下垫面对郑州城市边界层风的影响

根据１９９３年１月和７月郑州市中心测点和南郊郑州气象观测站同步观测的地面和边界层气象资料,分析了郑州城市下垫面对边界层风的影响。结果表明,在地面气压梯度比较小且天气晴朗条件下,郑州存在城市热岛环流。受城市热岛环流影响,郊区地面风向指向市区;边界层８００ｍ以下,城市上空吹偏西风时同一高度上南郊风向偏于城市风向左侧,吹偏东风时同一高度上南郊风向偏于市区风向右侧;１２００ｍ以上,城市上空吹偏西风时,同一高度上南郊风向偏于城市风向右侧     

福建省城市城区和郊区及高山酸雨观测的对比分析

以2002～2003年福建省14个城市和1个高山的酸雨监测数据为基础,结合850hPa高度上的风场资料,探讨了各城市城区和郊区及高山在不同条件下的酸雨污染状况,结果表明2003年福建省低层大气的降水为酸性.多数城市城区和郊区酸雨污染程度差异较大,城区降水酸度主要由局地污染源的化学属性所决定,郊区酸雨污染是外来污染源影响的结果;九仙山酸雨污染基本不受季节变化的影响,而多数城市受四季气象条件变化的影响;高空风向变化影响城市城区和郊区降水的酸碱性,而城市城区和郊区降水酸度的差异与局地污染源所处的位置有关.     

福建省城市城区和郊区及高山酸雨观测的对比分析

以2002～2003年福建省14个城市和1个高山的酸雨监测数据为基础，结合850hPa高度上的风场资料，探讨了各城市城区和郊区及高山在不同条件下的酸雨污染状况．结果表明：2003年福建省低层大气的降水为酸性．多数城市城区和郊区酸雨污染程度差异较大，城区降水酸度主要由局地污染源的化学属性所决定，郊区酸雨污染是外来污染源影响的结果；九仙山酸雨污染基本不受季节变化的影响，而多数城市受四季气象条件变化的影响；高空风向变化影响城市城区和郊区降水的酸碱性，而城市城区和郊区降水酸度的差异与局地污染源所处的位置有关。     

土地扩张对城市边界层风热环境影响的模拟研究——以沈阳市为例

利用WRF模式中的UCM+AH城市冠层方案,以2005年8月两个晴天为天气背景,对比研究了1993年与2005年不同下垫面情况下,沈阳市城市扩张对近地层风热环境及边界层的影响。结果表明:UCM+AH方案能够较合理准确地模拟出城市范围的2 m气温与10 m风速的日变化特征,且对2 m气温的模拟效果要优于10 m风速;模拟2 m气温的日较差偏大,模拟10 m风速系统性偏高0.5—1.0 m·s-1;城市土地扩张后,城区普遍增温,且夜间增温幅度较大,扩建城区夜间最大增温能达到7℃,老城区在夜间增温幅度最大可达3℃,上风向增温幅度较大;城区日间增温不明显,在0—1℃;城市土地扩张后,老城区风速普遍减小,但减小值1 m·s-1;扩建城区风速减小近1 m·s-1,城区内可能出现的高温辐合中心对周围近地层风速有加速作用;城市扩张对边界层最显著的影响体现在午后,城区的扩张增大了湍流动能的影响范围,湍流动能在数值上增加0.2—0.3 m2·s-2;扩建城区上空的边界层高度在14时抬升100—200 m,且下风向边界层内部的局地环流与垂直上升运动增强。     

北京稳定天气条件下城市边界层环流特征数值研究

采用科罗拉多大学和MRC／ASTER共同开发的区域大气模拟系统（RAMS）对北京地区稳定天气条件下的个例进行数值模拟,通过对数值模拟结果与观测事实的比较以及敏感性试验,分析了北京城市边界层环流特征和环流影响因子在环流发展过程中的作用。结果表明：①在山谷风环流和热岛环流相互作用下形成了北京城市边界层流场特有的局地环流。②热岛中心在决定边界层环流的辐合区位置上起相对较大的作用,边界层环流的强度和发展高度由山谷风强度和热岛强度共同决定。     

天津城市热岛效应对海风(锋)环流影响的数值模拟试验

利用中尺度数值天气模式TJ-WRF,通过对发生在天津城区的局地雷暴天气个例进行模拟,重点通过改变模式中下垫面土地利用类型进行敏感性模拟试验,研究天津城市热岛对海风(锋)环流强度及移动速度等的影响。结果表明:不同土地利用类型城市下垫面造成的城市热岛效应不同,当城市周边郊区下垫面土地类型改为城市建筑用地时,城市热岛效应更加明显且影响范围明显扩大;当城市下垫面改为旱作农地和牧场时,天津城区附近没有出现城市热岛效应。当海风(锋)环流向城区方向移动还未到城区附近时,城市热岛对其有明显加强和加速作用,城市热岛效应越明显其对海风(锋)环流的加强和加速作用越明显,海风(锋)环流移动加快的速度比没有城市热岛时快9.3km·h~(-1)。当海风(锋)环流移动到城区附近时与城市热岛环流相遇,海风(锋)环流受到城市热岛环流阻挡其移速又迅速减慢,其后侧气流南、北分支绕流和向上爬升现象变得明显,两环流相遇叠加后辐合上升运动也明显加强;城市热岛效应越明显其对海风(锋)环流的阻挡作用越明显,海风(锋)环流的移动速度减慢得越多,两环流相遇叠加后的辐合上升运动就越强。另外在向城区移动过程中,海风(锋)环流会使其经过地区低层空气增湿降温,但其后侧湿空气层厚度会因城市热岛效应的存在而明显减小;城市热岛效应越明显,海风(锋)环流后侧湿空气层厚度减小得越明显。     

屋顶绿化对城市降温效应的模拟分析——以南京市为例

利用WRF模式耦合单层城市冠层模式,针对屋顶绿化对城市降温效果进行了模拟,结果表明:(1)南京夏季绿化后的屋顶反照率约为0.15,较水泥及其他反光材料的反照率略小,在白天可造成约0.2℃的升温。(2)绿化后的屋顶热容量明显增加,可使白天气温下降0.33℃;在夜间,可使气温升高0.21℃左右。(3)在植被阻挡作用及土壤层阻挡作用下,屋顶的导热率降低。在白天,净辐射能很难向下层传递,从而转化为感热加热大气,造成气温升高。(4)土壤湿度的改变使更多净辐射能转化为潜热释放。在白天可使温度降低1.23℃;在夜间,平均降温幅度为0.44℃。除此之外,模拟不同季节的统计结果表明,屋顶绿化降温效果在夏季最为明显,最大降幅可达1.22℃,春季0.96℃,秋季0.75℃,冬季只有0.38℃。     

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。     

一次雾霾天气过程的污染影响因子分析

利用常规天气资料、自动气象站资料、观象台风廓线雷达资料及污染资料,分析了2005年11月2-5日发生在北京的一次持续雾霾天气过程中中低空扰动、山谷风以及城市热岛对PM10浓度的影响。结果表明:PM10对中低空的扰动很敏感,且扰动越靠近地面,层次越厚,污染指数下降越明显;城区PM10浓度明显高于清洁对照站定陵,但北京地方性山谷风对城郊浓度日变化有明显影响,当谷风加强时,定陵站浓度接近城区并有可能高于城区浓度,谷风有对城区重污染向郊区输送的作用;雾霾天气下热岛效应显著,热岛对PM10浓度的影响相对气象条件和人类活动的影响来说很小。     

广东边界层气象条件及对大气污染的影响

本文讨论了广东一些主要城市边界层污染气象条件及其与浓度分布的关系。发现城市空气污染的长期平均状况与污染系数有很好的相关。风向脉动方差能够反映出湍流扩散的强度;混合层厚度及通风量对大气污染也有重要影响。通过分析和统计,确立了最大落地浓度计算方程,能够较方便地估计不同条件下一次最大落地污染浓度。      

城市大气边界层的数值研究

本文利用能量闭合的二维非线性、非定常模式,结合地面热量平衡方程,研究了城市热岛和城市热岛环流以及其它相关的城市边界层参量的发展演变规律;同时探讨了在城市污染面源的情况下,污染物的扩散、输送问题.模拟结果得到了天津市城市热岛观测资料的证实.     

2009年5月29—31日呼伦贝尔市岭南霜冻成因分析

2009年5月29—31日受较强冷空气影响,呼伦贝尔市阿荣旗、扎兰屯市大部分乡镇连续3天出现霜冻天气,造成农田大面积受灾、农作物大面积死亡。阿荣旗建站以来终霜冻最晚日期为1958年5月28日,此次霜冻创历史极值。文章就这次霜冻天气的成因进行分析,寻找霜冻的预报指标,为今后预报霜冻提供参考依据。     

天津地区城市热岛环流与海风环流相互作用的研究

利用中尺度数值模式（TJ WRF）模拟资料及天津加密自动气象站资料等,选取几个典型天气过程（城区附近局地强雷暴天气过程、受海风影响明显的无天气过程）个例,分析研究天津城市热岛环流与海风环流的空间结构特征及相互作用;重点对城市热岛环流与海风环流相互作用触发局地强雷暴的机制进行分析。结果表明：城市热岛环流的伸展高度基本在800 hPa 附近、空间范围约为20 km、环流内有弱的辐合上升;海风环流的伸展高度在800~750 hPa、空间范围40~60 km,海风环流前沿海风锋的伸展高度为950~900 hPa,垂直上升速度平均为0.2 m·s-1 ,略强于城市热岛环流。海风环流对城市热岛环流有明显消弱作用,城市热岛环流对海风环流有一定的阻挡作用,其阻挡的程度与城市热岛环流强度有关。随海风环流向内陆推进,海风环流与城市热岛环流相遇出现叠加,叠加后的辐合上升运动明显加强,最大上升速度可达0.6 m·s-1,并在不稳定天气形势条件下能触发局地强雷暴天气的出现。     

沿海城市建成区热力作用对局地环流影响的CFD模拟研究

基于计算流体力学(CFD)模拟开展了一系列理想数值试验, 分析了城市建成区的热力作用对局地环流的影响, 模拟结果表明: 在没有背景风的情况下, 城市热岛效应可破坏海陆环流的固有转换模式, 使近地面风场总是在城市建成区上空辐合; 在有微弱背景风的情况下, 热岛效应也会导致近地层风场出现线型辐合。而城市上空总是容易出现辐合风场, 可部分解释城市局地高污染带形成的物理机制。      

Local Winds In A Valley City

Local winds were studied around a valley city, by using a high resolution two-dimensional mesoscale model forced by surface temperatures from a measurement campaign around Lanzhou City, China, during stagnant conditions. In the simulations nighttime winds are purely katabatic downslope winds without urban effects, despite the fact that the city is 6–7°C warmer than its surroundings all night. In contrast, daytime near-surface winds result from upslope flow resisted by an opposing simultaneous urban heat-island circulation (UHIC). Hence winds remain weak and variable around a city in a narrow valley during daytime. These conditions may lead to severe air quality problems day and night.The local circulations are sensitive to the widths of the valley and/or city,and also latitude, as is demonstrated by model experiments. Interestingly, in a flat and calm environment an extratropical daytime UHIC cell may turn into a weak `anti-UHIC' by the morning, due to frictional decoupling after sunset and subsequent inertial oscillation during the night, analogously tothe land breeze and nocturnal low-level jet formation.     

青岛百年气温变化及其影响因素分析

利用青岛百年月平均气温资料,用统计方法分析了青岛气温的变化特征。从全球变暖、大气环流、ENSO事件、青岛经济发展以及城市热岛效应等方面分析了这些要素对青岛气温的影响。结果表明：青岛的气温变化趋势与我国华北地区基本一致,但青岛在20世纪初期的寒冷期要比华北地区长10 a左右,青岛的百年升温幅度高于全国和我国北方省份,春季气温升幅与全国相比偏大;西伯利亚高压与青岛冬季月平均气温呈显著负相关,西太平洋副热带高压与青岛夏季气温的相关性除8月外均不显著,北极涛动指数与青岛1—3月气温相关较为显著;ENSO事件与青岛年平均气温相关不显著。     

昆明城市气候特征

利用云南大学观测点与昆明国家气候基准站的资料进行对比分析，发现昆明的热岛强度干季大于雨季，冬季大于夏季，日基本上具有夜间强，白昼弱的特点，干岛强度同样是干季大于雨季，冬季大于夏季，日变化特占在雨季为夜间弱，白天强，在干季则反过来为夜间强，白天弱，同时提出了一些意见供有关部门参考。