城市生态学-第4章-城市气候.ppt

第4章 城市气候 4.1 城市气候的概念和特征 4.2 城市的热量平衡与城市热岛效应 4.3 城市的风场及局部环流 4.4 城市空气湿度和降水及水分平衡 4.5 城市大气污染及其与城市气候的关系 第4章 城市气候 4.1 城市气候的概念和特征 一、 城市气候的概念 英文名称：urban climate 1. 在城市受其下垫面和人类活动影响而形成的局地气候。 所属学科：大气科学（一级学科）；气候学（二级学科） 2. 在城市特殊下垫面条件和城市中人类活动的影响下所形成的一种异于城市周围地区的局地气候。 所属学科：地理学（一级学科）；气候学（二级学科） 3. 由于城市的存在产生了特殊下垫面条件和人类活动而形成的有别于区域气候背景的一种局地气候条件，是城市规划、城市建筑、城市生态调控、城市环境保护、城市医疗保健和城市灾害防控的基础。 所属学科：生态学（一级学科）；城市生态学、生态工程学和产业生态学（二级学科） 第4章 城市气候 4.1 城市气候的概念和特征 一、 城市气候的概念 4. 在城市受其下垫面和人类活动影响而形成的局地气候。 所属学科：资源科技（一级学科） 5. 在区域气候背景控制下，受城市特殊下垫面条件和城市人类活动影响而形成的一种异于城市周围地区的局地气候。 6. 城市气候是指大都市特有且与周围郊区有异的各种气候条件。 城市气候相对郊区农村气候来说是个气候岛。例如，城市热岛、干岛、雨岛、烟霾岛、雾岛等。 城市环境对城市气候的影响很大，城市气候是人类活动影响局部气候的典型表现。 第4章 城市气候 4.1 城市气候的概念和特征 二、城市气候的特征和地域范围 1. 城市气候的主要特征 （1）气温高 （2）湿度低 （3）风速小 （4）太阳辐射弱 （5）能见度差 （6）降水多 第4章 城市气候 4.1 城市气候的概念和特征 二、城市气候的特征和地域范围 1. 城市气候的主要特征 2. 城市气候的地域范围 城市气候涉及的范围主要包括: （1）城市覆盖层 （2）城市边界层 （3）城市尾烟气层 第4章 城市气候 2.城市气候的地域范围 （1）城市覆盖层（urban canopy layer） 城市建筑物屋顶以下至地面。这一层气候变化受人类活动影响最大,与城市规划、布局、建筑物密度、高度、几何形状、街道宽度、走向、建筑材料、空气污染浓度、人为热与人为水汽、绿化覆盖率及水系等因素有关。 （2）城市边界层(urban boundary layer) 由建筑屋顶向上至积云中部高度, 这一层气候变化受大气质量和参差不齐的屋顶热力和动力影响，与城市覆盖层进行能流与物流交换，并受区域气候影响。 （3）市尾烟气层(urban plume layer) 在城市下风方向还有一个城市尾羽层,这一层空气中的云、雾、降水、气温、污染物等均受城市中人的行为的影响。 （4）乡村边界层(rural boundary layer) 在市尾烟气层之下。 4.1 城市气候的概念和特征 三、城市气候的成因 1. 城市特殊的下垫面 城市建筑物覆盖面积和基础设施覆盖面积，人工硬化面积大比例高，光反射特性、热物理特性、地表粗糙度显著不同。 2. 特殊的气候环境 工业生产、交通运输、取暖降温、家庭生活等活动所释放出的能量，废气和尘埃，形成一个显著不同的气候环境。 3. 特殊的大气组成 由于大量气体和固体污染物排入空气中,明显的改变了城市上空大气组成，影响了城市空气的透明度和辐射能量收支。 4.1 城市气候的概念和特征 四、城市气候的变异因素 1.人造建筑因素：风格、体量、布局 2.人口因素：数量和分布 3.污染物因素：类型、数量、空间和时间分布 4.城市绿地：类型、面积、分布 5.城市景观空间格局：城市各类景观要素的数量、比例、布局、空间关系 4.2 城市热量平衡与热岛效应 一、城市热量平衡 1.城市热量平衡模式 Q=(S+H)*(1-a)+（G-E） 其中： S：城市太阳直接辐射 H：城市天空散射辐射 a：城市总反射率 G：城市大气逆辐射 E：城市地面辐射 4.2 城市热量平衡与热岛效应 一、城市热量平衡 2.城市热量平衡的特点 市区与郊区相比总的特点：总辐射减少，日照时数减少。 （1）城市总辐射(S+H)小，其中：S 减小，H 增加，但总辐射减少。空气污染，尘埃增多，大气混浊度增加，地面总辐射减少10—20% （也有数据，平均减小15—20% 。冬季甚至可达50%。 4.2 城市热量平衡与热岛效应 一、城市热量平衡 2.城市热量平衡的特点 （2）城市总反射率a减小，平均小10—30% （3）城市大气逆辐射G 大 （4）城市地面辐射E 大 （5）日照时数减少：5—15%。近50年东京年减少