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。     

污水处理厂运行温度对节能效果的影响

企业、工业、城市等发展和赖以生存的基础条件就是具有可靠性的污水处理系统,而污水处理系统存在设备相对复杂和部件相对较多的问题,对污水处理厂运行节能效果也有更高的要求。因此污水处理系统的可靠性必须得到重视,本文将结合某地某污水处理厂的运行资料对温度影响污水处理效果进行一些分析。     

武陵山区两种不同下垫面温度观测及对比分析

文章通过对铜仁国家基本气象站2007-2008年探测获得的水泥地面温度资料与日常地温场观测资料进行统计分析和对比研究,发现模拟高速公路和城市的水泥地表面与自然状态下的裸土地表面两者之间,在相同太阳辐射条件下不同的季节存在着不同的温度变化和散热差异,并分析了产生温度和热力差异的原因,对比分析发现,水泥地面在夏、春季节增温效果最明显,对城市"热岛效应"的贡献较大,同时找出了水泥地面和裸土地面两者的地表平均温度、最高、最低温度在高温、降水和凝冻天气条件下的温度变化规律,掌握不同下垫面温度变化规律,有助于台站开展交通路面温度预报、道路结冰预警信息发布以及城市气象服务。     

北京冬季低空温度资料分析

本文根据1981年冬季的低空探测资料,初步分析了城区与郊区水平及垂直温度的分布,为了解北京的城市效应,进一步开展城市空气污染预报提供依据. 一、观测场地及观测方法 1981年11、12月及1982年1月和3月,在北京城区与郊区设点进行了318次温度和风的垂直探测,探测点布局见图1.温度探     

西安大气环境要素变化特征分析

利用1951年至2007年西安气象观测资料及2002年至2007年环境监测资料,对西安市大气环境要素进行分析。结果表明,（1）随着西安城市化进程的加快,和NOx年平均浓度变化具有明显增加的趋势。（2）从1951到2007,西安市气温增长了约2℃,仅21世纪以来,就增长了近1℃。热夜天数自上世纪90年代中期以来明显上升。2008年7月上旬西安市区与周边郊区地表温度温差约为8—10℃。（3）年平均风速,极大风速明显减小。分析认为,随着西安城市规模的扩大、人口的增加,高楼林立,城市下垫面发生巨大变化,使城市热容量增加,耗能增大,有效蒸发减少,增温明显,从而导致城市风速减小、大气污染物浓度增加、温度升高、热岛效应越来越显著。提出建立人工环境与自然环境协调一致的城市规划环境气候图,有效缓解因城市化进程引起的城市大气环境问题。     

珠三角城市群热岛效应时空分布特征

利用珠江三角洲地区城市群24个气象站近30年气温资料和NCEP格点气温资料,分析珠江三角洲的温度变化趋势及城镇化发展对温度场的影响程度。结果表明,珠三角地区温度上升趋势明显,20世纪90年代后期珠三角城市群热岛效应全面形成。珠三角都市群热岛强度呈明显的季节变化,冬季热岛强度最强,夏季最弱;空间上,珠三角热岛效应贡献主要来自中部城市群与沿海城市群,与近年来城市快速城镇化发展紧密相关。     

我国主要城市的大气质量的反演、重建与分析

该文收集有关城市的1959~1979年逐年的晴天太阳辐射资料,根据辐射传输方程扣除水汽和CO₂的吸收效应,利用各地区污染物浓度垂直分布和混合层高度规律,再同已有的TSP监测资料分区分析,可得到有关地区的大气TSP质量的逐年反演值。      

气象激光雷达的城市边界层探测

为了研究城市边界层结构变化特征,2005年7月利用气象激光雷达在南京城区做了城市边界层探测试验,就此次观测试验作了简要叙述并选取部分观测资料为示例,着重对气象激光雷达确定城市边界层高度垂直分布及逐时变化以及地面气象环境对边界层的日变化影响进行了初步分析.结果表明,主要由近地层对流混合形成的城市边界层高度具有典型的日变化特点,早晚比较低,日间有一个从低到高再到低的变化过程.提出了一种由边界层混合状态确定边界层高度的方法.分析结果表明,由气溶胶消光系数确定城市边界层高度比较准确.将MSL探测结果与同步的低空无线电探测仪的温度探测结果进行比较,结果表明,两者获得的实际廓线分布相当吻合,线性良好.就地表温度、辐射、湿度及云等气象要素对边界层垂直分布及时间变化的影响做了分析.结果表明,这些气象要素的分布对城市边界层高度的垂直分布及其逐时变化有明显影响.     

典型城市大气重污染风险温度阈值研究

气温不仅影响大气污染物排放,同时还影响着大气扩散能力。文章利用哈尔滨、乌鲁木齐、北京、兰州、成都、南京和广州7座城市2000-2013年API资料、2013-2018年AQI资料以及同期地面常规气象观测资料和探空资料,通过拟合2016之前上述7城市各自日均气温与API、AQI及5种污染物(PM_(2.5)、PM_(10)、SO_2、NO_2和CO)浓度间的关系,探寻不同城市的大气重污染对应的温度阈值及其分布特征,并用2017-2018年的AQI资料检验该温度阈值对大气重污染事件的捕获能力。研究结果表明:就同一城市而言,存在一个使API、AQI和5种污染物浓度均达到最大的气温临界值,由此提出了大气重污染风险温度阈值(THP)的概念,哈尔滨、乌鲁木齐、北京、兰州、成都、南京和广州7座城市的THP依次为-15.8、-12.4、-1.5、-3.4、8.0、6.8和17.1℃。同时还发现当气温位于THP及其附近时,对应当地多为静稳天气(混合层厚度和通风系数均最小),呈现出最不利于大气污染物扩散的气象条件,进而易造成大气重污染甚至是污染事件的发生。由此可见,THP是边界层大气静稳特征的一个缩影,能较好地反映大气重污染潜势,7座城市THP捕获重污染事件的百分比整体在50%以上。该研究为上述7座城市的大气污染潜势预报及污染防控探寻了一个新的更简洁明了的重要污染气象参数,也为其它城市开展类似研究提供了借鉴参考。     

模化城市有机垃圾的热解研究

本文简介了对城市有机垃圾(模化垃圾)进行热解的研究结果。得到了产气量、可燃气体成分、热解时间等随热解温度的变化关系。研究结果指出,当城市有机垃圾含水率W~y<50％,热解温度在900℃左右条件下,有机垃圾的潜能不仅能实现自身的处理,而且可输出部分热能。     

瑞安市气温历史演变特征及城市热岛强度研究

为了解瑞安市近40a气温变化特征及城市热岛效应,首先对1980—2017年瑞安气象站年平均气温、年高温日数等物理量进行统计、对比分析,然后分别采用气象站实测资料与LANDSAT-TM遥感资料对瑞安城市热岛效应进行分析验证,研究结果表明:①瑞安站近38a来气温整体呈明显上升趋势,以2000年为界,近18a较前20a平均气温上升0.7℃,极端最高温度、最高平均温度上升1.2℃,年高温日数增幅达160%;近10a城区代表站年平均气温也呈上升趋势;②利用气象站实测资料直接计算,近10a瑞安市热岛强度有所增强,以2017年为例,热岛强度在6—8月有明显的增强现象;③利用LANDSAT-TM遥感资料反演得到城市地表温度的连续变化后,获得的城市热岛强度与气象站直接计算空间分布趋势一致;④遥感监测结果表明,近40a来瑞安市主城区热岛强度明显增强,强热岛区主要集中在人口较为聚集、建筑较多的中心街道、工业园区等地,山区、水体、绿地呈现冷岛。可见,人类活动及工业生产与城市气温升高密切相关,而水体和山区植被可以有效地降低其附近地温和缓解热岛,是城市气候的调节器。     

无人机热红外支持下的城市微尺度热环境模拟

随着人们对生活舒适度、身体健康要求的进一步提高,微小尺度的热环境状况日益受到关注.地表温度场模拟是研究城市微小尺度热环境的关键,采用地面有限实测资料很难满足不同下垫面地表温度模拟的精度需求.针对这一问题,本研究利用无人机搭载热红外成像仪获取南京市江宁区某大学校园内典型区域夏秋两季的地表温度数据,通过ENVI-met和PALM-4U两个数值模拟模型模拟研究区地表温度,并结合实测数据对不同地表类型及阴影遮挡下的模拟精度进行误差分析.结果表明,数值模拟结果与真实结果较为接近,能够用于高空间精度的城市微热环境研究中;模型对人造地表的模拟效果均优于自然地表,对空旷处地表的模拟效果优于非空旷处地表;两个模型均能较好模拟存在建筑物遮挡下的地表温度,但在植被遮挡下PALM-4U则无法达到ENVI-met的效果,综合模拟结果显示ENVI-met在城市微热环境模拟上的适用性优于PLAM-4U.本研究可为城市微尺度热环境高分辨率遥感研究提供参考.     

基于机器学习的城市形态对地表温度影响研究

城市热环境的形成、发展和演变受多种因素影响,其中,城市形态对城市热岛效应具有明显的影响。当前有关城市形态对地表温度的影响研究多是集中于单一因子,而缺乏从系统综合的角度分析城市形态指标与城市热环境之间的联系。文章从建筑形态、生态基础设施和城市路网密度中选取7个城市形态指标,运用线性回归模型和随机森林模型分析了城市形态指标在150 m网格和450 m网格2个不同的观测尺度上对地表温度的作用效果。研究表明：城市形态指标的大小和类型对地表温度的影响随着季节和观测尺度的不同而存在差异。总体来看,城市建筑形态和城市生态基础设施对高密度城市中心区的地表温度变化具有主导作用。建筑密度和建筑归一化指数对地表温度具有显著的正影响,而建筑体积密度则对地表温度有负影响。450 m网格是获得最佳观测结果的网格。研究结果可为城市规划者和管理者进行研究和实施城市热环境缓解措施时提供决策依据。     

沈阳城市地下水动态变化浅析

建立在对城市地下水进行长期监测的基础上,对城市地下水水位、水温监测资料进行整理、分析,研究其动态变化特征和规律,对保护城市地下水环境、保障城市供水安全具有十分重要的意义。在掌握沈阳市城市水文地质基本情况的前提下,以2010年地下水监测资料为基础,对沈阳市2010年城市地下水动态变化特征进行分析,总结出城市地下水水位变化、地下水流场特征及地下水水温动态变化特征,为经济社会发展及城市建设提供参考。     

屋顶绿化改善城市环境效果分析

简要介绍了国内外屋顶绿化的发展状况,并着重分析了屋顶绿化对城市绿化面积、城市景观、城市气温及湿度、建筑屋顶性能及温度、城市雨水径流量、城市非点源污染负荷等城市环境的改善效果。     

确定大气混合层高度方法的研究

本文介绍一种,用ADAS探空资料,直接确定大气混合层高度的方法。它是根据ADAS探空得到的温度、风、位温、混合比随高度的分布,以及上述各气象要素在混合层内和混合层以上变化的差异,来确定大气混合层的高度。并将由这种方法得到的结果与 Nozaki〔1〕等人提出的用地面气象资料估算混合层高度,所得到的结果进行比较,得到了较为一致的结果。认为在大气边界层内,对于能够直接得到温度、风、位温等气象要素随高度变化的观测点,用这种方法来确定大气混合层高度是可信的,而且方法也比较简单。      

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.     

城市生活垃圾物性与热解特性的实验研究

对城市生活垃圾中常见垃圾成分进行物性及热解特性的实验研究表明，虽然我国城市生活垃圾（ＭＳＷ）具有高水分、低热值特点，但只要能注重其干燥过程，不投辅助燃料即可维持燃烧，ＭＷＳ中的有机物是一个很复杂的组份，并且有机化合物都有较明显的挥发份析出温度区；而纸、布或含纤维质我的废弃物在不同温度区间的挥发份析出较均匀，且这一温度区相对较宽，温度，物料尺雨及停留时间对热解过程特性有重要影响，实验得到停留时间２、     

大同市大气颗粒物中苯并(a)芘污染与气象条件的相关性初探

文章通过大同市云冈宾馆2002年1月和8月的大气颗粒物中苯并(a)芘的浓度及同期的气象观测资料,对温度、风速、湿度等气象要素对大气颗粒物中苯并(a)芘的影响进行了研究,初步分析了它们的相关关系,此工作对城市大气颗粒物中的苯并(a)芘污染的控制和预测具有重要意义.     

透水砖铺装对雨水径流热污染控制效果实验

随着海绵城市的快速发展,透水砖铺装在实际工程中得到了广泛应用,但其对雨水径流热污染控制效果尚缺乏系统研究。采用人工模拟降雨方法,以不透水沥青路面为参考,研究了透水砖铺装系统对雨水径流温度的削减效果,具体包括透水砖铺装表面外排雨水径流温度、渗透出水温度以及各结构层的温度变化。实验结果表明:当重现期为5年一遇,透水砖铺装面层初始温度为35,42,47 ℃时,与不透水沥青相比,透水砖铺装面层外排径流温度可削减1.4~1.8 ℃,且面层初始温度越高,外排雨水径流温度越高,渗透出水温度也越高;透水砖铺装各结构层可削减渗透部分雨水径流的温度,渗透出水温度相对于径流温度降低3.5~5.2 ℃;降雨强度对透水砖面层外排雨水径流温度有显著影响,而对渗透出水温度影响较小。因此,透水砖铺装可有效削减雨水径流对城市水体的热污染。