城市热岛是城市大量不透水面、密集的人口、发达的交通和工业，导致的城市温度高于周围乡村的1种现象。它与城市规模、建筑物高度和天气有关，一般所及数百米高度，多在静风下形成。由于城市较暖空气上升，至一定高度向四周辐散，在城市周围下沉后沿地面流向城市中心，形成热岛环流，在不利的天气下，会导致近地层污染物堆积不易扩散。在盛夏季节，城市热岛可叠加在全球变暖背景之上，加剧高温热浪，影响人体健康。

近百年来，随着全球的城市化进程，世界各大都市都出现了城市热岛效应，相应的城市气候和空气质量也出现了恶化的迹象。随着全球气候变暖，这一现象有加剧的趋势。如何缓解城市热岛效应是众多科学家和城市规划者的愿望，是各国都在关心的气候与环境问题。

华东师范大学地理科学学院的束炯教授及其团队通过研究144年（1873-2016年）来上海城市气象记录和土地利用变化等要素发现，1960-1990年, 上海的热岛强度以平均0.17℃/10a的速率增加；1990-2005年，以0.63℃/10a的速率增加；2005-2016年，反而以0.53℃/10a的速率下降，而且城市比农村具有更高的降温率。

研究人员通过分析，排除了背景气候的降温特征。为了探究上海热岛强度的缓解成因，运用模式进行了控制试验，以1990年的气象条件作为模拟基准，针对高能耗工厂搬迁和高层楼群空隙间种植分散斑块状植被等更新策略，研究城市热岛在2005、2016年的不透水面、人为热和植被覆盖这3个因素对更新策略的响应；而后计算这3个因素对这3个年份城市热岛变化的贡献；最后预测了未来屋顶绿化对城市热岛的影响，并对缓解策略产生的城市节电效应和相应的CO2减排进行了情景模拟。仿真结果表明，按未来绿地增加10%、20%估算，热岛的强度将会降低0.38～0.78°C，相当于节约（2.47～4.68）×105t CO2/年碳排放量。与过去5a（2012–2016年）的平均水平相比，可增加47～94个降温日，减少了39～82个升温日。

试验证明，这一全球罕见的现象源自上海这座特大型城市大规模扩张过程中，运用旧城改造和更新的策略，提高了地表粗糙度，增强了局地湍流等物理要素的作用，对于减少城市内部环境的热能存储和释放出更多的热量起着重要的作用，是缓解城市热岛的重要手段。束炯教授表示，在特大型城市，除了关闭和搬迁高能耗工厂外、在高层楼群空隙间种植分散斑块状植被，通过提高地表粗糙度，增加机械湍流和天穹可见度，以便释放楼群间更多的热量，是降低城市热岛强度十分重要的策略，反映了城市更新策略之于寸土寸金的特大型城市，改善气候、节约能源、增加碳汇的重要意义。

这项研究为世界其他城市在旧城改造和更新过程中改善城市气候，提供了成功的范例。

主要参考文献

Wei Wang, Jiong Shu. Urban Renewal Can Mitigate Urban Heat Islands. 《Geophysical Research Letters》, 2020,47 (6).

原文链接：

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2019GL085948