250万台空调同开1小时 散热量可将未央湖变温泉

23.07.2018  11:30

  热岛效应1号选手:空调。假设西安1千万人口,每4人共用一台空调,250万空调同开1小时散热量可将未央湖变温泉。

  昨日,华商报记者采访了两位物理学方面的专业人士,以假设西安1千万人口计算,每4人共用一台空调,他们计算了一小时的排热量,同一时间250万空调同时使用,以一台1.2P、制冷系数3.3的空调为例,每小时总的散热量为:电功率1000×系数(3.3+1)×时间3600秒×空调总数量,总散热量3.87×1010千焦,未央湖湖水总体积按100万立方米计算,密度1000千克/立方米,假设水温25℃,比热容:4.2KJ/KGK,湖水质量m=pv=109千克,引入:Q=m×c×△t,可以将湖水温度升高10℃,相当于将湖水加热到35℃变成温泉水。

  此外,通过公式演算,烧开一壶水需要602千焦的热量,一台空调向大气排热量为12600千焦,也就是说空调一小时排出热量可以烧开21壶水华商报记者宁军

  热岛效应2号选手:汽车。若每天40万辆车上路跑100公里,城墙内近地面3米将被“加热”0.32℃。昨日,华商报记者咨询从事多年物理教学工作的杨老师,假设汽车的质量均为1500kg,发动机额定功率为60kw,油耗为每百公里10L,汽油密度统一为0.7×10kg,汽油的燃烧值是4.6×10焦/千克。

  根据公式可计算得出,一辆小汽车行驶100km汽油燃烧产生的热量为3.22×108J,如果按一定的压力条件下(如正常的一个大气压),空气的比热为0.24J/(kg℃),也就是说1立方米的空气升高1℃需要0.24大卡(240卡)的热量,相当于1005.6焦耳。根据换算,每辆行驶100公里产生的热量可使100立方米空气中的温度上升0.32℃,如果每天40万辆汽车每辆都跑100公里,可使4000万立方米空气中的温度上升0.32℃,而西安城墙内面积为11.32平方公里,相当于40万辆车都跑100公里的话,产生的热量可以使城墙内近地表3米的温度上升0.32℃华商报记者张成龙制图/张永文摄影陈团结

  今年5月3日,西安市机动车的保有量达到300万辆。西安市交警支队相关负责人在接受采访时曾表示,西安市每天道路上运行的机动车30万辆~50万辆。如果按每天可上路运行的汽车数量为50万辆计算,工作日限号20%,实际上路40万辆。

  >>专家解析

  西安城市热岛强度从1995年开始快速上升

  专家支招:增加绿地、设计城市风道、恢复周边水系、机动车限行等可减缓城市热岛效应

  一说起这几年夏天的高温,西安市民都会想到“热岛效应”,那么,西安的热完全是“热岛效应”导致的吗?这种热的体验,是不是会逐年严重?华商报记者采访了多位专家,看看专家怎么说。

  什么是热岛效应?

  城市热岛效应是指城市因大量的人工发热、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。

  城市热岛中心,气温一般比周围郊区高1℃左右,最高可达6℃以上,大城市散发的热量可以达到所接收的太阳能的2/5,从而使城市的温度升高。在城市热岛作用下,近地面产生由郊区吹向城市的热岛环流。城市热岛增强空气对流,空气中的烟尘提供了充足的水汽凝结核,故城市降水比郊区多。

  环境专家邓顺熙:玻璃幕墙、水泥柏油路面增多热岛效应明显

  长安大学环境科学与工程学院教授邓顺熙认为,产生城市热岛效应的主要原因是城市变成“钢筋水泥森林”之后,吸收的光照明显增多,“你想想,原来一个足球场的面积,吸收的光照,就是这个球场面积这么大;但是你把它改成了高层,除了这个足球场面积大光照之外,还有四个外立面吸收的光照,如果再做成玻璃幕墙,折射光线,那么吸收和散发的热量就更多了。

  “再有就是城市的广场绿地减少,硬化地面增多,地面散热的程度和硬化程度成正比,同样是炎热的夏天,你走在草坪上,可能觉得还有些许凉意;可是你走在阳光照射下的柏油路上或水泥地面上,立即感觉热浪翻滚。

  “还有很重要的一点,就是城市周边水系。在高新楼群密集的地带上班的人,高温天就觉得很难熬,走在哪里都觉得酷热;在南湖附近或者灞河附近的人,感觉其实就没那么热,因为水面还是有降温的作用。

  邓顺熙说,这些热岛效应,都和城市规划有关,而这些都是造成了对光照的改变,从而产生的热岛效应的加剧。除此之外,人类的生产生活也会小程度的加剧热岛效应,“比如车辆尾气排放、空调、做饭炒菜等,都会产生影响。

  邓顺熙建议,应该通过规划,控制城市中心的高层,在城市中心留出大的空地,而不能一味建高层,高层越多,城市中心的热岛效应越显著;其次,减少建筑物外立面的玻璃幕墙,玻璃幕墙折射、释放的热量太大了;再次,应该恢复西安周边的水系,比如现在正在改造的昆明湖,就会一定程度减缓热岛效应。

  省气象局专家:1995年后热岛效应迅速上升

  一份来自省气象局专家的论文显示,西安市1959~1971年热岛强度的绝对值很小,平均值只0.14℃,热岛效应可以忽略不计;

  1972~1994年热岛强度上了一个新台阶,由1972年前的平均0.14℃的低水平上升到1994年的0.84℃的较高水平,上升幅度达0.7℃,上升速率为0.69℃/a;

  1995年以后为热岛强度的快速上升阶段,1995~2008年的年热岛强度在1.0~1.9℃之间波动,平均强度为1.45℃,比第二阶段的平均强度高0.61℃,该时段热岛强度的上升速率为0.87℃/a。

  由此可见,西安城市热岛强度从1995年开始上升速度更快,热岛强度更加明显。出现这种现象的原因可能是:近年来随着西安城市的发展、城区内部进行了大规模的改造,建筑密度、下垫面的性质都有了较大的改变。

  此外,能源消耗剧增、人为热排放增大等因素加剧了城市化效应,使得城郊温差越来越大,从而导致城市热岛越发明显,热岛强度逐渐增大。

  气象专家方建刚:西安地理上比较聚热

  省气候中心高级工程师方建刚说,西安最近的热,是每年在西安都会出现的高温时段。比起去年,其实西安今年算是高温日比较少的,因为7月前半个月一直在下雨,7月下旬才开始热起来。

  方建刚说,说到城市热岛效应,西安处于河谷地带,四周有秦岭、黄土高原,西安所处的凹地本来就有聚热的特征,一到夏天,阳光照射后,热量都聚在一起,很难散发。和西安类似,渭南的大荔、安康的旬阳,也是因为地理原因,夏季温度很高。

  从气象原因上来说,夏季,西安受副热带高压控制,在此大气环流下,天气晴好,升温迅速。夏季,太阳直射北半球,这段时间正是太阳辐射最强的时候,也就是西安最热的一段时间。

  此外,随着城市的迅速发展,高层建筑物增加,汽车、空调增多,城市热源增多,城市热岛效应也逐渐增强。不过,西安现在也在增加绿地的规划,设计城市风道,机动车限行,通过这一系列的举措,减缓城市热岛效应的影响。 (记者毛蜜娜实习生白毅鹏宋美琦)

编辑: 石悦琳