城市化对局地气候的影响分析

选取位于中等城市城区的湖南省常德气象观测站地面气象观测资料和位于小城市城郊的湖南省临澧气象局地面气象观测资料,利用统计方法,对比分析了各气候要素的变化态势。结果表明：常德站和临澧站在气候变暖大背景下,平均气温和最低气温呈线性递增趋势,相对湿度呈线性递减趋势,且递增（减）幅度常德站大于临澧站。常德城市人口大幅度增加年的前后,气候要素变化存在明显的突变,且以气温、湿度最为剧烈,显现出明显的热岛、干岛效应。针对显现出的城市发展对局地气候的影响,提出了减缓城市化影响的初步建议。     

城市化对局地气候的影响分析

选取位于中等城市城区的湖南省常德气象观测站地面气象观测资料和位于小城市城郊的湖南省临澧气象局地面气象观测资料,利用统计方法,对比分析了各气候要素的变化态势。结果表明：常德站和临澧站在气候变暖大背景下,平均气温和最低气温呈线性递增趋势,相对湿度呈线性递减趋势,且递增（减）幅度常德站大于临澧站。常德城市人口大幅度增加年的前后,气候要素变化存在明显的突变,且以气温、湿度最为剧烈,显现出明显的热岛、干岛效应。针对显现出的城市发展对局地气候的影响,提出了减缓城市化影响的初步建议。     

上海城市湿岛与城区雾

本文根据1984年上海城区11个气象站和郊区10个气象站的观测记录和天气图，分析上海城乡水汽压的差异及其与城区雾的关系，发现在气团雾出现前，上海在20时和02时常出现三种城市湿岛，即凝露湿岛、结霜湿岛和雨天湿岛（含雨中湿岛和雨后湿岛两型）。在辐射雾和平流辐射雾（主要出现在秋冬季节）中还有雾天城市湿岛。以上各类湿岛形成都伴有城市热岛的存在。本文用大量观测事实论证了以上几种城市湿岛的存在及其形成过程，并指出城市湿岛的出现可以作为城市辐射雾、平流辐射雾和平流雾的先兆。     

合肥城市发展对气候的影响

利用1968－1999年气象资料，选取肥西站作为对比站，分析了合肥市城市发展对气候的影响。结果表明：城区热岛效应使近30年城乡年平均气温差值升高到0.5℃，年平均最低气温差值升高到0.8-1.0℃，但白天受下垫面和云量影响，城市最高度增幅不明显。同时，热凫效应还使城区霜期缩短，30年来霜期缩短20－40天，城区干岛效应也使年降水量逐年相对减少（主要减少在汛期时段）。30年来年降水量相对减少60－200mm；城区空气日益干燥，每年的雾日数相对急剧减少，30年来减少10－20天。     

地球上的人工气候岛和大气污染源——天气与城市水问题

文章探讨了城市对气温等气象要素的影响规律，指出了城市气候是异于周围农村气候的人工气候岛，例如城市热岛（气温），雨岛（降水量），干岛（相对湿度）等。特殊的城市条件会给城市造成灾害，例如高温灾害，城市洪灾，城市风灾，酸雨，酸雾，光化学烟雾等，城市还有它它自己特有的气象现象，如城市热岛环流（乡村风），城市是地球上的主要大气污染源，在这个人工污染岛中居住，对居民的健康是不利的。     

北京城区的“雨岛”“湿岛”、与“干岛”特征分析

根据近几年北京城、郊区测点资料对比分析发现,北京城区存在“三岛”现象。分析表明,干、湿岛现象并非由于降水差异而形成。夏季城区降水多于郊区,而冬季城、郊区降水量也几乎相同。但由于华北地区降水集中,城区硬下垫面排水快,故城区夏季温度较郊区低。冬季由于城区人工水面积较大,生产和生活用水较多,加上特有的热岛效应,湿度较郊区高。雨岛与城市阻障效应、热岛效应及污染物浓度较大有密切关     

减缓“城市热岛效应”让城市生活更美好

城市是人类文明的象征和社会发展的产物,虽占据整个地球表面积很小,但高度集聚了大量的人口和社会经济活动,是人类物质财富和精神财富生产、积聚、传播和扩散的中心。城市气候环境既受到所属区域气候背景的影响,又反映了在城市化过程中由于人口高度密集和特殊的下垫面所形成的一种与城市周围乡村不同的局地气候状况,这些状况存在着一些共同的城市气候特征：城市热岛、城市干岛、城市湿岛、城市混浊岛、城市雨岛等,其中以城市热岛特征最为突出。     

1993年河南异常气候特点及成因分析

1993年河南异常气候主要特点为：夏季凉爽，冬季、秋末雨雪充沛。仲春、夏、初秋有旱情出现；春、夏、秋三季日照均偏少。主要异常气象要素值降水和气温均出现了不同程度的异常现象．这些异常现象的出现均与1993年北半球的大气环流异常和副热带高压、极地冷涡等主要天气系统的异常活动有着密切的关系。     

合肥城市发展对气候的影响

利用1968～1999午气象资料,选取肥西站作为对比站,分析了合肥市城市发展对气候的影响.结果表明城区热岛效应使近30年城乡年平均气温差值升高到0.5℃,年平均最低气温差值升高到0.8～1.0℃;但白天受下垫面和云量影响,城市最高温度增幅不明显.同时,热岛效应还使城区霜期缩短,30年来霜期缩短20～40天.城区干岛效应也使年降水量逐年相对减少(主要减少在汛期时段),30年来年降水量相对减少60～200 mm;城区空气日益干燥,每年的雾日数相对急剧减少,30年来减少10～20天.     

长江中游水网地区城市热岛效应研究——以岳阳为例

以岳阳市城区11个气象站点逐小时气温资料为基础,利用Pearson相关分析、气候倾向率、M-K突变分析、克里格差值法等方法分析了岳阳城市热岛效应的时空分布特征。结果表明:在气候变暖的大背景下,岳阳城区具有中等强度的城市热岛效应,其年平均强度为2.1℃,并呈现自东北部、西南部郊区向中心城区递增的空间分布特征,城区中西部的东茅岭—枫桥湖片区是热岛强度中心。岳阳城市热岛效应具有季节差异和昼夜增暖的对称性,其热岛强度具有冬强夏弱、夜强昼弱的特征,且存在稳定—突变—稳定的周期性日变化,早、晚两个突变时段的热岛强度变幅达0.4℃/h。     

地表利用城市化在一次极端高温过程数值模拟中的影响

地表种类的城市化对城市区域的热力结构和局地环流都会产生巨大的影响。利用地面、高空观测资料和MODIS地表覆盖资料,使用耦合城市冠层模式(UCM)的区域中尺度数值模式(WRF),对2013年8月8日福州地区的一次极端高温天气过程进行数值模拟,研究地表利用变化对福州城市热岛效应及其对福州城市区域局地环流的影响。结果表明:地表利用的城市化使得午后城市热岛现象更加明显而夜间热岛效应呈现出减小的趋势;地表利用城市化后,中心城区的近地面风速减小,但城区与山区以及城区与海洋之间的局地热力环流明显加强,促进了山谷风和海陆风环流的发展;同时地表加热效应增强,促进了垂直运动的发展。      

重庆市城市热岛研究的现状需求和建议

分析了重庆市为创建国家生态园林城市而产生对城市热岛评估和研究的需求、城市热岛研究现状以及面临的一些问题,设计了面向创建国家生态园林城市的城市热岛研究方案,总结了城市热岛的基本规律。提出了以下研究城市热岛的建议以满足创建国家生态园林城市的需求和调控城市热岛:根据国家生态园林城市的评价标准研究得出权威的、准确的城市热岛现状评价结果;通过高分辨率数值模式开展模拟实验研究,明确山脉、江河等特殊地理环境在创建国家生态园林城市中的利、弊作用;保护利用河谷风和山谷风,加强城区自然通风,以调控城市热岛。      

城市热岛效应研究进展

随着城市规模的高速发展和城市人口的急剧膨胀,因城市下垫面结构的急剧变化和城市人为热排放的迅速增加所引起的城市热岛效应已逐渐成为严重影响城市人居环境和居民健康的重要因素。城市热岛效应研究已成为城市气候和区域气候研究中的热点问题。为更好地研究城市热岛效应,及时追踪国内外最新进展,综述了城市热岛的概念和形成机制,重点介绍了地面气象资料观测法、遥感监测法和边界层数值模式模拟法等3种城市热岛效应研究方法,总结了城市热岛效应国内外最新研究进展。最后基于现有城市热岛效应研究不够完善和深入,研究过于简单化和表面化,尺度局限于宏观大尺度以及各种方法自身的局限性等不足,指出在未来的城市热岛效应研究中,应突破现有的大中尺度,注意结合高分辨率卫星遥感影像进行多尺度多平台监测以及综合考虑气溶胶粒子对辐射强迫的影响等。     

北京地区热岛非均匀分布特征的卫星遥感-地面观测

针对北京城市热岛的空间变化特征及其发展趋势,重点探讨了北京城市热岛总体演变趋势及其多尺度非均匀分布特征与城市建筑群面积、中高层建筑群空间布局的相关关系。采用晴空过程北京城郊地面自动气象站AWS(Automatic weather station)气温观测真值对卫星遥感云顶黑体温度TBB(Temperature of black body on the top of cloud)高分辨率场实施变分订正,解决城市热岛研究中高分辨率卫星遥感的客观性订正问题。研究结果揭示了北京城市建筑群面积及中高层建筑群布局对城市热岛群总体演变趋势、多尺度热岛群非均匀分布特征的显著影响效应。结果表明,北京晴空过程城区及近郊区多尺度热岛效应可由强、弱程度不同的热岛群"合成",北京地区热岛分布呈多尺度非均匀特征,即城区东西两侧为强热岛区,城西北园林区与古城中轴线区域为相对弱热岛区;在北京城市高速发展背景下,城郊街区热岛群的非均匀分布特征与城市建筑群布局之间存在着相关关系;城市建筑群面积及中高层建筑密集程度的差异可产生区域性强弱不同的热岛效应,这间接反映出北京城郊中高层建筑群暖气或空调排放热源的局地影响效应。上述研究结果可为城市发展有关建筑群布局与园林绿地规划设计提供科学依据。     

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。      

Nudging地面加密观测改进数值模式对城市效应及其触发对流的模拟:一次夜间个例试验

城市(热力、动力、人类活动等)效应对城市及周边地区强降水有着重要的影响。由于涉及到多方面因素,在数值模式中合理描述城市效应仍然存在许多困难。采用Nudging地面加密观测间接引入城市效应(Nudg)和使用城市冠层模式直接引入城市效应(Urba)两种方式模拟了2017年5月7日发生在广东广州的一次极端降水过程。结果表明Nudging地面加密观测能够有效地在数值模式中引入城市效应,从而合理地再现出城市热岛及其触发的对流和强降水的时空演变,而使用城市冠层模式未能够模拟出城市热岛及其触发的对流和降水。具体而言,Nudg能够维持城市的热岛,在城市热岛的下风方最先触发了对流,对流快速发展并稳定维持,从而在广州城市下风(西北)方形成了强降水。然而,Urba试验中城市热岛迅速减弱消亡,从而未能在城市下风方触发出对流,导致降水模拟的失败;尽管后期在城市下风方边缘及北部山区有零星的雷达回波,但均未能够发展形成组织化的对流单体或系统。对本次强降水事件对流的触发而言,城市热岛的加热作用较城市的摩擦辐合更重要。提出的Nudging地面加密观测间接地引入城市效应的方法可用于与城市下垫面相关的各类天气事件的模拟研究。      

遂宁市海绵城市建设对其热岛效应影响的评估

利用2011～2017年遂宁市主城区气温观测资料、MODIS卫星遥感资料,Landsat TM影像资料,结合遂宁市海绵城市建设,对遂宁市主城区城市热岛效应进行评估,得到以下结论:气象观测资料显示遂宁市主城区存在城市热岛效应,且从2011～2016年,其热岛效应总体呈下降趋势;遂宁主城区夏季热岛强度最强,春季次之。基于MODIS卫星资料分析得到:2011～2014年,遂宁主城区的城市热岛范围逐渐扩大;强热岛和极强热岛主要集中市中心,2016年到2017年,城市热岛出现了一定的缓解,强热岛和极强热岛被消除。2017年极端高温下的遂宁市主城区城市热岛效应比2006年的弱。海绵城市建设增加了遂宁市主城区绿地面积、水域面积、改变了城市路面、合理规划了城市建设,使遂宁市主城区热岛效应得到了一定的缓解。      

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.     

南京市夏季热岛特征及其与土地利用覆盖关系研究

利用南京市7月的Landsat TM热红外波段数据,根据单窗算法反演得到南京市地表温度,讨论了南京市热岛特征,并分析了产生这种现象的原因。通过遥感和地理信息系统相结合,运用Landsat TM数据,提取出南京市下垫面类型,分析了不同地表覆盖类型的热辐射特征并定量地分析了土地利用及植被对地表温度的影响。结果显示,南京市夏季主要存在3个热岛中心,分别是建成区、大厂区和八卦洲。南京城区地表温度明显比郊区地表温度高,通过地表温度对比分析发现,城区平均地表温度比城市边缘和远郊区地表温度分别高出3.5℃和5.7℃,城市热岛效应明显。不同地表覆盖类型的地表温度也有显著差异,从高到低依次为：城镇建设用地、耕地、草地、林地、水体。城镇建设用地与水体的表面温度最大相差14℃。城市地表温度与植被覆盖度具有明显的负相关关系,城市地表植被覆盖度低是城市热岛出现的主要原因,今后应当更加注重城市绿地建设,提高植被覆盖率。     

晋江市海陆风对城市热岛的影响

利用2017年晋江市及其周边共27个自动气象站逐小时气象资料,分析了2017年晋江城市热岛强度的日变化及有无海陆风对城市热岛强度的影响,同时研究了不同季节海陆风风速对城市热岛强度的影响,最后通过典型个例海陆风日验证了晋江城市热岛的日变化特征。结果表明:晋江市全年平均热岛强度的日变化趋势呈“V”字型分布;海风能使城市降温,减弱城市热岛强度,而陆风能使夜间热岛显著增强,故与非海陆风日相比,海陆风日热岛强度的日变化幅度增大;热岛强度与海陆风风速呈负相关,海陆风风速越大对城市热岛有一定的缓解作用。