城市气候学05.pptVIP

人为热量 在中高温度城市，特别是冬季，城市中排放大量的人为热是热岛形成的一个重要因素。 城市热岛冷季比暖季大，工作日热岛强度比休假日大，都说明人为热因子在起主要的作用。 * 温室气体 二氧化碳（CO2） 水汽(H2O) 甲烷(CH4) 氧化亚氮(N2O) 氯氟烃(CFC3) * 大气污染 白天，城市大气中悬浮颗粒物的“阳伞效应”对城市覆盖层白昼增温不利。 夜晚，这些颗粒物形成“雾障”，笼罩在城区上空，增加长波逆辐射，对加强夜间城市热岛强度有利。 * 天气形势与气象条件 气压梯度 稳定的气压梯度小的天气形势有利于热岛的形成， 不稳定的气压梯度大的锋面天气则不利于城市热岛的形成 温度层结稳定度 空气层结不稳定，城市与郊区空气的水平和垂直方向的混合作用强，热岛效应不明显。 空气层结稳定，城郊间空气的混合减弱，出现了热岛。 风速大小（临界风速） 云量多少 * 5.城市热岛的影响 * 使城市气候舒适度变差 * 加重能源消耗（比如增加对降温电器的使用） * 加重空气污染 * 增加水资源消耗 * 增加病菌繁殖的条件 * 对城市生存物种会影响生态平衡 * 影响城市的风场和降水等 * 减轻城市热岛效应的主要措施 要开发和保护好城区的绿地、水体面积。 在城市发展的同时，要控制城市人口密度、建筑物密度。 加强城市通风 减少人为的热释放,尽量将民用煤改变为液化气、天然气，集中供热也是根本对策。 * 附1. 北京城市热岛与土地利用覆盖变化的关系 研究区范围 * 地表温度与NDVI的关系研究 * 1997 2001 2004 北京土地利用/覆盖类型的遥感分类 * 北京夏季热岛的空间格局分析 1997 2001 2004 * 地表温度与土地利用/覆盖类型的关系 * 不同土地覆盖类型在各温度等级中的数量分布特征 * 附2. 北京城市化发展与城市热岛效应变化的关系 * 城市绿地变化分析 北京市热岛分布及变化特征 * 城市热岛效应与绿地、城市规模的关系 * * 第五章 城市气温场 * 主要内容 城市热岛效应 城市热岛强度的周期性和非周期性变化 城市热岛效应的地区差异和垂直结构 城市热岛的形成 城市热岛的影响 * 1.城市热岛效应 城市热岛(urban heat island) 城市内部气温比周围郊区高的现象，城市气候中最典型的特征之一，无论是在中高纬度或低纬度地区，这一现象均普遍存在。 * 城市热岛 定义：城市所发出的巨大热量，使得城区成为好比在冷凉郊区农村包围中的温暖岛屿。 * 1.城市热岛效应 城市热岛效应可以从两个方面来分析： （1）同一时间城市和郊区气温的对比 （2）同一城市历史发展过程中气温的前后对比 * 城市热岛温度剖面示意图 * （1）城、郊气温对比 （1）城、郊气温对比 ?Tu-r—热岛强度=同时间同高度(离地1.5m)热岛中心与近郊的气温差值。 “城市热岛”矗立在农村较凉的“海洋”之上, 国内外均如此: 冬季傍晚上海市区比郊外要高2~5?C; 巴黎城中心年均温比郊区高1.7?C * （2）城市发展过程中气温的前后对比 随城市化发展, 市区呈现出越来越暖的趋势. 如东京历史时期气温逐年变化可分三个阶段 1920~1942年: 气温变化趋势逐年上升(城市发展) 1942~1945年: 气温变化趋势逐年下降(值第二次世界大战期间, 东京城市受到大规模的破坏, 城市热岛效应不存在) 1945~1967年: 气温变化趋势逐年上升(战后城市建设迅速恢复, 气温又开始回升) * 日本东京1916~1965年年平均气温的变化 * 半个世纪来惠州气温的变化特征 * * * 2. 城市热岛强度的变化 （1）周期性变化 日变化 年变化 周变化 （2）非周期性变化 * （1）城市热岛强度的周期性变化 日变化: 夜晚强, 白昼午间弱 年变化: 冬秋两季比夏春两季表现更明显, 可能归因于冬季城市取暖耗能较多, 释放大量人为热量 周变化: 明显受工休日周期影响, 周末弱, 周内强 * 蒙特利尔夏季热岛强度的日变化 (无云无风天气) 逐时降温率?T/?t (?C.h-1) 热岛强度?Tu-r (?C) 城市 乡村 * 维也纳城市和郊区气温差值的日变化 * 美国两座城市冬季热岛强度?Tu-r(℃)的周变化 * （2）城市热岛强度的非周期性变化 临界风速：风速大则热岛效应小，超过临界风速时则消失 云量：强热岛大多出现在无云的天气状态下 * 北京地区热岛消失的临界风速 * 3.城市热岛效应的地区差异和垂直结构 （1）城市热岛强度的地区差异 城市热岛强度与城市的布局形状、城市地形等有密切关系。团块状紧凑布局，城中心增温效应强。条形分散结构，城中心增温效应弱。 盆地或凹地，由于风速小，热岛效应特别强，这里不仅抵消了冷空气的下沉作用，反而成