上海地区高温过程中局地气候区尺度城市热岛特征分析     

高颖  陈燕  张宁  敖翔宇  周玉奇 《气象科学》2024,44(2):391-400

本文以超大城市上海为研究对象,选取2017年7月为夏季代表月,利用自动气象站网观测得到的逐小时气温和风速数据,基于局地气候分区方法分析了上海市各局地气候区(Local Climate Zone,LCZ)在不同天气条件下的气温和城市热岛强度(Urban Heat Island Intensity,UHII)时空特征及其成因。结果表明:由于城市几何形态、建筑材料、表面不透水面占比以及人类活动的不同,上海市夏季典型月各LCZ的气温和UHII表现出明显差异,在高温日,UHII日变化曲线可以分为"W "型、浅" U"型、"V"型、日间型和平稳型这五类。城市建筑形态对城市风、热环境具有较为复杂的影响,UHII与天空可视因子(Sky View Factor,SVF)的相关系数在00时(北京时,下同)为负,而在12、16时为正,这是由于建筑物对城市冠层内的辐射传输的影响和建筑物的热量储存导致的;城乡风速之比与SVF在00、12和16时都为正相关,说明了高大密集的建筑物对风速有衰减作用,同时风速通过影响大气的平流输送进一步影响UHII。  相似文献   

昆明城市热岛效应的数值模拟研究     

周晓宇  王咏薇  孙绩华  段玮  杨大虎 《大气科学》2022,46(4):921-935

本文利用WRF（V3.9.1）模式中耦合Noah/SLUCM方案作为Control试验,研究了土地利用类型（Md04试验）、陆面过程（NoUCM试验）和湖泊（Nolake试验）对城市热岛强度及昆明城市气象要素水平、垂直的时空分布影响。主要结论如下:（1）四个试验城市热岛强度的平均日变化趋势相似,白天城市热岛强度较弱、夜间较强,在20时（北京时,下同）左右达到最大值。城市冠层（湖泊）对城市热岛有较明显的减（增）温,Control-NoUCM（Nolake）试验中,平均日最大差值为?0.79°C（+1.07°C）。（2）从能量平衡方程分析Control-Md04试验,感热（潜热）通量的差值为+46.18（?79.71）W m?2,潜热通量释放大于感热通量的绝对值。Control-NoUCM试验中,感热（潜热）通量的差值为?40.88（+29.60）W m?2;因NoUCM试验未考虑几何建筑物储热与遮挡,太阳辐射大部分被地表所吸收,导致感热通量偏大。（3）四种试验中,15（07）时边界层高度达到最大（小）值。NoUCM（Nolake）试验中城市边界层高度分别降低103 m（32 m）左右,而Md04试验中城市边界层高度增加102 m左右。（4）湖泊（滇池）对城市热岛环流影响的试验表明,湖泊上空垂直运动较弱,但水平方向湖陆风较大,这有利于向城市输送水汽,增加干空气湿度,使城市中空气的水汽含量增加,同时增大潜热能量释放,降低感热通量,减小了垂直温度梯度。  相似文献   

1951—2017年鞍山市气温变化特征及城市热岛变化     

金巍  刘卫华  李晶  康晓玉 《气象与环境学报》2021,37(4):78-85

利用建站以来鞍山站和海城乡村站的一日四次观测数据和逐日平均、最低和最高气温资料,对1951-2017年鞍山市年、四季和各月平均气温和极端气温变化特征及其变率进行了分析,并对鞍山城市热岛变化进行探讨。结果表明：1951-2017年鞍山市年平均最低气温的递增趋势最强、平均气温次之、平均最高气温最弱,且均通过显著性检验。1951-2017年鞍山市年极端最高气温变化呈弱递减趋势,1951-1987年（突变前）呈递减趋势、1988-2017年（突变后）为递增趋势。1951-2017年鞍山市年极端最低气温呈显著递增趋势,1951-1987年（突变前）较整个阶段递增趋势更强,1988-2017年（突变后）呈递减趋势;突变前后极端最高和极端最低气温呈反相变化特征。1958-2017年鞍山市年最低气温的城市热岛强度最大、平均气温次之,最高气温最小、递增趋势最弱;秋、冬季鞍山城市热岛强度较其他季节更强,热岛指数递增显著;在每日4次定时气温观测中,14时鞍山市热岛强度最小,热岛指数呈递减趋势,其余时次均呈显著递增趋势,其中,02时鞍山热岛强度最强;鞍山市平均气温变化呈显著增暖趋势,城市热岛强度和热岛指数均呈显著递增,夜间递增尤为突出,说明鞍山城市热岛的显著增强是鞍山市气候变暖的一个主要原因。  相似文献   

等间距法和均值标准差法界定城市热岛的对比研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

陈松林  王天星 《地球信息科学学报》2009,11(2)

利用ASTER数据反演地表温度,采用等间距法和均值-标准差法,将研究区温度场分别划分为4级、5级、6级,并根据热岛区的界定进一步将4级、6级细分为4级(a)、4级(b)、6级(a)和6级(b).在此基础上,对两种方法从城市热岛数量结构差异、热岛空间分布及细节表达等方面进行了系统对比分析.结果表明:两种方法所界定热岛的面积百分比随着分级数不同均出现跳跃现象,趋势基本一致.但就热岛强度而言,均值-标准差法对分级数的敏感性较等间距法小,在热岛的空间分布和温度变异的细节表现力等方面,均值-标准差法也优于等间距分级法.因此,综合来看,均值-标准差法是城市热岛界定的较适合方法.均值-标准差法以地表温度相对于平均温度的变异程度为依据进行热场划分,在多时相城市热岛演变、对比等研究中,一定程度上可以避开时相的差异.  相似文献   

厦门市建设用地功能区的热环境分异研究     

沈中健 《地理科学》2022,42(9):1627-1637

基于厦门2019年的兴趣面(Area of Interest)数据、Landsat遥感影像等多源数据,应用Logistic回归模型、空间自回归模型、衰减模型,分析各类建设用地功能区热力特征和对城市热岛影响程度及升温效应的分异规律。结果表明：各类功能区均具有高温现象。交通运输区高温现象显著,仓储区、工业区次之,居住区、公共设施区则较弱;各功能区比例均对形成城市热岛效应有正向影响,影响大小依次为：工业区>仓储区>公共管理与服务区>居住区>商业服务业区>交通运输区>公共设施区;各功能区比例均与热岛强度呈正相关关系,且空间溢出效应显著。交通运输区、商业服务业区比例对热岛强度的正向影响较强,仓储区、工业区次之,公共管理与服务区、居住区、公共设施区比例的正向影响较弱;工业区、商业服务业区、仓储区、交通运输区的升温效应比较显著。功能区面积越大,则其升温效应越显著,但大面积功能区的升温效应可能出现“饱和现象”。  相似文献   

基于百度街景的SVF计算及其在城市热岛研究中的应用     

冯叶涵  陈亮  贺晓冬 《地球信息科学学报》2021,23(11):1998-2012

SVF（Sky View Factor）是描述城市辐射和城市热环境的有效指标之一,是研究城市热岛的重要几何参数,如何快速准确地计算大规模的SVF对城市形态和城市气候研究具有重要意义。已有研究发现,SVF与热岛强度具有强烈关系,但以往研究存在争论和局限性。本研究采用百度全景静态图,基于深度学习,使用Deeplabv3+模型对天空范围进行探测,提出一种SVF自动计算方法,并用该方法计算上海市中心城区的SVF分布。本研究引入局地气候分区（Local Climate Zones, LCZ）,将大规模、精确的SVF结合每个地块具体的土地利用和建筑情况进一步用于SVF与热岛强度的关系研究。实验结果表明,在不同场景下,Deeplabv3+模型都能对天空范围进行有效探测（MIOU=91.64%）;本文方法计算的SVF与鱼眼照片计算的SVF具有令人满意的一致性（R²=0.8869）;在不同区域,SVF与热岛强度的关系不同,对于LCZ5开敞中层建筑,最高相关系数为0.68,对于LCZ1紧凑高层建筑,最高相关系数为-0.79。本文SVF计算方法在上海市中心城区的成功应用,验证了在中国高密度和复杂的城市环境中使用街景图像计算大规模SVF的可行性,此外本文基于区域化研究思想进一步研究了SVF与城市热岛的关系,弥补了以往此类研究的不足。  相似文献   

等间距法和均值标准差法界定城市热岛的对比研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

陈松林  王天星 《地球信息科学学报》2009,11(2):145-150

利用ASTER数据反演地表温度,采用等间距法和均值-标准差法,将研究区温度场分别划分为4级、5级、6级,并根据热岛区的界定进一步将4级、6级细分为4级(a)、4级(b)、6级(a)和6级(b)。在此基础上,对两种方法从城市热岛数量结构差异、热岛空间分布及细节表达等方面进行了系统对比分析。结果表明:两种方法所界定热岛的面积百分比随着分级数不同均出现跳跃现象,趋势基本一致。但就热岛强度而言,均值-标准差法对分级数的敏感性较等间距法小,在热岛的空间分布和温度变异的细节表现力等方面,均值-标准差法也优于等间距分级法。因此,综合来看,均值-标准差法是城市热岛界定的较适合方法。均值-标准差法以地表温度相对于平均温度的变异程度为依据进行热场划分,在多时相城市热岛演变、对比等研究中,一定程度上可以避开时相的差异。  相似文献   

城市热岛与海风锋叠加作用对一次局地强降水的影响   总被引：3，自引：2，他引：1  

东高红  刘一玮  孙蜜娜  戴云伟 《气象》2013,39(11):1422-1430

利用常规观测资料、天津255 m气象塔资料、多普勒雷达资料和VDRAS反演资料及中尺度TJ WRF模式输出资料,对2010年8月16日天津城区出现的一次局地强降水过程进行分析,重点分析了城市热岛与海风锋叠加作用对此次局地强降水的触发机制。结果表明：此次局地强降水发生在低层槽后弱的反环流条件下,具有明显的γ中尺度对流降水特征;城市热岛效应能造成局地的热力不均匀,这对形成地面中尺度辐合线非常有利。海风锋由岸边向市区移动中与中尺度辐合线相遇,能激发局地不稳定能量的释放,从而产生强对流天气。城市热岛对海风锋的移动有明显阻挡作用;当海风锋移到城市热岛效应明显区域附近时,其后侧气流会出现明显分支绕流和爬升现象,而且两者相遇处的辐合上升运动会迅速加强,这为该地不稳定能量的释放及雷暴的发生发展提供了有利的动力热力条件。中尺度TJ WRF模式可以很好地模拟出这一现象。  相似文献   

太湖湖陆风背景下的苏州城市化对城市热岛特征的影响   总被引：6，自引：2，他引：4  

杨健博  刘红年  费松  张宁  蒋维楣 《气象科学》2013,33(5):473-484

利用南京大学区域边界层模式,选取苏州地区2006年8月12日晴天小风的天气作为背景天气条件进行算例的模拟。分析了该地区在湖陆风环流背景下的城市化进程对热岛特征的影响。结果表明:苏州地区的风场受大尺度系统、湖陆风环流和城市热岛环流系统的共同影响,且湖陆风环流的强度大于热岛环流。苏州地区的城市热岛影响高度可达400 m左右,且在背景风场的影响下,该地区的温度分布会体现出比较明显的下游效应特征,下游效应的距离可达10 km左右。这种下游效应在400 m高度以下比较明显,随高度的升高而逐渐减弱。20 a的城市化进程(1986—2006年)导致苏州城区地表感热通量增加了200 W/m²、潜热通量减少了200 W/m²、湍能增加了0.045 m²/s²、日平均热岛强度增加了0.4 ℃;热岛环流加强,并使白天混合层最大高度升高了400 m,但对夜间逆温层发展的影响较小。太湖湖陆风,使靠近太湖的苏州市郊的混合层、逆温层高度明显下降,但对距离较远的苏州市区的混合层、逆温层高度影响不大。且太湖的存在对于城市化进程导致的苏州地区热岛强度增加、地表湍流动能增加、感热通量增加、潜热通量减少的趋势有比较明显的缓解作用。  相似文献   

城市不透水面覆盖度与地面温度遥感估算与分析   总被引：2，自引：0，他引：2  

邱健壮  桑峰勇  高志宏 《测绘科学》2011,36(4):211-213

全球气候变暖和城市化的快速发展,导致了城市不透水面急剧增加和热岛效应日趋严重.本文综合利用多源遥感数据进行城市不透水面覆盖度(ISP)和地面温度(LST)的估算,实验结果较好地反映了城市ISP和LST的空间分布和变化状况;同时对二者之间的相关关系进行了简要分析,发现ISP与地面温度之间具有正相关关系,为通过绿化建设改善...  相似文献