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相似文献
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1.
郑祚芳  雷小燕  高华 《地理科学》2022,42(4):631-639
采用耦合城市冠层模式UCM的中尺度气象模式WRF,利用北京市高分辨率地表类型、城市建筑及通风廊道规划方案等资料,针对2019年冬季和夏季各开展了为期 1个月的百米尺度高分辨率敏感性模拟试验,并应用自动气象站网观测数据进行了验证。模拟试验结果表明:引入通风廊道后气象要素差异不仅限于廊道区,而是在整个研究区域都有体现。模拟的地面风速明显增大,热岛强度减弱,风的平流效应导致热岛范围发生偏移。引入廊道后北京城区月平均气温下降了0.14~0.17℃,平均风速及相对湿度分别增加了0.32~0.36 m/s和2.02%~3.37%。表明通风廊道对于改善城市密集区的风热环境,提高气候舒适性是有效的,背景风速越大,通风廊道的缓解效应越明显。气象要素差异的日变化分布显示,通风廊道对白天气象要素的影响要大于夜间。进一步分析显示,通风廊道对局地气象要素的影响主要来自于风速增大的平流效应及下垫面湍流通量改善两方面的贡献。  相似文献   

2.
极端干旱地区绿洲小气候特征及其生态意义   总被引:8,自引:0,他引:8  
运用微气象学方法对极端干旱区荒漠绿洲小气候进行了观测,分析我国极端干旱区荒漠绿洲的微气象特征并与林地外进行了对比。同时讨论晴天、阴天和沙尘暴天气的PAR的差异.分析了产生这些差异的原因。结果表明荒漠绿洲具有改变太阳辐射、调节近地层地表及地下温度、缩小温差、降低风速、提高土壤及大气湿度等重要生态作用。绿洲内部的太阳总辐射比林冠层顶部减少49.3%-49.83%:生长季胡杨和柽柳林内的气温均低于林地外.胡杨林平均比林外低1.62℃,柽柳林比林外低0.83℃,而且森林覆盖率越高降温作用越明显:群落上层气温高于群落下层,气温随高度增加而增加;林内大气相对湿度均高于林地外.生长期,胡杨林内比林地外高8.5%,柽柳林高4.2%;胡杨林地平均风速为0.33m/s.比林地外低2.7m/s:柽柳林平均风速为0.72m/s,比林地外低2_3lm/s。在沙尘暴日,PAR明显小于阴天日和晴天日下的值.而ηQ非常大,且变化不稳定,该结论对研究大气层的稳定性有极其重要的意义。  相似文献   

3.
Many studies have focused on positive-plant interactions such as nurse plants, which provide a sheltered subcanopy environment that benefits the nursed species. Most of these studies have focused on plant distribution and association patterns, while the microclimatic benefits are often assumed. This study quantifies 5 a.m. subcanopy temperatures as well as dew points beneath a common nurse tree of the Sonoran Desert, Cercidium microphyllum (palo verde, Fabaceae). Data are collected over 35 days in the winter (January and February) at six locations (at the base of the trunk, midway to the canopy edge, canopy edge, all to the north and to the south of the base of the tree) under each of two trees, as well as a control in the open.It is warmer beneath the tree than in the open, but also, it is warmer in the interior than at the canopy edge, and warmer to the south. Furthermore, differences in temperature between the subcanopy and the open site are greater on colder nights, and less pronounced on warmer winter nights, possibly due to the effect of cloud cover which often results in warmer overnight lows. In addition, variation in 5 a.m. temperature is greatest at the canopy edge and open, and temperature varies less in the interior where temperatures are also warmer. Subcanopy cover was quantified using fish-eye imagery. Results show that there is a significant relationship between 5 a.m. temperature and overlying cover.Dew point temperatures, surprisingly, were lower under the tree than at the canopy edge and in the open. That is, it is relatively dry under the nurse. This pattern can similarly be seen by distance and direction from the base of the tree (drier in the south). This may have to do with the nurse's roots and other vegetation growing beneath the nurse's canopy that compete for water in the ground, which leaves less available water to evaporate into the subcanopy air.  相似文献   

4.
局地气候分区框架下城市热岛时空分异特征研究进展   总被引:5,自引:1,他引:4  
局地气候分区(LCZ)框架自2012年提出以来,在城市热岛研究领域备受重视,但目前对LCZ框架下城市热岛(简称LCZ城市热岛)时空分异特征仍缺乏系统性总结。本文以统计和“荟萃分析”为手段,系统梳理了2012—2019年LCZ城市热岛研究在数据获取手段、时空格局和影响因素3个方面的进展,并对今后研究进行了初步展望。结果表明,迄今为止全球范围内已在超过130座城市开展了LCZ城市热岛研究,这些城市主要集中于中纬度(35°N~55°N)的亚洲和欧洲地区,且主要聚焦于以近地表气温表征的“冠层热岛”和以地表温度表征的“地表热岛”。具体而言:① 在温度数据获取方面,站点观测(文献数量占比42.5%)、模型模拟(38.3%)与移动测量(19.2%)是获取气温的主要方法,其中模型模拟方法占比逐年升高。而卫星热红外遥感是获取地表温度的主要手段(86.5%)。② 在时空格局方面,就全球而言,LCZ气温的类间极值差(均值为3.1 K)显著低于地表温度的类间极值差(9.8 K),且该极值差通常在夏季或冬季较大;冠层热岛与地表热岛均存在显著的“LCZ类内热岛”现象。③ 在影响因素方面,多数研究局限于定性分析地表结构、覆盖、材质和人类活动的影响,而普遍忽略了建筑布局与邻近LCZ类型等潜在因素的作用。本文将有利于从整体上更好地把握LCZ城市热岛的研究进展与今后的发展趋势。  相似文献   

5.
大连市中山区城市建筑垂直特征对城市热环境效应的影响   总被引:4,自引:4,他引:0  
以大连市中山区的遥感和建筑数据为基础,利用单窗算法和相关分析方法,研究2007年、2017年研究区的地表温度空间分异特征,以及地表温度与建筑高度的相关性。研究结果表明: 2007年、2017年研究区最低温度由22.497℃增长到29.015℃,最高温度由36.091℃增长到43.213℃。研究区北部、解放路和中南路沿线、青泥洼-天津街商贸集聚区附近温度明显增高。 2007年、2017年,研究区区域内建筑都有所增高,中山区北部和青泥洼-天津街商贸集聚区附近建筑明显增高,研究区建筑有向南蔓延的趋势。 2007年、2017年,地表温度与建筑高度呈现低相关性,相关系数分别为0.346、0.331。  相似文献   

6.
黑河下游典型植被下垫面与大气间能量传输模拟研究   总被引:4,自引:3,他引:1  
冯起  张艳武  司建华  席海洋 《中国沙漠》2008,28(6):1145-1150
在分析过去地-气间相互作用的物理过程、研究进展基础上,探讨了土壤、植被、大气系统中水分与能量的传输过程在模型中不同的计算方法。同时对不同计算方法进行对比,确定了分析土壤、植被、大气系统中水分和能量传输方法的优缺点。利用黑河下游额济纳地区绿洲试验区2003年9月的大气资料作为陆面模式的强迫场,研究陆面过程模式(LSM)在极端干旱地区的模拟能力。模拟结果表明,在观测资料的强迫下,LSM能够较好地模拟出地表特征量的变化趋势。根据实际情况,定义额济纳地区绿洲的植被覆盖率为0.7, 叶冠高度为1.5 m,位移高度为0.64 h,Karman常数取0.4。通过对比试验发现,采用LSM模型模拟的空气温度和地面蒸发比实际蒸发少,但地表潜热通量、辐射和土壤热通量的模拟结果与实测值的比较吻合。如果地表和植被的参数选择较好,采用LSM模型模拟本地区的陆面过程将有较好的结果。  相似文献   

7.
极端干旱地区绿洲小气候特征及其生态意义   总被引:1,自引:0,他引:1  
1 Introduction Microclimate is one of the most important environmental factors for plant growth and development. Different plant communities create different microclimatic environments and different microclimatic environments support different biotic comm…  相似文献   

8.
Visual exposure modelling establishes the extent to which a nominated feature may be seen from a specified location. The advent of high-resolution light detection and ranging (LiDAR)-sourced elevation models has enabled visual exposure modelling to be applied in urban regions, for example, to calculate the field of view occupied by a landmark building when observed from a nearby street. Currently, visual exposure models access a single surface elevation model to establish the lines of sight (LoSs) between the observer and the landmark feature. This is a cause for concern in vegetated areas where trees are represented as solid protrusions in the surface model totally blocking the LoSs. Additionally, the observer's elevation, as read from the surface model, would be incorrectly set to the tree top height in those regions. The research presented here overcomes these issues by introducing a new visual exposure model, which accesses a bare earth terrain model, to establish the observer's true elevation even when passing through vegetated regions, a surface model for the city profile and an additional vegetation map. Where there is a difference between terrain and surface elevations, the vegetation map is consulted. In vegetated areas the LoS is permitted to continue its journey, either passing under the canopy with clear views or partially through it depending on foliage density, otherwise the LoS is terminated. This approach enables landmark visual exposure to be modelled more realistically, with consideration given to urban trees. The model's improvements are demonstrated through a number of real-world trials and compared to current visual exposure methods.  相似文献   

9.
厦门市热岛强度与相关地表因素的空间关系研究   总被引:3,自引:1,他引:2  
沈中健  曾坚 《地理科学》2020,40(5):842-852
以厦门市为例,基于遥感影像与建筑普查数据,分析了各局部气候区中相关地表因素与热岛强度之间的空间响应规律,以及厦门市各局部气候区中热岛强度与相关地表因素的空间关系。结果表明:研究区热岛强度有显著的空间自相关性,高值区集中于东南部的建设用地及耕地和裸地,低值区聚集于湖泊、河流等水体、湿地以及北部、西北部的林地;普通回归模型不能有效解释空间中相关地表因素与热岛强度之间的关系;空间误差模型的拟合效果优于空间滞后模型,可以更准确分析地表因素与热岛强度之间的空间关系;各局部气候区中可以作为回归模型自变量的地表因素有所不同。作为回归模型的自变量时,植被指数、水体指数、天空视域因子与热岛强度呈负相关关系,建筑密度、不透水面比例与热岛强度呈正相关关系,而建筑体积密度、建筑平均高度、建筑高度差与热岛强度的相关性在各气候区中并不一致。根据研究结论建议保护“补偿区”、分隔“作用区”,综合考虑规划实施策略的可行性,以有效缓解热岛效应。  相似文献   

10.
城市不同下垫面的能量平衡及温度差异模拟   总被引:2,自引:0,他引:2  
城市能量平衡是研究城市热岛效应的物理基础。利用北京市教学植物园2010年的实测数据,设置不同类型下垫面(植被覆盖类型:林地、草地和不透水层覆盖类型:道路、房屋),利用局地尺度城市气象参数化方案模拟并分析了相同气象条件和净辐射通量输入下,不同类型下垫面的显热、潜热通量及蒸散降温效应的差异。结果显示:(1)不同类型下垫面的各能量支出项有明显差异,植被覆盖区域和不透水层覆盖区域的波文比年均值分别为0.28和4.60,且在植被生长季差异较大;(2)城市扩展过程中道路、房屋替换林地、草地的过程,也是显热增加而潜热减少的过程。植被层向不透水层转换的过程中,显热通量年均增加32.74W/m2,潜热通量减少38.87W/m2,储热通量增加7.95W/m2;(3)理论上,植被蒸散的年降温效应使单位面积植被覆盖区域的气温比不透水层区域可低2.63℃。  相似文献   

11.
This historical review of 20 studies since the 1960s examines the influence of urban development on the thermal environment in Singapore, a fast growing tropical island city‐state. Past observations are critically assessed with regard to experimental controls and station metadata. Given the availability of historical climate and developmental data spanning almost 50 years, changes in urban heat island (UHI) intensity and spatial coverage can be traced temporally. Rapid urban expansion in Singapore is clearly reflected in spatially and temporally changing air and surface temperature patterns. The nocturnal canopy‐layer UHI intensity – measured as the difference between the commercial urban core and undeveloped areas close to primary or secondary rainforests for example – doubled in magnitude between 1965 and 2004. At the same time, the spatial extent of the nocturnal UHI has also expanded with the development of new housing and industrial districts. The influence of the growing city is also reflected in surface temperature. Two satellite images dated 13 years apart demonstrate the encroachment of areas with high surface temperatures into previously cooler areas during daytime corresponding with new public housing estates and low‐rise residential areas or facilities being built. The results from our study contribute to the growing body of tropical heat island research. They provide baseline data for future research and urban development in the Singapore context and, more generally, offer important cues for urban planners to make tropical cities more sustainable.  相似文献   

12.
粗糙床面风廓线的转折特征及其物理意义   总被引:4,自引:3,他引:1  
梅凡民  江姗姗  王涛 《中国沙漠》2010,30(2):217-227
为了进一步认识粗糙床面空气动力学粗糙度的物理意义,理解空气动力学粗糙度对动量传递和跃移起动的影响机制,从风洞试验测定的粗糙床面风廓线转折特征入手,分析了粗糙床面的空气动力学性质并提出了内边界层动量传递及近壁区沙粒起动的可能机制。结果表明,细高粗糙元(方向比率在4~20之间)和孔隙粗糙元(孔隙度在0.15~0.75)风廓线呈现4个转折段,对应的湍流垂直分层为近壁区-尾涡层(Z≤0.15H~0.5H)、内边界层-尾涡层过渡层(0.15H≤Z≤0.75H)、内边界层(0.3H~0.75H≤Z≤1.2H~6H)和内边界层与外边界层过渡层等。粗矮粗糙元(粗糙元的方向比率在0.4~1.25之间)风廓线存在几个转折段,对应气流垂直分层为近壁区-尾涡层(Z≤1H~1.5H)和内边界层(1H~1.5H≤Z≤7H~35H)等。细高粗糙元和孔隙粗糙元覆盖21组床面(侧影盖度在0.007~0.50,粗糙元的高度在10~100 mm)的内边界层内空气动力学粗糙度在0.07~30.74 mm之间,比内边界层以上或以下过渡层的空气动力学粗糙度高几个数量级到数倍;内边界层摩阻风速的0.50~1.66 m\5s-1之间,是内边界层以下过渡层的1.5~10倍、内边界层以上过渡层的摩阻风速的1.1~2.8倍。内边界层的空气动力学粗糙度和摩阻风速分别代表了粗糙床面对气流阻力特征和湍流切应力。内边界层以下过渡层湍流切应力与粗糙元之间光滑地表所受切应力关系不大,而近壁层切应力与光滑地表所受切应力直接相关。近壁层猝发过程上抛运动和内边界层湍流猝发过程下扫运动耦合关系是内边界层的一部分动量传递到近壁区并导致沙粒起动的可能机制。  相似文献   

13.
利用张掖试验基地2006年6月24日至7月17日的加密观测资料,系统分析了夏季典型晴天张掖绿洲荒漠过渡带地表辐射收支和地表能量平衡特征及小气候特征。结果表明:夏季晴天绿洲荒漠过渡带总辐射值还是比较大的,并且净辐射值也很大,这说明绿洲荒漠过渡带地表具有比较充足的可利用热能,为加热大气和土壤提供了必要的热能条件。在地表能量分配中,晴天绿洲荒漠过渡区主要用于大气运动引起的感热交换,其次是土壤交换,用于水蒸发相变的能量相对较小。近地层空气温度和湿度的变化刚好相反。气温白天随高度的增加而递增,夜晚随高度的增加而递减。近地层大气温度变化要比地表温度缓慢。白天土壤辐射增温,越接近地表增温越快,夜间辐射冷却,地表温度下降最为明显。近地层水平风速在白天较大,夜间逐渐减小。在绿洲荒漠过渡带全天以上升气流为主,水平风速随高度增加明显递增。  相似文献   

14.
基于2017年广州市单体建筑数据,以建筑高度和建筑间距2个指标,确定主城区基本的建筑组合,利用热点分析辨识更高尺度上的建筑组合,在此基础上分析广州建筑组合的空间分布及其影响因素.主要结论有:1)建筑组合有9种基本类型,4272斑块数量与面积在占比上具有很强的同步性.2)百米尺度斑块构成了主城区建筑组合的基本单元,并以混...  相似文献   

15.
滇中城市群不透水表面时空变化与反常气候现象研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
人类活动对全球气候变化的影响是学科前沿也是热点和难点,其中城市不透水表面(IS)的热岛、雨岛等气候现象是研究重点,但有关其他气候要素的研究尚有待开展。本文以全球30 m IS数据集(GAIA)和中国区0.1°地面气象要素数据集为数据源,通过Mann-Kendall(M-K)突变检验法和贝叶斯模型等方法,对滇中高原湖滨城市群在1985—2018年间IS的时空变化特征、气象要素变化与IS的关系,以及反常气候现象进行了刻画。结果表明,相较1985年滇中城市群的IS面积增加了227.56%,2007—2018年增长速度达到最快(89.85 km2/a),主要在S、NE、SE、W 4个方向扩张;34 a滇中城市群气候整体经历冷湿(1985—1995年)、暖湿(1996—2006年)、暖干(2007—2018年)3个快速转化阶段;IS具有显著的“热岛现象(气温+0.63 ℃,长波+4.49 W m²)”“雨岛现象(降水+38.27 mm)”“湿岛现象(比湿+0.51 g/kg)”“风速低岛现象(风速-0.025 m/s)”和“气压高岛现象(气压+602.64 Pa)”;滇中城市群的长波辐射主要分布在313~329 W m²、比湿8.9~9.9 g/kg、气压76235~79946 Pa、短波186~194 W m²、降水840~876 mm和876~998 mm、风速2.08~2.38 m/s、气温13.85~15.85 ℃区间内,且显著受IS分布影响。IS对气压和湿度的影响具有“气压反温度现象”和“湿度反常现象”,这可能与副热带高压带控制、海拔和大型湖泊(湖陆风)影响有关。  相似文献   

16.
中国城市空气质量的区域差异及归因分析   总被引:3,自引:0,他引:3  
开展城市空气质量时空格局演变特征及其影响因素的研究,对于深入认识城市环境与社会经济系统的互馈机理、制定高效的环境治理措施、提升城市发展质量具有重要的理论与实践意义。本文以中国全面实施《大气污染防治行动计划》的2014年为起点,刻画了2014—2019年286个地级以上城市6种空气污染物浓度(CO、NO2、O3、PM10、PM2.5、SO2)的时空演变特征,并基于面板回归模型分析各污染物浓度之间的相互作用关系;进而利用随机森林模型对城市6种空气污染物浓度与13个自然和社会经济影响因子的关联强度进行探究,从中梳理出关键影响因子。结果显示:① 研究期内,O3污染加剧,其余污染物年均浓度逐年下降,其中SO2浓度降幅最大。虽然典型的重污染区范围有所减小,但京津冀、山东半岛、山西、河南等地区的城市空气污染物浓度仍相对较高。② 城市6种空气污染物浓度之间存在显著的相互影响关系,城市空气复合污染特征明显。③ 自然因素和社会经济因素对不同种类空气污染物浓度的影响差异较大,且与污染物浓度之间呈非线性响应关系。自然因素中,城市年均气温与空气污染物浓度的关联强度最大,其次是植被指数。社会经济影响因素中,土地城市化水平和二产比重是主导影响因子,其次是电力消耗总量和交通因子。偏依赖分析进一步刻画了不同污染物浓度对主导影响因子的响应突变阈值。鉴于人类对于自然环境和气象条件的控制能力有限,建议继续通过优化城市密度、控制人为排放源及严格的空气污染防控措施以进一步有效提高城市空气质量。  相似文献   

17.
In pal\sgmaelig;olimnological studies, inference models based on aquatic organisms are frequently used to estimate summer lake surface water temperatures. However, the calibration of such models is often unsatisfactory because of the sparseness of measured water temperature data. This study investigates the feasibility of using air temperature data, usually available at much higher resolution, to calibrate such models by comparing regional air temperatures with surface water temperatures in 17 lakes on the Swiss Plateau. Results show that altitude-corrected air temperatures are sufficiently uniform over the entire Swiss Plateau to allow local air temperatures at any particular lake site to be adequately estimated from standard composite air temperature series. In early summer, day-to-day variability in air temperature is reflected extremely well in the temperature of the uppermost metre of the water column, while monthly mean air temperatures correspond well, with respect to both absolute value and interannual variations, with water temperatures in most of the epilimnion. Standardised altitude-corrected air temperature series may therefore be a useful alternative to surface water temperatures for the purposes of calibrating lake temperature inference models. In Northern Hemisphere temperate regions, mean air and water temperatures are likely to correspond most closely in July, suggesting that calibration and reconstruction efforts be concentrated on this month.  相似文献   

18.
用拱棚法对极干旱区沙地水分来源的定性分析   总被引:1,自引:1,他引:0  
在潜水埋深超过200 m的敦煌莫高窟极干旱沙漠区,用拱棚法和微型空气湿度监测仪对流沙水分的时空分布格局进行监测,并对水分的来源进行分析。拱棚膜面凝结水分的持续抽取表明,在典型干旱气候条件下,有源源不断的沙地水分蒸发,其中1.25 g·m-2·d-1的水分在膜面凝结。沙地水分的时空动态分布格局表明,存在水分向上运移的温湿度条件。由此判定,除降水之外地下潜水蒸发是沙地水分最基础的来源。实验表明,干沙层虽然对沙地水分蒸发具有极强的抑制作用,但在升温过程中仍存在水分蒸发;在降温过程不但可从下层流沙吸收大量的水分,而且可吸收大气水分。沙地的蒸发量大于来自大气的吸湿量,总有少量的水分流失。沙地水分潜水来源的确定,不但对沙漠化的治理提供了新思路,而且对莫高窟文物的保护具有十分重要的意义。  相似文献   

19.
蒸发的阻抗模型讨论   总被引:1,自引:0,他引:1  
陈发祖 《地理研究》1991,10(2):1-10
蒸发的阻抗模型,从简单的单层模型到复杂的多层模型,应用日益广泛。目前文献中流行一种看法:单层阻抗模型没有牢固的物理基础,但简单易行;而多层模型才具备可靠的物理基础,不过缺乏实际应用价值。本文对此作了讨论,认为两种模型均有较好的物理基础,但各有自己最适合的应用范围,且两者又都具有共同的难点。  相似文献   

20.
A simulation model for surface cooling in urban street canyons under calm conditions is described, based upon a simplified energy budget for the canyon facets containing only the net longwave and substrate heat flux densities. The former term is evaluated from the canyon radiation budget model of Arnfield (1976), the latter by numerically approximating the Fourier heat conduction equation. Equilibrium temperatures evolve through the nocturnal period for specified canyon and incoming longwave irradiance characteristics. Numerical experiments conducted with the model show that canyon geometry alone exerts a significant effect on cooling rates and, hence, on heat island intensity. Construction materials and internal building climate control tend to enhance spatial variations in nocturnal temperatures. The effects of wall thickness, sky radiance distribution and cloud cover also are investigated. Results show qualitative and quantitative correspondences with previous field and scale-model studies. Sources of error and desirable model refinements are discussed. [Key words: urban climatology, heat island, heat flux, nocturnal cooling, simulation model.]  相似文献   

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