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1.
本文在城市边界层预报模式中耦合了一个单层冠层模式，此模式能够体现城市冠层结构和人为热源对城市热岛的共同作用.通过传统平板模式和城市冠层模式的模拟结果与自动气象站观测资料对比发现，耦合了城市冠层模式的模拟结果与观测资料更为吻合，尤其能够较好地模拟出城市地区夜间地面的气温变化情况.对北京城市区域的模拟结果进行分析，白家庄地区冠层建筑物使得城市地区气温白天下降，夜晚上升，不考虑人为热源作用时，城市冠层使得白家庄站地面气温白天最低下降2.5℃，夜间气温最大升高为4.7℃.针对模拟区域较小的理想算例模拟结果分析表明，城市冠层模式能够很好地模拟城市地区地表能量平衡关系，体现城市冠层对长短波辐射的封截以及热量存储能力，全天平均净辐射通量由传统模式的43.38 W/m2变为84.19 W/m2，热存储通量白天最大值为278.04 W/m2，夜晚最大释放热存储通量为160.35 W/m2.冠层建筑物和人为热源对夜间城市热岛强度的贡献分别为70.65％和29.35％.城市冠层建筑物对夜间城市热岛的形成起决定性作用. 相似文献
2.
利用1971～2000年北京20个气象观测站逐日４个时次（02:00、08:00、14:00、20:00）的温度资料，选取具有代表性的城区和郊区多个站点的平均值对北京城市化进程对城市热岛效应的影响、城市热岛强度的日变化和长期变化进行了研究.分析结果指出：（1）北京城市热岛强度和总人口对数呈线性相关关系，其长期变化相关系数为076；（2）北京城市建成区的范围与城市热岛影响范围呈同步变化趋势；(3)不同时次城市热岛强度的长期变化指出，北京城市热岛强度以平均每10年022℃的速率加剧，其中1999年北京热岛强度达113℃（夜间，02:00）；(4)夜间热岛强度明显大于日间.就10年平均而言, 20世纪80年代和90年代夜戒热岛强度均超过05℃；(5)一天4个时次热岛强度的季节变化趋势基本一致，均表现为冬季强、夏季弱.并且，夜间02:00时热岛最强，中午14:00时热岛最弱. 相似文献
3.
利用2002年4月24日至6月20日在西沙海区进行的第三次南海海-气通量观测试验资料,采用涡相关法和TOGA COARE25b版本通量计算方案,计算了西南季风爆发前后海洋-大气间的通量交换,讨论了辐射、动量、感热通量、潜热通量、海洋热量净收支的时间变化特征及其与气象要素变化的关系.结果表明：西南季风爆发前后,太阳短波辐射、海面净辐射、潜热通量和海洋热量净收支变化特别强烈;通量变化受不同环境要素的影响：感热通量与海-气温差呈正相关关系,与气温呈明显的负相关关系.潜热通量与风速、海-气温差及海面水温均有正相关关系,其中与风速的关系最密切.动量通量（τ）主要随风速变化,它与风速（V）的关系可以表示为τ=000185V2-000559V+001248. 相似文献
4.
本文利用中尺度模式WRF V3.9对2016年7月16日成都一次污染天气下的城市热岛环流个例进行了数值模拟,分析了城市热岛环流的三维结构及演变特征.并通过设计减少气溶胶光学厚度的敏感性试验,研究了污染对城市热岛环流的可能影响.结果表明:当地时间17∶00城市热岛环流开始形成.随着热岛强度增强,环流增强,城乡边界处的城市风锋不断向城市中心推进.19∶00热岛环流结构最显著.21∶00环流结构被破坏,仅低层存在微弱的乡村风.在热岛环流结构最显著时刻,近地面风场由郊区向城市辐合,地面以上2.0km处风场由城市向乡村辐散,辐散中心与辐合中心位置大致对应.此时城市风锋在城市处合并,环流的水平尺度约为城市尺度的2～2.5倍.当气溶胶光学厚度减小后,城市热岛环流尺度和强度以减小为主.特别是在热岛环流最显著时刻,低层乡村风风速减小,城市风锋最大上升速度降低,环流的水平尺度在西、南、北三个方向均减小,且高空回流高度降低.可能的影响机制是,气溶胶光学厚度减小后,净辐射通量增大,城乡地表能量通量差异增大,城市边界层高度升高.但城市边界层高度升高对城市热岛的抑制作用超过了城乡地表能量通量差异增加对城市热岛的增强作用,最终造成城市热岛减弱,环流减弱. 相似文献
5.
由给定的随时间和空间变化的二维应变速率分布计算速度场，根据速度场计算二维热传导方程，得到岩石圈的热演化结构，然后计算由热扰动引起的密度变化，进而确定加载到岩石圈上的载荷，根据载荷计算挠曲方程，最终得到盆地的沉降.在此基础上讨论了热源对地表热流和沉降的影响以及岩石圈有效弹性厚度对盆地几何形态的影响.结果表明，热源对地表热流影响显著，对沉降影响不大，岩石圈有效弹性厚度则控制盆地的几何形态.二维应变速率正演为下一步的反演奠定了基础. 相似文献
6.
东太湖水温变化与水-沉积物界面热通量初探 总被引：1，自引：0，他引：1
水温对沉水植被的生长和分布具有重要作用，水-沉积物界面热通量对浅水湖泊水温变化的影响值得关注.东太湖是我国东部典型的草型浅水湖区，采用自2013年11月至2015年10月对东太湖湖心进行的不同深度水体及沉积物温度高频观测数据，结合东太湖表层沉积物的热力学性质计算了水-沉积物界面热通量，分析了东太湖水温和水-沉积物界面热通量的变化特征并探讨了其影响因素.结果表明：东太湖各深度水体日升温过程随水深增加后延，升温过程夏季延长，冬季缩短；表层水温日变幅最大，底层水温日变幅次之，沉积物温度日变幅最小，各深度温度日变幅夏季最小、冬季最大；春季和夏季升温过程中各深度日均温变化沿水深存在约1天的延迟，秋季和冬季无此现象；2015年与2014年东太湖温度变化趋势相同，同比月均温差与气温差呈线性相关.沉积物8：00-19：00向水体放热增加或从水体吸热减少，19：00至次日8：00放热减少或吸热增加；3-9月从水体吸热，为热汇，10月至次年2月向水体放热，为热源，沉积物全年为湖泊热源；逐日水-沉积物界面热通量每月6至15日存在相对年变幅较小幅度的正弦式波动.水温和水-沉积物界面热通量的变化主要受太阳辐射和气温的影响，二者对气象参数的响应具有迟滞现象；水-沉积物界面热通量与水温呈负相关，其变化相对水温迟滞，水-沉积物界面热交换的主要作用为缓冲湖泊水体的热量变化；夏季，沉水植物能降低湖泊各层水温和垂向水温差. 相似文献
7.
采用一个开边界海盆尺度环流模式研究人为CO2在北太平洋的吸收和分布，并与闭边界模式的模拟结果进行了比较.模拟结果表明，西北太平洋和赤道东太平洋是两个重要的人为CO2汇.使用较大的等密度面扩散系数使得西北太平洋人为CO2通量增大，而赤道海区通量减小（RUN2）.与闭边界模式相比，开边界模式中该两个区域的人为CO2通量都增加了.1800～1997年间，北太平洋共吸收人为CO2 2375GtC(1Gt=1×1015 g, RUN1).副极地海区是人为CO2的一个重要输出区，能输出人为CO2吸收量的38％～54％，而20°N～30°N海区是人为CO2的一个重要贮存区，占整个北太平洋的24％.开边界对于10°N以南太平洋吸收和贮存人为CO2有很大影响.与基于观测资料的估计相比，虽然模式低估了西北太平洋的人为CO2的穿透，高估了东北太平洋的人为CO2的穿透，但总的说来，模式比较好地估计了人为CO2在北太平洋的贮存. 相似文献
8.
城市的植被覆盖对城市区域的气象环境有重要影响. 为了探讨利用区域边界层气象模式来研究这种影响的可行性,本文以北京为例,采用北京地区目前的城市规划资料以及拟议中的绿化方案,初步模拟分析了不同绿化带布局对北京市冬夏气象环境的影响,并进行了讨论. 同时对地气相互作用过程中的各种地面通量进行一些定量分析,以研究其对气象环境的影响. 通过本文工作发现,所用区域边界模式能够较细致地模拟出城市规划中绿化布局对区域气象环境的影响. 结果表明：绿化林和绿化草地的增加会导致地面风速减小,一般减小05m/s;在冬天算例中,北部绿化林和绿化草地会造成白天轻微增温,夜间微弱降温,幅度约为05～1℃, 东南面绿化带对市区内气象环境影响不大;在夏天算例中,北部绿化林使气温降低,最大幅度约为2℃,东南面绿化林降低北京市区南部的气温,有利于缓解北京夏季的高温灾害. 相似文献
9.
班公湖-怒江缝合带分隔了青藏高原拉萨地块和羌塘地块, 该带域岩样采集与分析对于该区地球物理资料深化解释、拉萨地块和羌塘地块拼贴碰撞过程的理解等均具有重要意义. 1995年在措勤盆地中采集了3条剖面、从奥陶纪至第四系不同地质年代地层岩石标本共计2500块. 通过岩石密度测试, 获得了研究区不同地质年代岩石密度测量结果. 结果表明, 岩石由老到新密度变化范围为278～253 g/cm3；各相邻地质时代间岩石密度差基本上为010 g/cm3, 白垩与侏罗、二叠与三叠之间岩石密度差最大为012～013 g/cm3 在措勤盆地内不同构造单元间岩石密度存在明显的纵横向非均一性. 相似文献
10.
以卫星观测资料为基础, 应用动力论方程, 采用理论模型和数值分析方法, 研究了不同地磁活动条件下同步高度区O+离子的分布, 提出了O+离子密度和通量密度在同步高度区沿经度变化的半经验模型. 主要结果为: 在同步高度区(1) 向阳侧O+离子密度和通量密度较大, 背阳侧较小. (2) 地磁活动指数Kp越小, O+离子密度和通量密度水平及其沿经度的变化越小, Kp越大时水平及其变化越大; Kp≥6时O+离子密度和通量密度较Kp = 0时大一个量级. (3) 当Kp = 0或Kp ≥ 6时, O+离子密度在经度120°附近和240°附近最大, 在磁尾最小; 当地磁活动指数Kp = 3～5时, O+离子密度在经度0°处最大, 在磁尾最小; 无论Kp如何, O+离子通量密度都在经度120°附近和240°附近最大, 在磁尾最小. 相似文献
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在能量平衡方程中引入气溶胶的吸收和散射作用,并与三维行星边界层运动方程组相耦合,根据温度分布显式求解运动场,探讨三维行星边界层内温度、运动、气溶胶浓度分布特征.结果表明,城市人为热释放直接决定了城市热岛效应的强度,城市面积越大,城市热岛效应的强度也越强,城市面积固定时,城市越分散,城市热岛效应的强度越弱,这为城市建设多采取卫星城的方式提供了一定的理论支撑.气溶胶的散射作用要大于吸收作用,其对城市热岛效应的强度主要起削弱作用,当气溶胶浓度较大时,吸收作用更显著一些,此时城市热岛效应的强度会有一定的增强,但是幅度不大.当城市热岛效应的强度增强时,其所驱动的环流也会增强,造成城区中心气溶胶浓度略有下降. 相似文献
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The numerical modeling of the impacts of urban buildings in mesoscale meteorological models has gradually improved in recent years. Correctly representing the latent heat flux from urban surfaces is a key issue in urban land-atmosphere coupling studies but is a common weakness in current urban canopy models. Using the surface energy balance data at a height of 140 m from a 325 m meteorological tower in Beijing, we conducted a 1-year continuous off-line simulation by using a coupled land surface model and a single-layer urban canopy model and found that this model has a relatively large systematic error for simulated latent heat flux. To improve the numerical method for modeling latent heat flux from urban surfaces, we combined observational analysis and urban land surface model to derive an oasis effect coefficient for urban green areas; to develop a temporal variation formula for water availability in urban impervious surfaces; and to specify a diurnal profile and the maximum values of anthropogenic latent heat release for four seasons. These results are directly incorporated into the urban land surface model to improve model performance. In addition, this method serves as a reference for studies in other urban areas. 相似文献
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Wenze Yue Yong Liu Peilei Fan Xinyue Ye Cifang Wu 《Stochastic Environmental Research and Risk Assessment (SERRA)》2012,26(7):899-911
The aggravating urban thermal environment has considerable adverse effects on urban physical environment, energy consumption, and public health. Due to the complexity of factors contributing to the urban thermal environment, traditional statistical methods are insufficient for acquiring data and analyzing the impacts of human activities on the thermal environment, especially for identifying dominant factors. Based on thermal remote sensing imageries and Geographic Information System analysis, we assessed spatial pattern of urban thermal environment in Shanghai in 2008, and analyzed the factors contributing to the generation of urban heat island (UHI) using principal component analysis (PCA). We found that Shanghai had obvious UHI with uneven spatial pattern in 2008. Further, we identified three most important components leading to the variances of Shanghai’s UHI: the gradient from man-made to natural land cover, landscape configuration, and anthropogenic heat release. A linear model has thus been successfully constructed, implying that PCA is helpful in identifying major contributors to UHI. The findings are of significance for policy implication to urban thermal environment mitigation. 相似文献
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本文以超大城市上海为例,分析了近50年四季城郊温差的总体变化趋势,同时利用城市化进程中4个年份(1987、1990、1997和2004年)9个气象站的气温数据,重点研究了上海地区热岛效应的季节变化特征及年际差异.结果表明,近50年来上海城郊温差逐年显著增长,年平均热岛天数频率为86.0%,年平均热岛强度为1.17 ℃,秋季热岛频率和强度高于其他季节,累积热岛强度也最大.不同时刻热岛的特征表明,夜间热岛(2∶00,20∶00时刻)累积强度在四季都较大,在春、夏季14∶00时刻热岛累积强度较大,而在秋、冬季8∶00时刻热岛累积强度较大.进一步分析表明,热岛效应的四季差异主要在于较强热岛和强热岛出现频率的差异;秋季大气最稳定的F类型比例较高可能是热岛效应更加显著的原因之一.四个年份对比分析表明,1997年之前的三个年份,热岛效应的四季差异比较显著.之后,随着年代的推移,四季累积热岛强度逐渐趋于均化,并且夏季低强度热岛有向中强热岛和强热岛转化的趋势,一定程度上反映了夏季人为热的贡献. 相似文献
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《中国科学:地球科学(英文版)》2021,(7)
Based on observation data from urban observation stations in Nanjing and Suzhou at two heights in the roughness sublayer above the canopy and observation data at three heights in the SORPES station at the Xianlin Campus of Nanjing University in a suburban area, the of land-atmosphere turbulent flux exchange and the energy balance over complex underlying surfaces were analyzed. The results indicated that in the roughness sublayer above the canopy, the nearsurface momentum flux, sensible heat flux, and latent heat flux increase with height, and the observation value of the surface albedo increases with height. However, the observation value of the net radiation decreases with height, thus resulting in a change in the urban surface energy budget with height. At the SORPES station in the Xianlin Campus of Nanjing University located in a hilly area, the momentum flux, sensible heat flux, and latent heat flux of the ground observation field significantly differed from those of the two heights on the tower, while the two heights on the tower were extremely close. These results indicate that the flux observation over the complex underlying surface exhibits adequate local only when it is conducted at a higher altitude above the ground. The turbulent flux observation results at a lower altitude in urban areas are underestimated, while the turbulent flux observation results near the surface produce a large deviation over the underlying hilly complex. 相似文献
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Based on the land surface temperature (LST), the land cover classification map,vegetation coverage, and surface evapotranspiration derived from EOS-MODIS satellite data, and by the use of GIS spatial analytic technique and multivariate statistical analysis method, the urban heat island (UHI) spatial distribution of the diurnal and seasonal variabilities and its driving forces are studied in Beijing city and surrounding areas in 2001. The relationships among UHI distribution and landcover categories, topographic factor, vegetation greenness, and surface evapotranspiration are analyzed. The results indicate that: (i) The significant UHI occur in Beijing city areas in the four seasons due to high heat capacity and multi-reflection of compression building, as well as with special topographic features of its three sides surrounded by mountains,especially in the summer. The UHI spatial distribution is corresponding with the urban geometry structure profile. The LST difference is approximately 4-6℃ between Beijing city and suburb areas, comparatively is 8- 10℃ between Beijing city area and outer suburb area in northwestern regions. (ii) The UHI distribution and intensity in daytime are different from nighttime in Beijing city area, the nighttime UHI is obvious. However, in the daytime, the significant UHI mainly appears in the summer, the autumn takes second place, and the UHI in the winter and the spring seem not obvious. The surface evapotranspiration in suburb areas is larger than that in urban areas in the summer, and high latent heat exchange is evident, which leads to LST difference between city area and suburb area. (iii) The reflection of surface landcover categories is sensitive to the UHI, the correlation between vegetation greenness and UHI shows obviously negative.The scatterplot shows that there is the negative correlation between NDVI and LST (R2 = 0.6481).The results demonstrate that the vegetation greenness is an important factor for reducing the UHI,and large-scale construction of greenbelts can considerably reduce the UHI effect. 相似文献