北京城市化发展对温度、相对湿度和降水的影响

利用1961～2000年北京13个台站的气候观测资料及北京统计年鉴资料,分析了过去40年北京城区、郊区的气温、相对湿度和降水等气候因子的年际、季节变化趋势,结合北京城市化进程中人口、基本设施投资额、房屋施工面积和道路面积等城市发展数据的年际变化进行分析.结果表明:在这40年中,北京城区、郊区的年平均温度都呈明显上升趋势,城区比郊区上升幅度快,热岛强度也在不断加强,其中以城区最低温度上升最为明显,并且热岛强度与北京人口等城市发展数据的年际变化有较强的相关性.城区年平均相对湿度总体呈下降趋势,郊区则略有上升;本地年均降水量呈下降趋势,城区下降幅度比郊区明显,并且波动性增强.各气候因子的季节变化趋势总体上与年平均变化趋势一致,个别季节变化趋势受城市化及季节自身因素影响,与年平均变化趋势有所差异.过去40年北京城区、郊区的气候演变趋势及与城市发展数据的关系表明,城市的快速发展和城市化进程的加快已经对北京局地气候变化产生了重要的影响.     

城市化对重庆市主城区局地气候的影响

利用气温、降水量、相对湿度、日照时数等气象资料,以及土地利用资料和空气质量资料,分析了重庆市主城区1970—2019年各气象因子的变化趋势,以及城市化进程对局地气候变化的影响。结果表明：气候变化背景下,重庆市主城区呈温暖化、干燥化趋势,城市化加剧了这一趋势,并导致降水波动性增大,极端降水事件增多。主城区的城市化气候效应强度均呈上升趋势,夏季上升趋势最明显,其中热岛强度和雨岛强度变化显著,市区气候受城市化影响高于近郊。热岛效应、干岛效应的出现主要由热排放和土地利用面积的增加导致,气温的上升与建设用地的扩张对雨岛强度的增加作用明显,空气质量的改善及气温升高有效削弱了市区的暗岛强度。为减缓城市化带来的气候风险,应进一步优化城市能源、产业结构,保护水体、绿地等自然下垫面,建设海绵城市与地下水库工程。     

乌鲁木齐城市化进程对局地气候变化的影响研究

利用1976—2014年乌鲁木齐城区和郊区两个气象站的气温、降水、相对湿度和风速气象数据及1995—2014年乌鲁木齐市城市发展数据,运用线性趋势对比分析城区和郊区各气候要素的年际变化特征;采用相关分析法对城市化因子和气候要素进行了探讨。结果表明:城、郊区气温均呈明显的上升趋势,城区的年均气温高于郊区;城区降水量是郊区的3.93倍,增长速率是郊区的3.98倍;各年代城区相对湿度比郊区大,但呈下降趋势,郊区呈上升趋势;各年代郊区风速大于城区,郊区风速约为城区的2.35倍,均呈下降趋势。近20 a,乌鲁木齐城市化进程加快,对局地气候影响明显,其中对平均气温和相对湿度的影响最为显著。     

龙川县近50年气温变化的特征分析

根据龙川县气象站1961—2010年气温资料,利用线性回归方程、Mann-Kendall突变检验等方法分析龙川县近50年气温变化特征,结果表明:龙川县气温变化呈上升趋势,气候倾向率为0.020 6℃/年;四季度气温都有不同程度的上升趋势,下半年气温上升趋势大于上半年;极端高温天气日数呈现上升趋势,极端低温天气日数呈现下降趋势,极端低温日数下降趋势明显大于极端高温日数上升趋势。     

威海城市热岛效应特征及其与城市化进程的关系

利用威海市1965—2013年地面气象观测资料和1977—2012年经济社会统计资料,采用城郊气温对比、相关分析等方法,分析了典型滨海城市威海的城市热岛效应特征及其与城市化进程的关系。结果表明:1)近50 a威海城市热岛强度阶段性变化明显,20世纪90年代以前呈现缓慢上升趋势,从90年代开始上升日益显著,平均上升速率为0.13℃/(10 a);2)城市热岛强度季节变化明显,春、夏季热岛效应较为显著,上升速率分别为0.02和0.18℃/(10 a),秋、冬季由于受海洋影响出现冷岛效应,但是随着城市化进程加快,2010年之后冬季也由"冷岛"转变为"热岛";3)城市化对威海市城区增温的贡献率达到36.4%,城市发展指标与城市热岛强度均有较好的正相关关系,其中市区人口规模、经济发展、住宅建设相关性显著,相关系数分别为0.76、0.73和0.44。     

城市化发展对达拉特旗局地气候影响

通过对达拉特旗国家一般气象站1959—2008年的有关气象观测资料,分析了达拉特旗近50a来气温、风、降水气象要素的变化趋势和特点,探讨了城市化发展对达拉特旗局地气候变化产生的影响。分析表明:(1)近50a来,达拉特旗年平均温度呈明显上升趋势,趋势强度在不断加强,年极端最低气温也呈上升趋势。(2)不断增多、增密的建筑物对气流阻滞作用,使当地年平均风速呈减小趋势。同时,随着达拉特旗城市化的快速发展和进程的加快,已经对局地气候产生了重要影响,城市化进程对平均气温、风速的影响比对其降水量的影响更为显著、直接。     

南昌市近60年城市气象灾害变化特征分析

利用南昌站1953—2012年气候资料及城市发展信息,分析了南昌城市气象灾害变化特征。结果表明,城市气象灾害年代际变化特征明显,受城市化影响越来越大。南昌市暴雨日数存在2—4 a的振荡周期。近10 a以来暴雨日数明显减少,但城市短时强降水频数增加,暴雨强度较大。年雷暴日数呈现下降趋势,存在2—4 a的周期振荡,雷电频次和强度有所增加。城市大风主要发生在春、冬季,且日数明显减少。大雾在20世纪50—80年代呈现增多趋势,但在近20 a呈现减少的趋势;霾明显增多。高温日的年代际变化差异较大,危害性高温日数减少,存在10 a左右的振荡周期。     

华南地区城市化对区域气候变化的影响

按照人口数将华南地区站点分为大城市站、一般城市站、郊区站,并利用华南地区1960~2011年的站点观测资料分别计算了3类站点年平均、季节平均的气温、高温日数、降水、相对湿度、风速、日照时数距平序列的变化,分析了城市化对华南地区区域气候的影响。结果表明:相较于背景场,大城市的平均气温有更明显的上升趋势;高温日数在3类站点中均有增加的趋势,在城市化的影响下,大城市的高温日数有明显的增加;平均气温日较差在整个华南地区均有下降趋势,特别是在大城市中。在3类站点中,降雨总量均有减少的趋势,且降雨更多的以中雨及以上的形式表现。该地区的相对湿度、风速、日照时数均呈现减少趋势,在城市化影响下,大城市的相对湿度、风速、日照时数均有明显的减少。华南地区处于我国最大的城市群之一——珠江三角洲地区,同时处于气候系统复杂的热带季风区,因此有必要研究城市化对该地区多个气象变量的可能影响。     

新疆近50,a气候的变化特征

利用新疆地区具有较好代表性的23个气象台站1960-2009年的历史气候资料,运用线性倾向估计对新疆地区近50 a来气候变化的主要特征进行了分析.结果表明：近50 a来,新疆地区能量供给因子中的最高、最低和平均温度都呈明显的上升趋势,而日照时数、温度年较差呈明显的下降趋势,云量的变化趋势不明显并略有下降;空气动力因子风速的下降趋势显著;湿度因子中空气相对湿度和降水量略有上升趋势,而水汽压有明显上升趋势.受此影响,近50 a新疆地区气候总体趋于干向湿发展的趋势,气候朝暖湿方向变化.     

近48年城市化发展对北京区域气候的影响分析

利用1961～2008年北京12个台站的气候观测资料, 研究分析了北京城区和郊区气温、降水、相对湿度、风速的年际和四季变化趋势及特点, 并探讨了城市化发展对北京区域气候的影响。结果表明: 近半个世纪以来, 平均气温上升明显, 其中尤以冬季最为突出, 而夏季最弱。通过气温变化的年代比较发现气温增加有加快的趋势, 尤其是城市地区, 导致热岛效应不断加强, 特别是1990年代以后增幅更加明显。最高和最低气温在近48年来也都呈上升趋势, 且城市化发展对最低气温的变化影响最大, 其次是平均气温, 对最高气温影响最弱。而降水有减弱的趋势, 尤其是夏季的降水减弱最为明显。城区的风速和湿度都呈减小的趋势, 这与城市化的加剧, 尤其是下垫面的变化有密切的关系。     

苏州夏季城市热岛现状及影响因子分析研究

利用2007年夏季常规和自动站气象观测资料,分析研究苏州城市热岛及其与影响因子关系.气温分布表明,市中心干将桥气温相对较高,而靠近太湖的新区镇湖镇、东山等郊区气温相对较低.苏州城市热岛强度日变化呈现双峰分布,两个峰值分别出现在10时和20时左右,最低值出现在16时左右.热岛强度与气象条件关系分析表明:(1)热岛强度受云量的影响较大;(2)与城区气温分布关系密切,相关系数为0.62;(3)与风向有关,城区风向为西风时的热岛强度大于东风时热岛强度;而城区热岛强度与风速关系不明显.另外相关站点的合理选取对城市热岛研究也十分重要.     

城市化对北京室内外气温影响的研究

以北京市为研究对象,利用由于城市扩大而受到影响的北京近郊朝阳气象站室内外气温和受城市发展影响较小的远郊密云站气温资料,以及城市建成区面积和城市人口资料,通过比较分析,得出以下结果:北京市近郊区由于城市面积扩大和人口增加,导致了室内外气温均升高,其中室内气温升高幅度大于室外气温,冬半年大干夏半年;不论是冬半年还是夏半年,城市增温效应与城市人口均有较好地相关关系,城市人口的增加对平均室内气温的影响较大.以上结果有助于深入探讨城市化对城市气候的影响机制,并可为城市建筑的规划、设计提供参考.     

气候变化与城市全要素生产率：理论与实证

利用1994—2014年中国城市数据探讨气候变化对城市全要素生产率（TFP）的影响。研究发现：气候变化（气温变化和降水量变化）对城市TFP均有负面影响,其中降水量的影响更显著,但对中国东部地区城市的TFP影响不明显;经济发展水平越高的城市,其TFP受气候变化的影响越小,而经济发展水平越低,这种影响就越显著;城市产业结构越趋合理,天气与气候的影响越低,反之则影响越大。其中降水量的变化对三大产业都有影响,对第一产业影响最显著。     

城市气象研究进展

中国数十年来在城市气象研究这一新兴学科领域开展了大量研究并获得了多方面的丰硕成果。文中从城市气象观测网与观测试验、城市气象多尺度模式、城市气象与大气环境相互影响、城市化对天气气候的影响等4个方面论述了城市气象的主要研究进展:中国各大城市已建立或正在完善具有多平台、多变量、多尺度、多重链接、多功能等特点的城市气象综合观测网;北京、南京、上海等地开展了大型城市气象观测科学试验,被世界气象组织列入研究示范项目;成功开展了风洞实验、缩尺度外场实验研究;建立了多尺度城市气象和空气质量预报数值模式,并应用于业务;在城市热岛效应、城市对降水影响、城市气象与城市规划、城市化对区域气候及空气质量的影响、城市气象与大气环境相互作用等研究领域取得长足进展。最后指出,未来需要重点从新观测技术及观测资料同化应用、城市系统模式研究、城市化对天气气候的影响机理、城市化对大气环境和人体健康的影响、城市水文气象气候与环境综合服务等方面开展科学研究与应用,为中国城市化、生态文明建设、防灾减灾和应对气候变化等国家需求提供科技支撑。      

基于Landsat卫星资料的苏州城市热岛效应遥感分析

为了对苏州市快速城市化进程中的热岛效应进行研究,采用三个时期的Landsat/TM遥感影像资料来反映地表热辐射信息。基于CART决策树分类得到每个时期的土地覆盖分类图,然后通过单通道算法反演得到地表温度,并对2个时期的地表温度进行标准化分级处理,计算得到采取本文定义,1986,1995及2004年的热岛面积指数分别为4.87%,11.10%和37.87%。研究了城市化过程中城市热岛强度和空间分布变化,分析了土地覆盖变化对热岛效应的影响。结果表明,苏州市存在比较明显的城市热岛效应,并且在20多年中随着城市化过程热岛范围进一步扩展。     

基于自动气象站的深圳近10年城市气候变化特征研究:2011—2020年

利用广东省深圳市30个自动气象站观测数据对深圳市近10年的气候变化趋势进行了分析,结果表明:（1）深圳市2011—2020年的平均气温增长率约1.47 ℃/(10 a),比上一个10年显著增加,气候变暖并未停滞;（2）受城市化的影响,深圳市气温日较差在较大范围内呈减小趋势,但在少数地区却反常地呈现了上升趋势;（3）深圳的地面风速总体呈下降趋势,其中发达地区风速下降更快;（4）2011—2020年深圳市的平均相对湿度呈上升趋势,最高每年增长1.33%;（5）统计深圳各区不同时次的极端降雨量数据可以发现,未发展地区的极端降雨量增速较大,年总降水量的增长率也较高,增长率最高为42.41 mm/a,而其他地区的6 h以内的滑动降水量极大值均呈下降趋势;（6）利用多个自动气象站长时间序列数据,可以对深圳局地气候变化特征进行更加精细化的分析,这对国家基本站而言是一种有益的补充,有助于更加深刻地发掘城市化与气候变化的关系。      

USE OF A STOCHASTIC WEATHER GENERATOR IN THE DEVELOPMENT OF CLIMATE CHANGE SCENARIOS

Climate change scenarios with a high spatial and temporal resolution are required in the evaluation of the effects of climate change on agricultural potential and agricultural risk. Such scenarios should reproduce changes in mean weather characteristics as well as incorporate the changes in climate variability indicated by the global climate model (GCM) used. Recent work on the sensitivity of crop models and climatic extremes has clearly demonstrated that changes in variability can have more profound effects on crop yield and on the probability of extreme weather events than simple changes in the mean values. The construction of climate change scenarios based on spatial regression downscaling and on the use of a local stochastic weather generator is described. Regression downscaling translated the coarse resolution GCM grid-box predictions of climate change to site-specific values. These values were then used to perturb the parameters of the stochastic weather generator in order to simulate site-specific daily weather data. This approach permits the incorporation of changes in the mean and variability of climate in a consistent and computationally inexpensive way. The stochastic weather generator used in this study, LARS-WG, has been validated across Europe and has been shown to perform well in the simulation of different weather statistics, including those climatic extremes relevant to agriculture. The importance of downscaling and the incorporation of climate variability are demonstrated at two European sites where climate change scenarios were constructed using the UK Met. Office high resolution GCM equilibrium and transient experiments.     

IMPACT OF URBANIZATION IN DIFFERENT REGIONS OF EASTERN CHINA ON PRECIPITATION AND ITS UNCERTAINTY

Climate effect caused by urbanization has been an indispensable anthropogenic factor in the research on regional climate change. Based on daily precipitation data, possible effects of precipitation on the development of three city groups in eastern China are discussed. With three classification methods (TP, PD and MODIS land cover), urban and rural stations are identified. The main findings are as follows. Climate effects caused by urbanization are different from place to place. In 1960 to 2009, the urbanization brought more precipitation to the Yangtze River Delta and Pearl River Delta city groups but had no obvious effect on the precipitation of the Beijing-Tianjin-Tangshan city group. The difference of precipitation is slight between urban and suburban areas during slow period of the urbanization from 1960 to 1979. It is more evident in the rapid period (1980 to 2009) that urbanization has positive effects on precipitation in every city group. The difference of precipitation between urban and rural stations is sensitive to the ways of distinguishing rural from urban area, which may cause uncertainties in 1960 to 1979, while it is very different in 1980 to 2009 in which urbanization favors more precipitation in all city groups and their differences in precipitation are not sensitive to the division methods.     

城市化对兰州气温变化影响的定量分析

利用兰州市70年来的气温记录,采用城郊对比的方法定量的研究了城市化对兰州气温的影响。利用主成分分析的方法提取气温变化的主要控制因子——低温控制因子、高温控制因子。利用两个控制因子的城郊对比,定量的揭示城市化对城市气温变化的影响。另外任何区域气候变化不仅有城市化等人为因素的影响,而且带有大范围的气候背景的影响,所以在讨论城市发展对气温的影响之前,首先通过滑动t-检验研究了兰州市气温变化的大的趋势,得出兰州城市气温的11年变化周期,对于这一现象初步认为这与太阳的黑子活动的周期性有关。     

城市气象保障技术的探讨

本文论述了城市气象服务和保障有关的实施技术,包括城市气象服务和保障中的实时气象资料的采集处理和检索、气候资料的查询分析、城市气象保障产品的制作、城市气象灾害的预报、服务信息的通信传输、应用软件和用户界面的设计等方面的技术,总结了在城市气象保障工作中,特别是大型活动中气象服务工作的相关技术经验。