北京中央商务区(CBD)城市热岛效应的研究

利用2012~2013年北京中央商务区（Central Business District,CBD）加密观测资料,分析CBD区域城市热岛（Urban Heat Island,UHI）强度日变化和空间变化特征及其影响因子。研究发现,CBD区域气温高于周边自动站气温,平均偏高0.64℃;CBD区域城市热岛强度呈现夜间强、白天弱的现象,中午甚至存在“城市冷岛”现象。季节平均UHI日变化表现为:在夜间,秋季最强,冬季次之,春季和夏季较弱;在白天,夏季最强,冬季次之,春季和秋季较弱。相对于晴朗无风天气,雾、雨、大风等天气对城市热岛有抑制作用,并结合小波分析结果发现,秋季城市热岛强度强于冬季是由于冬季雾、雨、大风等天气过程发生比例较高的缘故。CBD区域城市热岛空间变化特征研究发现,花园、学校等绿地有助于缓解城市热岛效应。雾日、雨日和大风日的CBD区域城市热岛强度空间变化标准差比晴朗无风日小。     

太湖湖陆风背景下的苏州城市化对城市热岛特征的影响

利用南京大学区域边界层模式,选取苏州地区2006年8月12日晴天小风的天气作为背景天气条件进行算例的模拟。分析了该地区在湖陆风环流背景下的城市化进程对热岛特征的影响。结果表明:苏州地区的风场受大尺度系统、湖陆风环流和城市热岛环流系统的共同影响,且湖陆风环流的强度大于热岛环流。苏州地区的城市热岛影响高度可达400 m左右,且在背景风场的影响下,该地区的温度分布会体现出比较明显的下游效应特征,下游效应的距离可达10 km左右。这种下游效应在400 m高度以下比较明显,随高度的升高而逐渐减弱。20 a的城市化进程(1986—2006年)导致苏州城区地表感热通量增加了200 W/m²、潜热通量减少了200 W/m²、湍能增加了0.045 m²/s²、日平均热岛强度增加了0.4 ℃;热岛环流加强,并使白天混合层最大高度升高了400 m,但对夜间逆温层发展的影响较小。太湖湖陆风,使靠近太湖的苏州市郊的混合层、逆温层高度明显下降,但对距离较远的苏州市区的混合层、逆温层高度影响不大。且太湖的存在对于城市化进程导致的苏州地区热岛强度增加、地表湍流动能增加、感热通量增加、潜热通量减少的趋势有比较明显的缓解作用。     

南京市冬季市区和郊区晴天大气边界层结构对比分析

应用２００８年１２月２４—３１日南京市区和郊区同步大气边界层观测资料,对晴天大气边界层结构进行对比分析．结果表明：南京地区冬季晴天,市区近地面层气温高于江北郊区近地面层的气温,市区热岛效应明显,且热岛强度夜间大于白天;市区逆温出现的时间滞后于郊区,逆温层高度也大于郊区．夜间,市、郊区风速随高度不断增大,并在一定的高度出现一个８ｍ／ｓ的极值中心．市区空气相对干燥．通过典型日分析,市区１４：００干岛效应显著,相同高度上相对湿度一直低于郊区．在市、郊区近地面层中,愈近地面风速愈小;近地面层中白天风速最大,夜间最小;白天,大气层不 稳定,湍流混合作用强,上下层风速的差别趋于减小．市区风速在低层受建筑物影响,相同高度上小于郊区风速．     

城市人为热对北京热环境的影响

城市的人为热对城市热岛的产生有重要作用 ,通过对北京冬季的居民采暖排放废热、汽车排放废热和工业生产排放废热的估算 ,制定了考虑随时空变化的北京市人为热排放清单。利用北京大学城市边界层模式对北京冬季城市边界层结构特征进行模拟 ,通过考虑和忽略人为热的排放研究北京地面温度的变化 ,并通过几种方案减少人为热的排放对缓解城市热岛作用作出评价。     

合肥东南引风口对城区热岛调节作用的评估

通过观测资料分析，认为合肥市东南引风口的夏季通风作用对合肥市夏季城市热岛强度起到一定的调节作用。并通过热量平衡方程的数值模拟，分析了该区域下垫面状况的改变对合肥市区夏季平均温度的可能影响。     

上海市城区气温变化及城市热岛

利用上海市城区自动气象站观测资料和郊区气象站资料,对比分析了上海市城乡气温变化并分析了上海市的城市热岛特征。结果表明,上海市城区的气温分布有几个高温中心,分别位于北部的虹口体育馆、中部的静安区和西部的延安西路。夏季7月日平均气温在31.8℃以上,午后超过36℃。这些地方的日夜温差也大,夏季超过8℃,冬季仍在2℃以上,表明这是一种相对稳定的城市化加热分布。上海市城区气温日变化和年变化在各站间的差别不大,但明显不同于郊区,具有城市化的气候特征。上海城市热岛受城区和郊区气温变化的共同影响,由于城区和郊区气温变化不同步,故各有其独特的变化特征。上海城市热岛的日平均强度夏季7月大约为2.6℃,春季4月可达3.7℃,冬季1月在1℃以下。全年平均的热岛强度约为0.7℃。上海城市热岛的日变化为白天低、夜间高的多峰结构,午夜的高峰通常可达一天的最高值。上海城市热岛有明显的长期变化趋势,夏季7月的多年线性上升趋势超过0.05℃/a,但仍有继续增强的趋势。     

WRF/NCAR模拟的夏季长三角城市群区域多城市热岛和地表能量平衡

利用一个包含城市冠层效应的区域模式(WRF/NCAR),对长三角特大城市群的夏季气候效应进行了5 a(2003—2007年)高分辨数值模拟,通过长三角地区有无城市的对比试验分析,重点分析了城市群所造成的多城市热岛和地表能量平衡及其日变化特征。结果表明:城市化会导致显著的地表升温,但昼夜不同的升温幅度造成城市地表温度日较差的降低,以及部分郊区日较差增加;城市化也减小城市近地面风速,但沿海城市升温造成的热力差异,增大白天的海风并降低夜间的陆风。同时大范围城市群的热岛能够显著降低低层气压,导致部分海面风速持续的增加;城市下垫面具有很小的潜热通量,但感热通量和热存储量较大,白天的热岛逐渐增加,并在日落前达到最大,夜间热岛基本维持,但在日出前后迅速减弱;较大的入射短波辐射、较小的向下长波辐射和较低的10 m风速能够减弱白天的热岛,而增强夜间的热岛,并且使热岛峰值从17时延后至20时出现;反之亦然。     

1951—2017年鞍山市气温变化特征及城市热岛变化

利用建站以来鞍山站和海城乡村站的一日四次观测数据和逐日平均、最低和最高气温资料,对1951—2017年鞍山市年、四季和各月平均气温和极端气温变化特征及其变率进行了分析,并对鞍山城市热岛变化进行探讨.结果表明:1951—2017年鞍山市年平均最低气温的递增趋势最强、平均气温次之、平均最高气温最弱,且均通过显著性检验.19...     

地形与城市环流共同作用下的β中尺度暴雨

从中尺度天气动力学理论入手, 利用尺度分析的方法, 得到了地形与城市热岛共同作用下的β中尺度暴雨的一系列理论特征。利用北京地区稠密的地面观测网资料以及分布于距暴雨中心区不同距离的两部风廓线仪观测资料, 通过分析2006年夏季发生的3次β中尺度暴雨酝酿、 发生、 发展、 维持过程中的气温、 降水、 风场的配置关系, 对β中尺度暴雨的部分理论特征进行了验证。主要结论: (1) 由城市热岛形成的水平温度梯度有可能在靠近城区的山前迎风坡强迫产生相对独立的中尺度风的垂直切变, 由此产生的低空风的垂直切变是维系中尺度对流降水发生、 发展的重要条件。另一方面, 一旦迎风坡出现强降水, 将形成吹向迎风坡的风速与降水强度之间的正反馈现象, 这种正反馈过程对β中尺度暴雨的形成过程起到了重要作用; (2) 地形越靠近城区, 山前越容易形成强的水平温度梯度, 进而越容易出现低空风的垂直切变。形成强低空风的垂直切变的响应时间取决于水平温度梯度的强度; (3) 地形坡度越大的地方, 产生的上升运动越强, 中尺度系统的水平尺度越小, 对于地形坡度较为平坦的地方, 更有利于产生水平尺度较大的中尺度系统; (4) 一般情况下, 地形与城市热力过程造成的中尺度暴雨过程多发生于傍晚前后或凌晨前后。