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城市化对江苏气候变化影响的数值模拟个例分析 总被引：5，自引：3，他引：2
利用MM5模式对2003年夏季6、7两个月典型区域气候极端事件进行数值模拟,研究城市化急剧扩张对区域气候极端事件的影响和可能机制.研究发现:苏南及邻近地区城市化区域的扩张,会引起区域降水分布的变化.在城市化区域,降水将减少,而在城市化的下风区会有局地的降水增加;同时,在苏南城市化区域中,太湖等湖泊的影响也很重要,会加强其邻近地区局地降水强度.城市化区域的地面气温有明显的上升,对高温天气的作用更大.城市化也会影响地面风场,阻挡穿越城市化区域的风;苏南沿海城市化区域扩张,会使海陆风环流增强,加大了海面向陆面的风.城市化区域的潜热通量明显减少,而感热通量显著增加.城市化增暖产生的局地热源,使城市化区域及邻近地区局地环流发生变化,增强了低层城市化区域向周边辐散的强度.随着高度的增加,城市化的影响也越来越小. 相似文献
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为了探讨城市化进程对寿县国家气候观象台探测环境及气象要素的影响程度,本文利用高分辨陆地卫星影像结合GIS技术揭示了近25年(1987—2012)寿县县城的城市化进程及其对气象观测场周边土地利用/覆盖变化以及热环境的影响过程;以搬迁后新址为参考站,进一步分析了城市扩张对气温和风的影响。结果表明:1城市化进程中的土地利用改变是破坏寿县观象台探测环境代表性主要原因;2城建用地是影响和构成寿县旧址周围缓冲区较高地表温度的热环境分布主体,而植被和水体是较低地表温度的热环境分布主体;3城市化扩张造成旧址年平均气温偏高和年平均风速偏小,由于城市化的影响,寿县新旧站址风向的相符率仅为15%左右,且城市扩张对气象要素的影响呈现明显的日变化和季节变化特征。控制台站周边城建用地的规模和布局是改善台站热环境以及提高台站观测区域代表性的重要举措。 相似文献
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基于小时降水资料研究北京地区降水的精细化特征 总被引：5，自引：1，他引：4
根据北京全区2007~2014年117个自动气象站逐小时降水资料,在揭示降水总体时空特征的基础上,进一步研究了北京地区各季（以春、夏、秋为主）降水的精细化特征。研究发现:北京全区年均降水量存在两个高值中心（城区和下风方向的降水高值中心）,城市热岛效应可能是城区高值中心形成的重要影响因素之一;北京全区降水的季节分布不均,日分布也不均匀;城市化对北京地区降水的影响具有季节差异,夏季短历时和中历时降水在城区和东北部存在显著的大值区,受到城市热岛效应的影响可能较为明显,长历时降水在城区反而相对偏低,而春季城区短、中历时降水并未偏多,长历时降水却在城区出现明显的高值中心;降水日变化季节差异明显,春、秋两季呈现双峰型变化,而夏季呈现单峰型变化,该日变化的特征与全区降水的空间分布格局关系紧密。 相似文献
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上海城市热岛的变化特征 总被引：5，自引：1，他引：5
利用上海77个区域站2011—2014年逐时气温资料,运用城乡对比法分析了城市热岛(UHI)的时空变化特征。其次利用长三角20个国家站1961—2013年逐年平均气温资料,运用空间滤波法研究了上海城市化进程对城市热岛强度(IUHI)的影响。结果表明:1961—2013年IUHI整体上呈缓慢上升的趋势,IUHI递增率达0.15~ 0.17 ℃/(10 a),年平均最大IUHI达1.10~1.33 ℃,出现在2006年。上海城市化进程的加快有利于IUHI的增大。21世纪以来IUHI呈现减缓特征与全球气候变暖减缓的趋势一致。近年来,上海城区集中在外环以内,三个城市内部区域(内环区、中环至内环区、外环至中环区)IUHI存在一致的日变化特征,但受到城区内部下垫面差异性影响,IUHI呈现从内环区往外环依次递减的特征,并在夜间强热岛阶段最为明显。冬季IUHI和IUHI日变化均最大,秋季与之相当,春季次之,夏季最小。从IUHI空间分布特征看,春夏季较为一致(即东部气温较低,西部气温较高,强热岛中心集中在西北部)、秋冬季较为一致(即东部气温较高,西部气温较低,强热岛中心稳定在城区附近),这可能与季风有关。 相似文献
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如何量化城市下垫面扩张对增暖的贡献,减小气候变化评估和预估的不确定性,是城市化影响研究中的一个难点。本文基于卫星遥感得到的反映过去三十多年城市下垫面扩张的土地利用数据,开展高分辨率的嵌套数值试验,量化了城市下垫面扩张在上海不同空间尺度上对增暖的贡献。城市下垫面扩张对整个区域增暖的贡献在19%左右,而城市下垫面扩张区(N2U)的贡献比一直是城市下垫面区域(U2U)要高得多,分别在42%和17%左右。同时城市下垫面扩张对最低温度的增加强于最高温度的变化,日较差减小,尤其在城市下垫面扩张区更加显著。 相似文献
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城市化水平预测与减缓及适应气候变化研究息息相关。基于国家统计局2005—2015年全国各省区城镇和乡村人口,以各省区2015年人均地区生产总值为指标进行分组,结合IPCC 5种共享社会经济路径（SSPs）的发展特征设置模型参数,运用Logistic模型预测了我国各省区2016—2050年城市化水平。结果表明,到2050年,各省区（除天津、北京、上海、西藏外）在5种典型SSPs下城市化水平收敛于75%左右。其中,SSP1、SSP3、SSP4、SSP5路径下,各省城市化水平比较趋同。而在SSP2路径下,全国总体上从东部到西部城市化程度逐渐降低,空间分布具有明显梯次递减性。5种SSPs路径下城市化速度方面,基本上呈现出中西部快而东部慢、西南快而东北慢的空间分布格局。同时,高收入省份不同路径下的城市化水平差别小,而中低收入省份的差别较大。 相似文献
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利用重庆17站逐日气象观测资料、重庆统计数据,采用降水量空间标准化方法,研究了城市化进程不同阶段对重庆都市圈降水空间分布的影响.结果表明;重庆城市化进程能够以1997年为界限被划分为城市化缓慢发展阶段和快速发展阶段,都市圈年降水量变化的空间差异与城市化进程的速度有关.比较两个阶段的差值,发现随着城市化进程的加快,核心都市圈年降水量、降水强度、中雨和暴雨日数都有所增加,呈明显的“城市雨岛”特征.从季节差异来看,夏季降水以主城区及其北侧郊区降水增加,冬季降水以主城区及其南侧郊区增加为主,可能是因为城乡温度梯度与环境风场相互作用,导致不同季节降水分布的区域差异,使得主城区及其下风方向降水增加,且以下风区增加最为显著. 相似文献
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基于统计年鉴和MODIS的中国区域土地利用/覆盖变化特征研究 总被引：3，自引：0，他引：3
土地利用/覆盖变化(Land Use/Cover Change,LUCC)是影响区域气候变化不可忽略的因素,然而目前还没有十分可靠的土地利用/覆盖数据,因此其对气候变化影响的研究存在很大不确定性。基于此,利用中国统计年鉴(简称年鉴)和中分辨率成像光谱仪(MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer,MODIS)遥感观测资料,以行政区为研究单元对3种典型土地利用/覆盖类型(森林、城市和农田)的变化进行了比较分析。结果表明:(1)2004~2011年,年鉴和MODIS森林覆盖率在中国各省(市、区)的分布和变化整体一致性较好,年鉴和MODIS数据都显示全国大部分省(市、区)份的森林覆盖率均有不同程度的增加,而仅MODIS数据中的北京、天津、吉林、黑龙江、上海、江苏森林覆盖率降低。MODIS数据能准确反映森林总体覆盖情况,由于类别精度不够,对单种森林类型及变化的描述存在较大误差。(2)年鉴表明中国东部城市建成区覆盖率及其增长远高于西部地区,黄淮海地区、东南部沿海地区城镇用地呈现加速扩张趋势,符合实际情况。但MODIS数据没有表征出中国区域近10年来的快速城市化进程,可能原因是城市面积较小,且地面地物分布复杂,受空间分辨率的限制,在离散的不集中的区域MODIS数据的土地覆盖类型分类精度较低,导致监测不到新城市的扩张。(3)MODIS农田面积和年鉴农作物播种面积、有效灌溉面积覆盖率的数值和空间分布均有较好的一致性,均是黄淮海地区覆盖率最大。但在2001~2011年,3种数据变化量的差异较大,尤其东部省(市、区)份,MODIS农田面积和年鉴有效灌溉面积增加,而年鉴农作物播种面积减少。(4)2004~2011年中国土地利用类型变化中年鉴城市建成区的变化速率最大(6.25%),其次为森林;耕地由于总量大,变化部分所占的比例较小,因而MOIDS农田及年鉴农作物播种面积和有效灌溉面积的变化速率均较小。 相似文献
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近30年北京夏季降水演变的城郊对比 总被引：6，自引：2，他引：4
利用1975～2004年北京13个站的夏季降水资料,对30年来北京城区与郊区降水的时空变化趋势进行了对比分析,得出以下主要结论： 1）无论是城区站还是郊区站,北京的夏季降水量均呈明显下降趋势,且城区站的夏季降水量总体上要小于郊区站。2）从大兴、海淀和昌平3站夏季降水量的时间变化特征来看,位于城区盛行风向下风向的昌平下降趋势最不明显,在一定程度上表征了城市化对北京夏季降水的影响。3）地形仍然是决定北京地区降水分布的主导因素,但降水高值区存在向西南城区方向延伸或移动的趋势,而城市化可能是造成这种变化的一个原因。 相似文献
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基于1960—2013年京津冀及周边地区34个气象站逐日最高气温和相对湿度资料,利用高温热浪模型,辅以趋势分析、突变检验及相关分析等方法,研究近54年京津冀地区热浪时空变化特征,探讨城市化对热浪变化的影响,并尝试寻找对热浪异常具有稳定指示意义的环流因子。结果表明:1960—2013年京津冀地区热浪变化具有明显的阶段性,以20世纪70年代中期为转折,热浪呈先减少后增加趋势;京津冀地区热浪空间格局变化整体呈南减北增,东南平原区热浪呈下降趋势,北部生态涵养区呈现增加趋势;在区域尺度上,城市化或迁站影响并未改变北京极端热浪变化趋势,主要影响以轻度和中度热浪变化为主;西太平洋副热带高压和青藏高原反气旋环流与京津冀地区热浪异常关系最为显著,对热浪异常是一种稳定且强烈的指示信号。当青藏高原高空反气旋环流异常偏强,西太平洋副热带高压明显偏北,京津冀地区发生超级热浪可能性较大。 相似文献
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Mingna Wang Xiaodong Yan Jiyuan Liu Xuezhen Zhang 《Theoretical and Applied Climatology》2013,114(3-4):407-416
This paper addresses the contribution of urban land use change to near-surface air temperature during the summer extreme heat events of the early twenty-first century in the Beijing–Tianjin–Hebei metropolitan area. This study uses the Weather Research Forecasting model with a single urban canopy model and the newest actual urban cover datasets. The results show that urban land use characteristics that have evolved over the past ~20 years in the Beijing–Tianjin–Hebei metropolitan area have had a significant impact on the extreme temperatures occurring during extreme heat events. Simulations show that new urban development has caused an intensification and expansion of the areas experiencing extreme heat waves with an average increase in temperature of approximately 0.60 °C. This change is most obvious at night with an increase up to 0.95 °C, for which the total contribution of anthropogenic heat is 34 %. We also simulate the effects of geo-engineering strategies increasing the albedo of urban roofs, an effective way of reducing urban heat island, which can reduce the urban mean temperature by approximately 0.51 °C and counter approximately 80 % of the heat wave results from urban sprawl during the last 20 years. 相似文献
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城市化对高温热浪的频次和强度具有重要影响,但目前对于城市化影响高温热浪过程的机理了解还不充分。本文利用WRF模式,对2010年7月2～6日（北京时）北京一次高温过程进行了模拟,分析了城市化对此次高温过程的影响机理。采用优化后的WRF模式,能够模拟出北京连续5日高温的特征和城市热岛强度的变化。城市下垫面的不透水性决定了城区2 m高度处相对湿度低于乡村,削弱了城区通过潜热调节城市气温的能力。日落后,城市感热通量下降缓慢,城区降温速率小于乡村,夜间边界层稳定、高度低,风速小,抑制了城乡之间能量的传输,形成了夜间强的城市热岛强度,造成夜间城市气温明显高于乡村。日出后城乡地面感热通量、潜热通量迅速上升,边界层稳定性下降。午后,城市下垫面分别为地表感热通量和潜热通量的高、低值中心,通过潜热调节气温的能力被削弱;边界层稳定性降低,有利于能量的垂直扩散;此时,城市热岛强度小于夜间。因此,北京城市下垫面形成了明显的城市热岛效应,加重了城区极端高温事件的强度。此外,在这次高温热浪期间,中国东部大部分地区受到大陆暖高压控制,晴空少云,西北气流越山后形成焚风效应,是北京地区高温热浪形成的天气背景。 相似文献
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Research on how urbanization affects rural agriculture has typically focused on loss of farmland due to urban expansion. However, more distal pathways that could link urbanization to rural agriculture, including enhanced connectivity through rural-urban migration and market access, remain poorly understood. Here, we assess whether greater rural-urban connectivity is associated with changes in agricultural land management across the Global South. Such associations are complex, and thus difficult to measure at this scale. We therefore take a two-step approach to investigate these relationships. First, using a multivariate clustering approach, we define a series of rural-urban connectivity typologies from existing spatial data on land use, demographics, rural market access, and rural population change (as a proxy for outmigration). We examine the variation in key agricultural outcome variables (mean cereal crop yields, % of attainable yields met, and cropping frequency) within the typologies, which shows that greater overall connectivity (market access and population change) is associated with higher cereal yields, yield attainment, and cropping frequency. Second, building on these clustering results, we develop hypotheses about the relationship between rural-urban connectivity and agricultural land use intensity. We then use propensity score matching to test these hypotheses by comparing locations with similar sociodemographic and land use characteristics. When controlling for gross domestic product (GDP) per capita, agricultural land, and population density, rural locations with relatively high market access, negative population change, and greater built-up area have significantly higher mean nitrogen application rates, irrigated areas, and cereal yields across the Global South. Results vary by region, but greater rural-urban connectivity and urban extents are generally associated with higher overall agricultural inputs and yields, particularly in Asia. However, we find little support for a relationship between connectivity and either % attainable yields met or field size. Our findings stress the need to better understand the mechanisms that link urbanization processes and agricultural management at different spatiotemporal scales. 相似文献
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Temperature response to future urbanization and climate change 总被引：2，自引：0，他引：2
Daniel Argüeso Jason P. Evans Lluís Fita Kathryn J. Bormann 《Climate Dynamics》2014,42(7-8):2183-2199
This study examines the impact of future urban expansion on local near-surface temperature for Sydney (Australia) using a future climate scenario (A2). The Weather Research and Forecasting model was used to simulate the present (1990–2009) and future (2040–2059) climates of the region at 2-km spatial resolution. The standard land use of the model was replaced with a more accurate dataset that covers the Sydney area. The future simulation incorporates the projected changes in the urban area of Sydney to account for the expected urban expansion. A comparison between areas with projected land use changes and their surroundings was conducted to evaluate how urbanization and global warming will act together and to ascertain their combined effect on the local climate. The analysis of the temperature changes revealed that future urbanization will strongly affect minimum temperature, whereas little impact was detected for maximum temperature. The minimum temperature changes will be noticeable throughout the year. However, during winter and spring these differences will be particularly large and the increases could be double the increase due to global warming alone at 2050. Results indicated that the changes were mostly due to increased heat capacity of urban structures and reduced evaporation in the city environment. 相似文献
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Protected areas (PAs) are the most effective tools to protect biodiversity and ecosystem services. They have proven to be effective in stopping extensive land use conversion in well-conserved terrestrial ecosystems. However, land cover changes around PAs threaten biodiversity and ecosystem services within their limits and reduce ecological connectivity. In this study, we analysed the urban sprawls on the boundaries of 159 PAs (national, regional, and natural parks) in Spain, using 2.5 and 5 km non-protected buffer zones from 1990 to 2018. We clustered PAs based on biophysical and socio-economic characteristics and modelled urban sprawl in different buffers and periods. Hierarchical clustering revealed three groups of PAs: (a) proximate urban parks, (b) mountainous parks, and (c) parks in the Madrid autonomous region. We found that urbanisation in the surroundings of PAs in Spain has nearly doubled since 1990. General linear models explained a significant proportion of the urbanisation trends observed, with the number of municipalities in the boundary of the PA, the distance to a main road, and the distance to a big city acting as the most important drivers of urban sprawl. Our results also show that some PAs exert significant effects on urbanisation trends in their surroundings through the park-view effect. Finally, we highlight three coexisting phenomena that might explain the observed urban sprawl processes: (a) PAs attracting urbanisation in their surroundings due to the park-view effect, (b) PAs as a deterrent for urban sprawl within their limits, and (c) PAs occupying residual areas among previously urbanised lands. 相似文献
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利用1993年和2004年长三角地区的卫星遥感资料,分析了该地区的3个主要区域南京、上海、苏锡常及其周边的土地利用类型变化,定量地评价城市用地扩展程度.结合2004年地表温度(LST)卫星资料,揭示了城乡LST空间分布特征及其差异.结果表明:上海、苏锡常和南京11a期间城市建设用地动态度K分别为204.0%、354.3%和99.2%,苏锡常城市扩展程度最快;不同土地覆盖类型的LST不同,城市用地LST最高,其次作物地,林地最低;城乡之间平均地表温差具有季节变化,冬季最大,而秋季最小. 相似文献
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上海市城市暴雨内涝评估建模及模拟研究 总被引：3，自引：2，他引：1
随着城市化的推进,暴雨内涝逐渐成为许多城市的主要自然灾害,但当前暴雨内涝模型大多基于水动力学方法,需要大量的输入参数,不便于推广和应用。研究采用概化方法针对外环内中心城区构建上海暴雨内涝评估模型(Shanghai Urban Flooding Assessment Model,SUM),通过对接逐时次的降雨量,实现了对城市内涝的逐小时连续模拟。在此基础上,利用报警灾情资料和区内积水监测数据对模型模拟结果进行了评估。结果表明,该模型可以较好地模拟本市中心城区的内涝积水状况,且随着降雨量的增大,积水面积的增幅也逐渐变大;致灾阈值的分析表明浦西地区的内涝致灾雨量总体上低于浦东,其中本市黄浦、徐汇、虹口、闸北等中心城区以及宝山区部分街道的致灾雨量相对较低。 相似文献
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利用2000-2010年MODIS地表温度产品影像,结合DMSP/OLS夜间灯光数据,分析了成都地区夏季城市温度场及其城市热岛变化的分布特征及其演变规律。结果表明：随着城市化加快,成都地区夏季热环境发生了较大变化,整个区域以中温区向次高温区转换为主。成都地区热岛效应昼夜变化较大：白天热岛面积不断增大,与周围卫星城热岛连成一体,2000年和2010年城市热岛对区域的增温贡献分别为0.13℃和0.29℃,变化量达0.16℃,夜间并不存在大面积强热岛区。旧城区内城市热岛面积有所增加,但不显著,城市扩展区内热岛的规模显著增大,2010年较2000年新增强热岛区域面积166.43 km2,变化幅度达54%。高城市化水平的成都市地区的日较差相对于周边低城市化水平地区明显减少。同时,城市热岛还与人口的平方根具有很好的正相关关系,成都地区非农业人口规模每增长100万人,热岛效应强度增加0.4℃。 相似文献
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In this analysis, the weather research and forecasting model coupled with a single-layer urban canopy model is used to simulate the climatic impacts of urbanization in the Beijing–Tianjin–Hebei metropolitan area, which has experienced significant expansion in its urban areas. Two cases examining current landscapes and the sensitivity test of urban areas replaced by cropland have been carried out to explore the changes in the surface air and atmospheric boundary structure. The impact of urbanization on annual mean surface air temperature has been found to be more than 1 °C in urban areas, and the maximum difference is almost 2 °C. The change in near-surface level temperature is most pronounced in winter, but the area influenced by urbanization is slightly larger in summer. The annual mean water vapor mixing ratio and wind speed are both reduced in the urban area. The effect of urbanization can only heat the temperature inside the urban boundary layer, below 850 hPa. The modeling results also indicate that the underlying surface thermal forces induced by the “urban heat island” effect enhance vertical air movement and engenders a convergence zone over urban areas. The convergence at low level together with the moisture increases in the layer between 850 and 700 hPa triggered the increase of convective precipitation. 相似文献