【新微专题】雨岛效应＆干岛效应＆湿岛效应

城市雨岛效应、干岛效应、湿岛效应

根据设在城区和其周围郊区的气象站同时间观测资料表明，城市气候与郊区相比，除了具有“热岛效应”，还有“干岛” “雨岛” “湿岛”“浑浊岛”和 “雾岛”等等效应。

其中干岛效应与雨效应岛、湿岛效应又是干又是雨的，不是自相矛盾吗？实际上呢，干与湿并不是简单地指下雨或没下雨。今天我们就先来看看这三种效应分别又是怎么回事。

01

干岛效应

1.概念

干岛效应与热岛效应通常是相伴存在的。干岛效应是指城市水汽压的平均值与同时期周围郊区平均水汽压相比较，城区低于郊区的现象。由于城市的主体为连片的钢筋水泥筑就的不透水下垫面，因此，降落地面的水分大部分都经人工铺设的管道排至他处，形成径流迅速，缺乏天然地面所具有的土壤和植被的吸收和保蓄能力。因而平时城市近地面的空气就难以像其他自然区域一样，从土壤和植被的蒸发中获得持续的水分补给。这样，城市空气中的水分偏少，湿度较低，形成孤立于周围地区的"干岛"。

2.危害

①大气污染：干岛效应造成城市大气相对湿度降低，大气稳定度提高，底部大气不易与高层发生对流，城市污染物集中于城市下垫面区域，造成持续的大气污染，形成PM2.5的灰霾天对人体造成危害。

②城市热污染：由于蒸发减少形成干岛，水蒸发带走的潜热减少，形成城市大气热岛，伴生热岛效应，加剧城市热污染。

3. 治理

森林城市

增加植被、增加分散水域、增加人工喷泉和喷雾设备、增加楼顶绿化与喷水系统、增加道路雨水收集与蒸发补偿系统。

02

雨岛效应

1.概念

城市中林立的高楼大厦被比喻为“钢筋水泥的森林”。而随着“森林”密度不断地增加，尤其一到盛夏，建筑物空调、汽车尾气更加重了热量的超常排放，使城市上空形成热气流，热气流越积越厚，最终导致降水形成。这种效应被称之为“雨岛效应”。

2.分布

“雨岛效应”集中出现在汛期和暴雨之时，这样易形成大面积积水，甚至形成城市区域性内涝。城市对降水的影响问题，国际上存在着不少争论。美国曾在其中部平原密苏里州的圣路易斯城及其附近郊区设置了稠密的雨量观测网，运用先进技术进行持续5年的观测研究，证实了城市及其下风方向确有“雨岛效应”。

3.形成

“雨岛效应”的形成条件：

① 在大气环流较弱，有利于在城区产生降水的大尺度天气形势下，由于城市热岛环流所产生的局地气流的辐合上升，有利于对流雨的发展；

② 城市下垫面粗糙度大，对移动滞缓的降雨系统有阻障效应，使其移速更为缓慢，延长城区降雨时间；建筑物加大了空气的被迫抬升，有利于云，特别是低云的增加。

③ 城市空气中凝结核多，其化学组分不同，粒径大小不一，当有较多大核（如硝酸盐类）存在时，有促进暖云降水作用。

雨岛和热岛关系密切。由于热岛影响,城市空气层不稳定,有利于产生势力对流,当城市中水汽充足时易形成对流云和对流性降水。上述种种因素的影响，会“诱导”暴雨最大强度的落点位于市区及其下风方向形成雨岛。

4.影响

由于“雨岛效应”集中出现在汛期和暴雨之时，这样易形成大面积积水，甚至形成城市区域性内涝。

5.治理

随着城市化进程的加快，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。而城市绿地具有缓解“雨岛效应”的能力，是改善城市“雨岛效应”的有效途径之一。

随着绿地和水体数量的减少，缓解雨岛效应的能力就被削弱。因此，要解决这样的问题，减少“城市雨岛效应”的影响，就需要在城市规划中加以调整，保证绿地在城市中所占有的比例。城市规划法应当对这样的问题做出相应的法律规范：对在城市规划中的绿地面积做出明确的要求，并对破坏绿地和城市水体的行为给予相应的法律制裁；同时，还需要对各种热源的布局做出合理规划的要求。城市规划法与城市积涝防治的问题。

03

湿岛效应

湿岛效应即城区平均水汽压高于同时刻的郊区平均水汽压的现象。

湿岛的种类有凝露湿岛、雨天湿岛、雾天湿岛、结霜湿岛和雪天湿岛等。

市区夜间经常出现凝露湿岛，天气稳定又无低云、风速较小的夜间，郊区降温快，结露多，空气中水汽大量析出，水汽压即迅速降低；市区因热岛效应，气温较高，结露量较少，空气中水汽压高于郊区，形成城市湿岛。上午温度上升后，露水蒸发，郊区空气中湿度迅速增加，市区转为干岛。北半球凝露湿岛以8月最多，7月和10月其次，4月和1月较少。

雨天湿岛是降雨时及停雨后，因市区热岛效应使蒸发量比郊区大，空气中水汽含量比郊区多。雨天湿岛以4月最多，7月次之，8、10两月再次之，1月最少。

雾天湿岛常是在有雾时，雾滴与周围空气间进行水分交换，市区较暖，饱和水汽压较高，能容纳的水汽量较郊区为多，形成雾天湿岛。

结霜湿岛是市区有强热岛时，结霜量小于郊区，空气中的水汽压比郊区大，形成结霜湿岛。

雪天湿岛的形成与雨天湿岛相似，但因气温低、热岛效应小和风速稍大等，其湿岛强度较弱。

综上所述，干岛效应与湿岛效应和雨岛效应并非矛盾。

雨岛效应是指在城市热岛环流的推动下，因为水汽上升引起的，这种降水有的称其为城市雨。干岛效应指的是城市空气湿度较小，也就是说城市的蓄水能力较差造成的。如果更简单的去理解：空气中的水分大部分是通过蒸发和蒸腾得到的（水输送也得需要蒸发蒸腾将液态水转化为气态水），城市中的地表水体相对较少，植被也相对稀少，实际蒸发和蒸腾的量并不算大，所以空气中的水分相对植被覆盖较好的区来说算是比较少的。

干岛效应强调近地面水汽蒸发减少，导致与周边农村相比湿度低。雨岛效应强调城市气温高、凝结核多，相比于农村易对流成雨。注意干岛和雨岛效应都是与周边农村相比较，但有时候即使城市比周边农村空气湿度小，呈现“干岛效应”，但水汽未必不足以降水，甚至在气温和凝结核的影响下，出现城市“雨岛效应”，因而两者并不矛盾。

湿岛效应强调在特殊时段特殊天气状况下城市与乡村比出现的水汽多的现象；干岛效应强调近地面水汽蒸发减少，导致与周边农村相比湿度低，是普遍现象。是普遍性与特殊性的关系。

试题链接

1. “城市干岛”是伴随城市化出现的一种现象，在城区空气的相对湿度（指在一定时间内，某地空气中所含水汽量与该气温条件下饱和水汽量的百分比。饱和水汽含量随着温度的升高而显著增大）小于郊区时形成，一年四季都存在。云南C市是座人口超百万的大城市，其城市干岛强度的季节变化明显，近年来总体呈增强趋势。下图示意云南省C市城市干岛强度季节变化。据此完成下面小题。

（1）云南省C市夏季干岛效应最强的主要原因是城区夏季（ ）

A. 蒸发量较大 B. 近地面空气中水汽不足

C. 降水量较小 D. 土壤和植被吸收水分多

（2）近年来C市城市干岛效应呈增强趋势的根本原因是（ ）

A. 建成区面积扩大

B. 城市化速度快

C. 植被覆盖率降低

D. 热岛效应增强

【答案】 1. B 2. B

【解析】

（1）夏季的气温最高，空气的饱和水汽含量最大。相较于其他季节，夏季虽然降水最多，但相对于郊区，由于城区的主体为连片的不透水下垫面，因此，降水大部分形成径流经管道迅速排走，缺乏郊区天然地面土壤和植被的吸收和报讯额能力，因此城区近地面的空气难以像郊区一样从土壤和植被的蒸发中获得持续的水汽补给，蒸发到空气中的水汽不足，加上热岛效应，相对湿度明显低于郊区，干岛效应最强，B正确；城市的蒸发量较小，A错误；城市与郊区的降水量基本一致，C错误；城市土壤和植被吸收的水分少，D错误。所以选B。

（2）受城乡间经济差异大的影响，大量人口迁入城市，城市化速度较快，导致城市建成区面积扩大、植被覆盖率降低、城市热岛效应增强，进而导致城区的气温明显高于郊区、饱和水汽含量增大，但空气中水分的实际含量相对较低，使城市干岛效应增强，ACD错误，B正确。所以选B。

2. 城市中林立的高楼大厦比喻为“钢筋水泥的森林”。而随着“森林”密度不断地增加，尤其一到盛夏，建筑物空调、汽车尾气更加重了热量的超常排放，使城市上空形成热气流，热气流越积越厚，最终导致降水形成。这种效应被称之为“雨岛效应”。“雨岛效应”集中出现在汛期和暴雨之时，这样易形成大面积积水，甚至形成城市区域性内涝。下图是雨岛效应图，完成下面小题。谭老师地理工作室综合整理

（1）城市内涝的发生与城市“雨岛效应”密切相关。“雨岛效应”成因主要有（ ）

①地面硬化，地表径流下渗困难②城市“热岛效应”明显③城市化挤占湖泊河道，调蓄洪峰能力下降④空气污染严重，凝结核充足⑤高大建筑物密集，风速减小，降水云系滞留

A. ①②⑤ B. ②④⑤ C. ①③ D. ①②③④⑤

（2）城镇化的发展，对区域水循环造成的影响是（ ）

A. 蒸发量增加 B. 地下净流量增加

C. 地表径流量增加 D. 降水量增加

【答案】 1. B 2. C

【解析】

（1）地面硬化，地表径流下渗困难，形成城市内涝，而不是雨岛效应，故①不符合题意；城市“热岛效应”明显，城市对流上升运动强烈，易形成降水，故②正确；城市化挤占湖泊河道，调蓄洪峰能力下降，是形成城市内涝额的原因，故③不符合题意；空气污染严重，凝结核充足，水汽和凝结核是成云致雨的必要条件，故④正确；高大建筑物密集，风速减小，降水云系滞留，降水时间长，故⑤正确。综合上述分析可知，②④⑤正确。故本题排除ACD三项，选B。

（2）随着城市不断发展，城市道路逐渐硬化，使用不透水砖，导致下渗量逐渐减少，地下径流减少，地表径流增加，尤其是雨季地表径流大增，B错，C正确。城镇发展对蒸发量和降水量有一定的影响，主要体现在城市市区容易出现热岛好雨岛效应，但对于区域整体额的影响程度不大，因此可排除AD。故本题选C。

3. 在干旱与半干旱地区，植物生长会影响土壤水分。梭梭根区受树冠集流、蒸腾和遮阴作用影响存在土壤水分相对富集区。图示新疆北部沙漠中不同树龄阶段梭梭根区全年土壤含水率差异。

据此完成下列各题。

（1）枯树根区含水率最高的原因是（ ）

A. 树冠集水作用强 B. 无蒸腾作用消耗

C. 树冠遮阴效果好 D. 土壤硬化下渗弱

（2）导致梭梭根区土壤的“湿岛”效应夏季较春季更明显的主导因素是（ ）

A. 融雪 B. 风沙 C. 蒸发 D. 降水

（3）若北疆梭梭树正午影长与树高的比值为P，则（ ）

A. 春秋分日 P=0.5

B. 夏至日 P=1

C. 全年 P＞1

D. 冬至日 P＞1

【答案】 1. B 2. C 3. D

【解析】

（1）梭梭根区土壤水分受树冠集流、蒸腾和遮阴作用影响。枯树根区含水率最高的原因是有树冠集水，无蒸腾作用消耗，B对。枯树根区没有树冠，不存在树冠积水作用强，A错；没有树冠遮阴，不存在树冠遮荫效果好，C错；枯树根区土壤疏松，下渗作用强，D错，故选B。

（2）导致梭梭根区土壤的“湿岛”效应夏季较春季更明显的主导因素是夏季枝叶茂盛，遮阴作用强，蒸发弱。春季枝叶稀疏，遮阴作用差，蒸发强，C对。融雪下渗或汇入径流，不是湿岛效应成因，A错。风沙不是湿岛成因，B错。降水少，不是主要因素，D错。

（3）若北疆梭梭树正午影长与树高的比值为P，北疆纬度在43°N-48°N之间，根据正午太阳高度，则春秋分日P可能大于1或小于1或等于1，A错。夏至日P小于1，B、C错。冬至日正午太阳高度小于45°，P＞1，D对。