大型火电厂热排放对环境气温增高的贡献检测

利用1960—2009年的年月平均气温观测资料,分析了被检站和参考站的年、季变化趋势特点,着重研究了大型火电厂的热排放对当地气温的影响程度和相对贡献比例。从增温趋势看,被检站和参考站年平均气温增温速率分别为0.33～0.48℃？10a和0.21～0.33℃？10a,年热排放增温率为0.11～0.20℃？10a。热排放引起的四季增温速率为春秋强,冬季次之,夏季最小。火电厂的热排放对当地气温增温的贡献显著,表现为夏季最大,春秋季次之,冬季最小,对年平均气温序列的增温贡献率为31%～49%。     

近60年新疆库尔勒市的气候变化特点分析

根据库尔勒市气象局和研究区安装的自动气象站的气象资料,采用滑动平均、距平分析、线性回归等方法,分析库尔勒市近60年的气候变化的基本特征,结果表明：（1）库尔勒市平均温度有4暖3冷的冷暖变化阶段,该地区平均气温呈上升趋势,特别是20世纪90年代以后气温明显增加;近10年的气温变化较大,比前50年的平均值上升了1℃;平均气温存在着明显的线性升温趋势。（2）库尔勒市年降水量变化趋势不是很明显,有2多4少的干湿变化阶段。近10年的降水量与前50年的降水量相比较偏少了2．4mm;年降水量不存在明显的线性变化趋势。（3）库尔勒市平均极端最高最低气温呈上升趋势,60年来该地区最高气温上升率与南疆最高气温上升率一致。近10年的极端最高最低气温与前50年的分别上升0．36℃和1．2℃,最低气温的上升对年平均气温的升高贡献最大。（4）通过比较库尔勒市气象站提供的气象数据和自动气象站提供的数据可以看出,该区域一定程度上受到城市热岛效应和人为干扰,因此需要在城市周边的某些地区安装气象仪器,以提高气象数据的精确性。     

天津城市化对市区气候环境的影响

利用天津市区和郊区两个气象站近50年的地面温度、辐射、日照、风速、相对湿度和降水量资料,系统地分析了天津城市化进程对城市气候的影响,结果表明影响是显著的。受城市化的影响,天津市区地面温度远高于郊区,城市热岛效应明显,市区增温率达0．42℃·（10a）^-1,50年增温幅度达2．5℃,其地面总辐射、直接辐射和日照时数逐年减少的特征也进一步证明了城市化对大气的增温效应;市区近地层风速、相对湿度明显小于郊区,其中,平均风速以0．35m·s^-1·（10a）^-1的速率减小,相对湿度以1．11％·（10a）^-1的速率减小。近50年来天津市区的降水量和降水日数均呈现明显的减少趋势,降水量的倾向率为5．91mm·（10a）^-1,降水13数的倾向率为3．2d·（10a）^-1。     

城市化进程对南京市区域气温变化的影响

20 世纪90 年代以来中国进入城市化快速发展阶段,城市规模迅速扩张,这在一定程度上对大气热环境产生了影响,如产生了城市热岛效应.文章基于南京气象站点观测数据、南京市统计年鉴以及landsat TM 影像数据,选取人口密度、废气排放量、运营车辆、用电量、绿地覆盖面积、建成区面积6 项指标构建城市化因子群,运用灰色关联度分析法对影响南京气温变化的因子群进行贡献度分析.首先,基于以往研究及南京市统计年鉴选取人口密度、废气排放量、运营车辆、用电量、绿地覆盖面积、建成区面积6 项指标构建城市化因子群;其次,基于landsat TM 影像数据利用监督分类方法提取建成区面积;最后,基于灰色关联度分析方法,定量计算出人口密度、废气排放量、运营车辆、用电量、绿地覆盖面积、建成区面积6 项城市化因子分别对年均温、年最高温、年最低温、季均温、月均温以及不同时期温度均值的影响.研究发现,（1）1983-2011 年期间,南京市气温呈明显递增趋势,20 世纪90 年代后期增温更为明显,1999-2007 年年均温增长了1.50 ℃.（2）发现对于同-参考数列（年均温、月均温等）而言,其影响因子关联度整体排序是一致的：人口密度〉建成区面积〉废气排放量〉运营车辆〉用电量〉绿地覆盖面积.（3）同一城市化因子对年均温变化、年最高温变化、年最低温变化的影响是不相同的.例如,人口密度对1983-2011 年年均温变化影响最大,关联度达到了0.95;用电量、废气排放量和运营车辆对1983-2011 年年最低温变化影响最大,其关联度分别为0.68、0.74、0.73.（4）同一城市化因子对不同月份气温变化的影响是不相同的,如人口密度与2 月月均温之间的关联度最小,关联度为0.78;与3 月月均温之间的关联度最大,关联度为0.93.（5）不同城市化因子随着时间的推移,对区域气温变化的     

中国城市建成区绿化覆盖率变化特征及影响因素分析

城市建成区绿地建设有利于改善城市环境,提高人居适宜度,优化城市生态系统服务功能。基于2002—2018年建成区绿化覆盖率及影响因子数据分析了中国城市建成区绿化覆盖率变化特征及其主要影响因素,结果表明,(1)中国建成区绿化覆盖率在2018年达到了41.11%,相比2002年增加了11.36%,2018年绿化覆盖率达到了35.0%以上的城市占全国城市的93.55%。(2)中国建成区绿化覆盖率存在明显的区域差异。按照华北、东北、华东、中南、西南和西北六个地区划分中国城市区域,华东地区的城市建成区绿化覆盖率最高,中南地区次之,其余四个地区为华北地区>东北地区>西北地区>西南地区;各地区建成区绿化覆盖率随时间发生显著变化(P<0.05),华北地区绿化覆盖率发生显著变化的城市占比最高达94.60%,中南地区最低为65.88%。(3)建成区绿化覆盖率与城市化指标(地区生产总值GDP、地区人均生产总值PGDP、绿化投入LP、建成区面积BUA、城区面积百分比UAP、建成区面积百分比BUAP、总人口TP、城市人口密度UPD、城区人口UP、建成区人口BUP、城区人口百分比UPP、建成区人口百分比BUPP)和气候因子(年平均温度YT、年平均湿度YH和年降雨量YW)均呈极显著正相关关系(P<0.01),其中PGDP、LI、BUAP、UAP、UPD、BUPP和YT、YW、YH是影响建成区绿化覆盖率的最主要因子。本研究结果可为中国未来城市绿地建设均衡发展提供重要的理论参考依据。     

北京城市热岛的定量监测及规划模拟研究

为定量地评估北京城市热岛现状并预测未来北京城市热岛发展趋势,分别采用气温资料、遥感资料和城市规划资料进行了研究分析。对北京20个气象台站按照台站距离城市中心的距离划分为远郊、近郊和城市三类,分别计算三种类型站点经过海拔订正后的年平均气温,利用1971-2012年城市站和远郊站的年平均气温差值估算北京气温热岛的时间变化;利用1987-2012年的NOAA/AVHRR和Landsat-TM两种不同分辨率的卫星资料,采用定量化的指标--地表热岛强度和热岛比例指数分别估算了不同时期北京地区和城六区热岛强度和范围,并对北京平原地区的城市热岛状况进行了评估;利用2020年的北京城市规划土地利用资料,结合2008年的城市热岛现状监测结果对2020年的北京热岛状况进行了模拟分析。研究结果表明,北京城市的气温热岛与遥感监测地表热岛在时间变化趋势上具有一致性,不同分辨率卫星资料监测地表热岛在时空分布上也具有一致性。其中1971-2012年,以年平均气温计算的北京城市热岛强度增温率为0.33℃·（10 a）-1,近5年（2008-2012）平均热岛为1.12℃。遥感监测结果显示1987-2001年北京地区的热岛持续增强,2001年之后由于北京申奥的成功进行了大面积的旧城改造和绿化,使得城市热岛强度和范围在2004年和2008年有所降低,2008年之后城市热岛继续向东、南和北方向扩展,并出现了中心城区热岛与通州、顺义、大兴、昌平热岛连成片的趋势,到2012年城六区热岛面积百分比已从1990年的31%增加到77%。由热岛比例指数确定的北京各区县热岛强度排名前三分别是城区、海淀和丰台,延庆县最低。对2020年城市规划图热岛模拟结果显示北京热岛已由“摊大饼”演变为“中心＋周边分散”模式,中心城区热岛强度和范围明显减弱,周边广大远郊区将出现分散?     

气候变暖下南昌县早稻叶面积指数变化及其与产量的关系

研究气候变暖背景下早稻叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)变化状况及其与气温、产量的关系,有助于促进早稻生产。利用1996-2017年江西省南昌县早稻生长发育和同期气象观测数据对南昌县的气候、气温与LAI的关系、LAI变化特征及LAI与产量因素的关系进行了分析。结果表明:1996-2017年南昌县历年平均气温、早稻生育期间的平均气温分别以0.4℃·(10a)~(-1)和0.6℃·(10a)~(-1)的趋势增温;早稻秧苗移栽期、拔节期和抽穗期的LAI递减率分别为0.4·(10a)~(-1)、0.5·(10a)~(-1)、0.2·(10a)-1,分蘖期、乳熟期的LAI虽然在不同年份有所波动,但总体呈现较平稳的变化趋势,历年早稻平均LAI呈下降的趋势,下降率为0.3·(10a)~(-1);在营养生长阶段通过气温升高缩短生育期导致LAI减少,生殖生长阶段气温的升高直接导致LAI的减少;LAI与早稻穗粒数和千粒质量均无相关性,成熟期的株茎数分别与拔节期的LAI、抽穗期的LAI之间,理论产量与抽穗期的LAI之间呈一元二次回归关系。早稻拔节期的LAI达到3.4,成熟期每平方米株茎数最高可达414.1;抽穗期的LAI达到7.6,成熟期每平方米株茎数最高可达548.5;抽穗期的LAI达到9.9,理论产量最高可达749.00g·m~(-2);在乳熟期,LAI每增加1.0,成熟期每平方米株茎数可以增加34茎、理论产量可以增加50.0 g·m~(-2)。气候变暖下早稻LAI下降,理论产量每年约下降5.09 g·m~(-2)。提前播种、品种改良和栽培技术的改进是应对气候变暖导致早稻产量下降的有效措施。     

城市化对北京霾日数影响统计分析

近年来,随着超大城市/城市群大气灰霾等复合污染加剧,引起人们对区域生态环境与及公共健康问题越来越多的关注。应用北京地区1980—2012年气候资料及同期城市发展统计指标,统计分析了城、郊区间霾日数的变化特征,并在此基础上探讨了北京城市化及局地气候差异对霾日数的影响。分析表明：北京城区霾日数要明显多于郊区,在2007年以前城、郊区站点均有相似的波动增长趋势,但城区站霾日数增加速率（约21 d/10 a）要远大于郊区站（约7.2 d/10 a）;北京各地霾日数与主要城市发展指数之间的相关系数均超过0.001显著性水平,随着城市化而迅速增加的能源消耗和机动车尾气排放是导致北京地区灰霾天气逐渐增多的主要污染源,污染源的不均匀分布是导致城、郊霾日数差异的主要因素。分析还发现,城市化导致的区域气候差异对局地灰霾亦有较明显的影响。伴随着城市化的快速发展,城、郊区气候差异逐渐变大,城市下垫面粗糙度增加导致近地面层风速减小。大城市热岛效应背景下,更容易出现较厚的逆温层,这将阻碍空气垂直方向的对流输送。此外,城区气温持续上升,相对湿度下降,平均风速减小,小风频率增加,也会阻碍空气的水平流通,使得城市排放颗粒污染物的扩散难以扩散,有利于霾日增加。这表明北京地区城市气候效应对区域生态环境具有不可忽视的影响。     

多时间尺度上研究中国近代气温变化规律

应用MODIS数据反演了过去10年中国气温及气温的空间分布特征,并基于气象数据重建了过去60年中国城市、郊区、农村及气象台周边地区冬季气温距平的时间序列,从多时间尺度上,详细分析了20世纪中国气温变化规律。结果发现：气象台气温记录可能受城市热岛效应影响;60年来我国气温呈震荡波动,波动小周期约为7a;从10年尺度上看,近60年来,年代际气温增加幅度最大的是20世纪90年代,21世纪初气温虽然仍处于暖期,但已经出现下降趋势。     

天津城市热岛效应演变特征研究

城市热岛效应对城市生态环境影响极大,城市热岛及其环境效应的研究有利于城市合理规划和可持续发展。本文利用天津市1964—2003年城郊气温,1993年6月15日和2001年5月12日不同时间陆地卫星遥感资料分析了天津市热岛演变特征,结果显示天津城市发展对热岛效应影响明显,随年代以0.11℃/10a速率加强;2002年最强为1.2℃,是60年代末的2倍。7月份的热岛强度增强趋势明显;用平均气温分析热岛强度变化趋势表明:热岛强度在秋季最强春季最小,分别为0.16℃/10a和0.06℃/10a。平均最高气温差在四季中均有微弱上升趋势,平均为0.06℃/10a;平均最低气温差在秋季和冬季上升幅度最大,分别为0.16℃/10a和0.12℃/10a。不同年代遥感亮温场也表明天津城市化对热岛空间分布的影响。热岛分布基本与建成区一致,热岛中还包括许多大小不同、形状各异、强度有别的小热岛群;而且随着城市的发展,热场范围呈扩大趋势。最后对热岛变化规律的成因进行了初步分析。     

近35a西藏那曲地区湖泊动态遥感与气候因素关联度分析

利用1976、1990、2000和2010年4期遥感影像对西藏那曲地区面积大于1 km2湖泊的动态变化进行信息提取,并结合1966—2010年研究区9个站点的气象数据,探讨其对气候变化的响应。结果表明,2010年那曲地区大于1 km2湖泊的总面积为16 841.93 km2,湖泊总数为469。近35 a那曲地区大于1 km2湖泊面积共增加3 505.12km2,增幅为26.28%,其中以2000—2010年增长速度最快,达18.18%;近35 a湖泊数量增加96,增幅为25.73%,其中以1990—2000年增幅最大,达13.38%。色林错面积从1976年的1 648.61 km2增加到2010年的2 332.55km2,超过纳木错成为西藏第一大咸水湖。1966年以来,那曲地区年平均温度、年平均最高温度、年平均最低温度、年平均相对湿度和年平均降水量总体呈上升趋势,年平均蒸发量呈下降趋势,气候朝暖湿方向发展,其中温度变化最明显,线性气温倾向率为0.51℃.(10 a)-1。湖泊动态变化与气象因子的灰度关联分析表明,气温升高引起冰雪融水增加、降水量增加、相对湿度增加和蒸发量减少,是近35 a来那曲地区湖泊面积和数量不断增加的主要原因。气象要素与湖泊面积间的回归方程表明,两者具有显著线性相关关系。     

沈阳地区霾的环境特征研究

利用沈阳市1961—2009年的气象资料,分析了霾天气出现的年季特征及其天气形势特征。利用边界层气象资料与污染物质量浓度资料对特定的霾过程从边界层到污染物质量浓度条件进行了分析。结果表明：沈阳地区霾的出现呈现逐年上升的趋势,近5 a平均每年为120 d左右,目前霾天数已经占到了全年的30%~40%。冬秋季节出现霾天气较多,秋冬两季霾日数占全年霾日总数的75%。凌晨到上午是霾出现的高发期,02—08时霾出现频率占总霾数的44.5%。霾的出现主要发生在冬秋季节冷空气势力不强,大气扩散能力较弱,边界层出现逆温时刻。接地逆温层厚度常常稳定在200~300 m高度左右,PM10质量浓度与能见度（霾）呈负相关,相关系数-0.402 7。风速与能见度（霾）呈正相关,相关系数为0.886 4。     

不同环境场所夏季空气负离子浓度分布特征及其与环境因子的关系

大气离子是由许多自然和人为的原因产生,并且它们的浓度在不同环境场所下差别很大。以我国南部沿海某省份作为研究区域,挑选了近10处有代表性的环境场所进行为期一周的实测和研究,收集了空气正、负离子浓度、风速、空气温度、相对湿度等数据。研究显示,空气负离子浓度与风速、水、植物、相对湿度等有较为密切的关系,其中最主要的影响因素是水,其次是风,最小的是气温。为了改善城市生态环境,建议在城市规划建设中采取有效措施以提高空气负离子浓度。     

北京市三种典型城市绿地类型的保健功能分析

随着城市化进程的加快,越来越多的城市居民的健康受到城市污染的影响,因而城市绿地对人体的保健作用日益受到重视。通过实地监测的方法,选择北京3种典型类型的绿地、在不同空间以及不同的季相条件组合下,对形成绿地保健功能的空气负离子浓度、空气温度、湿度、二氧化碳浓度、噪音等因子进行了研究。结果表明：（1）不同绿地类型的保健功能有较大的差距,以同一时段空气中的负离子浓度为例,其最大值发生在郊野公园（1810cm^-3）,高于单位绿地（980cm^-3）,远高于作为对照的商业中心（110cm^-3）;（2）在同一绿地的不同空间位置也存在明显差异,以道路绿化防护林带为例,林带中心空气中的负离子浓度高达1900cm-^-3,高于林缘（591cm^-3）和林外（120cm^-3）;（3）同一绿地保健功能随季相变化发生明显改变,在有叶期的道路绿化防护林带中心的空气负离子浓度（1900cm^-3）是落叶期相同位置空气中负离子浓度（750cm-^-3）的两倍多。空气温湿度、噪音、CO2浓度的空间和时间上的变化类似于空气负离子。本研究获得的数据支持了城市绿地保健功能理论,可为合理设计城市绿地增强其保健功能提供依据。     

Air pollutant levels are 12 times higher than guidelines in Varanasi,India. Sources and transfer

Air quality in an urban atmosphere is regulated by both local and distant emission sources. For air quality management in urban areas, identification of sources and their relationships with local meteorology and air pollutants are essential. The critical condition of air quality in Indo-Gangetic plain is well known, but lack of data on both local and distant emission sources limits the scope of improving air quality in this region. Concentrations of particulate matter of size lower than 10 μm (PM₁₀) were assessed in the highly urbanized Varanasi city situated in middle Indo-Gangetic plain of India from 2014 to 2017, to identify the distant air pollution sources based on trajectory statistical models and local sources by conditional bivariate probability function. Modifying effects of meteorology and air pollutants on PM₁₀ were also explored. Mean PM₁₀ concentration for the study period was 244.8 ± 135.8 μg m^?3, which was 12 times higher than the WHO annual guideline. Several distinct sources of traffic as the major source of PM₁₀ were identified in the city. Trajectory statistical models like cluster analysis, potential source contribution function and concentration-weighted trajectory showed significant contributions from north-west and eastern directions in the transport of polluted air masses to the city. Dew point, wind speed, temperature and ventilation coefficient are the major factors in PM₁₀ formation and dispersion.     

On thermally forced flows in urban street canyons

During sunny days with periods of low synoptic wind, buoyancy forces can play a critical role on the air flow, and thus on the dispersion of pollutants in the built urban environments. Earlier studies provide evidence that when a surface inside an urban street canyon is at a higher temperature than that of local ambient air, buoyancy forces can modify the mechanically-induced circulation within the canyons (i.e., gaps between buildings). The aspect ratio of the urban canyon is a critical factor in the manifestation of the buoyancy parameter. In this paper, computational fluid dynamics simulations are performed on urban street canyons with six different aspect ratios, focusing on the special case where the leeward wall is at a greater temperature than local ambient air. A non-dimensional measure of the influence of buoyancy is used to predict demarcations between the flow regimes. Simulations are performed under a range of buoyancy conditions, including beyond those of previous studies. Observations from a field experiment and a wind tunnel experiment are used to validate the results.