城市发展对石家庄气温增暖贡献的分析.pdfVIP

城市发展对石家庄气温增暖的贡献分析 周须文 （河北省气象科技服务中心） 摘要：利用石家庄、井径和藁城气象站 1970-2009 年的气象资料和石家庄市的人口资料，对 石家庄市近 40 年的气温变化和人口增长进行了分析，探讨了城市化对城市增温的贡献。结 果表明：城市气温的变化趋势与城市人口的变化趋势相一致，最低气温受城市化影响最大， 是对城市变化最敏感的因子；城市热岛强度与城市人口具有明显的正相关，相关系数达到了 0.96，说明城市人口是影响城市气候的重要因素。城市气温的增暖是由大气环流背景和城市 发展共同影响的结果，随着城市的发展，城市化对城市增暖的贡献不断增大，近 10 年石家 庄市增暖的气温有一半是有城市化引起的。城市化对城市增暖的贡献具有明显的季节特征， 秋季最大，为 66%；春季最小，为 37% 。 关键词：城市化；城市热岛；趋势分析；贡献率 引言 改善人们的生存环境是人类活动的主要目的之一。哥本.哈根会议表明各国政府正在为 减缓全球气候增暖速度做出努力。对于聚集众多人口的城市气候，更是人们关注的焦点。近 年来随着世界各国城市化水平的提高，国内外不少学者针对城市化对城市环境气候造成的影 响进行了深入分析探讨,在我国研究最多的是上海[1] [2-4] [5] [6-8] 、北京 、广州 等大城市 。对中国 主要城市热岛强度进行对比分析[9]表明：城市热岛强度的强弱，除人工热源外，还与地形条 件、地理位置、地表性质、城市规模、大气环流、区域气候等因子有关，各个城市的热岛强 度及其变化规律各有其特点。石家庄是河北省省会，位于太行山东麓，是建国后兴起的一座 新兴城市，改革开放以后，城市化水平迅速提高，目前正处在城市化发展的高峰期，它的快 速发展对城市气候带来多大影响，有什么特点？本文试图通过对石家庄气温与石家庄市人口 变化的对比分析，展现石家庄城市发展进程中城市气温的受影响程度；研究城市发展对气温 增暖的贡献大小，以期对监测与评价城市生态环境质量、城市规划、城市绿地建设和环境保 护等方面有一定的指导意义。 1 资料与方法 分析城市发展对城市气温增暖的贡献，首先分析城市发展引起的城市热岛强度的变 化。城市热岛强度是城市气温与该城市有相同气候背景，且不受或受人类活动影响较小的郊 区背景站气温的差值。显然，分析城市热岛效应对气温序列的影响，关键在于确定有代表性 的郊区背景站。石家庄市位于太行山地和华北平原两大地貌的交接位置，为了使选取的郊区 站更能代表石家庄的气候背景情况，选择了受城市化影响小且距石家庄(38.02°N ,114.25 °E)最近的井陉 （38.02°N, 114.08°E）和藁城 （38.01°N,114.50°E）气象站。石家庄、 井陉和藁城气象站均无迁址记录。井径和藁城分别位于石家庄的西部山区和东部平原，基本 与石家庄处于同一纬度，距石家庄距离基本相等，海拔高度由西向东逐渐降低，相差不大， 属于同一气候分区，背景气候相似，为减小由于地形地貌有所不同造成的影响，取两站气温 序列的平均值作为背景站气温，使其更接近石家庄的背景气候情况。本文选取石家庄、井径 和藁城三个气象站 1970-2009 年的地面观测气温资料和 1970-2008 年石家庄统计年鉴中的 人口统计资料。 对温度序列的分析采用线性趋势法。温度序列线性趋势的计算公式为： y=a+bt(t=1,2,3,…..n)，其中 a 为常数，b 为温度序列的线性变化趋势，其符号表示温度值 的升降变化趋势，其数值的大小反映了气温上升和下降的的速率，一般气温变化速率表示的 是每 10 年温度的变化。 石家庄与背景站的气温差作为石家庄市的热岛强度。石家庄气温变化速率作为总增温 1 率；背景站气温变化速率认为是大气环流因素引起的气温增温率，石家庄气温变化速率与背 景站气温变化速率的差认为是由于石家庄城市发展引起的增温率，也就是城市热岛增温率。 城市热岛增温率在其总增温率中所占的百分比为城市热岛增温贡献率[10] 。 2 石家庄城市的发展与城市热岛效应 城市