Cooling effect of urban parks and their relationship with urban heat islands

为了揭示城市中公园和其周边城市环境的相互关系,本文以位于北京二环以内的天坛站为例,重点分析天坛站对最邻近城市站(天安门站)的冷岛效应。研究发现,当城市公园中的周边环境热岛强度在一定的范围内变化时,城市公园站的降温作用是比较稳定的,当城市热岛强度超过了某一临界阈值后,公园的降温作用就变得不稳定,本文将这种现象称为"冷岛增强效应"(enhanced cooling effect)。研究中选取了北京城区内六组公园-城市站,进行公园冷岛效应的进一步研究,发现水体、绿地等要素是影响冷岛作用的重要因素。     

廊坊市城市热岛效应的昼夜变化特征分析

利用2005年9月～2008年8月廊坊市区域加密自动站逐小时气温资料,采用城、郊气温对比法研究了廊坊城市热岛效应,结果表明:廊坊城市热岛强度夜间大于白天,但变化幅度白天大于夜间,但在四季不同时段也存在"城市冷岛"现象.不同气象条件下,廊坊城市热岛强度及变化存在明显差异,晴朗无风时城市平均热岛强度最大,平均强度达1.25℃,阴雨天气条件下城市平均热岛强度最小,平均强度仅有0.10℃.     

不同气象条件下廊坊城市热岛效应变化特征

利用2005年9月—2008年8月廊坊市区域加密自动站逐时气温资料,采用城、郊气温对比法研究了不同气象条件对廊坊城市热岛效应的影响。结果表明：廊坊城市热岛强度夜间大于白天,但变化幅度白天大于夜间;在四季不同时段存在“城市冷岛”现象。不同气象条件下,廊坊城市热岛强度及变化存在明显差异,晴朗无风时城市平均热岛强度最大,平均强度达1.25℃,阴雨气象条件下城市平均热岛强度最小,平均强度仅有0.10℃。     

基于MODIS时间序列的内蒙古城市热(冷)岛效应研究

基于MODIS遥感卫星数据,反演地表温度,研究内蒙古各城市昼夜城市热岛空间分布和季节变化特征。结果显示:(1)白天内蒙古西部地区城市热岛效应弱;中部地区除集宁外,城市热岛出现概率呈对半趋势,没有东部地区城市热岛效应强;东部地区城市热岛效应出现概率最多,以赤峰和通辽尤为显著。夜间全区城市热岛出现的概率比白天大,有些城市达到了100%的现象。(2)内蒙古城市热岛并没有表现出统一季节变化规律,白天,冬季出现城市热岛的有锡林浩特、海拉尔、集宁和通辽;夏季为热岛的城市有呼和浩特、乌兰浩特。夜间,呼和浩特全年热岛,基本全年热岛(除个别月份)的有集宁、通辽、乌海、乌兰浩特和锡林浩特;春季为热岛的是临河;秋季为热岛的有赤峰和东胜;热岛有季节变化规律的是巴彦浩特、海拉尔、包头。(3)呼和浩特夏季6-8月呈现热岛效应;冬季12月依旧表现为热岛,且夜间城市热岛更严重。(4)集宁除5月、7月、12月为冷岛,其余月份为热岛; 7月白天为弱冷岛,夜间为热岛,城郊温差较小;冬季12月白天集宁市区为热岛效应,夜间集宁市区呈现弱冷岛效应。     

北京中心商务区夏季近地面气温时空分布特征

利用2012年6-8月31个自动观测站点气温资料,分析了北京中心商务区（CBD）夏季近地面气温时空分布特征及影响因子,并将CBD地区夏季气温监测数据与朝阳区气象站同期地面气温进行比较分析。结果表明：下垫面类型和人为热排放等差异是直接影响城市中心商务区近地面气温空间分布的主要原因。人口密集区、高层建筑与柏油路面集中区成为夏季月平均气温高值中心,较绿地覆盖区域的低值中心偏高约1.0 ℃;夜间人类活动及车辆使用造成的人为热排放是导致夜间城市地面气温空间差异的主要原因,而白天气温空间差异相对减小。CBD地区与朝阳站平均温差存在较明显的周内和日内变化韵律,且白天和夜间二者温差基本都为正值,但夜间的差值更加明显,即CBD地区平均气温一般高于朝阳站,表现出明显的附加城市热岛效应,而且这种附加城市热岛效应具有同城市热岛强度相近的日内变化规律。进一步分析表明,不同天气条件下CBD区域的附加城市热岛强度表现出显著差异,晴好微风少云天气情况下,附加城市热岛效应更明显,主要表现在夜间;阴天、高湿天气条件下,附加城市热岛效应在白天和夜间均较弱;降水天气条件下附加城市热岛效应日夜差异最小,说明日照和太阳辐射在引起附加城市热岛效应方面起着重要作用。不同天气条件下CBD地区内部的附加城市热岛效应空间分布基本一致。     

渤海湾西岸海陆风特征对城市热岛响应的观测分析

利用2008年全年渤海湾西岸(天津)14个自动气象站逐小时资料和6 h一次的地面常规资料,采用统计分析的方法,研究了天津城市热岛效应对渤海湾西岸海陆风的影响.结果表明:在冷岛和强热岛条件下,渤海湾西岸海风的发生频率较低,强热岛阻碍了海风向内陆的传播;内陆站在弱热岛条件下出现最大海风的频次较高,但其海风强度与无热岛或冷岛状况下相比要小一些;城市热岛效应的出现,推迟了城市周围郊区站海风的开始时间,缩短了海风的持续时间;城市站的海风风速与热岛强度呈负相关关系,但热岛效应对陆风风速的影响较强,陆风风速在热岛强度小于2.6℃时,随着其值的增大而减小,反之则增加;当海风向内陆延伸时,热岛强度会在午后海风盛行时段内增强,并与传播到此处的海风环流叠加,导致近地层海风风速增强,并可西伸至城市中心.     

黑河市热岛效应强度探析

本文于2015年夏季开展为期50 d的连续观测试验,通过对比分析黑河市城区与近郊观测站的气温数据,得出黑河市区城市热岛效应强度的大小及日变化规律。结果表明:黑河市东、西城区均存在热岛效应,强度等级为弱;黑河市热岛效应强度具有明显的日变化特征,夜间强、日间减弱。     

景洪市城市发展对气候的影响

利用景洪城郊长期对比观测资料（１９６４－１９９４年），研究了景洪城市发展对气候的影响，结果表明，随着城市的发展，城市热岛现象日趋明显，城郊气温，风速差逐年增大，市区降水量，空气湿度，雾日数，日照时数，直接太阳辐射及总辐射减少趋势明显，而散射辐射有所增加，且城市热岛效应具有明显的季节性，呈现干季强于雨季，干季的夜间强于白天，雨季的白天强于夜间。     

双重作用面下夜间城市边界层的数值研究

本文全用一个非线性，非定常二维数值模式，考虑双重作用面下，即地表面和城市覆盖层顶两个表面，夜间城市边界层的发展，演变情况。模拟结果表明，夜间城市覆盖层削习大气层结的稳定度，并在市中心覆盖层高度内形成一个小冷岛。     

城市绿化对城市气候环境的影响

随着城市化的发展,城市中众多建筑物和混凝土铺装使城市下垫面性质发生改变,高密度的人口活动和高强度的经济活动使城市形成与城市周围不同的局部气候环境。热岛效应、低湿、多雾霾成为目前城市气候的主要问题,对居民的健康生活产生严重的影响。城市绿化是缓解城市问题的重要手段,以西安市为例,从降低城市热岛效应、降温增湿以及通风引风和降低雾霾几个方面,介绍分析城市绿地对于城市气候环境显著的改善作用。     

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。      

山西省阳泉市城市热岛效应特征分析

利用1972－2011年阳泉市3个国家级气象站资料、2011年36个乡镇区域自动站气温资料,分析了阳泉市城市热岛效应的年际变化、季节变化、月变化和日变化特征。结果表明：阳泉市存在弱的城市热岛效应,1972－2011年平均热岛强度0.554 ℃。阳泉市城市热岛强度整体呈显著上升趋势,热岛强度的增加主要是由于夏季热岛强度的增强;热岛强度冬、秋季强,春、夏季弱;12月最强,5月最弱;热岛强度日变化表现为12时最小,从傍晚开始随降温逐渐增大,到早晨气温降到最低时最大,日出之后迅速减小;2008－2011年最强热岛强度出现在2010年1月14日08时,达7.9 ℃。阳泉在升温天气热岛强度变幅增大,易在早晨形成较强城市热岛,下午形成城市冷岛;降温天气热岛强度变幅减小;温度变化较小时则易维持弱的城市热岛。阳泉市主要城市发展因子与霾日数、气温呈显著正相关,在目前的经济发展水平条件下,阳泉市城市化发展可能使城市温度增高,城市绿地面积的增加可能对热岛效应有缓解作用。     

城市化对中山夏季高温影响数值模拟

统计工业、交通、生活能源的消耗计算出中山市的人为热排放量,在WRF模式中使用新旧两套下垫面资料以及在城市地区引入人为热的排放,对2010年7月2—5日中山市的连续高温天气进行模拟,以评估城市化对中山市极端高温天气的影响。结果表明,在使用了新的下垫面资料后,模式能很好地模拟出中山市气温的变化和分布趋势,城市地区的热岛现象显著。城市下垫面和人为热分别使平均气温上升0.9℃和0.2℃,下垫面的改变引起的温度上升要比人为热明显,最低气温的增幅比最高气温要大。城市下垫面和人为热均能使城市热岛强度得到增强,热岛强度的变化在夜间比日间明显,在日出前达到最大,城市下垫面引起的热岛强度变化最大为1.5℃,而人为热为0.6℃。城市下垫面和人为热的引入增加了地表感热通量,使城市地区气温上升,下垫面引起的感热通量变化明显比人为热引起的要大。日间感热通量的增加比夜间大,但气温的增加则是夜间比日间明显。     

威海城市热岛效应特征及其与城市化进程的关系

利用威海市1965—2013年地面气象观测资料和1977—2012年经济社会统计资料,采用城郊气温对比、相关分析等方法,分析了典型滨海城市威海的城市热岛效应特征及其与城市化进程的关系。结果表明:1)近50 a威海城市热岛强度阶段性变化明显,20世纪90年代以前呈现缓慢上升趋势,从90年代开始上升日益显著,平均上升速率为0.13℃/(10 a);2)城市热岛强度季节变化明显,春、夏季热岛效应较为显著,上升速率分别为0.02和0.18℃/(10 a),秋、冬季由于受海洋影响出现冷岛效应,但是随着城市化进程加快,2010年之后冬季也由"冷岛"转变为"热岛";3)城市化对威海市城区增温的贡献率达到36.4%,城市发展指标与城市热岛强度均有较好的正相关关系,其中市区人口规模、经济发展、住宅建设相关性显著,相关系数分别为0.76、0.73和0.44。     

西宁城市热岛效应分析

西宁作为青藏高原最大的城市,近年来随着城市化的发展,城市热岛效应及其所带来的影响日益明显。本文利用西宁市城市和郊区气象观测站逐小时气温观测资料,分析了西宁市平均气温、最高气温和最低气温日内、候平均热岛强度变化特征,结果显示:(1)相对于郊区,西宁城区平均气温日内变化幅度较小,16—17时(北京时,下同)表现为弱的冷岛效应,冷岛强度为0.034℃,日出前的06—07时热岛强度表现最强,热岛强度最高可达3.01℃;(2)春季和夏季一天中均为热岛效应,且热岛效应日内变化幅度较小,分别为2.76℃和2.12℃。秋季和冬季在日出前的07—08时热岛强度最强,分别为2.89℃和4.14℃,秋季16—17时和冬季15—17时表现为冷岛效应,最大冷岛强度分别为0.34℃和0.53℃;(3)西宁城区1月第3候热岛强度最强为3.40℃,7月第2候热岛强度最弱为1.07℃。其中白天在1月第3候热岛强度最强为0.88℃,9月第1候最弱为0.13℃,热岛强度年内变幅较小仅为0.75℃,而夜晚在1月第3候最强为5.93℃,7月第2候最弱为1.62℃,热岛强度年内变化幅度达4.30℃;(4)西宁城区候平均最高气温在春季和夏季表现为热岛效应,热岛强度平均为0.58℃,而在秋冬季表现为冷岛效应,冷岛强度分别为1.84℃。候平均最低气温全年均表现为热岛效应,其中夏季相对较弱为3.22℃,冬季表现最强达到5.11℃。     

兰州城市热岛效应特征及其影响因子研究

利用1958-2003年兰州及临近两个乡村气象站气温资料,研究了兰州城市热岛效应特征和导致热岛效应季节差异及其年代际变化趋势的主要气象因子。结果表明：近40多年来,兰州城市热岛效应一直呈增强趋势,热岛效应在冬季尤为显著;在日变化中以02：00热岛效应最为明显,而14：00效应较小。冬季逆温层、夏季城市下垫面对热岛效应的季节差异影响较大。城市发展导致热岛效应增强,而部分气象要素的年代际异常加剧了热岛效应。     

西北干旱区绿洲—戈壁资料同化数据集的建立与分析

利用美国气象环境预报中心和美国国家大气研究中心(NCEP/NCAR)共同开发的天气研究和预报系统WRF模式3.1版本,结合地球观测系统的中分辨率成像光谱仪EOS-MODIS反演的下垫面土地利用/植被类型资料,并同化2008年夏季金塔绿洲野外观测试验所取得的气象资料,对绿洲系统陆—气水热交换过程进行模拟,最终生成金塔高分辨率资料同化再分析数据集。此数据集包括黑河流域金塔绿洲2008年6-8月逐时水平分辨率1 km的土地利用类型、19层风温湿压、4层土壤温湿度以及地表植被覆盖、辐射分量、热通量等资料。同时,利用金塔绿洲观测期内的地表气压、地面气温和相对湿度实测值对该数据集进行初步验证,并分析了绿洲—戈壁系统的"冷湿岛效应"、平均大气环流特征和空气温湿度长期变化规律。结果表明,绿洲和戈壁下垫面的热力差异明显,绿洲和戈壁平均地表温度白天和夜间分别相差21℃和3℃;10 cm土壤温度白天最大相差17℃,并且绿洲比戈壁滞后3 h达到峰值;戈壁相对湿度比绿洲平均约低11%;白天绿洲的"冷岛效应"和"湿岛效应"影响高度平均可达2000 m和1500 m;夜间绿洲的近地层500 m以下则表现出弱的"冷岛效应";夜间绿洲上空的平均垂直气流为上升气流,白天出现大范围下沉气流,平均最大下沉气流速度可达-0.3 m·s-1。     

本溪地区温度场结构的客观分析方法研究

用客观分析方法研究本溪地区温度场结构 ,揭示城市热岛、热岛混合层、城市地面热岛和高空冷岛、城市垂直热岛、城市垂直冷岛存在的事实 ,为制定本溪地区环境综合整治提供依据。     

石家庄市环境形态的热效应分析

利用大量的观测资料，详细分析了石家庄市环境形态的热效应。结果表明，城市绿地对局地气温有调节作用；不同的下垫面地温有明显差异，沥青、水泥地面及建筑物等对城市增温有贡献；城市发展，建筑物和硬化路面增加，绿地减少等是城市“热岛”形成的主要因素。     

杭州湾地区城市群热岛效应的模拟研究

利用NCEP／NCAR再分析气象资料和卫星遥感资料,应用WRF模式,从热岛效应及其引发的辐合、辐散和降水变化等方面,对杭州湾地区城市群的热岛效应进行了模拟研究。根据近年杭州湾地区的地面遥感图像确定城市下垫面的范围,再结合相应的GIS数据,确定若干年后可能的城市范围;根据模拟数据计算得到月平均气候资料。结果表明,城市群扩张后,在杭州市附近出现了明显的气温高值区。夜间的城市热岛效应要比昼间明显。在杭州市附近出现不同方向的风矢量聚集,杭州市附近风向和风速改变较大。风场在城市扩张区域有较大的差值。城市热岛效应对降水量变化影响不大,但降水量有增大的趋势。