低纬高原地区城市化对室内外气温的影响研究

以低纬高原城市昆明市为研究对象 ,利用由于城市扩大而受到影响的昆明气象站室内外气温资料和未受城市影响的太华山气象站气温资料 ,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 :昆明地区受全球气候变暖影响年平均气温约升高 0 .5℃ /3 0a ;由于城市面积扩大导致昆明的室内外气温均升高 ,其中室内气温升高幅度大于室外气温 ,干季大于雨季 ;不论是干季还是雨季 ,城市增温效应与城市建成区面积、城市人口均有较好的相关关系。城市建成区面积增加对平均气温的影响较大 ;而城市人口增加对平均室内气温的影响较大。城市建成区面积每增加 1km2 ,年平均室内气温将升高 0 .0 0 5 4℃ ;年平均气温升高 0 .0 12℃。而城市人口增加 1万人 ,年平均室内气温升高 0 .0 2 5 9℃ ;年平均气温升高 0 .0 0 98℃。以上结果有助于深入探讨城市化对城市气候的影响机制 ,为城市建筑的规划、设计提供一定的参考依据。     

低纬高原地区城市对室内外气温的影响研究

以纸伟高原城市昆明市为研究对象，利用由于城市扩大而受到影响的昆明气象站室内外温资料和未受城市影响的太华山气象气温资料，以及城市城区面积和城市人口资料，通过比较分析，得出以下结果，昆明地区受全球气候变暖影响在平均气温约升高0．5℃/30a；由于城市面积扩大导致昆明的室内外气温均升高，其中室内气温升高幅度大于室外气温，干季大于雨季；不论是干季还是雨季，城市增温产应与城市建成区面积、城市人口均有较好的相关关系。城市建成区面积增加对平均气温的影响较大；而城市人口增加对平均室内气温的影响较大。城市建成区面积每增加1km^2，年平均室内气温将升高0．0054℃，年平均气温升高0．012℃，而城市人口增加1万人，年平均室内气温或高0．0259℃；年平均气温升高0．0098℃，以上结果有助于深入探讨城市化对城市气候的影响机制，为城市建筑的规划、设计提供一这的参考依据。     

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。     

城市化对固原气温变化趋势的影响

使用宁夏固原与六盘山气象站1971—2010年逐月平均气温、最高气温、最低气温资料以及固原1981年以来的GDP与人口数据,以六盘山为背景分析了城市化对固原气温变化趋势的影响。结果表明：40a来六盘山和固原年与四季平均气温、最低、最高气温均呈显著上升趋势,20世纪80年代比70年代偏高幅度较小,21世纪00年代比前10a偏高幅度最大,最低气温比最高气温、冬季气温比夏季气温、固原比六盘山气温偏高更显著;固原与六盘山气温存在明显的非对称性,且固原的非对称性明显大于六盘山的,冬夏季更突出;城市化影响加速了固原年与四季平均气温、最低气温、年和冬春最高气温的升温,对于气温非对称性变化的形成起主导作用。     

城市化发展对珠江三角洲气温的影响

利用珠江三角洲地区(珠三角)及附近区域25个站点1967—2008年的气温资料,分析了珠三角42年气温的时空变化特征。通过分析气温的变化倾向率发现,42年来珠三角平均气温呈现出整体稳定的上升趋势,秋冬两季的平均气温上升率比春夏的高;20世纪80年代后,珠三角西侧以外区域气温上升速度除夏季有减慢外,其余区域都有加快的趋势,而升温明显的区域都是工业化程度高的地区,也即珠三角西侧地区;此区域气温上升速度四个季节都有所加快,说明城市化对珠三角气温上升有加快作用。     

城市化对安徽省极端气温事件的影响

利用卫星遥感资料对安徽省46个台站进行分类,统计分析了城市站、郊区站和乡村站1961-2010年的极端气温指数的年和季节的变化趋势及其受城市化的影响和贡献。结果表明：1) 近50年来,除最高气温年极大值外,其他气温年极值都有明显上升趋势,以最低温度极小值最显著;暖日、暖夜天数呈增加趋势,而冷日、冷夜天数呈减少趋势,其中暖夜和冷夜变化趋势更明显;各极端指数的变化趋势总体均表现为城市站较乡村站更显著,郊区站介于两者之间。2) 城市站最高气温极大值、最低气温极大值和最低气温极小值因城市化造成的增温分别为0.144、0.184和0.161℃/10a,增温贡献率分别达100.0%、58.8%和21.6%,但城市化对最高气温极小值影响较弱;季节尺度的城市化影响基本都造成增温,春、秋季更明显,而增温贡献率以春、夏季更明显,冬季最小或不显著。3) 城市化效应使暖日和暖夜天数增加、冷夜天数减少的趋势更加显著,城市化影响贡献率都在40%以上;暖日、暖夜和冷夜天数的城市化影响贡献率都在冬季最小或不显著。     

城市化对山东省极端气温事件的影响

根据山东省气温观测资料,综合利用人口格网、土地利用和夜晚灯光数据划分了城市站和乡村站,采用基于观测资料的对比分析法研究山东省极端气温事件的城市化影响。结果表明:①除暖夜日数,暖(冷)事件在城市化的推动下会增加(减少);其中,暖指数的城市化影响贡献率分别是40.66%(高温)、19.32%(暖昼)、1.02%(暖夜),冷指数的城市化影响贡献率分别是2.31%(低温)、5.72%(冷昼)、5.55%(冷夜),可见暖事件(除暖夜日数)的城市化影响贡献率与冷事件相比更显著,且由最高气温计算得出的极端气温指数的城市化影响贡献率更大。②城市化会促使极端气温暖事件平均场的强度变大,同等强度暖事件的发生范围较之前更广,而冷事件受城市化发展的影响在强度和范围的表现却与暖事件的表现刚好相反;相同的是城市化促使极端气温冷暖事件平均场分布的空间差异性较之前均变大。③极端气温冷暖事件的突变时间会受城市化发展的影响,使其突变时间提前1～3年。④冷暖事件的持续时间会随着城市的不断发展而变化,其中由最高气温计算得出的指数受影响更大。⑤极端气温冷暖指数之间的城市化非对称性影响具有复杂的差异性。     

城市化进程对湖南长株潭地区气温变化的影响

利用1961~2012年湖南省长株潭地区8个气象站的逐日气温观测数据,以郊区站作为背景场,分析了长株潭地区城市化对年和季平均气温、最高气温、最低气温的影响,在此基础上结合1990年代后长沙市人口、GDP及建成区面积,探讨了城市化进程与城乡温差的关系。结果表明:近52 a来长株潭地区呈现增温趋势,年平均气温、最高气温、最低气温的城市化影响贡献率分别为24.0%、21.2%、15.2%,城市化对长株潭地区年平均气温影响最大,年最高气温次之,年最低气温影响最小。城市化贡献率的最大值都出现在夏季,而其最小值平均气温和最低气温出现在冬季,最高气温出现在春季。城乡温差与长沙市人口、GDP呈显著正相关,相关系数分别为0.69、0.41,表明城市化进程对城区的气温变化有显著影响。     

气温长期演变趋势中城市化的可能影响

利用兰州、上海及其周围站点的１月和年平均气温资料，通过对比，分析了城市化对气温长度演变趋势的影响。结果表明在区域性气候增暖过程中，城市化的影响是不可忽略的。     

长沙城市化进程对局地气候的影响

利用1961—2010年湖南省长沙及周边郊县共5个气象站的逐日气温、降水和相对湿度观测数据,在对各气象要素资料序列进行均一性检验和订正的基础上,以郊县站作为背景场,系统地分析了长沙城市化不同阶段对城市气候的影响。结果表明:受城市化的影响,近50年长沙市区地面气温及其上升速率远高于郊县的,城市热岛效应明显,热岛效应对市区年平均气温的增温贡献率达30%,且主要出现在20世纪90年代之后,四季中城市化贡献率的最大值出现在夏季,秋季和春季的次之,冬季的最小。50年来长沙市区和郊县年降水量差值序列呈显著增加趋势,长沙城市雨岛效应较为显著,且主要发生在春季和夏季,城市化带来的雨岛效应加速了长沙降水结构两极分化,使城市内涝发生的概率进一步增大。50年来长沙市区和郊县年平均相对湿度及其差值的变化趋势均不显著,就全年平均而言,长沙的城市干岛效应并不明显,但近20年来干岛效应显著增强;分季节来看,近50年干岛效应主要发生在夏季。     

以高山站为背景研究城市化对气温变化趋势的影响

本文基于1957~2005年的逐日气象资料,对比分析了中国东部7组高山气象站和山下附近的城市气象站年 与四季气温变化趋势.在此基础上,利用高山站作为气候变化背景场来分析城市化对平均气温、最高气温、最低气温变化趋势影响的性质和程度,及其对气温变化非对称性的影响.结果表明:平均气温和最低气温变化趋势城市站多比高山站大,而最高气温变化趋势高山站多比城市站大;城市站最低气温变化趋势均大于最高气温变化趋势,具有明显的非对称性现象,而高山站这种表现十分微弱.城市站气温变化受到明显的城市化影响,对于平均气温和最低气温以正影响为主,而对于最高气温为负影响为主,说明城市化对气温变化的影响也存在非对称性.城市化影响的非对称性是气温变化非对称性形成的主要因素.     

城市化与北京地区降水分布变化初探

根据北京地区城市化进展的程度,以1980年为分界点,将1961～1980年划分为城市化慢速期,1981～2000年划分为城市化快速期。利用北京地区14个标准气象站40年的降水量资料,研究了城市化对北京地区降水分布的可能影响。初步的研究结果表明:北京地区冬季降水量分布发生了显著的系统性的变化,即城市化缓慢期北京地区南部为降水较多地区,北部为降水偏少地区;城市化快速期相对降水量的分布则正好相反,南部地区变为降水较少地区,而北部变为降水偏多地区。其他季节,北京地区的相对降水量分布并未发生整体性的显著变化。造成冬季降水分布变化的原因可能是随着城市规模的扩大,北京冬季"城市热岛"和"城市干岛"效应增强进而使云下蒸发过程增强,造成城区及南部地区地面降水量减少。至于夏季降水分布并未发生系统性的变化,还需深入研究。以上结果与国内外的相关研究结论大相径庭。     

北京夏季高温变化特征及对城市热岛强度的影响

随着全球气候变暖和快速城市化,城市夏季高温及热浪出现频次和强度明显增加,但人口高度集聚的特大城市中夏季高温长期变化特征对城市热岛的影响程度和作用机制仍不甚明了。本文选择京津冀特大型城市群的核心城市北京为研究对象,基于长期气象观测数据计算夏季高温和城市热岛强度,阐明5—8月夏季高温长期变化特征及对城市热岛强度的影响。研究发现,1978—2020年北京城区夏季高温日数、强度和极端高温均呈现显著增加趋势,相伴随的是高温起始时间明显提前,结束时间显著推迟;高温天最高气温热岛强度呈显著降低趋势,而平均气温和最低气温热岛强度则呈轻微下降趋势;5—8月高温天最高、平均和最低气温多年平均热岛强度分别为0.73 ℃、1.61 ℃和2.40 ℃,明显高于非高温天的0.09 ℃、0.80 ℃和1.40 ℃,高温和非高温天热岛强度差值均在0.6 ℃以上,表明夏季高温放大城市热岛强度。预估未来全球变暖和快速城市化背景下北京城市热岛效应将进一步加剧,会形成更频繁和持续更长的夏季高温,给城市居民带来严重的健康风险。     

城市化对长沙市两气象站气温记录的影响

为深入认识城市对其附近气象站气温的影响,采用位于长沙市区东部和西部两个气象观测站的2007-2009年的逐日气温、风向和风速资料,结合地表覆盖特征数据,对比分析了两站气象记录差异,并通过改进的城市影响指数模型估算了气温资料中的城市影响偏差。分析显示：（1）2007-2009年东、西气象站逐月平均气温（T_mean）、最高气温（T_max）和最低气温（T_min）差异很大,最大差异分别可达0.90℃、0.83℃和1.34℃;（2）受城市及风向的影响,两气象站的逐月城市影响指数（K）差异较大,东、西站平均K值分别为2.01和1.50,年内同一台站的K值存在季节变化规律;（3）两站逐月△K与△T之间存在极显著正相关关系;（4）东、西两站2007年T_mean中的城市增温最大,分别达0.63℃和0.45℃。城市附近气象站气温记录受城市规模、风向和风速等因素影响明显,在分析长历时气候变化特征和利用站点记录数据进行空间分析时,有必要对气温数据进行订正。     

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。