广东省春节气候特征

运用SSA与最大熵谱分析春节平均气温以及降水量周期特征,得到平均气温的主要周期成分是准4年及准6年振荡,降水量以2-3年的短周期振荡为主,并且有年代际的波动。     

上海城市热岛的精细结构气候特征分析

对上海地区59个自动站2006—2013年逐时气温资料进行了本地化的质量控制,得到一套高分辨率气温数据集。将其与常规观测资料进行对比,发现两者反映的上海年平均及季节平均气温基本一致,说明经质量控制的加密资料是可信的。但其空间差异更为明显,表明高分辨气温数据在城市热环境精细空间分布研究中更具代表性和有效性。基于该数据集研究了上海的城市热岛空间分布。结果表明,加密观测数据可反映出城市热岛的精细结构气候特征:热岛分布由中心城区向四周及西南部扩展,尤其是出现了"多中心"结构特征,即除中心城区的热岛主中心外,在闵行北部和松江南部均出现了与快速城市化进程相联系的区域性副热岛中心;受大气环流季节转换和局地海陆风的影响,热岛位置在秋冬季偏东南方向,春夏季偏西北方向。上述精细化特征在常规资料中并不明显或无法体现。由此可见,经质量控制的加密气温数据在城市热岛的精细结构研究中更具优势。     

郑州地区沙尘暴天气的气候特征分析

利用郑州地区各站近40年的气象资料，分析了郑州地区沙尘暴的气候特征，发现郑州地区沙尘暴天气发生的频率自60年代到90年代呈逐渐减少趋势，但从大尺度背景情况分析，全球增暖不可避免，如不科学做好退耕还林、大范围恢复自然植被、有效地改善生态环境，沙尘暴天气将有可能进一步发展。     

屋顶绿化对城市降温效应的模拟分析——以南京市为例

利用WRF模式耦合单层城市冠层模式,针对屋顶绿化对城市降温效果进行了模拟,结果表明:(1)南京夏季绿化后的屋顶反照率约为0.15,较水泥及其他反光材料的反照率略小,在白天可造成约0.2℃的升温。(2)绿化后的屋顶热容量明显增加,可使白天气温下降0.33℃;在夜间,可使气温升高0.21℃左右。(3)在植被阻挡作用及土壤层阻挡作用下,屋顶的导热率降低。在白天,净辐射能很难向下层传递,从而转化为感热加热大气,造成气温升高。(4)土壤湿度的改变使更多净辐射能转化为潜热释放。在白天可使温度降低1.23℃;在夜间,平均降温幅度为0.44℃。除此之外,模拟不同季节的统计结果表明,屋顶绿化降温效果在夏季最为明显,最大降幅可达1.22℃,春季0.96℃,秋季0.75℃,冬季只有0.38℃。     

京津冀地区城市“黄金周”长假的气候效应

分析了京津冀地区7个代表城市站1999年实行"五一"和"十一""黄金周"长假期以来地面气温变化特征。采用7个城市站1961—2007年平均气温、最高气温和最低气温逐日观测资料,主要比较分析了长假7天的平均气温与长假前后各7天平均气温的差异。结果表明,实行"黄金周"长假以来,7个城市"黄金周"期间的平均气温、最高(低)气温一般有较明显的变化。平均气温在"五一""黄金周"期间有明显上升趋势,"十一""黄金周"期间则有下降趋势;"五一""黄金周"期间平均最高和最低气温均有明显增加,最高气温增加更显著,而"十一""黄金周"期间最高气温变化不大,最低气温则有较显著降低。     

下垫面对郑州城市强降水的影响:城市化及地形影响的数值模拟研究

利用WRF-ARW中尺度区域数值模式耦合单层城市冠层模式(slab-UCM),采用ERA-interim 0.5°×0.5°再分析资料作为初始场和边界条件,对2016年6月5日郑州地区发生的一次强对流天气进行模拟,并通过改变下垫面的土地利用类型与地形高度数据设置敏感性试验,探究了城市化及郑州西北部山脉地形对对流性强降水过程的影响。结果表明:1)此次强降水过程主要受高层的低槽系统影响,前期的对流不稳定层结为对流触发提供了有利的热力条件;2)城市热岛效应能够改变下垫面的热力状况,有利于在城市地区激发更强的上升运动,使降水向城区集中;3)郑州西北侧山脉激发的重力波能够使郑州地区对流增强;4)山脉能够阻挡低层干空气向郑州地区输送,因此山脉高度的削减造成郑州地区低层相对湿度减小,使雨滴蒸发冷却增强,进而导致与降水相联系的冷池的增强,雨带移速加快,进一步导致累积降水的减少。     

基于多源数据的城市热岛效应研究——以石家庄地区为例

以石家庄地区为研究对象,选取地面气象观测站数据、区域自动站数据、MODIS 1B以及Landsat7 ETM+卫星遥感影像数据作为主要数据源,从气温和地表温度两个角度考虑,分析城市化进程对城市热岛效应的影响,城市热岛的时间变化规律以及空间分布规律等。研究结果表明：(1)石家庄城市热岛强度随时间逐年增加且呈继续上升趋势,与城市化进程呈同步变化趋势;(2)采用同一时次气温和地表温度资料分别研究石家庄城市热岛空间分布特征,发现夏、秋季白天和四季晚上石家庄城市热岛效应明显,春、冬季白天有时出现“冷岛”效应;(3)与白天相比,在晚上气温和地表温度两者的相关性较好,其相关系数可达0.80;(4)选用Landsat7 ETM+高分辨率卫星遥感影像数据研究不同土地覆盖类型对城市热岛的影响,发现地表温度随着植被指数NDVI的增大而减小,两者之间呈现很好的负相关性,R2=0.72。     

短期大规模人口流动对上海市城市热岛效应的影响

城市热岛效应是一种非常重要的局地气候现象,随着全球变暖和城市化快速发展,城市热岛效应受到越来越多的关注和研究。以往的研究表明人口聚集和人口数量对城市热岛效应和区域城市气候会产生显著的影响。但是,人口短期的快速迁移流动对城市气候是否存在影响以及影响的程度多大尚不清楚。本文利用世界上每年最大规模的人类迁徙——春节人口流动来探讨人口短期快速流动对国际化大都市上海城市热岛效应的影响。研究结果表明,2000~2015年上海市春节周日最高温、日均温和日最低温城市热岛强度分别为0.35℃、0.90℃和1.53℃,相对于背景场(春节前2~4周和春节后2~4周的平均值),分别低了0.16℃、0.11℃和0.15℃,相对变化分别为31.4%、10.9%和8.9%。由此可见,人口短期快速迁移流动是影响热岛效应和城市气候一个重要因素,但是人口流动对城市热岛效应的影响是复杂的,其效应与气候背景、天气状况、城市规模、城市人口流动特征及分布甚至城市烟花爆竹燃放(通过影响气溶胶、云量及废热影响城市热岛效应)等因素交织在一起,未来仍需开展进一步的深入研究。     

大兴安岭森林生态气候效应初探

本文的分析及对比依据是以不同森林覆被率分区。从分析大兴安岭森林植被区的气候特点入手，重点探讨了森林生态对气候长期影响的气候效应。指出大兴安岭森林植被使年平均气温偏低１．６℃（剔除地理地形影响外），且林区的年平均气温各年代间变化振幅偏小。指出年降水量各年代的均方差、变异系数、变率等均比对比区明显小得多。研究结果表明森林植被有维持气候稳定性作用等等。     

遂宁市海绵城市建设对其热岛效应影响的评估

利用2011～2017年遂宁市主城区气温观测资料、MODIS卫星遥感资料,Landsat TM影像资料,结合遂宁市海绵城市建设,对遂宁市主城区城市热岛效应进行评估,得到以下结论:气象观测资料显示遂宁市主城区存在城市热岛效应,且从2011～2016年,其热岛效应总体呈下降趋势;遂宁主城区夏季热岛强度最强,春季次之。基于MODIS卫星资料分析得到:2011～2014年,遂宁主城区的城市热岛范围逐渐扩大;强热岛和极强热岛主要集中市中心,2016年到2017年,城市热岛出现了一定的缓解,强热岛和极强热岛被消除。2017年极端高温下的遂宁市主城区城市热岛效应比2006年的弱。海绵城市建设增加了遂宁市主城区绿地面积、水域面积、改变了城市路面、合理规划了城市建设,使遂宁市主城区热岛效应得到了一定的缓解。      

Mass Human Migration and the Urban Heat Island during the Chinese New Year Holiday: A Case Study in Harbin City,Northeast China

Many Chinese people leave big cities for family reunions during the Chinese New Year(CNY), which is the most important public holiday in China. However, how modern mass human migration during the CNY holiday affects the urban heat island(UHI) is still unknown. Here, the authors investigate the role of modern human migration for the UHI effects during the CNY holiday for the period of 1992–2006 in Harbin City, Northeast China. The results show that during the CNY week, the UHI effects expressed as daily mean, maximum, and minimum temperature differences between urban and rural stations averaged over the period of 1992–2006 are 0.65°C(43%), 0.31°C(48%), and 1.14°C(71%) lower than during the background period(four weeks before and four weeks after the CNY week), respectively. Our findings identify previously unknown impacts of modern mass human migration on the UHI effects based on a case study in Harbin City.     

湖北省城市热岛强度变化对区域气温序列的影响

计算湖北省71个气象站1961～2000年间四季、年平均、最低、最高气温倾向率,绘制其等值线分布图,设计并求取武汉站相对郊区代表站、全省的城市代表站、基本和基准站相对乡村代表站的热岛增温速率和贡献率.结果表明:1)40年来气温倾向率多为正,即呈增温趋势,但时空分布不均,冬季最低气温增速大,夏季最高气温增速小甚至降温,非对称性变化明显,几乎所有情况后20年增温加剧;2)武汉站、全省城市代表站热岛效应影响存在着显著的随时间增大趋势,武汉年平均、最低、最高气温的热岛增温速率分别为0.2、0.37、0℃/10 a,贡献率分别为64.5%、67.3%、0%,而全省城市代表站年3项气温的热岛增温速率略小,贡献率则可达75%以上,有些情况可达100%,且时间差异、非对称性特征与武汉较一致;3)近40年来全省基本和基准站热岛增温贡献率可达60%以上,近20年来还有50%左右.因此,目前根据国家基本、基准站资料建立的温度序列严重地保留着城市化影响.     

面向新型城镇化的气候承载力指标研究——以皖江城市带为例

从服务新型城镇化进程出发,本文基于气候条件与人类活动的相互作用关系,同时考虑气候的资源和灾害双重属性,识别并构建了包含气候资源供给、气候灾害限制和城镇化协调发展水平三方面要素的气候承载力评价指标体系,进而采用熵权法、耦合协调度模型和GIS技术等方法实现了指标的量化,形成了气候承载力的综合评价指标和模型。以皖江城市带为例,应用该套指标方法探讨了气候承载力的空间格局与关键影响因子,结果表明,皖江城市带城镇化发展格局与气候承载力分布较为一致,气候承载力较高的地区意味着可容纳的城市发展负荷量较高,而与之对应的这些地区城镇化集聚程度也较高;但气候承载力水平空间差异显著,区域整体气候承载力还有待进一步优化提升。根据城镇化集聚度和气候承载力特点,将皖江城市带分为4个等级和12种类型,并进一步揭示了不同类型地区存在的承载力"短板"和问题现状。     

基于ENVI-met模式的城市近地表气温模拟与分析-以南京市部分区域为例

城市不同下垫面与建筑物空间形态对近地表气温等微气候要素产生了重要影响。开展城市气温时空变化模拟与影响因素分析,对于城市热环境评价与城市规划具有重要意义。论文基于高空间分辨率Geoeye-1立体影像,在建筑物高度、下垫面覆盖类型信息提取的基础上,选择南京一中、光华东街、玄武湖、头陀岭4个区域,采用ENVI-met微气候模式,以城市基本气象站南京站的实时气象数据作为背景气象场,模拟不同区域近地表气温的时空分布特征,并利用区域自动气象站观测数据进行精度检验。结果表明:在时间变化上,ENVI-met模拟气温与实测值之间吻合程度较高;在空间分布上,南京一中与光华东街区域气温时空分布规律总体相似,但城市空间形态的差异使得局部区域气温变化不同,玄武湖区域气温由陆地中心向外围呈递减趋势,而头陀岭地形复杂多变,白天气温变化剧烈,夜间空间变化较小。     

A Case Study on the Effects of Heterogeneous Soil Moisture on Mesoscale Boundary-Layer Structure in the Southern Great Plains, U.S.A. Part I: Simple Prognostic Model

The atmospheric boundary-layer (ABL) depth was observed by airborne lidar and balloon soundings during the Southern Great Plains 1997 field study (SGP97). This paper is Part I of a two-part case study examining the relationship of surface heterogeneity to observed ABL structure. Part I focuses on observations. During two days (12–13 July 1997) following rain, midday convective ABL depth varied by as much as 1.5 km across 400 km, even with moderate winds. Variability in ABL depth was driven primarily by the spatial variation in surface buoyancy flux as measured from short towers and aircraft within the SGP97 domain. Strong correlation was found between time-integrated buoyancy flux and airborne remotely sensed surface soil moisture for the two case-study days, but only a weak correlation was found between surface energy fluxes and vegetation greenness as measured by satellite. A simple prognostic one-dimensional ABL model was applied to test to what extent the soil moisture spatial heterogeneity explained the variation in north–south ABL depth across the SGP97 domain. The model was able to better predict mean ABL depth and variations on horizontal scales of approximately 100 km using observed soil moisture instead of constant soil moisture. Subsidence, advection, convergence/divergence and spatial variability of temperature inversion strength also contributed to ABL depth variations. In Part II, assimilation of high-resolution soil moisture into a three-dimensional mesoscale model (MM5) is discussed and shown to improve predictions of ABL structure. These results have implications for ABL models and the influence of soil moisture on mesoscale meteorology