都市發展對氣溫變化之影響

都市化、都市蔓延與都市擴張都是都市發展的現象，即是人口不斷項都市 外圍移動而造成都市範圍持續向外擴張延伸，此現象可能會造成都市外圍的地景 持續改變，不論是建成地區的增加以及農地、森林的喪失或是環境的改變，這些 都對溫度變化造成影響。

在認知經濟發展對環境造成的危害後，近年來各界紛紛注重在土地與自然 生的保護。布蘭德世界環境與發展委員會(The Bruntland World Commission on Environmental and Development)於 1987 年發現許多嚴重的環境問題是貣因於 快速的都市成長。現代化的都市和都市郊區忍受更多汙染的大氣和水體系統，少 量的陽光和非都市化地區不同的微氣候(所謂的都市熱島效應)(賴玫錡，2008)。

一、溫室效應

地球的溫度，是取自太陽日照的熱量及地球本身向外太空放出的熱量 兩者間帄衡的結果。最近一百多年來，由於人類大量砍伐森林，燃燒煤、石 油及天然氣等化石燃料，向大氣中排放了大量的二氧化碳，從而使溫室效應 加劇，此可從十九世紀中後期大氣中 CO2 的濃度約為 280ppmv，到 1991 年 己增加至 355ppmv，增加四分之一以上看出，估計到 2025 年大氣中溫室氣 體的作用約相當 CO2 濃度增加一倍（IPCC, 1996）觀察全球帄均氣溫，自 1980 年代貣明顯上升，1998 年為 15℃，較 1880 年氣溫高 0.83℃，多數科學家 認為此乃受全球溫室效應影響（柳中明，2002）。

陳正改(2000a)分析台北、高雄、基隆、新竹、台中、台南、花蓮、台 東等測站在 1991-1999 年間帄均溫度之變化，發現都會地區比前 30 年 (1961-1990)之帄均值升高 0.6℃左右，都市地區升高 0.5℃，市鎮地區則上 升 0.1℃，山地及離島地區亦上升了 0.3℃左右；其中以高雄市及台中市上 升幅度 0.7℃最為顯著，此即表示都市的發展程度對當地氣溫的影響甚巨(盧 昭彰，2009)。

二、都市熱島效應

相較於市郊之自然生態，都市具有大量且密集的人工構造物及人工發 散熱， 因此都市與市郊呈現迥異的熱能結構， 且經常形成市區較週圍郊區 溫暖的都市熱島(urban heat island)情形。由此現象所伴隨產生的都市氣 候改變，包含有:都市高溫化、空氣污染物增多、雲量及霧日增多、降雨量 及雷暴微增、日射量減少等，這些改變稱之為「都市熱島效應」。都市與市 郊之溫度差稱為「都市熱島強度」，都市熱島強度一直被廣為用來作為都市 熱島的定量描述，大體而言，都市熱島強度越強，都市局部氣候改變越大(黃 昭淵等人，1999)。

三、懸浮微粒

人類的經濟活動除產生溫室氣體外，也製造大量的懸浮微粒。它是飄 浮在空氣中的微小粒子，包括自然的懸浮微粒如火山灰、塵灰等，及人造的 懸浮微粒如工業灰塵、煤煙、硫酸鹽及硝酸鹽等。台灣工業在快速發展下，

國立高雄大學碩士論文 |都市發展與氣溫變化關聯性之研究 19

污染物排放在短短四十年內增加了數十倍，加上工業及人口的過度密集，導 致目前每單位面積空氣污染物排放量在世界重要國家中高居第一。目前在台 灣最嚴重的空氣污染物是懸浮微粒及臭氧，造成大都會空氣品質嚴重的惡化 (林文澤，2003)。

大氣的懸浮微粒會經由輻射產生散射及吸收過程，也是估測大氣輻射 及地球大氣層能量的重要參數，對瞭解全球及區域的氣候變遷扮演著重要的 角色(IPCC, 2001)。

在氣候變遷與環境上的改變都可以看出與人類活動離不了關係，而這些影 響變化又影響人類之生活。由此可說明，人類應更重視環境的保護，對於環境之 變遷應有所反應與檢討。

三、國內外相關時實證研究

在上述敘述整理都市發展得對環境社會的影響後，發現土地使用變遷 是影響環境的最大因素，對於自然環境所造成的相當嚴重的後果，溫室效應、

都市熱島效應、空氣汙染等。本研究著重探討影響都市發展與氣溫變化之關 係為何，與探究影響都市熱島之因子，並針對相關研究進一步整理。

(一)都市發展 1.國內相關研究

姜善鑫(1992)提出台灣因為特殊的地理環境位置，因此氣候的變 化也較其他國家的氣候變化來的多元且複雜。再加上地狹人稠、工商 業的的發展及大量的人口湧入都市，造成過度的都市化，而熱島效應 則是都市化最顯明的產物，因而都會區氣溫比鄰近的郊區高，且風速 較弱。

徐森雄與唐琦（1994）利用中央氣象局氣象站提供之 1910 年至 1991 年的年帄均氣溫資料，分析各項都市發展參數與氣溫變化之關係。

發現其都市發展參數中的用電量、人口密度、道路面積、機動車輛總 數影響溫度之變化。

陳正改(2000a)分析台北、高雄、基隆、新竹、台中、台南、花蓮、

台東等測站在 1991-1999 年間帄均溫度之變化，發現都會地區比前 30 年(1961-1990)之帄均值升高 0.6℃左右，都市地區升高 0.5℃，市鎮 地區則上升 0.1℃，山地及離島地區亦上升了 0.3℃左右；其中以高雄 市及台中市上升幅度 0.7℃最為顯著，此即表示都市的發展程度對當地 氣溫的影響甚巨。

徐森雄等人(2007)利用中央氣象局氣象站提供之 1949 年至 2005 年的年帄均氣溫資料，分析結果得知用電量、人口密度、道路面積、

機動車輛總數影響溫度之變化。

賴玫錡(2008)使用空間分析證實一地人口數的增加會造成該地氣

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溫上升，而廣大之綠地則可以降低區域之氣溫。

2.國外相關研究

Sami et al.(1997)研究科威特(Kuwait)之氣溫變化，發現自 1972 年後氣溫增加 0.03 -0.08 ，是為暖化的時代。他認為暖化之原因一 部分是由於全球氣候變遷，其餘是由於人類都市化使地方氣候變遷。

Colin et al.(1999)研究賽普勒斯(Cyprus)兩個氣溫測站近 100 年的氣溫變化，結論帄均溫度大約 1 /100 年的增加趨勢。他認為 Cyprus 長期的溫度上升是因為大氣中溫室氣體的改變所導致，更進一 步的說，這些改變的部分可能是由於 Cyprus 都市化增加所導致地方土 地使用所造成。

Quereda Sala et al. (2000)分別觀察 1870~1996 年西班牙靠近 地中地海氣溫測站之氣溫資料，以及 1940~1996 年鄉村 27 個氣溫測站 的氣溫資料，並與前一資料做比較。研究結果指出在二十世紀後的 50 年，都市發展和人類工業會對區域溫度有 0.57 的影響，這觀察增加 了都市成展的壓力。

Kalnay and Gai(2003)研究認為人類活動對氣候最重要的影響是 溫室氣體的排放和土地使用的改變，像是都市化和農業生產。

Chung et al.(2004)研究首爾 29 年的氣溫資料，發現首爾每年帄 均溫度上升 0.52 /10 年。他認為溫度的上升與工業化有關連，因為南 韓快速工業化發生在 1970 年代晚期和 1980 年代晚期。

Founda et al.(2004)觀察 1897-2001 年希臘雅典(Athens)國家天 文台(the National Observatory of Athens(NOA))的氣溫資料。分析 指出雅典每年的溫度在過去一世紀上升 0.47 。並且在過去 10 年，實 證統計上有明顯暖化的趨勢。因此都市作用與雅典天文台溫度資料有 很大的關聯性。

Oh et al.(2005)觀察韓國的氣溫變化，10 年的分析結果顯示都 市地區溫度快速上升 1.39 (首爾)，和鄉村地區上升 0.43 。而在 Chupungnyeong(秓風嶺)地區過去的 30 年間，溫度受都市化的影響而 增加 0.44 -0.86 。

鄭祚芳等人(2007)對北京與其他兩個測站的觀測結果，提出分析 氣溫與全市道路長度、道路面積、用電量、汙水排放量、用水總量、

工業生產總值、GDP、戶籍人口等城市化指標間的相關係數發現，人口 的變動對氣溫的影響最明顯，表示城市化程度越高的的區域，氣溫對 於城市化的變動越敏感。

任學慧和李元華(2007)研究大連市 50 年來的氣溫，發現大連市隨 著經濟的高速發展，相繼出現了城市規模急遽擴大、城市結構和功能 以及環境明顯改變、汙染物質的排放量也有遽增的現象，這對氣溫變 化造成直接或間接的影響。結論認為城市人口數量、城市化水準、產

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業結構和人工鋪面都是都市化過程中影響氣溫的主導因子。

張井勇和董文杰(2007)研究近 10 幾年大陸東部的長期氣溫變化，

發現都市化和土地使用的改變可能增加地表帄均溫度 0.12 /10 年；以 及增加地表溫度 0.2 /10 年的，增加地表最高溫度 0.03 年。

(二)都市熱島效應

一般研究熱島相關的文獻，有以熱島做為對象之研究，亦有以都市 微氣候為對象之研究，而都市熱島效應之形成是發生在微氣候的尺度中，

故本研究探討相關都市熱島效應與都市微氣候的文獻做為研究的資料。

1.國內文獻

姜善鑫、盧光輝、武克茂(1995)針對台灣西部地區 21 個市鎮的熱 島強度與都市人口研究，指出 1993 年二月、三月、五月及七月所測得 的台灣各市鎮的帄均熱島溫差，在十萬人以上的都會區，人口數愈多，

熱島強度愈大。

陳昭銘、汪鳳如(2000)研究台灣都會區測站的溫度變化趨勢，發 現溫度變化的趨勢有 44%與都市熱島效應有關。

李明晃(2003)利用公園面積大小探討對於都市熱島的影響力，發 現公園內鋪設不透水鋪面與種植綠地及樹木的比率會影響氣溫，而公 園的面積大小則會影響公園周圍街道的溫度。

陳恩右(2004) 利用市區道路特性探討對於都市熱島的影響力，實 證市區道路交通量與車道數會影響都市道路氣溫。

孫振義(2006)研究台南 14 個城鎮發現都市熱島大部分都形成在 城鎮的中心、重要的交通節點、經濟產業、文化教育以及地區行政中 心的所在位置。

李洋毅(1996)，探討綠化型態對都市熱島效應的影響效果，發現 整體綠化效果佳且綠覆率較高，近河川地或設置水域的綠地類型對於 都市熱島影響較大。

呂毓倫(2008)建置台南市都市熱島模型發現道路鋪面比率與建築 物比率為影響地表溫度最顯著變數。

呂毓倫(2008)建置台南市都市熱島模型發現道路鋪面比率與建築 物比率為影響地表溫度最顯著變數。