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1.
开展城市建筑物方位、高度等建筑布局要素对局地热环境时空变化的影响研究,对于合理的城市规划布局具有重要理论意义与实践参考价值。采用ENVI-met 微气候模式,在南京江北新区顶山街道某区域微气候模拟的基础上,选择一个二类居住用地并设计不同的建筑布局要素作为规划场景,模拟分析了建筑物高度与建筑间距之比（H/W）、建筑布局变化对区域热环境的影响。结果表明:ENVI-met 能够以较高精度模拟2 m高度气温;H/W与建筑布局形式都会影响区域热环境,适当增加H/W可在一定程度上降低夏季气温,H/W为1.4时的热环境更为舒适,而不同建筑布局形式下的不同区域温度差异较大。 相似文献
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不同下垫面数据和城市冠层参数化方案对江苏气温影响的个例分析 总被引：1，自引：0，他引：1
利用中尺度数值模式WRF,分别选用新旧两种下垫面资料和不同城市冠层模型设计试验,以江苏一次秋末高温天气个例(2014年11月20—21日)为背景,研究城市化进程对气温的影响和可能机制。将模式结果与江苏国家气象观测站和地面加密区域自动站观测资料进行对比,并分析3组试验结果发现:(1)采用BEP城市方案对2 m气温、2 m相对湿度和10 m风速等物理量的日变化模拟最优。(2)相比USGS数据,MODIS较新地表覆盖变化数据能更真实反映研究区域当前地表类型分布情况,且能提高近地面风温湿要素空间分布的模拟。(3)分析不同试验模拟的地表能量平衡过程差异,发现相比UCM单层城市冠层方案,BEP多层城市冠层方案在白天能更好模拟出城市地区的温度升高以及相对应的地表感热通量和地面热通量的增加。 相似文献
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《气象与环境学报》2016,(5)
基于城市微气候模拟软件ENVI-met,对深圳市某商业区街头绿地周边的微气候进行了模拟,并利用现场实测数据对模拟结果的准确性进行了校核。结果表明:ENVI-met可合理描述研究区微气候环境的空间分布与日变化特征。在此基础上,利用ENVI-met模拟比较了乔木、草坪和水景3类街头绿地的微气候效应,由空气温湿度对比可见,不同类型街头绿地的降温增湿效果存在明显差异,乔木型绿地降温增湿效果最大,草坪型绿地次之,水景型绿地降温增湿效果最弱,但3类绿地降温增湿效应的日变化和空间分布基本一致;由地面温度对比可见,乔木型和草坪型街头绿地对邻近路面具有增温效应,而水景型街头绿地对周边所有路面均具有降温作用,本文研究结果可为城市街头绿地的气候适应性设计提供参考。 相似文献
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应用城市冠层模式研究建筑物形态对城市边界层的影响 总被引：5，自引：1，他引：4
文中将城市冠层模式耦合到南京大学城市尺度边界层模式中,通过模拟对比发现,耦合模式对城市地区气温模拟结果更接近于观测值,尤其是对城市地区夜间气温模拟的改进.运用改进耦合模式通过多个敏感性试验的模拟,从城市面积扩张、建筑物高度增加、建筑物分布密度变化等角度研究城市建筑物三维几何形态变化对城市边界层及城市气象环境的影响,试验结果表明:(1)城市面积扩张使得城市下垫面的热通量增大,热力湍流活动增强,动量通量输送增强,城市湍能增大,湍流扩散系数变大,城市气温升高,且对不同时刻城市区域大气层结稳定度均有不同程度的影响.(2)建筑物高度增加增大了城市下垫面的粗糙度和零平面位移.同时也增大了城市街渠高宽比.城市建筑物越高,白天城市地区地表热通量越小,城市上空大气温度越低,平均风速减小,湍能减小;夜间由于高大建筑物释放储热比低矮建筑物要多,其热力湍流相对活跃,地表热通量增大,使得城市区域气温较高.(3)建筑物密度增大,会减小城市下垫面的粗糙度同时增强街渠对辐射的影响.建筑物密度增大在白天会减小地表热通量和动量通量,使城市气温降低,平均风速增大,城市湍流活动能力减弱;夜间城市释放较多储热使得气温较高. 相似文献
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多层城市冠层模式的建立及数值试验研究 总被引：4，自引：1，他引：3
为在城市气象数值模拟中更好地体现由城市发展引起的下垫面土地利用改变及人为活动对大气过程的影响,建立了基于建筑物三维分布的多层城市冠层模式,冠层内动力方程组考虑了建筑物冠层拖曳力的作用及雷诺应力的影响,通过引入建筑物宽度、间距以及垂直分布密度指数等建筑物形态特征参数,以更好地体现城市复杂地表对大气温度、湿度及动量方程的影响.同时,该模式分屋顶、4个侧壤及地面分别考虑辐射及能量平衡求解表面温度,计算各表面与大气的通量交换,并考虑辐射阴影效应、冠层内部各个面之间的可视因子、以及与冠层内建筑物密度指数、可视因子等相关的多重反射辐射导致的辐射截陷作用.模式的离线检验结果表明:(1)冠层模式计算风廓线与风洞实验测量数据吻合良好;(2)离线冠层模式能够模拟实际小区的风速、温度垂直廓线,并能够较好地体现小区内气温日变化.冠层模式与区域边界层模式耦合检验结果表明:(1)耦合模拟的近地面(2 m处)气温及地表温度的结果明显优于传统的水泥平板方案,尤其是在夜间,水泥平板方案与实测气温最大偏差4 K左右,耦合模拟方案为1-2 K;(2)耦合模拟方案考虑了建筑物对冠层之上的拖曳力影响以及建筑物形态结构对雷诺应力的影响,风速(10 m处)计算结果与观测值相差约在1 m/s,水泥平板方案偏差3 m/s左右. 相似文献
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4种典型城市下垫面日平均温度、日最高温度、日最低温度的逐月变化特征总体与气温变化相似,不同下垫面问温度差异夏半年均大于冬半年。沥青、水泥、砂石和草地日平均温度、日最高温度全年均高于气温,日最低温度与气温差异不大,表明典型城市下垫面对大气具有一定的加热作用。气温、日照时数、总云量、日平均相对湿度等气象因子与4种下垫面的地表温度相关性显著。建立了4种下垫面各温度参数依赖于日平均、日最高、日最低气温、日照时数、日平均相对湿度和总云量等影响因子的回归模拟方程,因此利用精细化数值预报资料代入方程就可以得出城市沥青、水泥、砂石和草地4种下垫面地表温度,提高城市气象服务效率。 相似文献
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为研究华南湿热气候地区城市小区的温湿环境特征，基于微气候模式(ENVI-met)模拟广州市海珠区中山大学小区冬夏季温湿场的分布特征，并结合气象自动站连续监测资料进行检验订正，结果表明：(1)不同季节街区温湿场空间分布特征存在一定差异，白天水体和植被覆盖区为高湿和低温区；(2)ENVI-met模式能够较好预测小区微尺度温度和湿度环境，冬季温度和湿度实测值日变化幅度稍高于模拟值，夏季温度模拟值日变化幅度大于实测值；(3)冬夏季温度经过多项式函数拟合订正及冬季湿度经过指数函数和夏季湿度经过幂函数拟合订正后RMSE分别降至0.8℃以下和2.5%以下；MAPE分别降至0.26%和2.6%以下，模拟结果与实测值基本一致。研究结果表明ENVI-met可应用于城市小区规划建设。 相似文献
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北京城市热岛效应的流动观测和初步研究 总被引：4，自引：0，他引：4
采用车载气象观测仪器结合GPS定位、连续数据采集系统的流动观测方法研究了北京城区内不同城市地表覆盖物对城市局地小气候的影响和气象要素分布,发现城市下垫面分布与城市的温度和湿度有密切关系,一般在城市建筑物密集、水体和植被少的区域具有较高的气温和较低的相对湿度,在建筑物稀疏和植被、水体较多的区域则相反。观测结果表明,流动观测方法是对常规气象观测资料的有益补充,也是城市气候观测中的一种有效方法。 相似文献
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10.
几何面特征是气象灾害的主要空间形态表现, 气象要素值的同化结果、下垫面地表类型、人口和财产的聚集特征组合在灾害特征面上的分布情况呈现显著空间差异及分布不均衡。利用空间分析和数学形态学方法, 依据城市地区复杂下垫面所表现的地表土地覆盖类型, 生成数字化动态卷积模板, 对建立在气象要素分布图上的图谱化网格进行动态膨胀和腐蚀操作, 计算结果可图形化表示为气象灾害在城市空间面上的影响图谱, 并以此作为气象灾害在城市地区造成影响的空间评估结果。针对北京1999年7月22日的高温灾害性天气的个例研究结果表明, 靠近或包含“水体”和“绿地”的空间网格区域大多被执行了腐蚀操作, 而建筑用地、道路、水泥地面等分布较集中区域的空间网格, 则被执行了膨胀操作。因此, 采用数学形态学的“面状灾害事件”空间形态特征的演算对表现灾害自然强度及评估多致灾因子下灾害的真实影响情况是非常有效的。 相似文献
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城市环境日益受到人们重视, 南京是长江下游人口密集的城市, 研究南京市地表温度分布对了解南京城市气候, 改善生活环境, 为城市发展规划提供有效的气象服务具有一定科学意义。该文利用2002年8月21日10:30 (北京时) ASTER热红外数据, 在ENVI软件的支持下, 通过劈窗算法反演南京城市地表温度, 进一步生成城市地表温度分布等温线图。用同时相ETM+数据进行验证, 二者十分吻合, 说明ASTER反演结果可靠。结果表明:南京市存在明显的热岛效应, 城市地表温度分布差异大; 不同下垫面的地表温度差异明显, 城区地表温度总体高于郊区, 植被覆盖密集区地表温度低于植被稀疏地, 具有较大水域面积和较密植被的城中各大公园形成多个冷岛, 长江水体温度最低; 随着城市的扩大, 新城区热岛效应更加明显。水体和密集植被能显著改善城市环境。 相似文献
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南京市夏季热岛特征及其与土地利用覆盖关系研究 总被引：4，自引：0，他引：4
利用南京市7月的Landsat TM热红外波段数据,根据单窗算法反演得到南京市地表温度,讨论了南京市热岛特征,并分析了产生这种现象的原因。通过遥感和地理信息系统相结合,运用Landsat TM数据,提取出南京市下垫面类型,分析了不同地表覆盖类型的热辐射特征并定量地分析了土地利用及植被对地表温度的影响。结果显示,南京市夏季主要存在3个热岛中心,分别是建成区、大厂区和八卦洲。南京城区地表温度明显比郊区地表温度高,通过地表温度对比分析发现,城区平均地表温度比城市边缘和远郊区地表温度分别高出3.5℃和5.7℃,城市热岛效应明显。不同地表覆盖类型的地表温度也有显著差异,从高到低依次为：城镇建设用地、耕地、草地、林地、水体。城镇建设用地与水体的表面温度最大相差14℃。城市地表温度与植被覆盖度具有明显的负相关关系,城市地表植被覆盖度低是城市热岛出现的主要原因,今后应当更加注重城市绿地建设,提高植被覆盖率。 相似文献
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Urban-rural difference of land cover is the key determinant of urban heat island (UHI). In order to evaluate the impact of land cover data on the simulation of UHI, a comparative study between up-to-date CORINE land cover (CLC) and Urban Atlas (UA) with fine resolution (100 and 10 m) and old US Geological Survey (USGS) data with coarse resolution (30 s) was conducted using the Weather Research and Forecasting model (WRF) coupled with bulk approach of Noah-LSM for Berlin. The comparison between old data and new data partly reveals the effect of urbanization on UHI and the historical evolution of UHI, while the comparison between different resolution data reveals the impact of resolution of land cover on the simulation of UHI. Given the high heterogeneity of urban surface and the fine-resolution land cover data, the mosaic approach was implemented in this study to calculate the sub-grid variability in land cover compositions. Results showed that the simulations using UA and CLC data perform better than that using USGS data for both air and land surface temperatures. USGS-based simulation underestimates the temperature, especially in rural areas. The longitudinal variations of both temperature and land surface temperature show good agreement with urban fraction for all the three simulations. To better study the comprehensive characteristic of UHI over Berlin, the UHI curves (UHIC) are developed for all the three simulations based on the relationship between temperature and urban fraction. CLC- and UA-based simulations show smoother UHICs than USGS-based simulation. The simulation with old USGS data obviously underestimates the extent of UHI, while the up-to-date CLC and UA data better reflect the real urbanization and simulate the spatial distribution of UHI more accurately. However, the intensity of UHI simulated by CLC and UA data is not higher than that simulated by USGS data. The simulated air temperature is not dominated by the land cover as much as the land surface temperature, as air temperature is also affected by air advection. 相似文献
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利用2008年南京市23个自动气象观测站气温资料,分析南京市城市热岛效应的空间分布及其变化特征。结果表明：南京市的热岛中心主要分布在人口和建筑物密集的鼓楼、白下区和建邺区,下关、江宁和浦口等城区气温较低;2008年南京市平均城市热岛强度为1.6℃,四季热岛强度呈秋季、春季、冬季和夏季依次减弱;南京市城市热岛效应对城市居民生活影响较大。南京市热岛效应的逐渐增强,将导致夏季空调使用量的增加,增加能耗对创建低碳城市、建设和谐城市生活产生消极影响。 相似文献
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Obtaining realistic land-surface states for initial and boundary conditions is important for the numerical weather prediction of many atmospheric phenomena. Here we investigate model sensitivity to land use and snow cover for a persistent wintertime cold-air pool in northern Utah during 1–8 January 2011. A Weather Research and Forecast model simulation using the 1993 United States Geological Survey land-use and North American Mesoscale model reanalysis snow-cover datasets is compared to an improved configuration using the modified 2011 National Land Cover Database and a more realistic representation of snow cover. The improved surface specification results in an increase (decrease) in urban land cover (Great Salt Lake surface area), and changes to the snow-cover initialization, depth, extent, and albedo. The results obtained from the model simulations are compared to observations collected during the Persistent Cold-Air Pool Study. The changes in land use and snow cover and the resulting impacts on the surface albedo and surface heat fluxes contributed to near-surface air temperature increases of 1–\(2\,^{\circ }\hbox {C}\) in urban areas and decreases of 2–\(4\,^{\circ }\hbox {C}\) in areas surrounding the Great Salt Lake. Although wind speeds in the boundary layer were overestimated in both simulations, shallow thermally-driven and terrain-forced flows were generally lessened in intensity and breadth in response to the decreased areal extent of the Great Salt Lake and increases in the urban footprint. 相似文献
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上海城市精细化地表温度分布模拟 总被引：2，自引：0，他引：2
本文引入了一种模拟城市复杂下垫面地表温度的方法,该方法基于地表辐射参数化方案（NARP）计算城市净辐射通量,然后利用客观滞后模型OHM计算地表储热通量,再利用强迫恢复法计算表面温度。通过上海地区高分辨率卫星资料获取不同地表类型覆盖比例,以每个格点中各地表覆盖类型所占面积比例为权重计算格点的平均地表温度,并对2013年8月12日上海地区地表温度进行模拟。结果表明：上海城市下垫面与其他类型下垫面相比,地表温度白天升高较快,而夜间下降较慢。模拟结果与MODIS陆面温度及地面观测资料进行比较,模拟的上海地表温度分布结构更精细,与气象站观测值较接近。 相似文献
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Lena Pfister Armin Sigmund Johannes Olesch Christoph K. Thomas 《Boundary-Layer Meteorology》2017,165(2):333-348
We investigate nocturnal flow dynamics and temperature behaviour near the surface of a 170-m long gentle slope in a mid-range mountain valley. In contrast to many existing studies focusing on locations with significant topographic variations, gentle slopes cover a greater spatial extent of the Earth’s surface. Air temperatures were measured using the high-resolution distributed-temperature-sensing method within a two-dimensional fibre-optic array in the lowest metre above the surface. The main objectives are to characterize the spatio-temporal patterns in the near-surface temperature and flow dynamics, and quantify their responses to the microtopography and land cover. For the duration of the experiment, including even clear-sky nights with weak winds and strong radiative forcing, the classical cold-air drainage predicted by theory could not be detected. In contrast, we show that the airflow for the two dominant flow modes originates non-locally. The most abundant flow mode is characterized by vertically-decoupled layers featuring a near-surface flow perpendicular to the slope and strong stable stratification, which contradicts the expectation of a gravity-driven downslope flow of locally produced cold air. Differences in microtopography and land cover clearly affect spatio-temporal temperature perturbations. The second most abundant flow mode is characterized by strong mixing, leading to vertical coupling with airflow directed down the local slope. Here variations of microtopography and land cover lead to negligible near-surface temperature perturbations. We conclude that spatio-temporal temperature perturbations, but not flow dynamics, can be predicted by microtopography, which complicates the prediction of advective-heat components and the existence and dynamics of cold-air pools in gently sloped terrain in the absence of observations. 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