环境热学(卷名：环境科学)
environmental heat
环境物理学的一个分支，研究热环境及其对人体的影响，以及人类活动对热环境的影响的学科。
热环境 环境热特性的同义语。环境的天然热源是太阳，环境的热特性取决于环境接收太阳辐射的情况，并与环境中大气同地表(指地壳和地面以上的一切物体)之间的热交换有关。太阳表面温度约 6000K。在地球大气圈外层，垂直于太阳光线束的平面上，太阳的辐射能量（太阳辐射通量）每分钟约为1.95卡每平方厘米。这一数值被称为太阳常数。到达地表的太阳辐射通量一方面随太阳、地球相对运动而改变（图1），另一方面依时间、地点的不同，以及当时当地大气状态的不同而改变。
大气中的臭氧、水蒸汽和二氧化碳是影响太阳辐射到达地表的强度的主要因素。在大气上层，光解作用使氧分子分解，并因复合作用而产生臭氧，在距地面20～50公里的高空，形成了臭氧层。臭氧层能大量地吸收对生命物质有害的紫外线，是生物得以生存和发展的重要条件。
在密度较大的大气下层，为量较少的长波太阳辐射被水蒸汽和二氧化碳吸收。所以到达地表的主要是短波太阳辐射。对太阳辐射起反射和扩散作用的是其他气体分子以及大气中的尘粒和云。大的微粒有较强的反射作用，小的微粒对短波辐射有较强的扩散作用。穿过大气的太阳直接辐射和散射光，一部分被地表反射，一部分被地表吸收。地表由于吸收短波辐射被加热，提高了温度，再以长波向外辐射。地表的长波辐射绝大部分被大气中的水蒸汽和二氧化碳吸收。同样，大气吸收辐射能后被加热，也以长波向地表、天空辐射。这样，很大一部分辐射能又返回地表。大部分长波辐射能被阻留在地表和大气下层，就使地表和大气下层的温度增高。这种现象称为温室效应。如果不存在大气层，地表的长波辐射无阻挡地射向太空，地表的平均温度将在-22℃至26℃之间，而不是现在的15℃上下。全球范围大气、地表之间的热平衡关系如图2所示[图中数字为热交换量，有负号的表示热能输出量，无负号的表示热能的输入量。单位为千卡／（厘米2·年）]。太阳向地表和大气辐射热能，地表和大气之间也不停地进行潜热交换和以对流及传导方式进行的显热交换。
为了描述某一区域同外界换热的关系，可以把待研究区域设想为向上延至太空，向下延至一定深度（使底面上的竖向热流等于零）的柱体，这个柱体的横截面即为所研究区域的面积，柱体（区域）与外界的换热方程为：
热环境对人体的影响 由于人体不能完全适应天然环境剧烈的寒暑变化，人类创造了房屋、火炉等设施，以防御、缓和外界气候变化的影响，形成了人工热环境。人工热环境是人类生活不可缺少的条件。可以说，一个人一天中绝大部分时间是在人工热环境中度过的。热环境对人体有什么影响？环境与人的热舒适有什么关系？这些问题的研究成为环境热学第二方面的内容。
人处于任何环境中都要不停地与环境进行热交换。人体内部产生的热量要和向环境散发的热量保持平衡。人体与环境之间的热平衡关系为：
人类活动对热环境的影响 城市排放的烟尘使大气混浊度增加，影响环境接收太阳辐射。有些尘粒作为吸湿凝结核能促进云的形成。云量增加，一方面影响短波太阳能的输入，另一方面也影响长波辐射能的输出，对环境既可以起冷却的作用，也可以起加热的作用。哪一种作用占优势要取决于尘粒的性质。改变地表的反射率也影响环境的辐射交换。现代城市除少量园林绿地以外，大部分地面被各种人造材料覆盖，建筑物日益向高层发展，这都会使地表的反射率减小。一些航空测量的结果表明，一般城市的反射率低于农村约10％。环境的潜热交换和显热交换也因地表改变而受影响。和农村相比，城市的显热指数要大得多（表2）。
城市消耗大量的燃料。在燃烧过程中产生的能量一部分直接成为废热，另一部分转化为有用功，最终也成为废热向环境散发。因此城市的热平衡方程可改写成为：
，式中RM为人类活动向环境散发的能量。随着城市急剧发展，RM对热环境的影响越来越大。如纽约市1971年生产的能量约为接收太阳能的五分之二。上述各种影响的综合效应是使城市的温度升高，在城市与周围农村之间形成温度梯度（表3）。城市热环境的这一特征称为热岛。从全球范围看来，到目前为止人类活动对热环境的影响还很小。