● 跨学科实践任务
任务1: 通过“上海气象服务中心”的自动气象站记录数据,可实时获取上海各地温度的分布图。
(1) 在下框中粘贴上海夏季某一天各区实时温度分布图。

(2) 在温度分布图中找出温度相对较高和较低的区域。从地域周边自然环境差异的角度,分析温度差异产生的原因。
(3) 通过简单的实验可以验证自然环境与城市“热岛效应”的关系。在同一时间段内、同一区域,测量夏季户外草地、水泥地表面的温度。由2~3位同学组成一个小组,在表1中填写小组成员分工的信息。分工合作完成测量,并将数据记录在表2中,分析数据,得出结论。
表1

表2
测量地点: 测量日期:

实验结论: 。
任务2: 除了自然环境的因素以外,汽车、空调等大量“人工热源”也是形成城市“热岛效应”的重要因素。设计简单可行的实验方案,探究“人工热源”对环境温度的影响。
(1) 设计实验方案(包括实验器材、测量方法、数据记录表等)。
① 实验器材:
② 测量方法:
③ 数据记录表:
(2) 写出缓解“热岛效应”的合理建议。
(3) 小组合作完成有关“热岛效应”的科普海报或短视频,并进行班级交流。
任务1: 通过“上海气象服务中心”的自动气象站记录数据,可实时获取上海各地温度的分布图。
(1) 在下框中粘贴上海夏季某一天各区实时温度分布图。
(2) 在温度分布图中找出温度相对较高和较低的区域。从地域周边自然环境差异的角度,分析温度差异产生的原因。
(3) 通过简单的实验可以验证自然环境与城市“热岛效应”的关系。在同一时间段内、同一区域,测量夏季户外草地、水泥地表面的温度。由2~3位同学组成一个小组,在表1中填写小组成员分工的信息。分工合作完成测量,并将数据记录在表2中,分析数据,得出结论。
表1
表2
测量地点: 测量日期:
实验结论: 。
任务2: 除了自然环境的因素以外,汽车、空调等大量“人工热源”也是形成城市“热岛效应”的重要因素。设计简单可行的实验方案,探究“人工热源”对环境温度的影响。
(1) 设计实验方案(包括实验器材、测量方法、数据记录表等)。
① 实验器材:
② 测量方法:
③ 数据记录表:
(2) 写出缓解“热岛效应”的合理建议。
(3) 小组合作完成有关“热岛效应”的科普海报或短视频,并进行班级交流。
答案
解:
任务1
(2) 温度相对较高的区域:上海中心城区建筑密集的内环区域;
温度相对较低的区域:崇明郊野绿地、黄浦江/太湖沿岸等水体和植被覆盖率高的郊区。
原因:水的比热容远大于水泥、沥青等建筑材料,相同日照条件下,水体占比高的区域升温速度更慢;植被覆盖区域的水分蒸发会吸收环境热量,进一步降低周边温度。而中心城区硬化路面多、植被和水体占比极低,相同太阳辐射下升温更快,因此温度显著高于周边绿地水域区域。
(3)
表1填写示例:
| 小组成员 | 成员分工 |
| ---- | ---- |
| 张三、李四、王五 | 张三负责定点测量草地表面温度,李四负责定点测量水泥地表面温度,王五负责计时、记录数据并后续整理分析 |
表2填写示例:
测量地点:学校户外操场
测量日期:2024年7月15日
| 测量时间 | 10:00 | 11:00 | 12:00 | 13:00 | 14:00 |
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
| 草地表面温度$t_1/° C$ | 30.1 | 31.4 | 32.6 | 33.0 | 32.7 |
| 水泥地表面温度$t_2/° C$ | 32.4 | 34.5 | 36.7 | 37.4 | 36.8 |
实验结论:同一时段同一区域,硬化水泥地的表面温度始终高于草地表面温度,植被覆盖率低的硬化下垫面升温更快,是加剧城市热岛效应的重要自然环境因素。
---
任务2
(1) ① 实验器材:2支量程0~50℃、分度值0.1℃的相同温度计,1台额定功率1kW的制热空调(模拟人工热源),卷尺,记录纸笔。
② 测量方法:
1. 选择开阔无遮挡的室外平整空地,将两支温度计分别放置在距离空调2m、5m的位置,温度计距离地面高度均为1.5m,初始状态关闭空调,待两支温度计示数完全稳定后,记录初始环境温度。
2. 开启空调制热模式,保持正常运行15分钟后,同时读取两支温度计的示数并记录。
3. 关闭空调,待两支温度计示数回落至初始环境温度后,重复上述实验操作3次,汇总所有数据。
③ 数据记录表:
| 测量次数 | 初始环境温度/$° C$ | 距热源2m处温度/$° C$ | 距热源5m处温度/$° C$ | 热源运行时长/min |
| -------- | ------------------------ | ------------------------ | ------------------------ | ---------------- |
| 1 | | | | 15 |
| 2 | | | | 15 |
| 3 | | | | 15 |
(2) 缓解热岛效应的合理建议:
1. 城市规划中提升绿地、人工河湖的面积占比,提高城市整体植被覆盖率;
2. 推广新能源汽车,减少机动车尾气放热,推广建筑隔热技术降低空调能耗,错峰调控公共区域空调使用;
3. 推广浅色高反射率的路面材料,降低硬化路面的吸热能力;
4. 合理规划城市通风廊道,提升城市空气流通效率,加速热量扩散。
(3) 可围绕热岛效应的成因、危害、缓解措施三个板块制作科普海报,或实地拍摄城市中心和郊区的温度对比实验短视频,在班级内分享调研成果。
任务1
(2) 温度相对较高的区域:上海中心城区建筑密集的内环区域;
温度相对较低的区域:崇明郊野绿地、黄浦江/太湖沿岸等水体和植被覆盖率高的郊区。
原因:水的比热容远大于水泥、沥青等建筑材料,相同日照条件下,水体占比高的区域升温速度更慢;植被覆盖区域的水分蒸发会吸收环境热量,进一步降低周边温度。而中心城区硬化路面多、植被和水体占比极低,相同太阳辐射下升温更快,因此温度显著高于周边绿地水域区域。
(3)
表1填写示例:
| 小组成员 | 成员分工 |
| ---- | ---- |
| 张三、李四、王五 | 张三负责定点测量草地表面温度,李四负责定点测量水泥地表面温度,王五负责计时、记录数据并后续整理分析 |
表2填写示例:
测量地点:学校户外操场
测量日期:2024年7月15日
| 测量时间 | 10:00 | 11:00 | 12:00 | 13:00 | 14:00 |
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
| 草地表面温度$t_1/° C$ | 30.1 | 31.4 | 32.6 | 33.0 | 32.7 |
| 水泥地表面温度$t_2/° C$ | 32.4 | 34.5 | 36.7 | 37.4 | 36.8 |
实验结论:同一时段同一区域,硬化水泥地的表面温度始终高于草地表面温度,植被覆盖率低的硬化下垫面升温更快,是加剧城市热岛效应的重要自然环境因素。
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任务2
(1) ① 实验器材:2支量程0~50℃、分度值0.1℃的相同温度计,1台额定功率1kW的制热空调(模拟人工热源),卷尺,记录纸笔。
② 测量方法:
1. 选择开阔无遮挡的室外平整空地,将两支温度计分别放置在距离空调2m、5m的位置,温度计距离地面高度均为1.5m,初始状态关闭空调,待两支温度计示数完全稳定后,记录初始环境温度。
2. 开启空调制热模式,保持正常运行15分钟后,同时读取两支温度计的示数并记录。
3. 关闭空调,待两支温度计示数回落至初始环境温度后,重复上述实验操作3次,汇总所有数据。
③ 数据记录表:
| 测量次数 | 初始环境温度/$° C$ | 距热源2m处温度/$° C$ | 距热源5m处温度/$° C$ | 热源运行时长/min |
| -------- | ------------------------ | ------------------------ | ------------------------ | ---------------- |
| 1 | | | | 15 |
| 2 | | | | 15 |
| 3 | | | | 15 |
(2) 缓解热岛效应的合理建议:
1. 城市规划中提升绿地、人工河湖的面积占比,提高城市整体植被覆盖率;
2. 推广新能源汽车,减少机动车尾气放热,推广建筑隔热技术降低空调能耗,错峰调控公共区域空调使用;
3. 推广浅色高反射率的路面材料,降低硬化路面的吸热能力;
4. 合理规划城市通风廊道,提升城市空气流通效率,加速热量扩散。
(3) 可围绕热岛效应的成因、危害、缓解措施三个板块制作科普海报,或实地拍摄城市中心和郊区的温度对比实验短视频,在班级内分享调研成果。
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