市气温比郊区高。

冬天，虽然太阳能不强，建筑物与道路并无吸收大量太阳能，但由于城市有众多人口，其日常生活与生产活动例如住房取暖、发电、工业生产和交通运输产生大量热量。且城市上空充满污染物与水蒸气，就如罩盖，这罩盖会吸收下垫面的辐射热，结果城市气温比郊区高。

湿度低

城市平均相对湿度比郊区低。以伦敦、东京等大都市为例，其年平均相对湿度比郊区低5％左右，若以绝对湿度计算，市区一般只略低于郊区。

城市湿度低是因为砖石、水泥与沥青等物质不吸水、不透水的特性使得雨水径流量高；以及缺乏有蒸腾作用的植被。虽然城市里的某些燃烧源也会增填湿度，但量不多。

风速小

市区风速一般小于郊区。市区年平均风速比郊区小20-30％，阵风(最大风速)减小10-20％，静风频率则增加5-20％。但城市建筑间因通道狭隘而形成的“弄堂风”风速比自然风大得多。

市区风速小是因为建筑物密集，下垫面比郊区粗糙，风受到的摩擦力较高。

特殊风系

由于城市气温比郊区高，形成热岛效应，使得市区气压低于郊区，结果形成城市周围郊区的空气吹向市区，于市区辐合的特殊风系，称为热岛环流或“乡村风”。但若自然风的风速较大时，热岛环流就会被破坏。

太阳辐射弱

城市的年平均太阳辐射总量比郊区少15-20％。尤其在地球高纬度地区的冬季，由于阳光斜射，辐射减少更多，可达30％，日照时数约减少5-15％。

会产生这种情况是因为市区上空中含有大量污染物，尤其是尘粒的缘故。

能见度差

城市能见度比郊区差，是因为有雾的日子较多；另外主要因燃烧产生的烟雾也影响能见度。

城市有雾的日子多是因为市区空气含有大量尘粒，使得凝结核浓度大，且城市空气中含较多的吸湿性微粒，在70％的相对湿度下，就能使水汽在其上发生凝结，产生雾，但由于的市区凝结核多，不易形成大水滴，虽然有雾的日子比郊区多，但浓雾日数反有减少。

以中国上海为例，市区起雾时，相对湿度是80-86％，而郊区相对湿度一般在98％以上。

降雨多

城市降雨量是否比乡村多，目前为止并无进行过恰当长时间的定量测定，而且有反对意见。但依欧洲和北美洲的资料显示，许多大城市市区年降雨量约比郊区多5-10％，少于5毫米的降雨日数比郊区多10％。由于市区气温较高，降雪比郊区少。城市雨量多的地区主要在盛行气流的下风方向。

城市降雨多是因为:

热岛效应增强了空气的热对流，下垫面粗糙度大，增强风湍流，使市区上升气流加强。

市区空气中可以引起冰核作用的凝结核多。

城市降雨少的说法

有学者认为因城市空气中凝结核过多，虽然造成云多雾多，却不利于形成足以降到地面的大雨滴，市区降雨应比郊区少。

城市气候特点简表