1961-2004年惠州城市与乡村气温变化的对比

 根据惠州城市和乡村1961-2004年逐月平均气温资料,对比分析了全球变暖背景下惠州城市和乡村的气温变化。结果表明：城市和乡村年平均气温均表现为增加趋势,气候倾向率分别为0.21和0.13 ℃/10 a,其中冬季变暖最明显。城市气温的增温率和增温幅度都高于乡村,城市化、工业化和人类活动引起的城市热岛效应对城市气温变化有重要影响,年和四季城市热岛效应的增温贡献率为28.9%～56.3%。1990年代中期开始的10 a与前34 a相比,城市年和四季热岛效应增温幅度平均为0.19～0.27 ℃,全球变暖效应增温幅度平均为0.17～0.73 ℃。城市热岛效应对1990年代城市气温突变有重要影响。     

1961-2004年惠州城市与乡村气温变化的对比

根据惠州城市和乡村1961-2004年逐月平均气温资料,对比分析了全球变暖背景下惠州城市和乡村的气温变化。结果表明：城市和乡村年平均气温均表现为增加趋势,气候倾向率分别为0.21和0.13 ℃/10 a,其中冬季变暖最明显。城市气温的增温率和增温幅度都高于乡村,城市化、工业化和人类活动引起的城市热岛效应对城市气温变化有重要影响,年和四季城市热岛效应的增温贡献率为28.9%～56.3%。1990年代中期开始的10 a与前34 a相比,城市年和四季热岛效应增温幅度平均为0.19～0.27 ℃,全球变暖效应增温幅度平均为0.17～0.73 ℃。城市热岛效应对1990年代城市气温突变有重要影响。     

半个世纪来惠州气温的变化特征

利用广东省惠州市城市和乡村的气温资料,分析了半个世纪来惠州气温的变化特征和城市热岛效应对气温变化的影响.结果表明:(1) 惠州城市年和四季平均气温都呈显著上升趋势,其中冬季增温最大,Mann-Kendall突变检验显示年和四季都存在增温性突变,t检验表明突变前后均值有显著性差异.(2) 惠州城市年平均最高和最低气温呈非对称变化,最低气温的增温幅度大于最高气温,气温的日变化呈减小趋势;高温日数呈上升趋势,低温日数呈下降趋势.(3) 城乡气温的对比分析表明惠州城市气温的变化不仅受到区域气候变化的影响,城市化、工业化和人类活动引起的城市热岛效应对其也有重要影响,城市热岛效应的增温贡献率为38.1%.     

北京不同区域表面气温的变化特征以及北京市观象台气温的代表性

利用北京地区14个观测站1990～2007年逐日和2004～2007年逐时的2 m气温观测资料,分析了北京城区、郊区、南部山区以及北部山区4个区域表面气温的年变化、季节变化以及春、夏、秋、冬4个季节的日变化特征,指出4个区域的气温变化特征具有明显的差异.在所有时间尺度上城区气温受城市热岛效应影响最大,表现为温度最高,郊区次之,南部山区较低,北部山区最低.1990～2007年4个区域的气温都表现出增温趋势,其中城区增温最明显,增温率明显大于其他区域.城区与其他区域气温的差异有明显的季节变化,城区与郊区、城区与北部山区气温的差异在冬季最大,夏季最小;城区与南部山区气温的差异在夏季最大,春季最小.在气温的日变化方面,城区气温在各个季节的日较差都是最小的,南部山区最大.通过比较作为北京代表站的北京市观象台的气温与4个区域的差异,发现观象台与城区气温在各个时间尺度上的差异都最小,与其他区域存在显著差异,北京市观象台气温主要代表了城区,对其他区域的代表性较差.     

七台河市城市热岛效应特征分析

利用1994-2010年七台河市和邻近的北兴气象站的气象资料,应用统计学方法,对七台河市城市热岛效应的年际、季节和日变化进行了分析研究。结果表明:七台河市存在一定的城市热岛效应,有气象记录以来的17 a中,市区比郊区年平均气温偏高1.2℃,其中2003年市区与郊区平均温差最大为1.6℃,2002、2005、2010年市区与郊区平均温差最小,均为1.0℃,近3 a(2008-2010年)市区与郊区温差分别为1.2、1.1、1.0℃,呈逐年下降趋势。七台河市城市热岛效应主要表现在对最低气温的影响,对最高气温的影响较弱,市区比郊区年平均最低气温偏高1.9℃。七台河市城市热岛效应四季差异明显,春季、秋季、冬季热岛效应相对较强,夏季最弱,平均气温差均为0.6℃。热岛强度日变化特征是夜间强、白天弱。     

黄土高原山地城市延安的热岛效应

利用延安城市站与延长农村站1969—2008年气温资料,分析了热岛效应对延安气温的影响。结果表明:延安城市发展对年平均气温的影响可分为三个阶段,1992年以前,延安站温度未受影响,1993—2002年,城市影响较轻,年平均气温的热岛效应增温贡献率为38.1%,2003年以后,热岛效应明显,增温在1℃以上,与大城市的热岛增温接近。热岛效应增温对四季温度的影响基本一致,热岛效应增温与自然增温贡献率相等。城市热岛效应对最低气温的影响开始时间早,影响程度高,对年平均最高气温基本无影响。受热岛效应影响,不但提高了城市的温度同时也改变城市的增温率,使得城市气温增温率加大。     

兰州市近50年城市热岛强度变化特征

利用1956-2005年兰州市日平均气温、日最高气温和日最低气温,分析了近50年兰州市城市热岛效应变化,并利用城区和郊区3种气温的倾向率计算了城市热岛强度倾向率和热岛增温贡献率。结果表明：1956-2005年兰州市3种气温的城郊差均呈逐年上升趋势,平均气温、最高气温和最低气温的倾向率分别为每10年0.371℃、0.169℃和0.654℃,其中,最低气温的城郊差上升最明显。近50年兰州市增温主要发生在后25年（1981-2005年）,前25年除城区最低气温外基本上以降温为主。后25年中,城区年平均气温、最高气温和最低气温倾向率分别为每10年0.789℃、0.997℃和0.625℃,郊区则相应为每10年0.493℃、0.790℃和0.077℃,其中最高气温增温最显著,最低气温增温最少;以年平均、最高和最低气温表示的城市热岛强度的倾向率分别为每10年0.395℃、0.188℃和0.674℃,热岛效应对城区增温的贡献率分别达到87.0%、49.6%和100%。冬季城市和郊区的平均气温和最低气温倾向率最大,但热岛增温贡献率最大的是春、夏季气温,而不是冬季气温;这可能主要与兰州市冬季严重的空气污染有关, 因为其对城市热岛有一定的抑制作用。20世纪80年代以后兰州市热岛效应有增强的趋势,但平均气温和最高气温的热岛增温贡献率除个别季节外有所下降。     

城市化进程对气温变化的分析——以北京、郑州、南京、杭州城市为例

基于城市热岛效应概念的基础之上,针对北京、郑州、南京、杭州4个城市,采用以城郊对比方法(UMR)为主,结合相关系数权重方法来建立对比站序列,分析1980—2009年30a内年平均气温、日较差年平均气温、最高气温年平均、最低气温年平均的变化特点,以及这4个要素20世纪80、90年代和21世纪00年代上升或下降趋势的比较,分析了城市化与气候变化之间的关系。结果表明:城市化使得城市有明显的增温效应,对最低气温年平均的增温效果最为明显,年平均气温次之,最高气温年平均最不明显;日较差年平均气温有下降趋势,表明城市化使得夜间气温上升,日较差减小;在年代际的比较中20世纪90年代的城市化对气温的影响最为显著。     

上海气温变化及城市化影响初步分析

为研究在全球变化背景下上海市区气温变化规律和城市化进程对其影响,分析了上海市区气温对全球变暖的响应,对比了市区和郊区气温在不同气候背景下的变化趋势,采用与郊区台站对比法分析了上海市区气温城市化效应,研究了城市化进程与气温各分量长期变化趋势之间的关系,将高空与地面观测资料相结合,定量估算了城市化效应对平均气温的贡献,初步讨论了气温的城市化效应成因。研究结果表明：1873~2004年上海市区年平均气温的长期变化趋势为1.31 ℃/(100 a),在1921~1948年和1979~2004年两个时期增温明显,其中第二段增温强于第一段;与郊区站点相比,市区在降温期内降温最小,增温期内升温幅度最大;城市发展导致市区和郊区气温有显著差别且温差逐年加大,其中平均气温和最低气温在秋季的差别最大,最高气温市区和郊区之间差别在夏季最大;城市化进程加快了地面气温升高的速率,其中以最低气温最为明显;在1980年代城市化效应使上海市区年平均温度平均升高0.4 ℃,在1990年代平均升高1.1 ℃。     

河北省城市热岛强度变化对区域地表平均气温序列的影响

按照大中城市站、城市站、国家基本/基准站与乡村站等类别,对河北省区域内55个气象站1961～2003年和1981～2003年时段月、季、年平均气温变化进行了对比分析.结果表明:近40年来,大中城市增温趋势最为显著,城市站、国家基本/基准站增温趋势较强,乡村站增温趋势最小,季节中以冬季增温为最大;城市热岛效应增强因素对大中城市站、城市站、国家基本/基准站年平均温度增加的份额分别占到44.7%、38.7%、39.7%.城市热岛效应增强因素对季节增暖的作用在夏秋季较大,冬季最小;近20年来各类台站增温趋势更加明显,但热岛增温效应对平均温度序列增温的相对贡献却在降低,说明近20年的迅速增温可能是由于大气环流和增强的温室效应引起的;近20年全省各类台站由于城市热岛效应引起的增温与1961～2003年整个时段相比表现不一,部分站城市热岛增温效应绝对量趋于增强,部分站城市热岛增温效应趋于弱化或消失.因此,城市热岛增温效应对台站和区域平均温度序列的影响比较复杂,它受到人口增长、城市化进程、乡村台站环境变化等多种因素的影响.     

西安市气候变暖与城市热岛效应问题研究

选取1961—2003年西安站和周围4站月平均气温资料, 利用西安站与周围4站气温距平滑动平均变化趋势的差异, 发现该站平均气温有两个明显的上升期, 热岛效应使西安站平均升温1.07 ℃, 并建立了西安市城市热岛效应模型。在此基础上分离了气候变暖过程中由于城市热岛效应引起的增温作用。     

格点资料在城市气候变化研究中的应用

为了解浙江省城市增暖的地域差异及其受热岛效应影响的程度,对杭州、宁波、温州3个城市的气候变化趋势进行了分析。为减少观测资料的非均一性,运用最优插值法将浙江省1971—2010年62个站点资料的信息植入到NCEP月平均温度资料的背景场中,得到格距为5 km的格点资料。研究结果表明:3个城市在近40年表现出明显的增温趋势,城区增温明显快于乡村的。各地区增温率的时空变化存在一定差异,与人口密度、工业总产值、用电量及车辆拥有量等经济数据的分布及变化基本一致。沿海城市温州增温率最小,但城乡差异最明显。同样为沿海城市的宁波,由于经济发展地域差别较小,虽表现最明显的增温,但城市热岛效应最弱。3个城市的热岛效应及热岛增温贡献率均存在明显的季节变化:杭州的热岛效应呈春、夏、冬、秋依次减弱的变化规律;温州则呈春、秋、冬、夏依次减弱的变化规律;宁波类似于城市群发展的模式,导致其热岛效应较不明显,以夏季和秋季最强。城市化发展引起的增暖占有较大的比重,杭州和温州年平均气温的增加大约有1/3是由城市化引起的,其中杭州夏季热岛增温贡献率达到2/3以上,温州春、夏季热岛增温贡献率均达到43%左右,宁波城市热岛增温贡献率相对较小,夏季的最大,为20%左右。     

成都地区夏季城市热岛变化及其与城市发展的关系

利用2000-2010年MODIS地表温度产品影像,结合DMSP/OLS夜间灯光数据,分析了成都地区夏季城市温度场及其城市热岛变化的分布特征及其演变规律。结果表明：随着城市化加快,成都地区夏季热环境发生了较大变化,整个区域以中温区向次高温区转换为主。成都地区热岛效应昼夜变化较大：白天热岛面积不断增大,与周围卫星城热岛连成一体,2000年和2010年城市热岛对区域的增温贡献分别为0.13℃和0.29℃,变化量达0.16℃,夜间并不存在大面积强热岛区。旧城区内城市热岛面积有所增加,但不显著,城市扩展区内热岛的规模显著增大,2010年较2000年新增强热岛区域面积166.43 km²,变化幅度达54%。高城市化水平的成都市地区的日较差相对于周边低城市化水平地区明显减少。同时,城市热岛还与人口的平方根具有很好的正相关关系,成都地区非农业人口规模每增长100万人,热岛效应强度增加0.4℃。     

深圳的城市热岛效应

通过全球气候增暖和深圳气象台气温急升等事实，探索因观测环境急剧改变而又缺乏对比观测时，台站所在地城市化后的增温及“热岛效应”等情况。从而得出气候增暖和城市热岛效应场具有较明显的季节性；具有明显的昼夜差别，且晚间远比白天明显。     

济宁市城市化对气温的影响

利用1981—2010年济宁及周边郊区3县台站的气温资料,研究分析了济宁城区、郊区的气温变化趋势和特点,并探讨了城市化发展对济宁城郊温度的影响。研究发现：（1）近30a来,尽管济宁城区、郊区最高气温、年平均气温、最低气温均呈显著增加趋势,且增温幅度依次增大,但城、郊气温增幅有所差异。其中,年平均气温、最低气温增温幅度郊区高于城区,而最高气温增幅二者相差不大,这表明城市化发展对最低气温的影响最大。此外,一年之中城、郊增暖均表现为：冬季、春季增幅最大,秋季次之,夏季最弱,且城、郊温差逐渐缩小;（2）济宁城市热岛强度总体呈上升趋势,但不同年代、不同季节变化趋势不尽相同。其中,1980年代热岛上升微弱,总体低于平均水平,而1990年代维持在一个较高的水平,2000年以后又明显下降;除秋季外,热岛强度均呈现缓慢上升趋势,其中冬季最强,夏季最弱。城市热岛效应具有明显的季节和日变化特征,表现为：冬半年明显高于夏半年,白天明显低于夜间;（3）济宁市区人口和建成区面积与城市热岛具有很大的相关性,两者的相关系数分别为0．81和0．75。     

重庆市城市热岛效应变化特征及减缓措施

利用1961～2016年重庆市逐日气温资料,分析讨论了重庆市主城区56年城市热岛效应的变化趋势和年变化特征,并利用2009～2016年的逐时气温资料分析讨论了城市热岛效应的日变化特征。结果表明:56年来重庆市城市热岛效应总体呈上升趋势,各季节中盛夏上升最明显;重庆市城市热岛效应存在明显的年变化特征,盛夏的热岛效应最强,初春次之,仲春至初夏的热岛效应最弱;重庆市城市热岛效应具有较明显的日变化特征,各季节热岛效应均表现为白天弱,夜间强。重庆市城市热岛效应的形成及其变化,既受到地理位置、气象条件等自然因素的影响,更由城市下垫面变化(绿地和水体的面积及分布)、大气污染、人为热排放等城市化进程因素所决定。结合重庆城市特点综合运用多种措施可以减缓重庆城市热岛效应。      

Characteristics of the heat island effect in Shanghai and its possible mechanism

The characteristics of the urban heat island effect and the climate change in Shanghai and its possible mechanism are analyzed based on monthly meteorological data from 1961 to 1997 at 16 stations in Shanghai and its adjacent areas. The results indicate that Shanghai City has the characteristics of a heat island of air temperature and maximum and minimum air temperature, a cold island of surface soil temperature, a weak rainy island of precipitation, and a turbid island of minimum visibility and aerosols, with centers at or near Longhua station (the urban station of Shanghai). Besides theses, the characteristics of a cloudy island and sunshine duration island are also obvious, but their centers are located in the southern part of the urban area and in the southern suburbs. A linear trend analysis suggests that all of the above urban effects intensified from 1961 to 1997. So far as the heat island effect is concerned, the heat island index (difference of annual temperature between Longhua and Songjiang stations) strengthens (weakens) as the economic development increases (decreases). The authors suggest that the heating increase caused by increasing energy consumption due to economic development is a main factor in controlling the climate change of Shanghai besides natural factors. On the other hand, increasing pollution aerosols contribute to the enhancement of the turbid island and cooling. On the whole, the heating effect caused by increasing energy consumption is stronger than the cooling effect caused by the turbid island and pollution aerosols.     

呼和浩特城区气候与大气环境适宜性相关指标变化分析评价

基于呼和浩特市1961—2006年主要气象要素和2001—2006年主要污染物平均浓度资料,利用数理统计方法和气象环境评价指标,分析由于气候变化对呼和浩特市气象环境所产生的影响。结果表明:①呼和浩特城区近50年气候变暖明显,热岛效应显著,呈现降水量减少趋势及暖干化的气候特征明显。②呼和浩特城区的主要气象灾害呈减少趋势,尤其是沙尘暴、大雾等灾害性天气的逐年减少,降低了大气颗粒物(PM10)的浓度。③呼和浩特市的首要污染物PM10主要发生在集中采暖和风沙较大的冬半年,且冬季辐射逆温、热岛效应有增强趋势,对污染物扩散不利。④呼和浩特城区冬半年寒冷程度不太明显,夏半年舒适度指数虽有上升趋势,但低于偏热不舒适标准,比较适合避暑休闲。     

URBANIZATION EFFECTS ON REGIONAL CLIMATE CHANGE IN THE CASE OF FOUR LARGE CITIES OF TURKEY

The growing interest in urbanization problems is stimulating detailed studies of their effects on local climate change in the developed world. The absence of such studies in developing countries is restricting many decisions to be made and applied by policymakers. In one developing country, Turkey, results of the study of four urban stations and their neighboring rural sites for the 1951-1990 time period reveal that there is a shift towards the warmer side in the frequency distributions of daily minimum and 21.00 hr temperature difference series. This shift is an indication of urban heat island. The maximum urban heat island intensity trend that is obtained from the temperature differences database agrees well with Oke's (1973) formula for European cities. Seasonal analysis of individual 21.00 hr temperature series suggests that the regional warming is strongest in spring and weakest in autumn and winter. Urban warming is detected to be more or less equally distributed over the year wi th a slight increase in the autumn months. The Mann-Kendall trend test is applied to the temperature difference series, and the urban heat island effect is found to be significant in all urban sites. On the other hand, almost no significant urban effect on precipitation can be detected.