云南高原城市楚雄和大理热岛效应变化特征

利用1971-2000年楚雄市和大理市的气温、降水、相对湿度、平均风速等气候资料,分析了楚雄市和大理市两城市热岛效应变化特征,应用灰色关联度方法分析热岛强度发生变化的原因.结果发现:30年来楚雄市的热岛强度年变化在不断增强,而大理市热岛强度增加不如楚雄市明显,热岛强度月变化两城市基本一致,干季强,雨季弱;热岛强度日变化...     

2003-2006年南宁市热岛强度变化特征

分析了2003-2006年南宁市区和郊区的10个自动气象观测站气象资料,结果表明,南宁市区的热岛强度（UHI）具有明显的日、月和季节变化。一般来说,南宁市UHI夜间＞UHI白天;UHI干季（9月至翌年1月）＞UHI雨季（2-8月）;UHI秋季＞UHI夏季。用不同的温度指标计算出的UHI略有不同：UHI最低气温为1.43℃、UHI平均气温为0.94℃、UHI最高气温为0.28℃。利用灰色关联度分析法分析了影响南宁城市热岛效应的主要气象因子,发现在风速小、相对湿度小的时候热岛效应强。     

湖北省城市热岛强度变化对区域气温序列的影响

计算湖北省71个气象站1961～2000年间四季、年平均、最低、最高气温倾向率,绘制其等值线分布图,设计并求取武汉站相对郊区代表站、全省的城市代表站、基本和基准站相对乡村代表站的热岛增温速率和贡献率.结果表明:1)40年来气温倾向率多为正,即呈增温趋势,但时空分布不均,冬季最低气温增速大,夏季最高气温增速小甚至降温,非对称性变化明显,几乎所有情况后20年增温加剧;2)武汉站、全省城市代表站热岛效应影响存在着显著的随时间增大趋势,武汉年平均、最低、最高气温的热岛增温速率分别为0.2、0.37、0℃/10 a,贡献率分别为64.5%、67.3%、0%,而全省城市代表站年3项气温的热岛增温速率略小,贡献率则可达75%以上,有些情况可达100%,且时间差异、非对称性特征与武汉较一致;3)近40年来全省基本和基准站热岛增温贡献率可达60%以上,近20年来还有50%左右.因此,目前根据国家基本、基准站资料建立的温度序列严重地保留着城市化影响.     

基于EOF的南京气温变化特征及热岛效应研究

利用经验正交函数分析方法(EOF)对南京市1961—2016年地面气温数据进行时空分解,分析南京气温变化特征,并通过城、郊气温差值法分析热岛出现频率、热岛强度及昼夜热岛强度差异。结果表明:南京1961—1993年年平均气温在15.5℃上下波动,1993年以后各区和全市的年平均气温明显上升,其中城市中部增温和气温变化活跃程度远高于周边地区,是热岛中心;从热岛出现的频率以及强度来看,20世纪60年代和70年代热岛现象出现频率相对较低,强度也相对较弱,而80年代以后各时期热岛出现频率明显较高,并且热岛强度呈明显的上升趋势,其中2001—2016年为热岛强度最大时段;对于热岛强度等级而言,目前南京市的热岛等级属于弱热岛,但是中等热岛出现频率逐渐加剧;南京市热岛效应有昼夜差异,具体表现为夜晚热岛略强于白昼。     

兰州市近50年城市热岛强度变化特征

利用1956-2005年兰州市日平均气温、日最高气温和日最低气温,分析了近50年兰州市城市热岛效应变化,并利用城区和郊区3种气温的倾向率计算了城市热岛强度倾向率和热岛增温贡献率。结果表明：1956-2005年兰州市3种气温的城郊差均呈逐年上升趋势,平均气温、最高气温和最低气温的倾向率分别为每10年0.371℃、0.169℃和0.654℃,其中,最低气温的城郊差上升最明显。近50年兰州市增温主要发生在后25年（1981-2005年）,前25年除城区最低气温外基本上以降温为主。后25年中,城区年平均气温、最高气温和最低气温倾向率分别为每10年0.789℃、0.997℃和0.625℃,郊区则相应为每10年0.493℃、0.790℃和0.077℃,其中最高气温增温最显著,最低气温增温最少;以年平均、最高和最低气温表示的城市热岛强度的倾向率分别为每10年0.395℃、0.188℃和0.674℃,热岛效应对城区增温的贡献率分别达到87.0%、49.6%和100%。冬季城市和郊区的平均气温和最低气温倾向率最大,但热岛增温贡献率最大的是春、夏季气温,而不是冬季气温;这可能主要与兰州市冬季严重的空气污染有关, 因为其对城市热岛有一定的抑制作用。20世纪80年代以后兰州市热岛效应有增强的趋势,但平均气温和最高气温的热岛增温贡献率除个别季节外有所下降。     

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。     

上海城市集群化发展显著增强局地高温热浪事件

上海作为中国城市集群化发展的典型代表,经过30余年圈层式、集群化扩张,城市建设用地面积比例高达47.9%,接近50%的生态阈值。城市群快速扩张诱发了一个以徐家汇为中心覆盖周边40 km的区域性热岛,影响高温热浪的时空分布。基于DMSP/OLS遥感夜间灯光数据构建的城市发展指数,客观地反映出1992—2013年上海西郊嘉定、青浦和东郊的浦东集群化发展特征最凸出。利用Chow检验最优分段建模法,研究发现高温热浪期间城市群热岛突变转折与区县城市发展指数超过60%的年份相对应。城市发展指数超过60%后,近郊城市继续扩张将缩小城、郊气象站的温差,诱发更大范围热岛,增强高温热浪。1977—2000年近郊区县城市发展指数低于60%,高温热浪各要素项城郊差值显著上升,而2000年西郊城市发展指数超过60%后,和市中心差值减小,快速城市化明显增强西郊高温热浪强度和持续时间。1978年以来上海西郊与远郊高温日数差值增加了1.6倍,平均气温差值增加了34.4%,平均最高气温差值增加了41.7%。高温热浪期间遥感数据显示,向西郊伸展的城市群地表温度高值区规模扩大了32.8%,是西郊高温热浪增强的驱动因子。     

基于多年卫星遥感的江苏省夏季城市热岛特征分析

利用2003—2020年的MODIS土地覆盖类型和地表温度等数据,从地表温度、气温和城市化的角度分析了江苏省夏季城市热岛强度和面积的时空分布和变化趋势。结果表明：近20 a快速的城市化导致了江苏省夏季热岛强度(0.07℃·a^-1)和热岛面积(529 km²·a^-1)整体均呈增加趋势;其中热岛强度前期受城区升温影响,呈明显增强(0.18℃·a^-1),后期受郊区升温影响,呈明显减弱(-0.14℃·a^-1);热岛面积变化主要由弱热岛面积(297 km²·a^-1)和较强热岛面积(192 km²·a^-1)的增长趋势主导,强热岛面积呈前期增长(133 km²·a^-1)和后期减少(185 km²·a^-1)的变化趋势;高温对整个城区的热岛效应影响有限,但对城市核心区的热岛效应影响明显,对应的强热岛面积增加和热岛强度增强。     

关于东亚夏季风指数的比较

以热带城市景洪市为研究对象，利用因城市扩大而受影响的景洪气象站室内外气温资料和受城市影响较小的云南热带作物研究所气象站气温资料，通过比较分析，得出以下结果：由于城市面积扩大导致景洪室内外气温均有升高趋势，其增温强度干季大于雨季；而对室内外气温的影响效应与亚热带的昆明站和温带的北京朝阳站相反，室内气温升高幅度小于室外气温。以上结果有助于深入探讨不同地区城市化对城市气候的影响机制提供科学数据，并为城市规划、建筑设计提供参考。     

全球变暖减缓期陆地地表气温变化特征和CMIP5多模式的未来情景预估

2000年后全球气温的增温率显著下降,全球进入变暖减缓期.本文基于CRU(Climatic Research Unit) 观测资料,分析讨论了2000年后全球及欧亚中高纬度地区全球变暖的减缓特征,评估了CMIP5(Coupled Model Intercomparison Project Phase 5)试验多模式对全球变暖减缓的模拟及未来气温变化预估.结果表明,2000年后全球陆地平均地面气温的增温率大幅下降至0.14℃ (10 a)-1,仅为1976~1999年加速期增温率的一半.全球陆地13个区域中有9个地区的增温率小于2000年前,4个地区甚至出现了降温.其中以欧亚中高纬地区最为特殊.加速期(1976~1999年)增温率达到0.50℃ (10 a)-1,为全球陆地最大,2000年后陡降至-0.17℃ (10 a)-1,为全球最强降温区,为全球变暖的减缓贡献了49.13%.并且具有显著的季节依赖,减缓期冬季增温率下降了-2.68℃ (10 a)-1,而秋季升高了0.86℃ (10 a)-1,呈现反位相变化特征.CMIP5多模式计划中仅BCC-CSM1.1在RCP2.6情景下和MRI-ESM1模式在RCP8.5下的模拟较好地预估了全球及欧亚中高纬地区在2000年后增温率的下降以及欧亚中高纬秋、冬温度的反位相变化特征.BCC-CSM1.1在RCP2.6情景下预估欧亚中高纬地区2012年后温度距平保持在1.2℃左右,2020年后跃至2℃附近振荡.而MRI-ESM1在RCP8.5情景下预估的欧亚中高纬度温度在2030年前一直维持几乎为零的增温率,之后迅速升高.     

The Influence Of Urban Canopy Configuration On Urban Albedo

We propose a calculation method for shortwave radiation flux and longwave radiation flux within the urban canopy and investigate the influence of urban canopy configuration on net radiation flux. In the assumed urban configuration, buildings of equal size are arranged in a regular lattice within the urban canopy. The net shortwave radiation flux and longwave radiation flux within the urban canopy were calculated by the photon tracking method based on the Monte Carlo method. The albedo value obtained by this method shows close agreement with experimental data, and the average sky view factor shows almost perfect agreement with the theoretical value. Moreover, we calculated the urban albedo for the urban canopy configuration including roads and building height distribution.%Moreover, we calculated net radiation within the urban canopy in %consideration of roads and building height distribution.We found that the sky view factor of the ground surface is high when building coverage is low, building height is low, open space by roads exists, and building height is non-uniform. Moreover, we found that the albedo value is high when building height is small, open space by roads is wide, and building height is uniform. The albedo value was found to vary in a complicated manner with change in building coverage.     

城市生态环境与绿化植被相互作用研究

多年来城市生态环境和城市绿化植被研究一直是国内外学者关注的热点。本文从城市的气候、水文、土壤等环境特征发展变化以及城市绿化植被的生态环境效应等方面,阐述了国内外在该领域的研究动态和取得的成果,并指出了研究的不足和今岳应该加强之处．以期为推动和促进我国城市环境与城市生态动态研究提供参考依据。     

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。     

城市洪灾及城市防洪规划探讨

城市洪灾的成因是多方面的，除受地理地形、气候条件等许多自然因素影响外，也受到人类活动等人为因素影响。城市不透水地面增多，城区降水增多及绿地、植被减少，排洪能力差，水体面积减少等，是城市内涝加剧的主要原因。为减轻和预防洪水给城市居民带来生命和财产威胁，应做好防洪规划。在做规划时，除应考虑提高防洪标准、加快建设城市防洪工程并保证其质量、增加地面覆盖度、改善生态环境、妥善管理防洪设施外，还应考虑风险与脆弱性、减少地面沉降及建立现代化防洪体系。     

城市洪灾及城市防洪规划探讨

城市洪灾的成因是多方面的,除受地理地形、气候条件等许多自然因素影响外,也受到人类活动等人为因素影响。城市不透水地面增多,城区降水增多及绿地、植被减少,排洪能力差,水体面积减少等,是城市内涝加剧的主要原因。为减轻和预防洪水给城市居民带来生命和财产威胁,应做好防洪规划。在做规划时,除应考虑提高防洪标准、加快建设城市防洪工程并保证其质量、增加地面覆盖度、改善生态环境、妥善管理防洪设施外,还应考虑风险与脆弱性、减少地面沉降及建立现代化防洪体系。     

城市洪灾及城市防洪规划探讨

城市洪灾的成因是多方面的,除受地理地形、气候条件等许多自然因素影响外,也受到人类活动等人为因素影响.城市不透水地面增多,城区降水增多及绿地、植被减少,排洪能力差,水体面积减少等,是城市内涝加剧的主要原因.为减轻和预防洪水给城市居民带来生命和财产威胁,应做好防洪规划.在做规划时,除应考虑提高防洪标准、加快建设城市防洪工程并保证其质量、增加地面覆盖度、改善生态环境、妥善管理防洪设施外,还应考虑风险与脆弱性、减少地面沉降及建立现代化防洪体系.     

城市气象研究国际前沿动态综述

通过梳理2018年8月在美国纽约举行的第十届城市气候国际会议主要研究成果,分类汇总了城市气象研究的最新国际进展与发展趋势,包括城市气候过程、城市环境下气候变化适应与应对、气候条件下城市规划和管理、最新城市气象探测技术、城市环境数值模拟、大城市气候、城市遥感、城市地区极端天气等方面。在此基础上,根据我国城市化发展特性,探讨了我国城市气象研究的未来发展方向。     

城镇规划布局对边界层结构影响的数值试验

利用南京大学城市尺度边界层模式(UBLM),对方圆20 km的一个小城镇,以100 m水平格距进行了城市气象环境和边界层结构的数值模拟。结果表明,这种规模的小城镇,其边界层气象场分布与大城市最明显的差异就是城乡温差很小,不论白天还是晚上只有0.1~0.2℃的量值,基本不构成城市热岛现象。在日间层结不稳定情况下,主城区、郊区及居民区三类不同下垫面上的湍能廓线、位温廓线存在较大差异;而在夜间稳定情况下,这些要素的廓线分布几乎显现不出下垫面影响的差异。(1)局部下垫面的变化对模拟域内夜间气象环境的影响较小,差异主要显现在日间,且风速分布的变化强于温度变化。(2)当预留地建成稀疏居民区或稠密主城区时,在试验区下风方向的原有城市下垫面上会有气温升高、水平风速减小,垂直速度增大的现象;而当预留地建成平坦机场或水域时,城市下垫面上会有降温、水平风速增大、垂直速度减小的现象。(3)水域对城市气象环境变化的影响最大,它的存在或扩大会导致下风方向城市湍能、湍流扩散系数的明显减小。(4)备用地变成其它几种下垫面类型都对城市气象环境存在一定影响,但是其影响的程度比变成水域带来的影响程度都要小很多。     

珠江三角洲都市群城市热岛效应初步研究

近十年来 ,珠江三角洲都市群热岛效应全面形成 ,年平均热岛强度由 1 983年前的 0 1℃上升到 1 993年的 0 5℃。珠江三角洲都市群热岛强度呈明显的季节变化和日变化 ,1 1月份热岛强度最强 ,4月份最弱 ,就年平均而言 ,夜间的热岛强度大于白天。珠江三角洲都市群热岛强度空间分布呈中间强周围弱的分布格局 ,与各地的经济活动密切相关 ,热岛强度强的地方均为广东经济活动最活跃的地区。     

Urban impacts on precipitation

Weather and climate changes caused by human activities (e.g., greenhouse gas emissions, deforestation, and urbanization) have received much attention because of their impacts on human lives as well as scientific interests. The detection, understanding, and future projection of weather and climate changes due to urbanization are important subjects in the discipline of urban meteorology and climatology. This article reviews urban impacts on precipitation. Observational studies of changes in convective phenomena over and around cities are reviewed, with focus on precipitation enhancement downwind of cities. The proposed causative factors (urban heat island, large surface roughness, and higher aerosol concentration) and mechanisms of urban-induced and/or urban-modified precipitation are then reviewed and discussed, with focus on downwind precipitation enhancement. A universal mechanism of urban-induced precipitation is made through a thorough literature review and is as follows. The urban heat island produces updrafts on the leeward or downwind side of cities, and the urban heat island-induced updrafts initiate moist convection under favorable thermodynamic conditions, thus leading to surface precipitation. Surface precipitation is likely to further increase under higher aerosol concentrations if the air humidity is high and deep and strong convection occurs. It is not likely that larger urban surface roughness plays a major role in urbaninduced precipitation. Larger urban surface roughness can, however, disrupt or bifurcate precipitating convective systems formed outside cities while passing over the cities. Such urban-modified precipitating systems can either increase or decrease precipitation over and/or downwind of cities. Much effort is needed for in-depth or new understanding of urban precipitation anomalies, which includes local and regional modeling studies using advanced numerical models and analysis studies of long-term radar data.