基于ENVI-met的城市居住区空间形态与PM_(2.5)浓度关联性研究

探讨城市居住区空间形态与PM_(2.5)浓度关联性,对改善城市居住区空气质量具有重要意义。将居住区空间形态指标归纳为住宅群体组合形式、风向角度、容积率、绿地率等要素,采用ENVI-met软件模拟不同居住区空间形态指标下的PM_(2.5)浓度,探讨城市居住区空间形态与PM_(2.5)浓度关联性。结果表明,不同住宅群体平面组合形式的居住区PM_(2.5)浓度分布呈现出较大的差异,周边式和混合式较其他形式居住区内部PM_(2.5)难以扩散,行列式与点群式的居住区内部没有出现PM_(2.5)聚集的现象,但是点群式居住区外西南角较行列式PM_(2.5)积聚的面积大,其平均浓度分别为:171.78、170.021、169.255、172.365μg·m~(-3),综合分析,合肥市居住区住宅群体平面组合形式的最佳方式为行列式,其次为点群式,混合式和周边式不利于居住区PM_(2.5)扩散;不同风向角度的居住区PM_(2.5)浓度分布呈现较为复杂的变化状况,当风向角度为15°-30°时,PM_(2.5)浓度随着风向角度的增大而增大,十分显著,平均浓度从136.796μg·m~(-3)增至140.796μg·m~(-3),但是增至45度时,PM_(2.5)浓度有所减小,平均浓度为135.605μg·m~(-3),当风向角度为60°-90°时,PM_(2.5)浓度随着风向角度的增大而增大,变化较小,其平均浓度依次为132.025、133.87、141.334μg·m~(-3),综合分析,风向角度最优方案为60°,而45°、75°为可选方案,15°、30°、90°为不可选方案;PM_(2.5)浓度较低的为容积率0.8、其次为1.2,容积率为1.6和2的居住区PM_(2.5)浓度较高,容积率由小到大其平均浓度分别为131.678、139.402、159.906、154.638μg·m~(-3),可以基本认为居住区整体空间内的PM_(2.5)浓度随着居住区容积率的增大而逐渐增大;增加绿地率可缓解PM_(2.5)污染,当绿地率大小超过35%,PM_(2.5)浓度随着绿地率的增大而减小的趋势逐渐减缓,综合分析,绿地率应该在35%以上,才能有效降低居住区的PM_(2.5)浓度。     

合肥市主城区PM_(2.5)时空分布特征研究

城市PM_(2.5)时空分布特征研究对改善空气质量具有重要意义。利用2016年1月1日—2016年12月31日合肥市主城区10个国控空气质量监测站PM_(2.5)浓度、土地开发强度、道路交通等数据,基于Arcgis空间分析平台,探讨合肥市主城区PM_(2.5)时空分布特征及其与土地开发强度、道路交通的关系,可为地方政府改善空气质量提供科学依据。结果表明:(1)合肥市主城区PM_(2.5)浓度季节差异显著,由高到低依次为冬季、春季、秋季和夏季,秋、冬季PM_(2.5)浓度波动较大,而春、夏季PM_(2.5)浓度比较稳定;(2)污染天数呈现春冬多、夏秋少的规律,1月、2月、3月、11月和12月的污染天数比例均超过50%,重度以上污染天气主要出现在春冬季节,严重污染天气暂未出现;(3)1月PM_(2.5)浓度空间分布呈现"双峰多谷"的规律,庐阳区和滨湖新区是PM_(2.5)浓度高峰区,属于轻度污染;7月PM_(2.5)浓度空间分布呈现"双峰双谷"的规律,庐阳区和包河区是PM_(2.5)浓度高峰区,属于良好;(4)合肥市主城区PM_(2.5)浓度与绿地率、主干路长度和容积率有较强关联性;绿地率与PM_(2.5)浓度呈显著负相关,容积率与PM_(2.5)浓度有一定正相关关系,土地利用性质和其他因素综合影响PM_(2.5)浓度;交通流量大的主干路与PM_(2.5)浓度存在正向关系。中心城区通过增加公共绿地空间、合理控制容积率,加强公共交通和电动汽车的使用,可达到改善空气质量的目的。     

北京市三维景观格局的局地气象环境影响初探

探明城市三维景观格局对气象条件影响的规律性,可为城市规划与可持续发展提供科学依据与决策支持。以北京为例,利用北京市2011年大比例尺测绘数据,构建能够在小区尺度上表达景观结构及空间特征、同时可以在一定程度上反映出局地能量、辐射或动力学差异的三维景观格局指数;利用北京市2011年区域自动气象站观测数据,通过在不同空间尺度上开展三维景观格局指数与温度、湿度和风速3个表征局地气象条件的主要因子的相关性分析,研究城市三维景观格局对局地气象条件的影响。结果显示:在500、1 000和2 000 m范围内,景观容积密度(LVD)、景观高度密度(LHD)和天空开阔度(SVF)指数与区域大气环境温度和风速均显著相关;在1 000 m和2 000 m范围内,景观容积密度(LVD)、景观高度密度(LHD)和景观起伏度(LHR)与区域大气环境湿度显著相关。北京城市三维景观格局对大气环境的影响效应非常显著。城市三维空间密度(LVD)越大、高度密度(LHD)越大、景观起伏度(LHR)越大的地方,区域温度越高、湿度越低、风速越低;天空开阔度越低的地方,区域温度越高、风速越低。利用三维景观格局指数评估景观格局对区域气象环境的影响具有可行性,但要注意景观格局指数在空间尺度上的适用性。同时,本文构建的三维景观格局指数可作为地表统计参数来量化表达地表非均匀性特征,为大气数值模式中地表参数化方案提供了一种有效选择。     

近10年中国大陆MODIS遥感气溶胶光学厚度特征

应用2001—2010年MODIS大气气溶胶光学厚度(AOD)资料,分析中国550 nm AOD年和季节平均分布。还选取了10个代表性区域,分析AOD变化特征。这些分析建立起了近10年来中国气溶胶光学厚度的气候学特征:中国年平均AOD空间区域分布中心大体呈现两低两高。两低中心位于植被覆盖度高和人烟稀少的(1)黑龙江和内蒙古东北高纬度地区(～0.2);(2)川、滇与青藏高原交界的西南高海拔地区(0.1～0.2)。一个AOD低值带(0.2～0.3)连接这两个低中心,呈东北西南走向跨过中国大陆。在此低值带两侧,各有一片AOD高值中心(～0.8):(1)人口密集和工业化发展带来的大量人为气溶胶形成了一个覆盖了华北、长江流域(从四川盆地,两湖地区到长三角)到华南珠江三角洲相联的大片高AOD中心区域;(2)以沙尘为主的自然气气溶胶造就了西北塔克拉玛干沙漠及周边高AOD区。中国AOD这一两低两高区域分布特征基本保持四季不变,但其中心强度呈现各自区域性季节变化。中国春季AOD高值区的面积最大,其次是夏季,然后是秋季,面积最小的是冬季。南方AOD月变化规律多为双峰型,即3—5和8—9月出现2次高峰,5—7月从南向北先后出现波谷,变化规律与季风响应。北方为单峰型,6—7月为高峰,11到来年2月为低谷。用弱季风年(2002)和强季风年(2003)季风影响区域气象条件和气溶胶数据对比分析表明,大陆AOD的月空间分布和变化与季风气候,以及风速、风向、降水、温度和湿度等的变化有关。     

煤炭工业城市近地面臭氧变化特征及其与气象条件的关联

考察太原城区10个国控点O3日浓度变化,并分析了其与相关气象因子(能见度、大气压、空气温度、空气湿度、风速和风向)的关系.研究结果表明,夏季平均O3浓度变化最大;春季O3平均浓度变化次之,冬季变化最小;全年O3平均浓度均低于国家环境空气质量的最高标准.对各国控点日O3浓度的相关性进行聚类分析,结果显示,城市新兴繁荣区和传统重工业区等人类活动频繁的区域(GroupⅠ)的O3浓度变化的持续时间要明显高于过渡区域(GroupⅡ).城区全年时间尺度上,O3均与能见度、空气温度、空气湿度和风速存在极显著的相关性(n=365,P0.001).小波分析结果显示城区O3时间序列的变化周期为以4 d的短周期为主(P0.05),且在6—7月与空气温度和空气湿度存在严格的线性同步变化特征,在11月则与可见度存在近似严格的线性同步变化特征.西西北风对O3浓度影响最大,全年影响频率达50%;而夏季受此影响频率高达60%,秋季西西北风和西北北风对O3浓度的影响频率相近(约40%).     

基于灰色关联度的深圳市生态环境与城市扩展时空演化研究

城市扩展带来生态环境变化,明确两者的关联度对城市用地规划和生态文明建设具有重要的指导意义。以深圳市为例,利用2005、2010、2015、2020年4个时相的Landsat系列卫星影像,首先基于归一化建筑指数(NDBI)提取城市建设用地并分析其时空变化特征,再以植被、土壤、地形为因子构建生态环境质量模型评价深圳市近15年来的生态环境质量变化,最后利用灰色关联度计算生态环境质量和城市建设用地之间的关联度,定量地考究两者之间的联系性。结果表明:(1)2005—2020年深圳市城市建设用地规模不断扩大,且后期扩展速率和强度远强于前期,建设用地呈四大板块的形态主要分布在深圳市的中部以及西部;(2)15年间深圳市的生态环境质量变化幅度较小,均属于良好的水平,但东部生态环境质量总体较西部高;(3)深圳市2005—2020年的城市扩展与生态环境质量之间的关联性较强,灰色关联度值均在0.6以上,关联系数在空间上大体上呈现"西高东低"的态势。研究方法和结果可为城市规划和城市更新提供技术支持和数据支撑。     

南京市四种下垫面气温日变化规律及城市热岛效应

为了监测城市热岛特征、热场空间分布及综合评价城市环境质量,探讨消减城市热岛效应对策,2005年7—9月期间,通过对南京市的中心城区夫子庙、城市湖泊玄武湖、城市森林紫金山、城市郊区浦口四个观测点选取水泥地、草地、林地和水体四种下垫面进行温度、湿度、风速等气象因子的24 h同步观测,结果表明,(1)四个观测点的四种下垫面白天气温呈林地<水体<草地<水泥地的变化趋势,夜晚则是相反,但草地的温度最低;与水泥地比较,其他3种下垫面白昼期有明显的降温效应,均幅度为0.2~2.9℃,而夜晚林地与水体有轻微的保暖效应,晴好无风天气时这种效应更明显。(2)南京市的热岛强度平均为0.5~3.5℃,凌晨3:00左右热岛强度较大且平稳,当日出后热岛强度减小,但在中午12:00左右有一个明显回升,然后下降,至傍晚18:00~21:00,热岛强度有个强烈提升的高峰。(3)利用各观测点温度的时间标准差、空间标准差及时空数据正规化的标准差定量与定性的揭示了城市景观与城市下垫面对城市热岛效应变化的影响机理。(4)不同观测点舒适度指数表明观测期间人们对温度、湿度和风速日变化的综合生理感觉是暑热到较舒适间的变化过程,紫金山和浦口有时给人舒适的感觉。基于实验观测数据,对南京市不同下垫面的温度日变化规律、热岛强度特征、舒适度指数以及相关成因机理进行了全面分析与探讨,为城市生态建设、城市规则、城市环境治理及城市绿化建设提供重要的理论参考。     

珠江三角洲城市群大气微生物与环境相关性

运用生态学的方法,结合实地调查与数理统计分析,对珠江三角洲城市群的大气微生物与环境的相关性问题进行探讨,拟为珠江三角洲城市环境污染的综合防治和卫生防疫工作提供依据,研究结果表明.(1)珠江三角洲城市群中广州和东莞的大气微生物含量较高,其中细菌比真菌含量高;室内较室外,无绿化地较有绿化地的大气微生物含量高,在全年中,春、夏季节的大气微生物含量相对较高.(2)大气风速、湿度、气温、可吸入颗粒、总悬浮颗粒、人口流动,绿化状况等环境因子与大气微生物真菌、细菌的平均含量有较明显的相关关系,大气微生物含量与气象因子多数呈正或负的线性关系.相关分析的计算结果为:真菌、细菌平均含量在春、夏、秋、冬四个季度中与大气温度、湿度、风速大多数地区相关程度比较高,其值R在0.583～0.988之间,真菌、细菌与可吸人颗粒数和总悬浮颗粒数,R值分别为为0.525,0.388和0.081,-0.044.一元线性回归分析和多元线性回归分析计算结果为:大气微生物含量与气象因子有明显的正或负的线性关系.真菌、细菌的平均含量与温度、湿度、风速一元线性回归模型的置信水平较高,其p值大多在0.019～0.483之间,T值在0.001～0.246之间;多元线性回归模型的置信水平也较高,其P值大多数在0.083～0.220之间,T值在0.026～0.132之间;排序值显示:温度、风速变化是大气微生物含量高低影响重要性最大的环境因子.(3)统计数据比较分析表明:大气微生物含量与人口密集状况、人口流动大小和绿化状况好坏也有较明显的相关性,火车站,汽车客运站售票厅,人口流量大,绿化无,大气微生物(真菌细菌)平均含量高;而人口流量相对较少,但车流量大,有一定的绿化带的道路大气微生物平均含量较低;环境条件、绿化较好的公园绿地大气微生物含量低,车流、人流多,绿化少的地段、商业中心大气微生物含量较高.     

近10年中国大陆 MODIS 遥感气溶胶光学厚度特征

应用2001—2010年 MODIS 大气气溶胶光学厚度(AOD)资料,分析中国550 nm AOD 年和季节平均分布.还选取了10个代表性区域,分析 AOD 变化特征.这些分析建立起了近10年来中国气溶胶光学厚度的气候学特征:中国年平均AOD 空间区域分布中心大体呈现两低两高.两低中心位于植被覆盖度高和人烟稀少的(1)黑龙江和内蒙古东北高纬度地区(~0.2);(2)川、滇与青藏高原交界的西南高海拔地区(0.1~0.2).一个 AOD 低值带(0.2~0.3)连接这两个低中心,呈东北西南走向跨过中国大陆.在此低值带两侧,各有一片 AOD 高值中心(~0.8):(1)人口密集和工业化发展带来的大量人为气溶胶形成了一个覆盖了华北、长江流域(从四川盆地,两湖地区到长三角)到华南珠江三角洲相联的大片高 AOD 中心区域;(2)以沙尘为主的自然气气溶胶造就了西北塔克拉玛干沙漠及周边高 AOD 区.中国 AOD 这一两低两高区域分布特征基本保持四季不变,但其中心强度呈现各自区域性季节变化.中国春季 AOD 高值区的面积最大,其次是夏季,然后是秋季,面积最小的是冬季.南方 AOD 月变化规律多为双峰型,即3—5和8—9月出现2次高峰,5—7月从南向北先后出现波谷,变化规律与季风响应.北方为单峰型,6—7月为高峰,11到来年2月为低谷.用弱季风年(2002)和强季风年(2003)季风影响区域气象条件和气溶胶数据对比分析表明,大陆 AOD 的月空间分布和变化与季风气候,以及风速、风向、降水、温度和湿度等的变化有关     

长白山区沟谷乌拉苔草Carex meyeriana沼泽湿地气候效应

通过对长白山区沟谷沼泽典型乌拉苔草湿地土壤温度、乌拉苔草群落相对湿度、叶片温度、风速、光量子通量密度以及蒸腾速率的日变化和蒸腾速率的季节变化的研究,初步揭示沟谷乌拉苔草沼泽湿地的气候效应。结果表明长白山沟谷沼泽湿地具有三江平原沼泽同样的冷湿效应。土壤化通时间比三江平原化通时间提前1个多月,蒸腾速率日变化不同季节趋势基本一致,不同层次叶片的蒸腾速率日变化趋势基本一致,最大值在7至8月份蒸腾速率(H2O)达到100~140 mol.m-2.s-1。光量子通量密度与温度成正比,与湿度成反比,大气温度日变化和叶片温度日变化趋势基本相同,相对湿度的日变化趋势和大气温度的变化趋势正好相反,和光量子通量密度的变化趋势相反。沟谷湿地的同样具有小气候效应。     

近50年来海拔高度对参考蒸散发变化趋势的影响研究——以四川省为例

参考蒸散发ET_0是水文气象研究中关键变量,其在不同海拔区域对气象要素的响应特征不尽相同。基于四川省境内不同海拔区域的38个气象站点的基础数据,利用FAO-56 Penman-Monteith方法计算其1970—2016年共47年逐日的参考蒸散发ET_0,通过滑动T检验识别ET_0序列存在的突变点,并分析ET_0以及相关气象要素在四川省不同海拔的分布特征,采用敏感度分析法以及贡献率法分析气象要素在不同海拔对ET_0变化的响应。结果表明:(1)ET_0序列随海拔升高呈先增加后减少的趋势,低海拔(低于1 500 m)、中海拔(1 500～3 000 m),高海拔(高于3 000 m)ET_0年均值分别为745、1 001、964 mm·a~(-1);(2)1998年是序列的突变点,在1970—1998年有显著的下降趋势,而后序列显著增加;突变点前后相对湿度、日照时间和风速趋势发生改变,而日平均温度在1998年前后均保持增加趋势;(3)敏感度分析结果表明,相对湿度对ET_0响应最大,日照时间最小;(4)贡献度分析表明,相对湿度、风速和日照时间对于ET_0的变化的贡献率在1998年发生转折,而温度对于ET_0的变化均为正贡献;(5)在中海拔和低海拔区域,参考蒸散发变化主要驱动要素为风速,而在高海拔则主要为温度及相对湿度。该研究结果将有助于深入了解气象要素对ET_0变化的响应,为四川省水资源规划与管理提供科学依据。     

城市居住区景观绿化格局改善热环境变化的遥感监测分析

以上海中心区域同地段的独立小区为研究对象,利用遥感技术对影响居住区内热环境改善方面的几个主要关键因子（居住区面积、建筑容积率、绿化覆盖率、乔木配置和斑块破碎率）进行了分析模拟,以期为解决居住区热环境状况,提供准确、有效的科学数据。结果表明,在区域平均气温达35℃时,居住区绿化覆盖率每增加10%,可降温0.15℃;居住区乔木面积比每增加10%,可降温0.17℃;居住区平均斑块面积每增加100 m2,可降温0.1℃。总体上,居住区的热岛效应随着绿化率、乔木比例和平均斑块面积的增加而降低,居住区温度与着绿化率、乔木比例和平均斑块面积之间存在显著的负相关,通过这3个指标拟合建立的居住区＂热环境指数＂,可以为航片拍摄获取每个居住区的热环境状况而成为可能。     

鄱阳湖核心流域地区城市地表形态的异质性对地表温度的影响研究

鄱阳湖是中国最大的淡水湖,其生态保护受到高度关注。以鄱阳湖流域核心地区为研究对象,基于Landsat-8 OLI遥感影像和已更新至2015年江西省地理国情普查房屋建筑矢量数据,进行城市建筑形态及地表温度(LST)的空间分布、变化特征的定量化研究,且深入分析建筑形态与LST之间的相互影响关系。此外,利用高分辨率的3D建筑物栅格数据进行天空开阔角系数(SVF)的计算。结果表明,(1)湖区整体以低层低密度、低层高密度建筑形态为主,市级地区以中层高密度建筑、高层中密度建筑为主;低层低密度、低层高密度建筑主要分布在经济发达程度一般、城镇化率较低的县乡级地区。(2)湖区2005年和2016年10月的地表温度均低于5月,且低层低密度较为松散的建筑形态是引起湖区热环境变化最主要的建筑形态,高层高密度建筑形态的所在地区地表温度较为稳定。(3)建筑高度和建筑密度与地表温度之间呈正相关性,2016年5月地表温度与建筑高度、建筑密度的相关性系数分别为0.447和0.691,10月为0.486和0.841。从相关系数可知,建筑密度对地表温度的影响程度高于建筑高度。(4)实验区在晴好天气昼间,SVF值范围为0.06~0.79,主要频率在0.2~0.5之间。5月SVF值与地表温度之间的相关性系数为0.044,不存在明显的线性相关性;10月两者之间Pearson相关性系数为0.606,相关性较高。SVF值较小的区域,建筑分布密集,阻碍大气对流,且阻挡长波辐射能量,不易于地表热辐射的扩散。地表形态的异质性会导致高低各异的地表温度及不同程度的地表温度变化,建筑高度和建筑密度要素对鄱阳湖核心流域地区地表温度具有直接的影响,且建筑密度的影响更大。     

华北土石山区不同密度油松人工林土壤含水量及其时间稳定性剖面分布

了解不同密度油松人工林对土壤含水量(soil moisture,SM)及其时间稳定性的影响,对改善区域生态环境、促进生态系统生态服务功能具有重要意义。该研究在华北土石山区北京八达岭林场内分别选取阴、阳坡的高、中、低3个密度等级油松样地,观测0～60 cm土壤深度SM,统计分析不同林分密度对剖面SM的影响,并采用平均相对偏差(MRD)、标准差(STD)和时间稳定性指数(ITS)等指标分析SM的时间稳定性。结果表明:(1)当水分环境条件较好时(如阴坡)密度对SM没有显著影响,只在水分条件较差情况下(如阳坡或平水年)不同密度间SM差异才有一定体现;(2)从SM剖面分布看,密度越高表层(0～20 cm)SM越低;而阴坡次表层(20～40 cm)和深层(40～60cm)则SM随着密度增大而增大,表明阴坡油松植被密度的增大并没有引起显著的土壤干旱;(3)高密度STD值更低,SM较为稳定,且该现象在阳坡更明显。总体来看,随着SM增大,阴坡和阳坡ITS不同程度增大,但阳坡较阴坡ITS分布更为分散,ITS均值较大,而阴坡ITS分布更为集中,均值相对较小,进一步证实阴坡密度增大并没有引起显著的土壤干旱。因此,该地区种植密度对阳坡SM及其稳定性影响更明显,阳坡宜采用低密度林分种植。     

广州城市湿地的景观特点及小气候效应

研究了广州城市湿地景观特点,对广州市5个不同类型湿地周边的气温、相对湿度及风速进行了一年的测定,分析了城市湿地周边的小气候效应.广州市湿地总面积为74 373 hm2,占国土面积的10%,其中老城区的湿地面积为18 400hm2,占老城区国土面积的15.8%.广州市老城区湿地斑块平均密度(以每10 000 hm2面积内拥有的湿地斑块数计)为2.8块,平均距离为3 270 m.气温随着与湿地距离的增大逐渐升高,200 m观测点的年平均气温比水边高0.8℃.相对湿度的变化与温度的变化相反,随着与湿地距离的增大而降低,200 m观测点的年平均相对湿度比水边低2.4%.湿地周围的平均风速(在100 m范围内)随与湿地距离的增大而降低.市郊湿地与市区内最高温的湿地比,年平均气温低2.7℃,夏季平均气温低1.1 ℃,冬季平均气温低4.1℃.气温的日变化呈单峰型,夏季13:00达到最高,冬季15:00达到最高.相对湿度的日变化和气温的日变化相反,早晨最高,13:00-15:00最低.市郊湿地的日平均相对湿度较市区内湿地高,夏季最大差值达7.5%;冬季最大差值达17.4%.风速的日变化冬季基本呈单峰型,1 d中以11:00的风速较大.夏季13:00风速有所下降,1 d中以15:00-17:00的风速较大.市郊湿地的日平均风速较市区内湿地夏季高30%,冬季高60%.气温和空气相对湿度的季节变化呈单峰型.     

安徽省近40年参考作物蒸散量的敏感性分析

利用安徽省79个站点1971—2010年逐日气象资料,采用FAO Penman-Monteith公式计算了近40年安徽省参考作物蒸散量(ET0)以及ET0对日照时数、相对湿度、风速、温度等气象因子的敏感系数,并对ET0的时空分布和4个气象因子敏感系数的时空变化特征进行了分析。结果表明:近40年来安徽省年平均参考作物蒸散量为862 mm,自1971年以来,年平均参考作物蒸散量总体上呈现波动下降趋势;空间分布上,基本呈自北向南、自低向高递减趋势;ET0与平均温度、日照时数、相对湿度和风速的敏感性方面,ET0对相对湿度的变化最为敏感,其次是日照时数、风速,对平均温度的敏感性最低。从近40年各气象因子敏感系数的多年变化特征来看,平均温度、日照时数和风速的敏感系数以平稳波动为主,年际间变化不是很明显,而相对湿度敏感系数则呈现明显的上升趋势(通过0.01的显著性检验),其绝对值有明显的减小趋势,表明相对湿度对参考作物蒸散的敏感性在减弱。在年内变化特征方面,总体来说,相对湿度敏感系数年内变化表现为明显的双峰型变化特征,而平均温度、日照时数和风速年内变化特征为单峰型。在这4个气象要素对ET0的贡献率方面,贡献率最大的是相对湿度,四个影响ET0的气象要素对ET0变化的总贡献为-1.33%。综合敏感性和贡献率两方面因素分析,日照时数和风速的变化趋势在很大程度上解释了ET0呈下降趋势的原因。     

Spatio-temporal variation of near-surface wind speed over Qinghai-Tibet Plateau from 1970 to 2020北大核心CSCD

基于1970-2020年青藏高原区域及其附近154个气象站点的风速风向观测数据,采用线性拟合等方法,分析该地区年平均和季节平均近地面风速的时空分布特征和日变化特征.结果表明:(1)青藏高原区域1970-2020年年均风速在0.6-4.2m/s之间,青藏高原主体年均风速较高,高原周边地区风速较低;(2)青藏高原区域1970-2020年间近地面风速呈极显著下降趋势,2000年以后呈极显著增加趋势;(3)青藏高原区域1970-2020年间近地面风速春季最大,冬、夏次之,秋季最小,不同季节平均风速均是高原主体大于高原周边,4个季节的平均风速均呈极显著降低趋势,春季平均风速降低的速率最大;(4)大气环流驱动力的减弱可能是青藏高原区域地面风速呈减弱趋势的主导性因素.青藏高原近地面风速显著的变化特征可为青藏高原风能资源开发利用、农林生态系统开发与保护等提供科学依据.(图5参46)     

基于遥感生态指数(RSEI)的水电开发区生态环境变化分析:以清江中下游地区为例

为了快速监测水能开发过程中区域生态环境变化,协调水电开发与生态环境保护的关系。以清江水电梯级开发时间为节点,选取1987、2004和2015年Landsat TM/OLI影像,从绿度、湿度、热度和干度4个方面分别提取改进型土壤植被指数(MASVI)、湿度分量(WET)、地表温度(LST)和裸土指数(NDSI)4个评价指标,结合主成分分析,生成新型遥感生态指数(remote sensing ecological index,RSEI),对清江水电开发区生态环境进行评价。结果表明:(1)清江中下游地区1987、2004和2015年RSEI均值分别为0.443、0.664和0.515,呈先上升后下降趋势;(2)生态环境改善地区主要分布在低山丘陵区和平坦平原区,生态环境退化地区主要分布在水利枢纽中心及其附属库区、沿岸喀斯特山地及清江汇入长江口的丘陵区;(3)清江水电开发区生态环境与MASVI和NDSI关系最密切,3 a平均相关度分别为0.879和-0.916。认为提高植被覆盖度以及对裸露、干化地表进行治理是水利枢纽建设区环境恢复的关键。     

建筑因子对城市湖泊温度效应的模拟研究——以湖南烈士公园湖泊为例

伴随着城市化进程加快,城市快速扩展、人类活动加剧引发了诸多生态环境问题,其中城市热环境问题尤为突出,而城市湖泊在改善城市小气候方面有着重要的影响。选取湖南烈士公园湖泊作为研究对象,采用定点实测与CFD(Computational Fluid Dynamics)模拟相结合的方法,重点讨论了建筑后退湖岸距离、建筑高度以及建筑间距对湖泊温度效应的影响程度。结果表明:(1)湖泊周边建筑是影响夏季湖泊降温效应的因素之一,主要原因是建筑会降低来流风速,且建筑表面对太阳辐射的吸收和反射会抵消湖泊带来的降温作用;(2)仅改变建筑后退湖岸距离,而不改变建筑高度及布局,无法扩大湖泊降温效应的影响范围;(3)随建筑高度增大,湖泊周边温度效应的消极作用越大,削弱了湖泊的降温效应,当湖南烈士公园周边400m内建筑增加1倍时,区域温度升高0.82℃;(4)湖泊周边不同的建筑布局方式会影响城市湖泊温度效应,表现为行列式周边式点状式,仅增大建筑间距会增大建筑群对周边区域的辐射影响范围,使得受建筑影响的高温区面积增大。综上,若要削弱建筑因子对城市湖泊温度效应的负面影响,需综合考虑湖区周边建筑据湖岸距离、高度、布局多个因素,才能将湖泊的降温效应发挥到最大。该研究结果对于加深湖泊在改善城市小气候方面的认识以及城市湖泊区域的规划建设具有重要参考价值。     

气象因素对北京臭氧的影响

利用北京城区连续观测的O3及其前体物NOx和CO体积分数资料,分析了其时间变化特征,并结合气象要素进行了统计相关性分析.结果表明,在局地光化学反应的影响下,O3体积分数夏季超标严重.O3浓度呈单峰型日变化,在午后15:00左右出现日最大值,夜晚体积分数较低.受排放源强弱的季节变化影响,NOx和CO在冬季出现高值.NOx和CO体积分数呈现白天低,夜晚高的日变化过程.O3体积分数变化与温度,风速成正相关,与相对湿度成反相关,且存在季节变化,在夏季与温度相关性较高,在冬季与风速相关性较高.受上游污染源的影响,当北京盛行东南、偏南和偏西气流时,容易造成高O3体积分数.夏季O3体积分数主要受局地光化学反应控制,可以利用常规气象要素对O3体积分数趋势进行预测.