1971—2010年京津冀大城市热岛效应多时间尺度分析

利用1971—2010年均一化的京津冀区域逐日气温数据与质量控制后的2011年自动站逐时气温数据,分析了北京、天津和石家庄热岛效应的多尺度时间变化特征。结果表明,三个城市平均、最高和最低气温的热岛效应呈非对称性特征,最强为最低气温的热岛效应,其次为平均气温的热岛效应,最弱为最高气温的热岛效应。北京平均气温的热岛效应最强,其次为天津,石家庄相对较弱,石家庄平均气温的热岛效应近40年呈显著上升趋势,每10年达0.13℃。石家庄最高气温的热岛效应最强,其次为北京,最小为天津,近40年北京最高气温的热岛效应呈缓慢上升趋势,每10年增加0.06℃,石家庄变化不明显,天津呈微弱下降趋势。最低气温的热岛在北京最强,其次为天津,最小为石家庄,近40年最低气温热岛效应天津呈明显上升趋势,每10年增加0.18℃,其次为石家庄,北京呈微弱下降趋势。三个城市的平均气温、最低气温的热岛效应季节变化通常表现为夏季较弱,冬季最强。三个城市最高气温的热岛效应季节变化差异较大,北京10月热岛效应最弱,其他月份变化不大;天津热岛效应6月最弱,在1或12月最强;石家庄4和5月热岛效应最强,10月热岛效应最弱。由2011年自动站数据得到的平均气温热岛效应与1971—2010年的40年平均得到的平均气温的热岛效应季节变化具有类似的规律。2011年自动站热岛效应在一天中表现为白天热岛强度较低,而夜间热岛强度较高。     

西宁城市热岛效应分析

西宁作为青藏高原最大的城市,近年来随着城市化的发展,城市热岛效应及其所带来的影响日益明显。本文利用西宁市城市和郊区气象观测站逐小时气温观测资料,分析了西宁市平均气温、最高气温和最低气温日内、候平均热岛强度变化特征,结果显示:(1)相对于郊区,西宁城区平均气温日内变化幅度较小,16—17时(北京时,下同)表现为弱的冷岛效应,冷岛强度为0.034℃,日出前的06—07时热岛强度表现最强,热岛强度最高可达3.01℃;(2)春季和夏季一天中均为热岛效应,且热岛效应日内变化幅度较小,分别为2.76℃和2.12℃。秋季和冬季在日出前的07—08时热岛强度最强,分别为2.89℃和4.14℃,秋季16—17时和冬季15—17时表现为冷岛效应,最大冷岛强度分别为0.34℃和0.53℃;(3)西宁城区1月第3候热岛强度最强为3.40℃,7月第2候热岛强度最弱为1.07℃。其中白天在1月第3候热岛强度最强为0.88℃,9月第1候最弱为0.13℃,热岛强度年内变幅较小仅为0.75℃,而夜晚在1月第3候最强为5.93℃,7月第2候最弱为1.62℃,热岛强度年内变化幅度达4.30℃;(4)西宁城区候平均最高气温在春季和夏季表现为热岛效应,热岛强度平均为0.58℃,而在秋冬季表现为冷岛效应,冷岛强度分别为1.84℃。候平均最低气温全年均表现为热岛效应,其中夏季相对较弱为3.22℃,冬季表现最强达到5.11℃。     

“乡村站”选取对江门地区城市热岛效应的影响

根据位于珠江三角洲的江门地区1962—2010年的国家气象观测站逐日平均、最高和最低气温资料,采用直线趋势差值法,对不同"乡村站"江门地区城市热岛强度的计算进行比较分析。研究结果表明:采用上川海岛站作为"乡村站"计算的城市热岛强度指标更能够反映江门地区城市的热岛效应差异;由此计算得到的江门地区城市的平均热岛效应在冬季和秋季表现强些,春季最弱;热岛效应使得最低气温平均增温约每10年0.2℃。在20世纪80年代以后,热岛效应表现更为明显,平均增温幅度约为每10年0.3℃。     

北京市朝阳区热岛效应特征分析

利用1961—2014年朝阳、密云、上甸子3个站气温地面观测数据,对朝阳区与郊区温度年际变化、热岛强度年际变化进行了分析,并利用卫星反演数据分析了热岛效应的空间分布特征,得到以下主要结论:1朝阳区在20世纪70年代末城市热岛效应不太明显,之后城市热岛效应开始显现,热岛强度逐年增强,80年代末到90年代初略有减弱,2000年以后热岛强度有明显增强。2朝阳与郊区平均温差达1.5℃左右,为强热岛效应。热岛效应增强使得夏季高温日数增加,冬季低温日数减少。冬季为一年中热岛强度最强的季节。3朝阳区的热岛效应表现为西强东弱,热岛强度逐渐有向东、向南发展的趋势。强热岛区域集中在三环以内的城区。弱热岛区域集中在奥林匹克森林公园等下垫面多为大面积的水体和植被的地区。     

大庆市热岛特征及人工增雨需求的可行分析

利用大庆市2个国家站和5个区域气象站的气温、风速、云量资料对大庆市热岛特征进行了分析,结果表明:1991-2012年大庆市热岛强度的年平均值为0.3℃,城市热岛强度较弱,近几年呈显著增强趋势;大庆市热岛效应强度存在冬季强,春秋弱,夏季无热岛效应的特点,热岛效应最强出现在1月份,热岛效应最弱出现在6月份;1-6月热岛强度呈单调下降趋势;7-12月热岛强度呈单调上升趋势;大庆市热岛强度的日变化特征具有夜间强白天弱、快生快消、难以维持24 h的特点;城市热岛效应与云量、风速呈明显的负相关;晴天和较阴天容易出现城市热岛效应,热岛强度晴天强于阴天;城市热岛一般出现在风力1-3级的条件下,当风力3级时,城市热岛消失;在气象条件满足的情况下,充分利用"热岛效应"增加的低云开展人工增雨,可缓解热岛效应给城市带来的不利影响。     

绵阳城市热岛效应分析

本文首先采用模糊c-均值聚类法和剔除法,筛选出用于计算绵阳城市热岛强度的10个城市站和15个郊区站,然后利用这25个自动气象站的逐时气温资料,分析2018年绵阳城市热岛效应不同时间尺度的变化特征。结果表明:2018年绵阳存在城市热岛效应,平均热岛强度为0.64℃,表现为弱热岛等级;四季热岛效应冬季最强,其次是春季,夏季和秋季相当;逐月热岛强度3月最大、7月最小;绵阳城市热岛效应存在明显的日变化,热岛强度夜间大于白天,日最大热岛强度几乎均出现在晚上。      

汉中市热岛效应变化特征分析

利用2009—2018年汉中国家基本气象站及望江、金寨、汉王、铺镇4个乡村区域站气温观测资料,采用城、郊气温对比法对汉中市热岛效应变化规律及其气象影响因子进行了分析。结果表明:汉中市近10年(2009—2018年)城区站年平均气温均高于周边郊区4站,2012年开始城区站气温呈明显逐年增加趋势,2013年以后城区站与郊区站温差迅速增大。近10年热岛效应强度年平均值为0.7℃,呈明显逐年增加趋势,特别是2014年以后热岛效应强度增加迅速,强度均值在0.8℃以上。近10年热岛效应强度存在明显的季节变化,表现为春季最强,冬季次之,夏季最弱;年内各月均存在热岛效应,8月—次年2月热岛效应强度逐渐增强,之后到8月逐渐减弱;一天当中,最冷月(1月)和最热月(7月)热岛效应强度均表现为夜间强白天较弱的特点,1月12—15时、7月11—14时出现"冷岛"效应;汉中市年平均热岛效应强度与年平均气温呈显著正相关,与年平均相对湿度和低云量呈显著负相关。     

武汉城市热岛效应及其影响要素分析

利用武汉市1961—2010年逐日气温观测资料和1981—2010年城市人口资料,采用城郊对比法、相关分析法、多元线性回归分析等方法,研究了武汉城市热岛效应及其影响要素。结果表明,武汉市自20世纪80年代后热岛效应显著,且随时间发展日益严重,2000年后有所减缓;冬季热岛效应较其他季节明显;最低气温对热岛增温贡献率达83.1%,最高气温和平均气温贡献率分别为33.3%和72.2%。总体而言,武汉为弱热岛强度等级。武汉市城市人口总数与热岛效应有较显著的正相关。气象要素中风速对热岛强度的影响较大。城市人口总数对城市热岛强度的影响更明显,武汉城市热岛受人为影响更严重。     

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。     

西南地区城市热岛强度变化对地面气温序列影响

利用1961—2004年我国西南地区322个站的气温观测资料, 分析了乡村站、小城市站、大中城市站和国家基准/基本站气温变化趋势特点, 着重研究了城市化对城镇站和国家站地面气温记录的影响程度和相对贡献比例。结果显示:区域平均的各类台站年平均气温呈现不同程度的上升趋势, 城市站、国家站的增温速率均高于乡村站。大中城市站和国家站的年平均热岛增温率分别为0.086 ℃/ 10a和0.052 ℃/10a, 其增温贡献率分别达57.6%和45.3%。与大多数地区不同, 西南地区的增温速率明显偏小。因此, 尽管平均热岛强度变化比许多地区弱, 但其相对贡献明显, 表明城市化对该区域气温趋势的绝对影响较弱, 但相对影响较强。另外, 城市热岛增温有明显的季节变化, 表现为秋季最强, 春季或冬季次之, 夏季最弱。热岛增温贡献率则为春季最大 (100%), 夏季次之 (73%以上), 秋季和冬季相对较小。这主要是因为春、夏两季背景气候变凉或趋势微弱, 热岛增温在实际增温中占有更高的比例。