城市热岛效应及对锡林浩特气候变化的影响

利用气候相似性原理和锡林郭勒盟地区气象站站址变迁造成的温度序列变化差异,分析城市热岛效应对城市气温变化的作用,以及对气候变化趋势的影响。选取锡林浩特为代表城市,采用线性趋势分析、相关分析等方法,分析、讨论了城市与郊区气温差异,城市与草原温度历史演变差异,以及城市热岛效应对气候变化的影响等,结果表明:城市热岛效应对城市增温作用明显,使锡林浩特市区年平均气温比周围郊区增高了0.57℃;城市热岛效应对锡林浩特市气候变暖趋势也有一定影响,使锡林浩特相对草原区有0.07℃/10a的增温趋势。     

山东省城市化对区域平均温度序列的影响

对山东省国家基本/基准站、代表性的城市站与代表性的乡村站1963～2002年共40年的月、季、年平均温度资料进行了对比分析,并对济南站进行了个例研究.从增温趋势看出,城市站和国家基本/基准站比乡村站增温趋势显著.近40年来城市热岛效应增强因素对基本/基准站年平均温度的增温贡献率为27.22%,对所选城市站年平均温度的增温贡献率为21.71%,济南站为23.43%.城市热岛效应增强因素对季节增暖的贡献以夏季为最大,其次是春季和秋季,而冬季最小.因此,目前根据国家基本/基准站资料建立的山东或华北地区平均温度序列在一定程度上保留着城市化的影响,有必要做进一步的检验和订正.     

城市热岛强度变化对安徽省气温序列的影响

根据安徽省81个气象台站的资料研究了其气温序列特点,并选取了其中46个台站,划分为城市站、乡村站、国家基本/基准站等类别,对1966～2005年期间平均、最高、最低气温的年、季变化进行了分析比较.结果表明:两个时段各类型台站3项气温的增温率、热岛增温率、热岛增温贡献率均表现为城市站最大,国家基本/基准站次之,乡村站最小...     

北京地区城市热岛强度变化对区域温度序列的影响

通过对北京地区20个台站1961~2000年月平均温度资料的对比分析,证实热岛效应对城市气象站记录的地表平均气温的绝对影响随时间显著增大,近20 a尤为突出,但其相对影响即热岛增温对全部增暖的贡献却呈下降趋势。近40 a来,北京地区的国家基本、基准站平均温度距平序列与被认为不受城市热岛影响的郊区站平均温度距平序列差异明显,由于热岛效应加强因素引起的国家基本、基准站平均年温度变化速率为0.16℃/(10 a),对整个时期全部增温的贡献达到71%;近20 a来热岛效应加强因素使北京地区国家基本、基准站年平均温度每10 a增暖0.33℃,对该时期全部增温的贡献达到49%。城市热岛效应加强因素对国家基本、基准站季节平均温度上升的贡献在夏、秋季高,冬季最小。本文的结果说明,目前根据国家基本、基准站资料建立的全国或较大区域平均温度序列可能在很大程度上保留着城市化的影响,有必要做进一步的检验和订正。     

中国近百年温度序列

我们收集了711个站近3×105个数据的温度记录，将全国分成10个区，先计算出每个区的平均温度序列，最后得到近百年的全国温度序列。进而，讨论了全国温度序列的气候变化，结果指出中国近百年温度变化与北半球的变化很相似，都有两个增暖时段即40年代和80年代的增温。北半球平均温度80年代要比40年代高，而中国平均温度80年代要比40年代低。     

河北省城市热岛强度变化对区域地表平均气温序列的影响

按照大中城市站、城市站、国家基本/基准站与乡村站等类别,对河北省区域内55个气象站1961～2003年和1981～2003年时段月、季、年平均气温变化进行了对比分析.结果表明:近40年来,大中城市增温趋势最为显著,城市站、国家基本/基准站增温趋势较强,乡村站增温趋势最小,季节中以冬季增温为最大;城市热岛效应增强因素对大中城市站、城市站、国家基本/基准站年平均温度增加的份额分别占到44.7%、38.7%、39.7%.城市热岛效应增强因素对季节增暖的作用在夏秋季较大,冬季最小;近20年来各类台站增温趋势更加明显,但热岛增温效应对平均温度序列增温的相对贡献却在降低,说明近20年的迅速增温可能是由于大气环流和增强的温室效应引起的;近20年全省各类台站由于城市热岛效应引起的增温与1961～2003年整个时段相比表现不一,部分站城市热岛增温效应绝对量趋于增强,部分站城市热岛增温效应趋于弱化或消失.因此,城市热岛增温效应对台站和区域平均温度序列的影响比较复杂,它受到人口增长、城市化进程、乡村台站环境变化等多种因素的影响.     

甘肃省近百年冷暖变化初步分析

利用我省建站较早、周围环境变化较小的20个气象站的温度资料与有百年观测记录的上海站的温度资料求取相关系数。当信度α=0.05时,我省与上海相关程度较好的有14个站,将这些站的温度序列从1990年延长到1891年,由此分析出我省近百年冷暖变化的趋势及与全国冷暖变化趋势的关系。     

基于Landsat 8 TIRS地表温度数据反演的深圳城市热岛效应时空分布及土地利用的影响

基于2014～2021年Landsat 8 TIRS卫星遥感影像数据,分别采用劈窗算法(SWA)和大气校正法(ARC)反演了深圳市地表辐射温度,并利用地面站点监测数据对反演结果进行了验证,探讨了该期间深圳城市热岛效应的时空分布特征及其影响因素。研究结果表明,这两种算法反演的地表温度(T_SWA、T_ARC)与地面站点监测气温(T_M)都存在显著线性相关(T_SWA=1.01×T_M+2.65,T_ARC=0.85×T_M+5.51,p<0.01),但劈窗算法更接近地面站点监测数据。在2014～2021年间深圳城市热岛面积(HI>0.01)未观察到显著增加的趋势(p=0.94)。深圳市城市热岛分布与城市发展格局关系密切,城市规划用地类型对城市热岛效应有显著影响。生态水域和生态绿地缓解了城市热岛效应,而交通道路和工业仓储等城市用地强化了城市热岛的形成,并且城市路网的分布和密度对城市热岛的形成有强显著性影响(p=0.003)。     

人为热源对城市热岛效应影响的数值模拟试验

利用耦合了单层城市冠层模型UCM的中尺度模式WRF,研究了人为热源对上海区域城市气候的影响。冬季地表温度的模拟结果表明,使用新陆面资料的试验效果要好于使用旧的陆面资料,加入人为热源的试验效果要优于没有加入人为热源的试验,这些反映了热岛效应是不断增加的城市面积和人为热源共同决定的。不同试验模拟的2 m高度上气温的模拟情况时,使用新陆面资料并且加入合理人为热源的试验模拟值明显大于其他试验的模拟值。     

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。     

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.     

武汉市城市热岛强度非对称性变化

利用武汉市区气象站及其周边4个县气象站1960-2005年的气温资料,计算了46 a及分时段的季节和年平均气温、平均最高和最低气温倾向率,城市热岛强度倾向率及其贡献率。结果表明：46 a来,城区和郊区的平均气温均以上升趋势为主,最低气温增幅最大,最高气温增幅最小,甚至下降;冬季增幅最快,夏季增幅最慢,甚至下降,这是第一类非对称性。 城市热岛效应也存在增强趋势,以年平均、最低和最高气温表示的城市热岛强度倾向率分别为0.235℃/10 a、0.425℃/10 a和0.034℃/10 a,热岛效应贡献率分别达到60.4%、67.7%和21.8%,这是第二类非对称性。 46 a来的增温和城市热岛强度加强主要是最近23 a快速增温所致,进入本世纪增温进一步加剧。 摘要 计算了武汉市气象站、周边4县气象站平均的1960～2005年间以及前后两半时段四季和年平均、最高、最低气温倾向率,城市热岛强度倾向率和贡献率。结果表明：1）46年来,城区和郊区的平均气温均以增趋势为主,平均气温倾向率为正,最低气温增幅最大,最高气温增幅最小甚至下降,冬季增幅最快,夏季增幅最慢甚至下降,这是第一类非对称性;2）城市热岛效应也存在增趋势,以年平均、最低、最高气温表示的城市热岛强度倾向率分别为0.235、0.425、0.034 ℃/10a,热岛效应贡献率分别达到60.4%、67.7%、21.8%,这是第二类非对称性,3）46年来的增温和城市热岛强度加强主要是后23年快速增温所致,前23年气温变化不明显。武汉市气象站气温资料严重地保留着城市化影响,建议尽快迁站。 关键词 城市热岛强度 最高气温 最低气温 非对称性变化     

昆明地区城市热岛效应的再分析

在对地面气温资料进行均一性检验和订正的基础上,分析了1971—2008年昆明地区(包括城区、郊县和太华山)气温序列的变化趋势,研究了城市化对气温序列的可能影响,揭示了在城市化快速推进和低纬高原复杂地形条件下城市热岛效应的特殊性和复杂性。结果表明,昆明地区的平均气温总体呈上升趋势,上升速率大小依次为昆明城区>郊县>太华山。其中,昆明城区和郊县气温具有相似的变化规律,主要表现为冬、春季最低气温显著升高和气温日较差明显减小;太华山气温的变化则明显不同,主要表现为最低气温全年少变,冬、秋季最高气温小幅上升,而气温日较差有增大趋势。20世纪80年代中后期以来,昆明城区与郊县气温,特别是最低气温的显著上升可能受到城市化的严重影响,因此以往以郊县为对比乡村站的研究在很大程度上低估了城市化对昆明气温序列的影响。而在此之前,昆明最低和最高气温均会因对比乡村站选取的不同而表现出"城市冷岛"特征。     

昆明城市热岛效应变化特征研究

利用昆明周边多个自动气象站观测的2004~2012年温度序列,研究了昆明城市热岛效应的日、季节和年际变化特征,并分析了昆明城市热岛水平分布和变化趋势。昆明城市热岛强度具有明显的日变化,夜间较强,白天较弱。城市热岛强度一般在早上08:00(北京时间,下同)达到最大值,在午后14:00减弱或消失。城市热岛强度在冬季最强,春、秋季次之,夏季最弱。昆明城市热岛强度多年平均值为1.27°C,在2004~2009年期间表现为逐年递减的趋势,其年际变化的主要影响因子是云量。2004~2007年昆明城市热岛中心主要分布在主城区。2008年以后,由于中小城镇经济和人口的迅速发展,昆明城市热岛面积不断扩大,并出现热岛中心向呈贡、石林一带偏移的现象。     

甘肃岷县山区气温变化趋势分析

利用甘肃岷县气象站及其周围4站1937～2004年的68年逐月气温资料进行研究.结果表明:岷县山区气温存在下降趋势,对全球变暖的响应是异常的.该地区气温在20世纪50年代由暖转冷的突变十分明显,30、40年代是最暖的阶段,80年代为最冷的时期.从40年代起气温一直在下降,到70年代末80年代初下降到最低,80年代后才转为上升.预测未来气温有下降的可能.       

基于卫星遥感揭示长三角台站周边城市土地利用扩张及其对气温记录的影响

台站温度记录中的城市化信号对于气候变化研究影响重大并仍存在很大争议,尤其是在经历快速城市化的区域。本研究利用遥感影像分类的方法,提取了1980~2009年期间长江三角洲城市群93个气象台站周边10 km×10 km范围的城市土地利用信息,并按照城市土地利用扩张速率对站点进行分类,研究了1980~2009年期间快速城市化站点、中速城市化站点和慢速城市化站点的年和季节平均温度、最低温度和最高温度变化特征,并分析了快速和中速城市化站点城市化影响和城市化影响贡献率。结果表明:全部93个气象站点周边自20世纪80年代起均经历了城市土地利用扩张过程,全部站点周边的平均城市土地利用扩张速率为1.00% a-1;近30年来,各类型站点年和各季节的平均温度、最低温度和最高温度均表现出增加趋势;城市化效应增强因素对快速城市化站点年平均温度贡献率为35.06%,对年平均最低温度的增温贡献率为34.67%,对年平均最高温度增温贡献率最小,仅为18.42%;城市化效应增强因素对中速城市化站点的影响程度小于快速城市化站点,对平均温度、最低温度和最高温度的贡献率分别为19.35%,22.22%和3.13%。在季节变异方面,长江三角洲区域各类型站点冬季的城市化影响贡献率在平均温度、最低温度和最高温度均表现为最低值。