上海下垫面温度与城市热岛——气象卫星在城市气候研究中的应用之一

应用美国Tiros-N卫星资料对上海地区下垫面温度分析的结果表明,在晴天城市下垫面温度均高于郊区。城市内部下垫面温度差异则与人口密度,建筑物密度、工厂密集区以及黄浦江、苏州河水域温度特征有关。 通过对接近同步的卫星下垫面温度资料与实测气温资料的对比分析,发现白天城市下垫面增温速率比郊区快,而气温的增温率相差不大。因此白天当下垫面温度热岛十分显著时,气温热岛并不一定显著,甚至完全不存在。但与此同时,白天城市下垫面的增温引起的能量下传和储存却为夜间城市热岛的形成奠定了能量基础。这部分能量在日落以后,以长波辐射湍流热交换等形式提供给城市大气,部分地补偿了由于大气长波辐射而损失的能量,使城市气温下降缓慢,相对于降温较快的郊区来说,便形成了城市热岛。     

城市化对青岛夏季海陆风环流影响的个例分析

基于分辨率为500 m的青岛地区下垫面土地利用资料,利用中尺度大气数值模式Weather Research& Forecast(WRF),模拟分析了不同城市下垫面情形下,2007年8月4-5日青岛地区的一次海陆风过程.控制试验和干农田下垫面及城市下垫面两个敏感性试验都模拟出了海陆风的转换过程及城市小风区和城市热岛现象.模拟分析结果表明,城市化进程下城市区域气温明显升高,增温幅度为1～2℃,高密度城市下垫面造成的城市热岛效应增大了海陆温差,加强了海风,青岛城市热岛环流受海陆风影响显著;干农田地貌与灌溉农田、林地下垫面相比,不利于局地降温,但与城市下垫面相比,有效地加强了近地面风速.     

城市辐射环境

来自天空的太阳辐射到达地表后,由于下垫面的物理属性不同,引起了热量再分配的差异,从而造成了城市内局地小气候的变化。研究城市内不同下垫面活动层的辐射特征及其对局地小气候的影响,使我们进一步认识局地小气候产生的原因,为改善城市气候提供理论依据。     

未来土地利用类型对珠江三角洲气象场的影响

利用WRF/Noah/UCM开展未来下垫面变更的对比试验,分别对珠江三角洲区域冬季(1月)和夏季(7月)的气象场特征进行数值模拟,以探讨未来城镇化建设对区域气象条件的影响.WRF模式中控制试验使用GLC2009下垫面资料,敏感性试验使用变更后的下垫面资料.对比试验的结果表明:由于城市扩张,受下垫面类型变化的影响,地表能量平衡会发生显著变化;珠江三角洲建成区的气温将升高0.75℃(1月)及1.20℃(7月),相对湿度将下降2.61%(1月)与6.88%(7月);城市热岛效应将增强,城乡温差将升高0.21℃(1月)及0.41℃(7月);局地热力环流与背景流场叠加,将使得1月风速降低0.11m/s,而7月风速升高0.11m/s.近地面的变化可以传递到整个边界层内,并使得边界层高度抬升.     

工矿城市地面热场的遥感调查及其对大气污染的影响

以山西省晋城市为例,采用航空热红外扫描方法获取冬季清晨（５：３０－６：３０）和中午（１３：３０－１４：３０）２个时相的图象信息,以地面同步辐射温度数据作为温度定标,进行图象的量化、几何纠正、热场分类等数字图象处理,求取该市的地面热场强度,从而得出清晨整个城市的热岛效应十分明显,而中午热岛现象不明显,地面辐射温度差２个时相均为１０℃左右。根据低空气温和下垫面辐射温度,建立了２省之间的线性关系,并由此     

福建省水田土壤有机碳积累对未来温度升高的响应

明确未来温度升高下我国农田土壤的碳“源-汇”效应是合理制定碳中和管理政策的基础.以我国典型亚热带地区——整个福建省84个县(市、区)水田土壤为研究对象,基于目前该区域最详细的1∶5万大比例尺土壤数据库和生物地球化学过程模型(DNDC),模拟了2017～2053年不同温度升高情景下全省水田土壤的有机碳动态变化.结果表明,在常规温度(对照)以及温度上升2、4和6℃这4种情景分析下,福建省水田土壤的固碳总量分别为11.56、9.44、7.08和4.91 Tg,年均固碳速率(以C计)分别为173、141、106和74 kg·(hm²·a)^-1,说明随着未来温度升高固碳速率在下降,但总体而言在6℃升温下全省水田土壤仍是“碳汇”.从不同土壤类型来看,潜育水稻土受气温升高的影响最大,不同处理下固碳速率降幅介于20%～69%之间,而盐渍水稻土受气温升高的影响最小,不同处理下固碳速率降幅介于14%～43%之间.从不同行政区来看,受气温升高影响最大的是位于武夷山脉附近的三明市,不同处理下固碳速率降幅介于27%～83%之间,而受气温升高影响最小的是沿海的泉州市和莆...     

试论冬季北京城市地表温度环境

通过航空红外遥感北京下垫面温度资料分析,得到冬季静稳天气下城郊与城市内部不同地表的温度特征,提供一些对城市温度环境研究用常规观测难以得到的资料和分析结果。     

低纬高原地区城市化对室内外气温的影响

以低纬高原城市昆明市为研究对象,通过比较分析,得出以下结论昆明地区受全球气候变暖影响年平均气温约升高0.5℃/a左右;由于城市面积扩大导致昆明的室内外气温均升高,其中室内气温升高幅度大于室外气温,干季大于雨季;不论是干季还是雨季,城市增温效应与城市建成区面积、城市人口均有较好的相关关系.城市建成区面积增加对平均气温的影响较大;而城市人口增加对平均室内气温的影响较大.城市建成区面积每增加1km2,年平均室内气温将升高0.0054℃;年平均气温升高0.012℃.而城市人口增加1 万人,年平均室内气温升高0.0259℃;年平均气温升高0.0098℃.     

内蒙古高原土地利用/覆被变化对气温变化的影响分析

土地利用/覆被变化（LUCC）会对近地面的气温测量产生影响。论文基于气象站点气温资料,1：10 万LUCC数据集以及NCEP再分析气温资料,利用“观测减去再分析（OMR）”方法拆解出土地覆被对气温变化的单独贡献,借助Sen 趋势与Mann-Kendall 非参数检验计算方法分析了内蒙古地区1980-2010 年间不同土地覆被类型,以及不同土地利用方式对气温及其变化趋势的影响。结果表明,研究区近30 a 来LUCC对气温的影响总体表现出显著升温的作用,增加趋势为0.29 ℃/10 a。不同土地覆被类型对气温升高趋势的影响从大到小为：沙地>建设用地>草地>耕地,而且具有明显空间差异。同一种土地覆被类型在不同气候环境下的温度变化趋势差异也较大。1990-2005年间气象站点缓冲区内LUCC变化类型主要以耕地开垦、城市扩张以及草地面积减少为主,在一定程度上反映了整个内蒙古地区的LUCC特征,特别是人类活动的影响。下垫面的改变对1990-2005年间气温上升贡献了0.49 ℃。土地覆盖变化在1980-2010期间呈现逐渐加剧的趋势,特别是2000年以后,城市化的迅速发展显著提高了气温的升温趋势。     

发展中城市地表热环境与下垫面关系研究

快速发展的中小城市具有与发达城市不同的热环境特征,对其研究有助于理解热岛形成的过程阶段。以2009年、2014年的Landsat影像,通过单窗算法反演快速发展的滨城区的地表温度并提取NDVI、NDBI、MNDWI指数,对城市热岛、冷岛效应及其与下垫面关系进行定性、定量分析,结果表明:滨城区夏季热岛效应明显,地表温度建筑用地耕地林地水体,冬季呈现冷岛效应,地表温度耕地林地建筑用地水体;作为下垫面重要表征组分的植被、水体对改善城市热岛效应有积极作用,不透水面增加会加剧热岛效应,且温度影响效果建筑用地植被水体。城市环境中的气候因素、人为因素和下垫面特性都是热岛、冷岛形成的重要原因,随城市发展,热岛增强,冷岛减弱。     

中国主要城市的城市化对局地增温的贡献

快速发展的城市化可极大地加剧全球变暖背景下我国局地和区域的增温效应,然而有关不同城市的局地增温效应及其空间分布特征的认识相对薄弱.基于1981～2017年气象观测和ERA-5气候再分析数据,通过城乡对比法（UMR）和观测减去再分析方法（OMR）对比分析了中国92个主要城市的城市化对局地增温的贡献.结果表明,过去37 a,所有城市的气温均呈显著增加态势,且最低温度增速整体上明显高于最高温度,尤其北方城市;OMR和UMR方法所估算的城市化增温效应差异大,UMR方法整体上可能严重低估城市化对气温升高的影响;OMR方法结果表明,大部分城市的城市化对气温升高起促进作用[平均增温趋势和贡献率分别达0.26℃·（10 a）^-1和46.7%],尤其是最低气温;不同区域城市化增温效应差异大,东南地区增温贡献最大,西北地区最低.结果强调了城市化增温效应的极大时空异质性以及不同方法估算结果的巨大差异,未来需加强乡村对比气象站点的建设.     

温室气体

1.概述大气层中痕量气体浓度升高会导致地球气候变暖。这些气体已经在一定程度上干扰了地球温度保持平衡的途径。这些气体通过吸收地球释放出来的远红外辐射,就像温室一样。促使地球气温升高。这些气体的浓度正在迅速增加。如果照现在这种趋势继续下去,在下个世纪中期以前,全球气温即会升高摄氏     

城市发展对室内外气温影响初探

本文以昆明市为研究对象。昆明地区受全球气候变暖影响年平均气温约升高 0 4 7℃ /a ;由于城市面积扩大导致昆明的室内外气温均升高 ,城市增温效应在 1 -4月较大 ,5-1 2月较小 ;在相同月份 ,平均室内气温的增温率均大于平均气温 ;城市增温效应与城市建成区面积、城市人口均有较好地相关关系。城市建成区面积增加对平均气温的影响较大 ;而城市人口增加对平均室内气温的影响较大。     

澜沧江流域植被NDVI与气候因子的相关性分析

基于2000-2010年MODIS NDVI数据和气象台站数据,对澜沧江流域植被NDVI与气候因子间的相关性逐像元进行分析,研究流域植被-气候关系的空间格局特征,并对其可能影响因素进行了探讨。研究结果表明：① 气温和降水对澜沧江流域植被生长均具有明显影响,其中,温度的影响尤为显著;② 流域植被生长对气候响应表现出明显的滞后效应,随着纬度的升高,植被对气候因子响应的滞后时间逐渐缩短;③ 流域不同植被类型受气温和降水的影响程度及其对气温和降水变化的敏感性均表现为草地>耕地>灌木林地>有林地。同一植被类型受气温的影响强于降水,但对降水的变化更为敏感;④ 气候特征（多年平均气温和年降水量）显著影响植被NDVI对气候变化的响应时间。年平均气温的高低与气温对植被的影响力并无必然联系,但年降水量显著影响植被NDVI与降水间的相关程度。     

城市宜居生态分析及建议

与农村相比,城市有着不同的下垫面,在人类活动的影响下,城市气候具有气温高、湿度低、降水偏多、风速较小、能见度差、空气污染重等特点,以安徽安庆这个三线城市为例,提出城市规划与建设要充分考虑气象要素,科学合理地管理城市,最大限度地减轻人类活动对城市的影响,营造良好宜居生态,实现可持续发展。     

南宁市老城区降雨径流溯源及污染特征分析

降雨径流是城市河道污染的重要来源之一.为了解降雨径流的污染特征,对南宁市老城区进行降雨径流同步采样监测,分析不同降雨条件下不同下垫面污染状况、初期冲刷效应及污染贡献比等特征,探讨了径流污染初期冲刷计算方法及影响因素分析,并根据老城区菜市场下垫面讨论降雨径流下垫面选取标准与必要性.结果表明,南宁市老城区径流污染中,道路及...     

北京典型汇水区域雨水径流温度特征及影响因素分析

城市化发展导致不透水地表面积率大幅攀升,由此带来的一系列问题逐渐受到人们关注,夏季城市汇水区域地表产生高温径流后汇入下游受纳水体所造成的雨水径流热污染,对水生态、水环境造成不良影响的风险尤为突出。选取北京市典型汇水区域,对2021—2022年多场降雨径流出流温度进行监测与分析,并对气象因素、下垫面温度及管道内径流热量等数据进行同步采集,运用皮尔逊相关系数法分析其影响因素。结果表明：研究区域夏季降雨常出现雨水径流温度升高现象,降水量小于12.5mm、降雨历时短于250 min的降雨场次更易于升温,升温幅度最高可达4.1℃;径流温度升高往往出现在径流过程初期,温度达峰平均时间为38 min;径流是否升温与降雨强度峰值位置之间没有明显关系;气温、不透水地表初始时刻温度、降雨历时及降水量是雨水径流温度的极显著影响因素（P<0.01）;降雨期间气温、降雨历时、不透水地表初始时刻温度和管道内壁温度4个指标,可以基本解释研究区域96.7%的径流温度输出情况。     

基于城市冠层模式的成都市静稳天气气象场模拟研究

目前城市气象场数值模拟结果与实际情况有一定误差.本文基于Landsat 8高分辨率遥感数据提取采用局地气候分区（LCZ）的城市下垫面,结合WRF模式自带下垫面分类建立了成都市精细分类下垫面,并利用WRF自带的城市冠层模式,设计了7种方案对成都市静稳天气的气象场进行了模拟分析,并结合实际监测数据对模拟结果进行了评估,对比分析了城市冠层模式和精细分类下垫面对成都市静稳天气带来的影响.研究发现：①精细化分类下垫面结合了USGS下垫面和局地气候分区数据的优势,较为准确的反映了成都的下垫面环境;②精细分类下垫面对建筑物的形态特征进行了描述,加大了地表粗糙度,能够模拟出建筑物对风的阻挡作用以及城市风场不连续、随机性强的特性;③城市冠层模式优化了静稳天气过程中城市风、温度和湿度的模拟结果,多层城市冠层模式的模拟结果优于单层城市冠层模式.因此,在成都市对污染物扩散不利的静稳天气使用多层城市冠层模式并结合精细分类下垫面将大大提高模拟精度,进而提高空气质量预报.     

城市热岛效应增温对环境气温的影响

目的研究城市热岛效应对环境气温的影响。方法选用辽宁中西部地区中小城市及农村(CK)基准气候站1960—2015年的气温资料,采用数理统计学对照分析方法,对中小城市中气温年际变化特征及其城市热岛增温进行量化研究。结果城市气温在20世纪80年代后期存在明显的气候"突变"特征,气温的"突变"主要来自于城市化热岛的影响。对照农村气温变化,城市热岛使年平均气温增高0.65℃,城市热岛效应为147.7%。城市热岛使春、夏、秋、冬四季平均气温分别增高0.41、0.41、0.72、0.80℃,四季城市热岛效应分别为59.4%、256.3%、450.0%和106.7%。在年变化中,城市热岛效应增温最大值在1月份,9月至翌年3月对热岛增温贡献最大。结论气象监测站居于城市内,所测试的气温资料受城市热岛现象的影响,掩盖了自然气候变化的实际情况,造成气温监测结果偏高,致使农业及农业科研、土木建筑、桥涵建设在温度指标运用上受到影响。     

温州城市降雨径流中BOD5和COD污染特征及其初始冲刷效应

为研究温州降雨径流污染情况,监测了温州2个采样区4场较为典型的降雨过程,测定了不同下垫面径流中BOD5和COD的浓度,并且计算出污染物的EMC值、M(V)曲线和BOD5/COD值等.结果表明,温州城市降雨径流中BOD5和COD的含量分别介于ND～69.21 mg.L-1和ND～636 mg.L-1之间,不同城市下垫面径流中BOD5和COD的含量均随着降雨历时的延长而呈下降趋势,处理初期径流水样对减少耗氧性有机污染具有重要意义.从COD和BOD5的EMC值来判断,部分城市下垫面降雨径流中污染物浓度超出地表五类水标准,甚至高于污水排放二级标准,此类降雨径流若直接入河将对下级受纳水体造成耗氧性有机污染的压力.根据M(V)累积曲线判断,COD初期冲刷效应在城市降雨径流中是较为普遍的,城市降雨径流中的BOD5表现出与COD类似的初始冲刷情况,该结果亦表明径流初期耗氧性有机污染严重.城市降雨径流中COD和BOD5的浓度受下垫面类型和降雨条件的影响,而BOD5/COD指标的变化特征则指出生物降解是削减有机污染负荷的有效途径之一,但不同下垫面径流有机污染的治理工作应采用不同的最佳管理方案(BMPs).