城市气象学课件：05_2城市热岛_特征.ppt

3、UHI地区差异 （1） 最大热岛强度和城市人口数量的相关 Oke根据北美18个城市和欧洲11个城市的资料，得到： 北美： 欧洲： （2） 热岛强度和土地利用类型的相关 Park对汉城的研究：1，商业用地和工业用地；2，住宅用地；3，农业用地；4，绿地；5，水域。分别用 代表每块用地中各类用地占的百分比，由此求出每小块面积上的气温距平值 （相当于热岛强度）： （3）热岛强度和城市不透水面积的相关 Park对日本和韩国城市的研究： 适用于韩国： 适用于日本： 另外，热岛强度和城市建筑物密度、城市下垫面几何形状、街道的走向、街道两侧建筑物高度以及城市的布局形状等因素也有密切相关 4、UHI垂直结构 不同城市热岛的垂直结构不尽相同，但在某些方面存在一定共性，Oke曾对中纬度大城市在夏季、晴天、微风天气条件下城市边界层的热力结构进行了概括。 （1）白天午后（约在14～15时），城市和郊区气温垂直分布形式差异不大，在近地面都有一个薄的不稳定层，在此之上位温不随高度变化。城区混合层厚度（0.5~1.5km）比郊区略大。在混合层之上是稳定层结。此时热岛强度不大，但是城市增温影响所及高度要比夜间大。 （2）夜间地面气温热岛强度比白天午后大。城市与郊区温度垂直分布完全不同。上风向郊区因长波辐射冷却出现接地逆温，层结十分稳定；而城市中心仍有一浅薄的不稳定层结，其混合层高度(0.1~0.3km)远比白天为低。 （3）城市中心气温垂直梯度的昼夜变化比较小，而郊区的昼夜变化却很大。 （4）夜晚，城市中心气温垂直廓线与上风向郊区大不相同，在一定高度出现交叉现象（即在该高度上，城市气温低于郊区气温）。城市热岛强度在近地面最大，随高度增加而减小。过交叉点后，城市气温反而低于郊区。 Crossover effect 交叉效应的成因 Second urban surface effect: roof level Pollutant layer, heat loss by outgoing radiation Typical nocturnal vertical temperature structure over an urban and adjacent rural area, showing the so-called crossover effect. UHI 垂直结构与风的关系 城郊对比 历史对比 气象站、卫星 资料、数值模式 人口、土地利用类型 交叉效应 随高度递减 描述 周期性 垂直结构 地区差异 城市热岛特征 日周季节 非周期 气象因子 如夜强昼弱 屋顶、污染 The end of Section 2 Ch5 Urban Heat Islands（UHIs） 二、UHIs特征 二、UHIs特征 UHI 强度描述 UHI 周期性和非周期性变化 UHI 地区差异 UHI 垂直结构 1、描述UHIs 城市热岛研究可从两个方面入手： 同一时间城郊气温对比，城市热岛强度：同一时刻，同一高度（通常是离地面1.5m高处），城市中心区气温和郊区气温差。如何选取代表站点，这是一个问题！ 同一城市不同发展阶段气温的前后对比。这是热岛吗？区域气候变化的影响如何滤除？ （1）、城郊气温对比方法 地名 位置 最大热岛强度℃ Madras 沿海 4.0 Vijayawada 内陆 2.0 Visakhapatnan 沿海 0.6 Pune 内陆 10.0 Bombay 沿海 9.5 Calcutta 内陆 4.0 Bhopal 内陆 6.5 New Delhi 内陆 6.0 印度若干城市热岛强度 如何选取代表性的城郊站点 没有统一的选取站点标准，常用方法如下： 城市中心区选一个，郊区选一个； 城市中心区选若干个，郊区选若干个； 整个城区站点平均，整个郊区站点平均； 整个城区面平均，整个郊区面平均； 注意站点的海拔高度问题！例如站点高差超 过100m则不选。 （2）、城市气温的历史前后对比 采用同一城市在其发展前后气温对比的方法，为了滤去同一时期大气候因素所造成的气温历史变化，可以采用在相似区域气候条件下的郊区同期气温的变化作为参考。 年份 年平均气温 差值 Ⅰ上海台 （市区） Ⅱ 上海县 （近郊） Ⅲ 松江 （远郊） Ⅰ－Ⅱ Ⅰ－Ⅲ Ⅱ－Ⅲ 1960~1964 15.96 15.84 15.80 0.12 0.16 0.04 1965~1969 15.54 15.36 15.24 0.18 0.30 0.12 1970~1974 15.48 15.28 15.26 0.20 0.22 0.02 1975~1979 15.88 15.62 15.68 0.26 0.20 -0.06 1980~1984 15.72 15.26 15.28 0.46 0.44 -0.0