城市热岛

“城市热岛”是城市所特有的气象条件之一。本文将就“城市热岛”的性质,产生“城市热岛”的原因,“城市热岛”和空气污染的关系,影响“城市热岛”强弱的因子,以及伴随其产生的“城市风”等加以介绍。     

如何减缓北京热岛效应

<正>全球气候变暖已经是一个众所周知的问题,北京也经历了同样的过程,1961-2017年北京市的气温显著上升,上升速率为每10年升高0.45℃(图1)。北京不仅气温在升高,高温日数也在明显上升,平均每10年上升0.84天,2017年北京市的高温日数达到22天。与此同时北京市的热岛效应越来越显著。一、北京市城市热岛现状及其危害那什么是"城市热岛"呢?是指由于大量的人为     

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。     

地理特征、人口分布及用电负荷对深圳城市热岛效应的影响分析

利用自动站气温资料计算了深圳市的城市热岛强度,并分析了海陆分布、人口密度、道路占地面积百分比及用电负荷等因素对深圳城市热岛效应的影响.结果表明,海陆分布是决定深圳城市热岛强度空间分布格局的主要因子,深圳东西两侧海洋的气候调节作用使得热岛强度相对较低,而中部地区南临香港陆地,海洋调节作用较弱,使得这部分地区成为深圳城市热岛的中心.人口密度和道路占地面积百分比对深圳城市热岛强度空间分布格局均有影响,它们与城市热岛强度之间的相关性显著（p〈0.01）,但道路占地百分比最密集的地区,城市热岛强度值却并不高,这可能与该区域较大的年平均风速有关.对2011年和2010年的数据进行对比分析,发现电力负荷对深圳城市热岛强度有着非常明显的影响,2011年深圳年平均城市热岛强度的增加,极有可能是由于2011年冬季更冷夏季更热导致用电负荷增加而造成的.     

城市热岛缓解措施定量比较研究

城市热岛是城市气象及全球变化研究热点。本文对城市热岛形成机理进行了分析,并且在此基础上提出了缓解城市热岛的三种措施,即:减少人为热排放、增加反照率和城市绿化。本文采用城市陆面模式(Integrated urban land surface model,简称IUM)对不同措施下城市地表温度进行模拟。敏感性分析表明,三种措施都能够不同程度的缓解城市热岛尤其是白天城市热岛。     

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。     

1993—2012年西安城区城市热岛效应强度变化趋势及影响因素分析

基于西安市及其郊区(县)7 个气象观测站1993—2012 年的气温资料,采用回归分析、Mann-Kendall 等方法分析了西安市过去20 a 城市气温、热岛强度的变化规律,从城市经济发展、城市人口增长、城市能源消费等几方面揭示其与城市热岛效应的密切联系;同时运用灰色理论分析了诸影响因素对热岛强度的相对贡献度,并对西安未来热岛强度变化趋势进行了模拟.结果表明:①西安城区和郊区(县)气温均呈现波动上升的变化趋势,城市热岛强度变化具有明显的阶段性特征,且在2000 年以后发生增强突变;②城市化的发展与城市热岛强度的变化具有密切关系,各要素相互之间呈现高度相关性,说明它们之间存在很强的传递作用;各要素与热岛强度呈现出极显著的相关关系,尤其是人口因素与热岛强度的关系最为密切,是影响热岛强度增强变化非常重要的一个综合性指标;从强度、密度和规模效应上来看,人口密度效应大于人口规模效应,经济密度效应稍大于经济规模效应,能耗强度效应大于能源规模效应;③各影响因素对热岛强度变化的贡献度存在明显差异,贡献程度最大的是常住人口数、常住人口密度和建成区面积,它们是影响热岛强度变化最为直接的因素;其余因素对热岛强度变化的贡献度相对较小,是间接的影响因素;④灰色建模显示,西安城市热岛强度在未来几年将继续呈现增强趋势.     

华北地区均一化地面气温序列中的城市化影响检测

应用华北地区30座大城市及其附近31个气象站的城市统计资料、DMSP/OLS夜间灯光数据和均一化历史气温数据,分析了城市热岛(UHI)对气象站地面气温序列的影响。结果表明:(1)1955—2004年和1975一2004年华北地区31个气象站的年平均气温分别升高了1.40℃和1.38℃,平均增温速率分别为0.28℃·10a~(-1)和0.46℃·10a~(-1),但不同台站间的增温速率相差很大;(2)各气象站间气温变化的差异与城市化进程关系密切,尤其是城市规模的扩大和台站与城市距离的缩小;(3)城市化对城市附近区域气温的影响在1975年之前整体较弱,之后则迅速增强,1975—2004年各气象站的城市影响指数(Uii)平均增加7.5%;(4)近50 a和近30 a来,城市化增温贡献率分别达19%和23%,城市热岛已严重影响了城市附近区域的气温变化。本研究建议在应用均一化历史气温数据之前,应对城市化影响偏差给予考虑。     

申城热岛大扫描

今年夏天，上海活脱脱一个大火炉：出梅之 后，气温直线攀升，７月１４日高达３７．６摄氏度，随后几天也始终徘徊在３５摄氏度左右，无丝毫退缩之意。环顾北京、长春、哈尔滨等向来凉爽的北方城市，竟也创下高温历史之最，其中北京竟高达４１摄氏度！在此，不禁想到，８０年代以来，一个气候学的新名词屡屡出现在新闻媒体之中：热岛效应。 所谓“热岛效应”，是指城市的气温比周围农村气温高的一种现象。近１０多年来，每到夏季，上海总是处于“热岛效应”的煎熬之中。据测定，从１９６１年至１９９０年间，代表上海市区的龙华闹市区超过３…     

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.     

绿化屋顶 优化城市环境

随着我国城市化进程的高速发展和建筑面积的急剧增加,建筑能耗将更加巨大,“城市热岛”现象将更为严重。城市建筑实行屋顶绿化,可以大幅度降低建筑能耗、减少温室气体排放,同时,可增加城市绿地面积、美化城市、改善城市气候环境。屋顶绿化是否现实?绿色植物调节气温的作用十分明显。气温35℃时,树荫下只有22℃左右。照在浓密绿色植物表面的阳光约70%被绿叶吸收,20%被绿叶反射,通过绿叶的透射光只有10%左右。植物通过蒸发作用向空气释放水分,提高空气的湿度。被绿化的屋顶在夏天的降温和增湿作用十分明显。城市屋顶面积约占城市面积的1/5。以…     

中国城市热岛时空特征及其影响因子的分析

全球气候变暖背景下,城市热岛效应会加重城市地区的热胁迫,对人类健康和生存发展提出严峻挑战.近年来我国雾-霾污染情况严重,但雾-霾对城市热岛影响的认识仍较匮乏.本研究基于MODIS遥感卫星地表温度数据,明确了我国2003~2013年白天、夜间以及四季城市热岛的空间变化,并从生物物理学和生物化学角度定量分析其控制机制.结果表明,影响我国白天城市热岛强度的主要因素为人口、农田灌溉和植被活动.纬度、降水量、反照率以及气溶胶浓度是夜间城市热岛强度的主控因子.从对比城乡粗糙度、反照率等生物物理学属性的角度,揭示了乡村背景环境对城市热岛分析的重要影响.结果表明,雾-霾治理可以缓解我国夜间城市热岛现象和热胁迫,有利于缓解区域甚至全球气候变化.     

单点SO2浓度与通风量、混合层高度及混合层内平均风速的统计关系

一、统计要素的分析 在城市地区,由于“城市热岛”的影响,破坏了夜间城市近地层上空的逆温层,形成了一比较浅薄的城市热岛混合层,而相应在农村地区,则一般仍存在一贴地逆温层,白天,由于太阳辐射的增温作用,在城市区及农村区均存在一混合比较强烈的对流混合层,基于污染物质在混合层内垂直均匀分布的假设,有人提出了一简化的箱体大气扩散模     

上海的城市热岛

由城市独特的下垫面和人类活动产生的大量“人为热”,形成了城市比四周乡村温度高的城市热岛,这已经是众所周知的事实。但是,一个城市中热岛的出现频率、强度及其季节变化和日变化等,须有一个定量的估计。本文选择上海市区的10个城市气象哨和城市边缘的龙华站、近郊的莘庄站、远郊的松江站1983年至1987年的气温资料,进行初步的定量分析。测站位置见图1。一、热岛的水平分布上海市区1983～1987年的年平均气温分布如图2所示。由图2可以看出,热岛中心位于市中心的静安区一带,市区东北部的杨浦区还存在一个弱的次中心。等温线与黄浦江在市区的走向完全一致,浦西为暖区,浦东为冷区。     

基于多源数据的大气细颗粒物对北京市城市热岛的影响研究

在土地利用方式改变、能源消耗持续增长、人口膨胀的共同作用下,城市热岛效应日趋显著。大气细颗粒物（PM_2.5）污染不断加剧,对城市热岛强度也产生了一定的影响。利用地面空气质量监测站点的逐小时PM_2.5污染监测数据、气象监测站点的日均数据和MODIS地表温度数据,结合土地利用类型,划分城郊气象站点和地表温度采样点,分别计算北京市日均PM_2.5浓度、冠层城市热岛强度和地表城市热岛强度,并计算地表城市热岛强度指数,得出热岛强度空间分布图。经过对PM_2.5与冠层城市热岛强度、地表城市热岛强度及其空间分布的相关性分析,得出以下结论：（1）北京市地表城市热岛强度的月、季间变化明显,主要受土地覆盖类型影响,夏季高于冬季,冠层城市热岛强度的月、季间变化较小;（2）PM_2.5质量浓度与冠层城市热岛强度、地表城市热岛强度均呈显著负相关,相关系数分别为?0.5199和?0.6115;（3）昼间地表城市热岛强度与PM_2.5质量浓度的相关性高于夜间;（4）PM_2.5质量浓度变化对地表城市热岛的空间分布有着显著的影响。随着PM_2.5质量浓度的增加,强热岛空间范围向城区缩减。     

上海城市热岛效应的特征分析

根据上海市城区和郊区的６个Ｄａｖｉｓ自动气象观测仪，１９９８、１９９９年两年观测记录，分析了近年来上海市城市热岛的变化特征。结果表明：上海市全年出现城市热岛的概率为８５．１３％，大多数的热岛强度约为２～３℃，有时可以达到３～５℃，最大热岛强度可达７．３７℃；上海市城市热岛可分为Ａ、Ｂ两大类，Ａ类日变化较平稳，强度较弱，主要发生在春夏季节；而Ｂ类有明显的日变化，强度较大，基本上发生在秋冬季节，上海市     

城市“热岛效应”对城市生态系统的影响

随着城市化的快速发展，城市“热岛效应”现象越来越严重。据气象观测，近年我国各大城市气温都有不同程度的升高，除具有“火炉”之称的南京、武汉、重庆外，北京、长沙、合肥、济南、福州、石家庄、郑州等城市的气温每年都在上升，有的已经成为名符其实的“火炉”，造成这种结果的主要原因是城市“热岛效应”。城市“热岛效应”改变了城市气候，加重了城市空气污染，并对城市生态系统产生了极为不利的影响。本文对城市“热岛效应”现象产生的原因及其对城市生态系统的影响作初步探讨，提出减缓“热岛效应”并改良城市生态系统的一些设想，…     

利用气象卫星诊断沈阳地区的城市热岛

本文应用美国TIROS——N/NOAA极轨气象卫星资料,诊断沈阳地区的下垫面温度场,诊断结果表明晴空条件下城市的地表温度均高于郊区,存在着明显的城市热岛现象;热岛的强度与城市内部土地使用状况有关,河流水域在夏、秋季对城市热岛有较强的缓解作用;热岛的强度和范围随季节变化.     

内陆城市热岛与湖风环流耦合特性研究

为探究湖泊等大型水体对内陆城市大气环境的影响,本文运用数值模拟的方法,引入KRB坐标变换,建立内陆城市热岛与湖风环流的模型,对比水箱实验验证数值模型的精确性,探究不同内陆城市湖泊面积和城-湖中心距大小对城市热岛影响,模拟结果表明：湖泊面积越大,近地面城市热岛羽流的偏移量越大,而当城-湖中心距增大的时候,近地面城市热岛羽流的偏移量则减小.在湖泊靠近城市时,湖风与城市气流协同作用产生较强的环流,对城市热岛羽流产生偏转作用;在湖泊远离城市时,湖风与城市上空气流发生对抗作用,并绕过城市热岛羽流顶部,与城市上空的分散流协同,在背风面产生增益效果.     

为了兰天朗朗

市中区是本市煤烟型大气污染严重的城区,曾经有人说,“市中区的天是灰濛濛的,市中区的人难得见兰天”,这客观上反映了大气污染的程度。市中区的大气污染之所以严重,除特殊的地理条件、气温情况、大量的汽车尾气等因素外,能源以煤为