基于遥感资料研究合肥城市化对气温的影响

为了探讨城市化进程对城市区域气温的影响程度,利用高分辨陆地卫星影像结合GIS技术揭示了近30年合肥城市化进程及其对气象观测场周边土地利用/覆盖变化（LUCC）的影响过程;进一步分析了1970—2008年合肥气象站与其周边的肥西和肥东气象站观测的年平均、最高和最低3项气温的动态变化特征,并最终建立了合肥气象观测场周边LUCC与气温的关系模型。结果表明,近30年来,合肥建成面积在不断扩大,从而导致了气象观测＂进城＂而先后进行搬迁的现象,继而产生了气温序列的非均一性。1979—2003年期间,合肥观测场由于受到城市扩张影响显著,合肥站3项气温的增温速率均明显大于肥西和肥东站3项气温增温速率。合肥观测场周边半径为4 km缓冲区LUCC对平均气温和最低气温的变化有显著影响。建成面积的增加对平均气温、最低气温有正贡献;而耕地、植被、水体的增加却对平均气温、最低气温存在负贡献。     

城市中水体布局对大气环境的影响

城市下垫面状况在很大程度上决定城市大气物理环境的特征。在城市区域增加湿地等自然地表有利于城市的减温增湿,促使局地流场发生变化,改善局地微气象条件以及大气物理环境。城市规划大气物理环境多尺度数值模拟系统为城市规划大气物理环境定量评估提供了有效的模拟工具。利用该系统中的城市尺度模式模拟了水体布局为集中型和分散型,水体面积占有率分别为4%、8%、12%和16%条件下,城市大气温度、湿度、风速、城市大气扩散条件的变化及其对城市大气环境的影响,利用北京市城市水体气象观测数据,分析了水体周边和商业区、交通区温、湿度的差异,并对模式模拟结果进行了验证,揭示了城市水体布局对城市大气物理环境影响的可能机制。模拟和观测结果显示,城市水体布局会对城市微气象环境产生一定影响。无论分散型或集中型布局,城市水体面积的增加,都在一定程度上使城市气温降低、湿度增加、平均风速增大。比较而言,分散型水体布局对城市区域微气象环境的影响更为显著。     

北京城市气象观测试验进展

2004年以来,北京地区开展了一系列城市气象观测试验,试验涉及城市边界层观测、城市暴雨适应性观测、复杂地形和城市局地环流观测、城市通量和能量平衡观测以及城市热环境观测。研究内容包括城市边界层结构、城市强降水可预报性、山谷风环流、海陆风环流、城市热岛环流、城市地表能量平衡、人为热估计和城市热岛时空分布特征等。通过观测试验,揭示了北京地区城乡边界层结构特征和差异、强降水条件下的边界层结构、城乡地表能量平衡特征以及京津冀地区复杂的局地性环流特征。在大城市强降水的可预报性上,利用适应性观测方法进行了尝试,取得了一些初步的成果。利用固定点加密观测结合流动观测的方法,获取了城市CBD的精细热岛分布。这些观测试验及其研究成果,对于研究复杂地形条件下的大城市和城市群的气象问题,具有很好的参考价值。     

龙门县负氧离子浓度的分布特征

利用龙门县内南昆山、气象观测基地和沈村3个不同的大气负氧离子监测站数据,对龙门县负氧离子时空特征进行分析。结果表明:龙门县负氧离子资源丰富(年均浓度为2989 cm^(-3)),其空间分布与植被覆盖度对应呈现为西高东低趋势。高植被覆盖度区域南昆山站的负氧离子浓度日变化不明显,而低植被覆盖度区域气象观测基地和沈村站存在夜间、早晨高,下午、傍晚低的特征。季节变化来看,龙门县负氧离子浓度呈现春夏高、秋冬低的分布趋势。     

城市化进程对气象探测环境代表性的影响：以寿县国家气候观象台为例

为了探讨城市化进程对寿县国家气候观象台探测环境及气象要素的影响程度,本文利用高分辨陆地卫星影像结合GIS技术揭示了近25年(1987—2012)寿县县城的城市化进程及其对气象观测场周边土地利用/覆盖变化以及热环境的影响过程;以搬迁后新址为参考站,进一步分析了城市扩张对气温和风的影响。结果表明:1城市化进程中的土地利用改变是破坏寿县观象台探测环境代表性主要原因;2城建用地是影响和构成寿县旧址周围缓冲区较高地表温度的热环境分布主体,而植被和水体是较低地表温度的热环境分布主体;3城市化扩张造成旧址年平均气温偏高和年平均风速偏小,由于城市化的影响,寿县新旧站址风向的相符率仅为15%左右,且城市扩张对气象要素的影响呈现明显的日变化和季节变化特征。控制台站周边城建用地的规模和布局是改善台站热环境以及提高台站观测区域代表性的重要举措。     

宁夏南部地表辐射和热量平衡的遥感研究

为了研究和揭示宁夏南部地气能量传输过程及特点并进一步评估退耕还林还草的生态效应, 利用Landsat-7 ETM+卫星遥感资料所求取的地表特征参数, 将地表分成水体、裸地、半裸地、草地、林地5类地表覆盖类型, 结合常规气象观测资料, 分别计算得出宁夏南部地表辐射和热量平衡各量的区域分布, 并给出各量的分布图和直方图, 分类别讨论了地表辐射和热量平衡各量分布特征, 使得对宁夏南部区域地表辐射和热量平衡区域分布有一个直观、综合的了解和认识。研究表明, 植被分布对地表辐射和热量平衡各量影响很大。     

新书架

《现代气象业务丛书综合气象观测(上下册)》王强主编气象观测业务是现代气象业务体系的基础和重要组成部分。本书概括介绍了由天基、地基和空基观测系统构成的现代气象观测业务体系的历史、现状和发展趋势,气象观测的基础理论和应用技术方法。重点讲述了地面和高空气象观测的原理、技术方法和业务要求,地基气象遥感探测技术的基础知识和业务应用。有针对性地介绍了大气边界层和城市气象观测、农业和生态气象观测、海洋气象观测、大气成分观测、公路交通气象观测等专业气象服务观测系统,以及气象观测资料处理和质量管理、气象计量、综合气象观测保     

基于ENVI-met模式的城市近地表气温模拟与分析-以南京市部分区域为例

城市不同下垫面与建筑物空间形态对近地表气温等微气候要素产生了重要影响。开展城市气温时空变化模拟与影响因素分析,对于城市热环境评价与城市规划具有重要意义。论文基于高空间分辨率Geoeye-1立体影像,在建筑物高度、下垫面覆盖类型信息提取的基础上,选择南京一中、光华东街、玄武湖、头陀岭4个区域,采用ENVI-met微气候模式,以城市基本气象站南京站的实时气象数据作为背景气象场,模拟不同区域近地表气温的时空分布特征,并利用区域自动气象站观测数据进行精度检验。结果表明:在时间变化上,ENVI-met模拟气温与实测值之间吻合程度较高;在空间分布上,南京一中与光华东街区域气温时空分布规律总体相似,但城市空间形态的差异使得局部区域气温变化不同,玄武湖区域气温由陆地中心向外围呈递减趋势,而头陀岭地形复杂多变,白天气温变化剧烈,夜间空间变化较小。     

利用ASTER数据分析南京城市地表温度分布

城市环境日益受到人们重视, 南京是长江下游人口密集的城市, 研究南京市地表温度分布对了解南京城市气候, 改善生活环境, 为城市发展规划提供有效的气象服务具有一定科学意义。该文利用2002年8月21日10:30 (北京时) ASTER热红外数据, 在ENVI软件的支持下, 通过劈窗算法反演南京城市地表温度, 进一步生成城市地表温度分布等温线图。用同时相ETM+数据进行验证, 二者十分吻合, 说明ASTER反演结果可靠。结果表明:南京市存在明显的热岛效应, 城市地表温度分布差异大; 不同下垫面的地表温度差异明显, 城区地表温度总体高于郊区, 植被覆盖密集区地表温度低于植被稀疏地, 具有较大水域面积和较密植被的城中各大公园形成多个冷岛, 长江水体温度最低; 随着城市的扩大, 新城区热岛效应更加明显。水体和密集植被能显著改善城市环境。     

甘肃马衔山区陆面过程与降水的研究

采用定西的麦田微气象观测,定西、兰州的辐射观测和马衔山区34个气象、水文和雨量站的气候资料,结合NOAA-16卫星的AVHRR资料以及反演的地表植被盖度和反射率,并用SEBAL算法推导出夏季地表净辐射、感热、潜热、土壤热通量密度的区域分布特征,并分析陆面过程对降水的影响。结果表明:本区降水的空间分布与夏季植被盖度对应最好,相关系数高达0.722,其次是土壤热通量和潜热通量,相关系数分别为-0.65和0.615。这表明森林通过降低地表反射率和表面温度,不仅增加地表净辐射,而且减少其用于感热和土壤热通量的消耗。由于林区地表水分多,从而将接收较多的太阳辐射能主要用于蒸散,增加边界层中的水汽。故林区降水远大于植被稀疏的半干旱黄土梁。     

An improved temporal correction method for mobile measurement of outdoor thermal climates

Accurate temporal corrections for the spatial meteorological parameters obtained through mobile measurements are essential in the synchronous analysis of local urban climates. This paper discusses current temporal correction models and proposes an improved model by considering correlation coefficients that are influenced by the underlying surface conditions, and the distance between the stationary weather stations and the mobile location points during a mobile measurement. Together with four adjacent, simultaneously recording stationary weather stations, long-term mobile temperature and humidity measurements were taken along a 17-km transect covering 18 mobile location points through the University Town of Shenzhen. Using the multiple air temperature and relative humidity values of the mobile location points and stationary weather stations, the function equations for determining the correlation coefficients were obtained for application in the proposed temporal correction model. Further, three kinds of validation methods were applied to compare temporal correction models. Validation results showed that the temporal correction model proposed in this study was significantly more accurate and reliable compared to the other models.     

Study of urban heat island inhomogeneity in Nizhni Novgorod on the basis of a mobile atmospheric temperature profiler

Results of the study of the urban heat island over Nizhni Novgorod on the basis of data from mobile and stationary microwave temperature profilers are presented. The stationary temperature profiler MTP-5 was installed in the city center. The profiler provides continuous temperature measurements in the altitude range from 0 to 600 m with accuracy 0.5°C and with the cycle of measurement 5 min. The mobile version of the MTP-5 instrument (MMTP-5) provides measurements at 17 points including 11 inside the city and 6 in the suburb. Measurements were taken under anticyclone conditions mostly at night and in the morning on August 6 and 7, September 1, and October 16–18, 2004.     

城市热岛效应监测方法研究进展

城市热岛效应是一种由于城市建筑及人们活动导致的热量在城区空间范围内聚集的现象,是城市气候最明显的特征之一.由于城市热岛影响因素以及相互关系的复杂性,为了精确细致地描述其时空分布,人们采用了多种方法来研究城市热岛现象,主要归纳为：气象站法、定点观测法、运动样带法、遥感测定法以及模拟预测等.最后,认为各种测定方法都存在一定的缺陷,建议多种测定方法综合运用.     

Studying the Ionization of Atmospheric Surface Layer in Different Geophysical Conditions

The results of atmospheric electricity measurements are presented which were conducted at observation points of different types: at the urban point (Rostov-on-Don), at the point near the Sea of Azov (Taganrog and Primorka), and at the high-mountain point (Cheget Peak) near Elbrus. The patterns of spatiotemporal variations in electrical conductivity (concentration of light ions) of the atmospheric surface layer are revealed for different conditions. The impact of natural radioactivity and aerosol pollution on the concentration of light ions is assessed for observation points near the Taganrog Bay (the Sea of Azov). The results of the comparative analysis of urban and high-mountain data of atmospheric electricity observations are presented.     

自记与自动观测降雨量的差异及相关分析

利用2004—2007年同时使用雨量计（自记）与雨量传感器（自动）观测的54站其中1年的平行观测日降雨量资料,通过对比差值、相关系数分析两者的差异及相关性。结果表明：双翻斗式遥测雨量计自记观测比双翻斗雨量传感器自动观测的日降雨量平均偏小0.12 mm,标准差为0.93 mm。虹吸式雨量计自记观测比双翻斗雨量传感器自动观测的日降雨量平均偏小0.39 mm,标准差为1.5 mm。自动观测降雨量对雨日有一定的影响,两者存在一定的系统偏差。双翻斗式遥测雨量计、虹吸式雨量计与双翻斗雨量传感器观测日降雨量的相关系数分别为0.996和0.994,虹吸式雨量计、双翻斗式遥测雨量计自记观测与人工观测降雨量的相关系数分别为0.98和0.95。     

Black carbon particles in the urban atmosphere in Beijing

A study of the concentration of black carbon particles and its variation in the urban atmosphere has been carried out since 1996 in the Beijing area. The measurements were done in the late autumn and early winter each year, the period before and after domestic heating activities begin. The results show the presence of black carbon particles at the high level that vary over a large range in the urban atmosphere in Beijing. The mean value of daily average concentration for the whole observation period of 1996-2004 is 20.0 μgm^-3. An evident decrease of black carbon particle concentration in the Beijing area is observed after 2000, and the daily average concentration of black carbon particles is estimated to be 16.0 μgm^-3 with a variation range of 2.10-50.50 μgm^-3 for the period of 2000-2004. The observation method and main variation behavior characteristics of black carbon particles in the urban atmosphere in the Beijing area are given and discussed.     

极端暴雨威胁下的城市内涝风险预警系统研究

传统内涝风险预报系统多基于单一降雨产品驱动城市水文水动力模型的模式,难以解决由于暴雨观测或数值模拟带来的不确定性问题。综合利用多源降雨（雷达、地面雨量计,地面雨滴谱）、积水观测数据,有利于提高内涝预报精度,改善风险空间描述。因此,为了进一步加强洪涝预测能力以更好地应对极端暴雨威胁,本研究提出了基于综合观测的城市内涝风险预警系统,并在北京市清河流域进行了初步实践和检验。该系统包含六个模块,融合了新兴的降雨积水观测技术,引入了主流的降雨临近预报方法,采用了成熟的城市雨洪模拟手段,可为道路交通提供实时的积水深度和风险等级,为城市内涝灾害应急管理提供内涝风险预测和预警产品。     

The Uppsala urban meteorology project

An extensive urban meteorology project in Uppsala, Sweden, is described. The city itself is considered suitable as a kind of model city, being almost circular, having sharp urban/rural boundaries and being situated in a relatively flat area. The project incorporates numerous measurements. A main station with a 100-m mast is situated at the NE urban/rural border. Its instrumentation consists of a slow-response (profile) system and a turbulence system. The profile instrumentation is described in detail. In addition to the main station, the project comprises: measurements from two 14-m masts, one on the top of a centrally located building, the other mobile; pilot balloon ascents; tethered balloon soundings, car-borne temperature traverses etc. Some preliminary results are presented: analyses of wind profiles from the mast and three-dimensional heat island studies.     

东洞庭湖区城市雷暴活动规律

基于19612013年岳阳国家气象观测站雷暴观测资料,采用核密度估计、线性倾向方法、Morlet小波分析和Mann-Kendall趋势检验分析东洞庭湖区城市雷暴基本规律与变化情况.结果表明:19612013年东洞庭湖区城市雷暴日数以夏季的最多,春季的次之,秋、冬季节的较少,呈现波动减少的趋势,尤其是春、夏季雷暴日减少速...     

兰州城市热岛效应特征及其影响因子研究

利用1958-2003年兰州及临近两个乡村气象站气温资料,研究了兰州城市热岛效应特征和导致热岛效应季节差异及其年代际变化趋势的主要气象因子。结果表明：近40多年来,兰州城市热岛效应一直呈增强趋势,热岛效应在冬季尤为显著;在日变化中以02：00热岛效应最为明显,而14：00效应较小。冬季逆温层、夏季城市下垫面对热岛效应的季节差异影响较大。城市发展导致热岛效应增强,而部分气象要素的年代际异常加剧了热岛效应。