【生态地理】全球水循环有记录以来首次失衡、城市五岛效应，你知道几个？

全球水循环有记录以来首次失衡

全球水经济委员会17日发布的一项新报告指出，人类“有史以来首次”打破了全球水循环的平衡。报告警告称，全球近30亿人口和一半以上粮食都位于干旱地区或水资源总量不稳定地区，若不采取行动，到2050年，水危机将使全球一半以上粮食生产面临风险。

报告称，到2050年，各国的国内生产总值（GDP）平均可能下降8%，低收入国家的损失预计会更高，或高达15%。报告指出，几十年来破坏性的土地利用和水资源管理不善，与人类引发的气候危机相互叠加，给全球水循环带来了“前所未有的压力”。

报告区分了“蓝水”（湖泊、河流和含水层中的液态水）和“绿水”（储存在土壤和植物中的水分）。报告指出，绿水的供应长期以来一直被忽视，但它对水循环同样重要，因为当植物释放水蒸气时，绿水会返回到大气中，产生陆地上大约一半的降水。

报告发现，水循环的破坏与气候变化“紧密相连”。稳定的绿水供应对于支持能够储存碳的植被至关重要。但是，人为破坏湿地和砍伐森林正在耗尽这些碳汇，并加速全球变暖。反过来，高温也正在减少水分，并增加火灾风险。

报告呼吁将水循环视为“全球共同利益”，并联合采取应对措施，同时，应“从根本上重新定位水在经济中的地位”，包括通过更合理的定价来遏制浪费行为，并防止在水资源紧张地区种植耗水量大的作物和建设耗水设施（如数据中心）的趋势。

合理评估水的价值至关重要，如此“以便认识到水的稀缺性和它所带来的诸多益处”。

举个例子，玉米、水稻和小麦，这三种谷物为当今世界上80亿人提供摄取的大部分卡路里。但在世界范围内，这些作物的三分之一，都生长在供水高度紧张或者降雨模式非常不稳定的地区。主要农作物受到威胁，带来的影响将十分深远，包括食品价格波动、许多家庭被迫减少主食摄入、营养不良问题丛生等等。我们必须意识到，粮食安全不仅与每一餐的饭菜息息相关，更是国家安全、经济稳定和社会发展的重要基石。

热岛效应

城市热岛效应是指因大量的人工发热、建筑物和道路等高蓄热体及绿地减少等因素，造成城市“高温化”，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，就像突出海面的岛屿，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。

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。随着城市化进程的加快，我国城市热岛效应越来越明显，已成为影响城市可持续发展的八大环境问题之一。

主要危害：

由于热岛中心区域近地面气温高，大气做上升运动，与周围地区形成气压差异，周围地区近地面大气向中心区辐合，从而在城市中心区域形成一个低压旋涡，造成人们生活、工业生产、交通工具运转中燃烧石化燃料而形成的硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、碳氢化合物等大气污染物质在热岛中心区域聚集，危害健康。

长期生活在热岛中心区的人们会表现为情绪烦躁不安、精神萎靡、忧郁压抑、记忆力下降、失眠、食欲减退、消化不良、溃疡增多、胃肠疾病复发等。高温天气下的热岛效应，还会增加人们使用空调、电扇等电器的机会，进而消耗大量的电力，增加用电负荷，同时产生更多的废热进一步增强热岛效应。

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。

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。推荐关注地理图文

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。

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。

雾岛效应

所谓“雾岛效应”，其原因主要是城市颗粒污染物增加，凝结核过多，引起雾日的增加。如伦敦为国际著名的雾都，重庆为我国的雾都，除了自然条件的原外，城市雾岛效应也是重要因素。伦敦近年来进行了环境治理后，雾日大大减少，就是最好的证明。此外，除了正常的雾外，有人把城市的“烟雾”也包含在其中，这样象洛杉矶著名的光化学烟雾事件也被视为城市雾岛效应的一个实例。

所谓“雾岛效应”，原因主要是城市颗粒污染物增加，凝结核过多，引起雾日的增加。如伦敦为国际著名的雾都，重庆为我国的雾都，除了自然条件的原因外，城市雾岛效应也是重要因素。

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