局地气候区与昼夜城市热岛效应的耦合关系研究

针对局地气候区框架下城市地表热环境昼夜差异研究的不足,本文基于机载LiDAR、IKONOS-2等多源遥感数据实现了局地气候区分类,重点分析了局地气候区与城市地表温度之间的响应关系及其昼夜差异.研究结果表明局地气候区类型地表温度存在显著的昼夜差异.在白天,大型低层建筑区LCZ 8地表温度最高,水体LCZ G地表温度最低.在夜间,裸土/沙土LCZ F为最冷的局地气候区,而水体LCZ G呈现了最高的地表温度.随建筑高度的升高,紧凑建筑类型区和开敞建筑类型区白天地表温度呈现下降的趋势,而夜间则表现出相反的规律.局地气候区类型的热属性在夜间(85.8%)比白天(79.5%)更容易区分.不论白天与夜间,开敞高层建筑区LCZ 4和水体LCZ G分别为建筑类型区和土地覆盖类型区中与其他局地气候区地表温度区分更明显的类型.     

城市局地气候的可视化评估及分析

城市化进程的快速发展使得城市区域形成了独特的局地气候,为此,提出热环境评估模型与地理信息系统GIS相结合的气候评估方法,并选取空气温度Ta、热岛强度UHII以及室外空间的舒适性指标OUT-SET*作为评估参数.以广州市大岗北的规划区域为例,对多地块条件下的气候参数进行模拟计算和空间可视化分析.结果显示:在整个研究区域内,Ta全天平均值分布在27.73~29.96℃,UHII全天平均值分布在-0.48~2.2℃,OUT-SET*全天平均值分布在29.05~33.44℃,均体现出很大的空间差异性.对比土地利用分布图及绿地率与容积率的空间分布图可知,热气候参数与热舒适参数都不同程度地受到下垫面特性参数的影响.通过对绿地率、容积率与UHII、OUT-SET*进行线性相关分析可知,UHII与绿地率和容积率均有显著的负相关,相关系数为-0.433和-0.490;OUT-SET*与绿地率之间相关系数为-0.295,负相关较弱,而与容积率之间相关性系数为-0.79,负相关显著;气候适宜的城市空间规划,需要根据不同的气候评价指标和限度来合理均衡地配置下垫面特性参数.     

城市局地热气候预测及热岛效应缓解策略

为量化分析下垫面对局地热环境的影响,采用多用途建筑区域热气候评价模型,以深圳国际低碳城核心启动区为对象,讨论下垫面构成对热岛强度及热舒适性的影响.研究表明:最大局地热岛强度体现最热极端情况的气候差异,平均局地热岛强度反映全天气温的平均差异;夜间平均局地热岛强度高于白天;自然下垫面中,增大水体和树木的覆盖率起到的降温效果更好,而适当增加草地的覆盖率能更有效地提高室外环境舒适度.     

基于局地气候分区的街区地表形态特征与热湿环境的关联性研究

为研究湿热地区街区尺度地表形态特征对城市热湿环境的影响,?基于局地气候分区的分类方法,?在湿热地区广州市选取了7个典型街区并对其进行地表形态特征的参数化表达;?采用实测与ENVI-met模拟相结合的方法,?分析了不同街区地表形态特征条件下的热湿环境参数时空分布特征.结果表明,?具有高层密集建筑群的街区内呈现出较低的空气...     

近50年来城市化对银川市区局地气候的影响

根据银川市基准站1951--2007年气温、降水、相对湿度、日照时间等资料,对受城市化影响的气候（城市气候）指标分别做5a滑动平均曲线,并与银川市的郊区——贺兰站、灵武站和永宁站1960----2007年的资料进行比较．结果表明,银川市出现了比较明显的“城市热岛”效应．1960--2007年,银川站与贺兰站、灵武站和永宁站的年平均气温之差的变化趋势基本一致,1980年前变化比较平缓,1980年后,平均气温差迅速上升,特别是2000年以后升幅更大．受城市化的影响,银川市区的降水量变化基本上是波动增加的,年总降水量超过贺兰站、灵武站和永宁站．随着城市规模的发展,银川市的“干岛效应”为增强趋势;而“暗岛效应”是从20世纪90年代以后才逐渐显现的．     

城市局地气候分类的地表热岛效应

为研究城市形态和地表性质对城市地表热岛效应的影响,以西安市为例,基于Landsat8遥感影像和建筑矢量数据,采用局地气候分类(Local climate zone,LCZ)方法,对主城区进行LCZ划分.通过Landsat8遥感影像反演夏季地表温度,研究不同类型LCZ内地表温度的分布特征,同时选取14个地块分析地表热岛强...     

新疆1979—2013年降水量时空变化特征和趋势分析

新疆地区生态环境脆弱且对气候变化敏感,在全球气候变化背景下,新疆生态环境及水资源可持续发展方面均面临巨大的挑战。以新疆降水为重点研究对象,应用欧洲中期数值预报中心(European Centre for Medium-range Weather Forecasts,ECMWF)的全球再分析气象数据(ECMWF Re-Analysis-Interim)探究新疆的降水变化规律。研究结果表明:新疆地区南北疆、山地、平原、盆地、荒漠和沙漠不同地域的气候差异极为显著,北疆的降水量多于南疆,西部的降水量多于东部。其中,西部伊犁地区降水量达东部哈密地区的近6倍;此外,山区降水量远多于盆地,天山山区的年降水量约235.65 mm。通过分析1979—2013年降水量数据时间序列和月、季度、年各气候区划的降水量均值和变化趋势发现,新疆不同气候区划的降水量差异显著。其中,天山北坡气候区降水充沛,多年平均降水量达278.52 mm,为新疆降水量最多的气候区,阿尔泰山气候区次之,多年平均降水量达221.91 mm,北疆准噶尔盆地气候区的年降水量为181.87 mm,而南疆塔里木盆地气候区的多年平均降水量仅为66.03 mm。本研究总体认为:新疆降水量时空分布呈现北疆多、南疆少,山地多、平原少,夏季多、冬季少的时空分布特征。研究结果将为新疆水资源对气候变化的响应研究起到重要的推动作用。     

城市局地-建筑耦合气候评价模型的开发应用

利用数值计算方法研究建筑内部气候与城市局地气候之间的能量及物质传递关系,寻找热舒适与节能和环保之间的平衡点具有重要的意义.介绍了改进后生成的城市局地-建筑耦合气候评价模型的主要内容和计算方法,以上海地区为例,计算了一个理想化的高层办公楼区的局地气候参数,空调系统排热及室内外新标准有效温度TS*E等.结果表明,空调时间段内室外平均TS*E值受空调设定温度的强烈影响.当空调设定温度从28℃降至22℃时,空调排热平均值增加了193 W/m2,这个增值造成室外平均TS*E提高了约0.23℃.     

河南省旬极端最高气温的时空变化特征

全球变暖背景下极端事件增多、增强,基于河南省107个气象观测站1961—2012年逐旬极端最高气温资料,采用去趋势波动分析方法,分析了河南省旬极端最高气温的时空变化特征。结果表明:河南省平均旬极端最高气温为25.1℃,旬极端最高气温累积离差总体上呈线性下降趋势;站间旬极端气温均方差约1.4℃;站间均方差的累积离差呈现二次函数的上升趋势;107个观测站旬极端最高气温的标度指数均小于0.5,且空间变异性较小。     

辽宁省气温时空变化特征及其对农业的影响

深入研究辽宁省气温变化特征将有利于促进辽宁省农业的高效发展.基于辽宁省33个气象站1960—2015年气温资料,利用线性回归、滑动平均、Mann-Kendall趋势分析和小波分析等方法,分析辽宁省气温时空变化特征.结果表明:1960—2015年辽宁省全年和季节气温存在不同程度的上升,年平均气温升高显著,增长速率为0.2...     

STEVE气温预测模型的普适性检验——以广州地区为例

STEVE（Screening Tool for Estate Environment Evaluation）是一种经过回归分析得出的统计模型，通过获得气候变量和城市形态变量，能够对新加坡当地的气温指标进行快速预测，但该模型的普适性并没有得到检验，不能直接应用于新加坡以外的地区。通过3组检验过程，即对介绍STEVE的原文献中的数据进行易地验证，以及在广州地区进行2组实测实验验证，证明STEVE能够较好地满足工程上的精度要求，可以作为一种简易预测气温的工具模型应用于广州地区以及具有相似气候背景城市的规划与设计阶段。STEVE还具有优化完善的空间，在未来的研究工作中将继续扩展其适用范围。     

基于WRF的城市热岛效应高分辨率评估方法

为解决城市总规尺度气候评估工具缺乏的问题,分析了不同气候评估方法的特点和应用范围,研究了气象学工具WRF在城市热岛效应评估中的应用方法及有效性。建立了针对城市总规尺度的高精度城市规划信息数据库、气象数据库生成WRF模拟边界的方法;明确了高精度城市热岛效应模拟所需的WRF物理方案。以沿海城市大连夏季典型晴朗高温天气为例,利用WRF模型进行了300 m的高分辨率模拟。结果表明,WRF可以较好地模拟出城市热岛效应的强度和时空变化;将模拟结果与气象站和现场观测值进行了对比,两者变化趋势一致,偏差在可接受的范围之内。     

南京市冬季市区和郊区晴天大气边界层结构对比分析

应用2008年12月24—31日南京市区和郊区同步大气边界层观测资料,对晴天大气边界层结构进行对比分析．结果表明：南京地区冬季晴天,市区近地面层气温高于江北郊区近地面层的气温,市区热岛效应明显,且热岛强度夜间大于白天;市区逆温出现的时间滞后于郊区,逆温层高度也大于郊区．夜间,市、郊区风速随高度不断增大,并在一定的高度出现一个8m／s的极值中心．市区空气相对干燥．通过典型日分析,市区14：00干岛效应显著,相同高度上相对湿度一直低于郊区．在市、郊区近地面层中,愈近地面风速愈小;近地面层中白天风速最大,夜间最小;白天,大气层结不稳定,湍流混合作用强,上下层风速的差别趋于减小．市区风速在低层受建筑物影响．相同高度上小于郊区风速．     

缓解夏季城市热岛效应的数值模拟研究

城市热岛区已成为一大环境公害.文章利用AUSSSM TOOL软件,对几个典型的小区热环境进行了数值模拟.结果表明,通过增加绿地面积,减少人为热排放以及增大各表面太阳辐射反射率,能够明显缓解小区的热岛效应,可使小区日平均气温降低1.5-2.9℃,亦使最高气温下降4.6℃.