城市热岛时空特征及其影响因素

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1、第! “卷!第!期气象科学# $ % % % $r1Q I K研究美国! 9个城市热岛! 发现一年中热岛最强列发生在“(9月)8*%城市热岛强度不但有周期性变化! 而且还有明显的非周期性变化%引起热岛强度非周期性变化的原因主要是与当时的风速$ 云量$ 天气形势和低空气温直减率有关! 主要表现为风速越大! 云量越多!天气形势越不稳定! 低空气温直减率越大! 热岛强度就越小! 甚至不存在热岛%!# “!水平分布 通常对城市热岛水平空间分布的理解是早期1 J I概括的城市热岛气温剖面图“ 图7# 从郊区到城郊结合部! 气温陡升! 被称为“ 陡崖# $H % D X X% U I ; V% J% s

2、K $ E? K T I 6采用城市横穿断面方式! 从市中心至郊区选择一条样带! 分析其热岛分布! 得出其季节空间轮廓遵从 于1 J I描述的气温空间分布(:)在市区内部! 根据热岛的水平分布形状! 我们将其抽象为以下几种范式$ 图!% *$7% 单中心式在微风$!“)C,E% 下单一类型(“)!# 的研究表明空气辐射温度$ 通过热辐射计距地面8C% 与气温$ 距地面7 Q ; E D C ;!* K Y E ; U:遥感 数据研究日本冬天夜晚地表温度与气温的关系! 发现前者对后者的影响与大气边界层温度的平均直减率$C I ; K% ; 5 E I6 ; U I% 相关(7 8)表7!热岛垂直

3、空间分布. ; S % I7!# I 6 U D H ; % Y D E U 6 D S V U D $ K$ XV 6 S ; K I ; U D E % ; K Y热岛类型位置空气热岛城市边界层热岛!建筑物顶层到边界层顶城市冠层热岛!地面到建筑物层顶地表热岛地表地下热岛地表! 以下“!产生原因及影响因素城市热岛形成的原因可简单的归结为内部因素和外部因素伴随城市化的人为作用是形成城市热岛的内部因素 5$ X H 6 $ E E A E I H U D $ K$ X U I U G 5 D H ; %?_ ,!C $ Y D X D I Y; X U I 61 J I“7 B 9 “#!图!城

4、市热岛水平分布类型M D T % Y D E U 6 D S V U D K TU G 5 I E$ XV 6 S ; K I ; U D E % ; K Y! 放量达到同期太阳净辐射的8倍 % D K I 6 D ; % H $ K Y V H U D W D U G UH ; 5 ; H D U G K T % IC I U A$ Y 6 C6 D Y T I 6 ;城市由于是新建而且规划科学! 比, E U ; K S V %具更高比例的绿地面积! 所以!, E U ; K S V %热岛更为强烈“! 8#$李延明等%! ( ( ) K T % I-E H ; U U I 6 5 % $

5、 U!E $ Q D K TU I; 5 5 6 $ F D C ; U II F U I K U$ X ; G 5 $ U I U D H ; % I K W I % $ 5 I$ X 6 I C $ U I % G A E I K E I Y5 D F I % EH $ 6 6 I E 5 $ K Y D K T U $;6 I T D $ KH $ K U ; D K D K T;H $ C 5 % I U I6 ; K T I$ X E V 6 X ; H I6 ; Y D ; K U U I C 5 I 6 ; U V 6 I!W I T I U ; U D $ KH $ W I 6

6、; K YE V 6 X ; H IE $ D %Q ; U I 6%E V 6 X ; H IE $ D % C $ D E U V 6 I; W ; D % ; S D % D U G % V I E 6 J I K I Y6 D T UI Y T I D E U I,Q ; 6 CI Y T I- !; K YU I; 6 6 $ Q E D K Y D H ; U I U I G 5 $ U I E D I Y C D T 6 ; U D $ K$ X ; KV 6 S ; K D D K T5 D F I %!“# !大气污染 城市大气中悬浮的颗粒状污染物以及浮尘! 往往容易形成雾障

7、$这些雾障在白天吸收或散射太阳辐射!但夜间阻碍并吸收地面长波辐射! 增加长波逆辐射! 使得城市冠层长波净辐射损失减少$同时! 城市中+ 1 !( 排放增加! 加重这种温室效应$“# U!城市格局的影响 城市格局与形状一直被认为是影响热岛效应的重要因子! 城市空间形态对地表温度及气温的影响被广泛研究“! :(! #$前期研究主要集中在) 城市街谷* 的形状对热岛的影响$1 J I%7 B 9 7 K Y- % D ; E E $ K%7 B B % $/ % U $风速超过:C+EO7# 热岛就消失了,3 $ K Y $ K在风速低于7 !C+EO7仍然存在$在平静的夜晚# 热岛强度与云量负相关

8、# 因为云量增加可以降低乡村辐射降温$表8!不同大小城市的热岛发生时风速极限值!8 8“. ; S % I8!3 D C D U D K TQ D K YE 5 I I Y E X $ 6$ H H V 6 6 I K H I$ X I ; U D E % ; K Y D KH D U D I E$ XY D X X I 6 I K U E D I城市人口%i7 (8 K Y9: ( (7 !0 $ K U 6 I ; %#+ ; K ; Y ;!( ( (7 7a 6 I C I K#4 I 6 C ; K G) ( (9_ ; C D % U $ K#+ ; K ; Y ;8 ( (-92

9、 I ; Y D K T#- K T % ; K Y7 ! ()-“c D C ; T ; G ;# ; 5 ; K: (:= ; % $/ % U $#? K D U I Y* U ; U I E8 88-:% % $c=; K Y. IV 6 S ; K I ; U D E % ; K Y U I C 5 I 6 ; U V 6 IS D ; E U V 6 IH 6 $ E E A E I H U D $ KX I ; U V 6 I E D K; KV 6 S ; K; 6 I ; 6 H #! ( ( 7#: 9 U V 6 I U 6 I K Y E; K YV 6 S ; KI

10、X X I H U E; U= ; 6 D E D C D I 6 c 6 G E D J#c 6 G E UM $ 6 U V K D ; J % ; K YE 5 ; U D ; % H ; 6 ; H U I 6 D E U D H E $ X U IV 6 S ; K I ; U D E % ; K Y$ X3 $ Y #= $ % ; K Y 6 Y- % D ; E E $ K KK $ H U V 6 K ; % U I C 5 I 6 ; U V 6 I E#E U 6 I I UT I $ C I U 6 G; K Y % ; K YV E I U D E % ; K Y E

11、 X 6 $ CU 6 I I H $ ; E U ; % H D U D I E ; K Y U IV U D % D U G$ X E V H Y ; U ; D KV 6 S ; KH % D AC ; U $ % $ T G U D $ K ; % $ V 6 K ; % $ X2 I C $ U I* I K E D K T#7 B 9 B#7 ( ; 6 $ K D#_ % 6 ; Y D $ C I U 6 G; E;U $ $ % X $ 6C $ K D U $ 6 D K TC D H 6 $E H ; % IE U 6 V H U V 6 I E$ X U IV 6 S

12、; K I ; U D E % ; K Y I %/ H I A ; D 6 U I C 5 I 6 ; U V 6 I 6 I % ; U D $ K E D 5 E D K U IV 6 S ; KI K W D 6 $ K C I K U $ X= $ I K D F#/ 6 D $ K ; 5 G#7 B B !#7 8$!% Y ; E* ; ; 6 $ K D#- G ; %a I K A $ 6#/ 6 D I a D U ; K#I U; % U D ; %Y D E U 6 D S V U D $ K; K YC D H 6 $ E H ; % IH ; 6 ; H U I

13、6 D E U D H E$ X U IV 6 S ; K I ; U D E % ; K YD K. I % A; W D W#, E 6 ; I % K Y E H ; 5 I; K Y? 6 S ; K= % ; K K D K T#! ( ( (#) 9 Q ; E D C ;*#, E D Y ;.#0 D K $ C V 6 ;0#r 0 D Q ;. U D $ K ES I U Q I I KE V 6 X ; H I U I C 5 I 6 ; U V 6 I; K Y; D 6 U I C 5 I 6 ; U V 6 I$ K; % $ H ; % E H ; % IY V

14、 6 D K TQ D K U I 6K D T U E % $ X/ 5 5 % D I Y0 I U I $ 6 $ % $ T G#! ( ( (#8 B J ; 6 ; J ; % K I ; U I K W D 6 $ K C I K U ; K YV 6 S ; KE V E U ; D K ; S D % D U G W I K ; Y I #c I D E V J I_ ; K ; J D#= I 6 I 6a ; H H D K D C D H E; K Y* V E U ; D K ; S D % D U G Y I C D H= V S % D E I 6 E#! ( (

15、 ! K I ; U D E % ; K Y$ X_ $ V E U $ K#. I F ; E U D $ K ; % $ V 6 K ; % $ X2 I C $ U I* I K E D K T#! ( ( !#! 8$7 8% H U $ 6C I ; E V 6 I C I K U E D KY $ Q K U $ Q K* ; % U3 ; J I+ D U G C $ E ; U D $ K ; %3 ; S $ 6 ; U $ 6 G# 1 -+ a =?2 a /- F 5 I 6 D C I K U#1 H U K $ W#/ V 6 $ 6 ;* U ; K A * D

16、$ K#/ % I F ; K Y 6 V3 V 5 V#I U; % 6 I E U$ KQ I ; U I 6; K YH % D C ; U I5 ; 6 ; C I U I 6 E U G; K D I % % $#c I KC $ 6 T ; K#/ 6 U V 6a V E S I G#I U ; % 5 5 D K TC D H 6 $ A V 6 S ; K I ; U D E % ; K Y EV E D K T3 ; K Y E ; U.0; K Y;4 , * K Y+ ; 6 % E $ K. % 6 I C $ U I E I K E D K T$ X E V 6 X ; H I E $ D %Q ; U I 6 H $ K U I