南京地区城郊降雨差异特征分析

利用2009—2013年南京市71个加密自动气象站逐时降水观测资料,对南京地区城郊降雨差异的特征进行了分析。结果表明:南京地区城市"雨岛效应"存在明显的季节差异,城市"雨岛效应"集中出现在6—8月,尤其是7月和8月,而南京地区其他季节城郊降雨无明显差异。对于不同量级的降雨,南京地区小雨、中雨和大雨的降雨量城郊差异均不显著;而城市化使南京地区6—8月暴雨和短时强降水的城郊差异较明显,城区暴雨发生频次和强度及短时强降水的发生频次均高于周边郊区,易形成城市洪涝灾害。城市化进程对一般性降雨的城郊差异影响较小,但城市化使城区夏季暴雨和短时强降水等灾害性降水事件明显加强。     

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。     

城市气候效应研究进展

城市是人类社会发展的必然产物.随着城市的快速发展,城市气候效应凸显,并对社会经济可持续发展和人体健康等造成影响.基于国内外已有的研究成果,综述了城市气候效应,包括城市热岛效应、雨岛效应、混浊岛效应、于岛效应和雷暴岛效应的研究历史、现状及其与城市化、天气气候变化的相互关系,并对未来城市气候效应的研究方向及技术方法进行了展望.     

城市化对咸宁地区风速和相对湿度的影响分析

利用1981—2014年的地面观测资料、NCEP/NCAR再分析资料,根据卫星数据实现城郊站点分类,选取赤壁站作为城市站,崇阳站作为郊区站,分析咸宁地区相对湿度和风的年和季节变化特征,并采用UMR(Urban Minus Rural)方法和OMR(Observation Minus Reanalysis)方法定量解析城市化对咸宁地区相对湿度和风速的影响。结果表明:近34年来城区和郊区的风速分别以-0.18 m·s~(-1)/10a和-0.05 m·s~(-1)/10a的速率逐渐减小,UMR值(城郊距平差)的变化趋势为-0.13 m·s~(-1)/10a,对应的城市化贡献率为75%,城市化对风速的影响在夏季最为明显,其贡献率为100%。近34年来城区和郊区的相对湿度分别以-1.34%/10a和-2.49%/10a的速度减小,且郊区减小的幅度大于城区的,近10年来城区的相对湿度开始大于郊区的,城市化对咸宁地区相对湿度的影响表现为由"干岛效应"向"湿岛效应"的转换,且"湿岛效应"在夏季表现最为明显。利用UMR和OMR方法计算的风速和相对湿度的变化趋势较为一致,但UMR计算结果表明城市化对风速减小及相对湿度增加的影响更为显著,能更好地反映城市化进程对咸宁地区相对湿度和风速的影响。     

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。     

北京地区降水空间分布及城市效应分析

利用1971-2010年北京地区20个测站降水资料和城市发展数据,分析了北京地区降水的大尺度变化趋势及局地降水的城市效应特征。结果表明:(1)北京地区年降水量具有大尺度变化特征,其线性倾向率为-9.12 mm·(10a)-1;(2)城市化缓慢期城市对降水影响不明显,而快速发展期则表现出明显的雨岛效应,城市化不仅使雨岛增强,还对城市下风向降水有一定影响;(3)受盛行风及热岛环流的共同影响,北京地区不同季节局地降水表现出不同的分布形态;(4)城市化过程对城区局地强降水日数存在增加效应。     

承德市干湿岛效应及其城市化影响分析

提出用城市站与郊区站相对湿度的差值作为干湿岛强度指标,利用趋势分析等统计分析方法,分析了承德市1964—2007年的空气湿度变化及城市化影响,结果表明：承德市近44 a空气湿度呈明显增加趋势,尤以近10 a最为明显,且由1988年以前的干岛特征逐渐转成了近10 a的湿岛特征,以夏季、秋季的湿岛效应最为明显,湿度场的明显变化主要来源于城市化影响。     

北京地区大气湿度变化及城市化影响分析

应用北京20个常规气象站1976—2015年逐日观测及同期北京城市发展数据,并借鉴一个新的城、郊区代表站点分类方法,分析了北京地区相对湿度的分布、变化特征及其对城市化的响应。结果表明:(1)北京地区相对湿度的空间分布不均匀,城市化发展早期相对湿度的分布主要受地形影响,城市化程度较高的年代城市效应的影响更为明显,(2)近40年来北京地区平均相对湿度呈现下降趋势,线性倾向率为-0.9%·(10 a)~(-1)。城区相对湿度的下降速率比郊区大,城、郊差异主要表现在20世纪90年代以后;(3)近40年来北京城市干岛强度呈上升趋势,线性倾向率为1.3%·(10 a)~(-1),城市干岛效应在季节分布上以冬季为最强,秋、春季次之,夏季较弱。检验表明自1995年以来北京干岛效应呈现出更为明显的增强趋势;(4)北京城市干岛效应与城市化进程有密切联系,其与北京城市化率及城市热岛强度之间具有显著的高相关性,相关系数分别高达0.87和0.86。     

城市化对重庆市主城区局地气候的影响

利用气温、降水量、相对湿度、日照时数等气象资料,以及土地利用资料和空气质量资料,分析了重庆市主城区1970—2019年各气象因子的变化趋势,以及城市化进程对局地气候变化的影响。结果表明：气候变化背景下,重庆市主城区呈温暖化、干燥化趋势,城市化加剧了这一趋势,并导致降水波动性增大,极端降水事件增多。主城区的城市化气候效应强度均呈上升趋势,夏季上升趋势最明显,其中热岛强度和雨岛强度变化显著,市区气候受城市化影响高于近郊。热岛效应、干岛效应的出现主要由热排放和土地利用面积的增加导致,气温的上升与建设用地的扩张对雨岛强度的增加作用明显,空气质量的改善及气温升高有效削弱了市区的暗岛强度。为减缓城市化带来的气候风险,应进一步优化城市能源、产业结构,保护水体、绿地等自然下垫面,建设海绵城市与地下水库工程。     

中国不同纬度城市群对夏季短期高温天气影响的模拟研究

本文利用中尺度WRF v3.2模式,通过改变中国东部京津冀、长三角、珠三角3个典型城市群下垫面类型,对大规模城市化效应进行模拟研究,探究不同纬度(不同背景环流场)不同规模的城市群发展对短期夏季高温天气的影响及可能机制,结果表明:大规模城市化后,城市扩展区近地层(地表2 m)气温均出现显著升高,城市化率越高,城市扩展面积越大,中心升温值越显著,最大升温超过了1.8℃,在不同背景风场的作用下,升温范围都向下风区扩展,长三角地区城市扩展造成的升温比京津冀强,又强于珠三角地区;城市化改变城区湿度状况,使城区出现显著干岛,湿度响应具有显著的局地性,温湿空间分布有很好的对应关系,城区整体呈现出"干暖"趋势;城市化改变地表能量平衡,使感热通量增加潜热通量减少;调整降水分布,使主城区降水较少。     

乌鲁木齐市热岛强度分布与植被覆盖相互关系的遥感研究

应用TM遥感影像对乌鲁木齐市城市热岛强度分布进行了提取并探讨了提取方法，在此基础上使用遥感的方法进行了城市热岛强度分布与植被覆盖相互关系的研究。结果表明：TM遥感数据对于城市热岛的研究十分有益，热岛强度的分布与植被覆盖有很好的相关性。     

The chemistry of heavy haze over Urumqi,Central Asia

A sampling campaign of aerosols over Urumqi from 2001–2007 and soil samples in the surrounding areas were carried out to investigate the severe air pollution in Urumqi, a typical inland city, located in the center of Asia. Urumqi is one of the heavy polluted cities in the world, as the days of haze spanned over one third of the year and accounted for 60–80% of the heating period for the past 6 years. High concentration of fine aerosols, frequent occurrence, and rapid formation of heavy haze were the three main characteristics. With comparison of the pollution elements, As, Cd, and S, and the ratio of Ca/Al in aerosols and soils in those sites located on the south of Jungger Basin as tracers, it was found that As, Cd, and S highly enriched in the aerosols over urban Urumqi were not only from the re-suspended road dust but also from the soil transported from south of the Jungger Basin. Different from the most cities in China, the high concentration of sulfate in Urumqi was partially from the primary soil dust transported from the surrounding areas. The mixing of the local anthropogenic aerosols with the soil transported from outside the city was the main source of the high sulfate concentration. Ammonium salts were higher than the summed equivalents of SO₄²⁻, NO₃⁻, and Cl⁻ in Urumqi and much higher than that in other Chinese cities. The total water soluble ions and the total ammonium salts were as high as 57.8% and 51.0% in PM_2.5. The high concentration of soluble salts with high hygroscopicity, especially ammonium and sulfate salts, were the main factors contributing to the heavy haze over Urumqi.     

Synoptic Typing and Its Application for Evaluating Climatic Impact on Air Quality in Urumqi

An automated procedure employing principal-component analysis and a two-stage cluster analysis was developed to classify the synoptic meteorological conditions prevailing over Urumqi, one of the most heavily polluted cities in the world. Six clusters representing different circulation patterns and air-mass characteristics were classified using surface- and upper-meteorological variables during the heating period from 2001 to 2008, and the relationships between synoptic clusters and air quality were evaluated. The heaviest air-pollution episodes occurred when Urumqi was in either an extremely cold, strong anticyclone or at the front of a migrating cyclone, both with light winds, wet surface air, and relatively dry upper air. Moderate pollution was seen when Urumqi was in the pre-cold/cold frontal passages with lower temperatures and light winds or moderate anticyclone with relatively warmer, drier air. When Urumqi was at the front of a migrating anticyclone or in a weak anticyclone with moderate winds and most warm, dry air, or in the cold/post-cold frontal passages with relatively strongly northerly airflows and precipitation, relatively good air quality could be seen. These results suggest that air pollution in Urumqi is very closely related to the synoptic meteorological conditions, which provides an important basis for not only the prediction and control of urban air-quality problems here but also for the analysis of the differential impacts of weather and pollution on human morbidity.     

乌鲁木齐冬季黑碳气溶胶污染特征初步研究

利用2010年2月乌鲁木齐大气成分观测站黒碳仪观测数据,结合散射系数及常规观测资料,对乌鲁木齐冬季黑碳气溶胶浓度变化特征进行了分析,并通过气流后向轨迹进行了来源分析。结果表明：(1)观测期间BC质量浓度日平均值为12707±4673 ng.m-3,浓度变化范围为4916~22997 ng.m-3,散射系数日均值为1086±561Mm-1,变化范围为350~2232 Mm-1。BC质量浓度和散射系数日均值变化趋势基本一致;(2)BC质量浓度日变化具有明显的峰值和谷值,峰值分别出现在9~11时和20~22时,谷值分别出现在4~6时和16~18时,散射系数与BC质量浓度日变化趋势基本一致,相对其有一定的滞后。春节期间燃放烟花爆竹对空气污染物浓度上升有明显作用,显著影响BC质量浓度日变化规律;(3)乌鲁木齐冬季大气层结稳定,污染物不易扩散,风速和降水对黑碳气溶胶浓度具有明显的稀释作用。在乌鲁木齐特殊的地形和气象条件下,本地源排放与来自周边城市群污染物输送的叠加使得污染更加严重。     

乌鲁木齐机场东南大风数值预报及地形敏感性试验

利用WRF模式和GFS资料对乌鲁木齐机场一次东南大风天气进行了预报和地形敏感性试验。模式预报的结果表明:WRF模式对东南大风的起风时间、持续时间、风速大小等方面有较强的预报能力。地形敏感性试验表明:1乌鲁木齐市区与机场300m左右的高度差对机场风速的影响很大;2机场上空下沉运动的强弱与东南大风的强弱有很好的对应关系;3机场东南大风的风速变化并不总是与峡谷两端气压梯度力的变化同步。此次东南大风天气的产生是低空动量下传、狭管效应和下坡风共同作用的结果。动量下传主要出现在海拔2000m以下的高度,下坡风主要出现在海拔935m以下的高度。     

新疆中天山一次城市暴雪过程诊断分析

采用NCEP逐日4次1°×1°再分析资料和Micaps常规观测等资料,对2011年3月发生在新疆中天山城市暴雪过程进行天气学诊断分析。诊断计算包括：中尺度分析、水汽通量、水汽通量散度、水平散度、垂直速度、高低空风场、螺旋度、假相当位温等。结果表明：暴雪是南北两支锋区在中亚地区交汇后东移发展造成的,降雪前乌鲁木齐城区出现东南大风,地面强烈减压升温为暴雪天气触发不稳定能量提供了热力条件,500 hPa有＞30 m·s^-1的西南急流,700 hPa存在低空切变,散度和垂直速度表现为明显的高层辐散、低层辐合的对称结构。降雪强盛期整层呈现上负下正的垂直螺旋度对,θ_se低能舌伸至200 hPa,700 hPa至400 hPa维持θ_se高能舌区,湿层厚度高达300 hPa。这种物理量场的配置有利低层湿空气聚合及向上的抬升运动,为暴雪的产生提供了必要条件。此次冷空气以偏西路径影响城区,在冷空气明显的条件下,受城市热岛效应影响,强降雪容易发生在温度较高的城区,同时降水中心倾向于出现在锋区的位置。     

Evolution of Meteorological Conditions during a Heavy Air Pollution Event under the Influence of Shallow Foehn in Urumqi,China

The air pollution in Urumqi which is located on the northern slope of the Tianshan Mountains in northwestern China,is very serious in winter. Of particular importance is the influence of terrain-induced shallow foehn, known locally as elevated southeasterly gale(ESEG). It usually modulates atmospheric boundary layer structure and wind field patterns and produces favorable meteorological conditions conducive to hazardous air pollution. During 2013–17, Urumqi had an average of 50 d yr^–1...     

红雁池二电厂配套输出工程区设计风速推算

分析了乌鲁木齐、达坂城、红雁池气象哨三站的大风资料知:红雁池与乌鲁木齐风速之间的线性关系较好,因此用乌鲁木齐气象站大风资料,订正红雁池气象哨大风序列。又根据风随高度变化的规律及极值I型分布函数,计算出红雁池气象哨10m、15m高度处不同重现期10min平均最大风速和瞬间极大风速,从而进一步推出工程区构筑物所能承受的设计风速。     

乌鲁木齐市冬季严重污染日的环流分型特征

根据2000-2008年冬季逐日08时高空500 hPa、地面天气图和官方网站发布的乌鲁木齐市逐日大气污染指数API值,分析了全市大气污染概况及季节分布、月际变化特征,研究了环流形势对全市空气质量的影响。结果表明：影响乌鲁木齐市的环流形势分为高空7型和地面5型,分析各型环流形势与冬季严重污染日相关性;最易引发冬季严重污染的环流形势是高空脊中型、地面低压型,其次为脊前型或空档型、地面高压后型。     

一次造成乌鲁木齐市电网瑶线铁塔倒塌事故的气象原因分析

为了解2004年11月24日乌鲁木齐市两座电网瑶线铁塔倒塌事故的气象原因，通过实地调查，并对高低空环流形势场、加密气象站信息等进行了分析。结果表明，乌鲁木齐地区不同地理位置风速差异很大，红雁池和头屯河区瞬间极大风速分别比市区大12．8m／s和18．4m／s。纠正了过去认为东南大风的强中心只出现在红雁池附近的说法，为今后制作大风分区预报提供了参考，也可为城区高层建筑及相关设计规范的修正提供借鉴。