国家自然科学基金(41005012)
- 作品数：6 被引量：185H指数：6
- 相关作者：王咏薇刘寿东赵小艳姜海梅王晓云更多>>
- 相关机构：南京信息工程大学中国气象局内蒙古自治区气候中心更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金长江学者和创新团队发展计划江苏高校优势学科建设工程项目更多>>
- 相关领域：环境科学与工程天文地球经济管理更多>>
- 城市热岛效应研究进展被引量：120
- 2013年
- 随着城市规模的高速发展和城市人口的急剧膨胀,因城市下垫面结构的急剧变化和城市人为热排放的迅速增加所引起的城市热岛效应已逐渐成为严重影响城市人居环境和居民健康的重要因素。城市热岛效应研究已成为城市气候和区域气候研究中的热点问题。为更好地研究城市热岛效应,及时追踪国内外最新进展,综述了城市热岛的概念和形成机制,介绍了地面气象资料观测法、遥感监测法和边界层数值模式模拟法等3种城市热岛效应研究方法,概述了城市热岛效应国内外最新研究进展。认为基于现有城市热岛效应研究尺度局限于宏观大尺度以及各种方法的局限性,提出在未来的城市热岛效应研究中,应突破现有的大中尺度,并结合高分辨率卫星遥感影像进行多尺度多平台监测以及考虑气溶胶粒子对辐射强迫的影响等。
- 白杨王晓云姜海梅刘寿东
- 关键词：城市热岛城市气候
- WRF模式中城市冠层参数化方案在重庆气象环境模拟中的性能比较被引量：10
- 2013年
- 目前,耦合在WRF模式中的城市冠层方案包括单层冠层方案(UCM)、多层冠层方案(BEP)以及考虑室内外大气能量交换的多层冠层方案(BEP+BEM)。以2006年高温伏旱天气为背景,典型的拥有高密建筑物的山地城市重庆为研究对象,采用高分辨率的GIS数据替换USGS地形数据,对WRF中的3种城市冠层方案进行了两天的模拟。结果表明:(1)在不采用城市冠层方案时模拟的气温场和风场效果较差,2m气温模拟值与观测值的均方差达到3.2℃;(2)在10个城市站点2m气温的模拟中,BEP+BEM、BEP、UCM方案与观测值的模拟值与观测值的均方差为1.3℃、1.4℃、2.1℃,UCM方案相对较差,BEP+BEM方案最好;(3)在10m风速的模拟中,单层方案结果偏大,两种多层方案与观测值有较好的一致性,二者差别较小。3种方案都能模拟出大致的风向。
- 伍见军王咏薇朱彬杜钦高阳华
- 关键词：性能对比
- 城市屋顶绿化对城市降温效应的模拟分析
- 屋顶绿化是缓解热岛效应的一项有效措施。本文利用WRF模式耦合单层城市冠层模式对屋顶绿化过程中的反照率、热容量、导热系数、地表湿度的改变分别进行了敏感性试验。研究结果表明,(1)当反照率增加时,白天温度明显降低;(2)当热...
- 沈滢洁王成刚
- 关键词：城市热岛屋顶绿化温度
- 文献传递
- 南京复杂下垫面条件下的三维城市热环境模拟被引量：12
- 2016年
- 运用WRF模式,选取考虑城市冠层结构(UCM算例)及不考虑城市冠层(NOUCM算例)两种城市下垫面参数化方案,对南京2010年夏季晴天小风典型天气条件下的城市热环境以及不同下垫面的边界层特征进行了模拟研究。结果表明:1)UCM方案模拟结果与实际情况较为吻合。其中2 m气温的模拟有较大的改进,模拟结果明显高于NOUCM方案,与观测更为吻合,同时更好地模拟出了冠层建筑物对于近地层风速的拖曳,10 m风速的模拟有非常明显地提高。2)UCM方案较好地模拟出了城市的三维热岛分布。由于建筑物地表对辐射的截留,白天14时(北京时间,下同)热岛较强,地面2 m高度处热岛范围较大,热岛面积大约为120 km2,强度为2℃。同时建筑物的存在使得城市湍流动能更大,向上的垂直扩散增加,距地面20 m时,依然能看出明显的热岛效应,热岛强度为1.5℃。距地面55 m处,UCM模拟所得的热岛范围缩小,热岛强度为1.1℃。UCM模拟所得的白天地表热量的扩散影响可达143 m,02:00 2 m处热岛最强为2℃,热岛影响也可达70 m以上。3)不同下垫面呈现出了不同的边界层特征,城市冠层结构对周边下垫面边界层结构存在程度不等的影响,14:00城市区域的湍流混合更强,城市边界层高度升高100 m左右,02:00,城市冠层结构的存在,导致近郊庄稼下垫面及紫金山植被下垫面的稳定逆温层结明显减弱。
- 王咏薇任侠翟雪飞刘寿东王成刚
- 关键词：WRF模式复杂下垫面
- 不同城市冠层参数化方案对重庆高密度建筑物环境的数值模拟研究被引量：23
- 2013年
- 目前,耦合在WRF模式中的城市冠层方案包括单层冠层方案(UCM),多层冠层方案(BEP)以及考虑室内外大气能量交换的多层冠层方案(BEP+BEM)。不同方案计算过程及参数设置不尽相同,这些方案能否适应高密度建筑物复杂下垫面的城市气象环境的模拟?建筑物形态参数对于城市气象因子模拟的敏感性如何?为回答上述问题,选取建筑物高密度城市——重庆为研究对象,以2006年重庆高温伏旱天气为背景,采用高分辨率(333 m×333 m)的地理信息系统数据替换WRF模式中默认的美国地质调查局(USGS)静态数据,对WRF中的3种城市冠层方案进行了模拟评估,并进行建筑物形态参数变化对气象因子影响的敏感试验。结果表明:(1)BEP+BEM、BEP、UCM方案模拟值与城区内10个站点2 m高气温观测值的均方差和平均误差分别为1.3、1.4、2.1和-0.5、-0.8、-1.4℃,单层冠层方案相对较差,BEP+BEM方案最好。模拟值普遍略低于观测值。位于密集建筑物周边的2 m高气温模拟值与自动站观测吻合相对较好,而中国国家基本站的观测值与模拟值相比,观测值偏低,靠近水体的模拟结果相对较差;(2)建筑物高度及密度参数的变化对城市近地层气温产生明显的影响,当建筑物高度增高时,由于短波遮蔽作用的影响,白天气温降低最大达到0.4℃,而夜间由于辐射截陷作用增强,气温明显升高,最大可达0.7℃。建筑物间距缩小,导致白天近地面气温降低,夜晚则升高,且夜间变化幅度更大;(3)当调整建筑物高度及密度参数分别为:高度20%(15 m)+60%(20 m)+20%(25 m),间距20 m时,城区内观测站点2 m高气温观测值与模拟值的均方根误差从1.3℃减小到0.6℃,提高了模式的模拟性能。
- 王咏薇伍见军杜钦高阳华
- 关键词：数值模拟
- 南京地区地表热通量的遥感反演分析被引量：11
- 2016年
- 利用南京地区2013年8月11日、2013年10月14日、2014年1月2日和2014年5月26日的4景Landsat 8 OLI/TIRS1B遥感影像,结合地面气象观测资料,借助SEBAL模型反演了南京地区地表热通量,并利用地表温度实测数据进行验证,且与他人研究结果进行了比较。结果表明,(1)南京净辐射通量与土壤热通量表现为春季最大,夏季次之,冬季最小;感热通量呈暖季(春、夏)大于冷季(秋、冬)的特征;秋季潜热通量最大,冬季最低,夏春季居中。(2)南京净辐射通量值为长江最高,均值达614.8 W·m^(-2);湖泊与林地次高,均值大于500 W·m^(-2);旧城、草地、农田较高,均值在480~500 W·m^(-2)之间;裸地与新城最低,均低于460 W·m^(-2)。土壤热通量值为旧城、裸地、新城最高,均值在75~85 W·m^(-2)之间;湖泊、农田、草地次之,均值在65~75 W·m^(-2)之间;长江与林地最低,均值低于60 W·m^(-2)。感热通量值为城区最高,均值均高于200 W·m^(-2);林地、裸地、农田、草地次之,均值在100~200 W·m^(-2)之间;水体区域最低,均低于60 W·m^(-2)。潜热通量值为水体区域最高,均值高于400 W·m^(-2);林地、草地、农田、裸地次高,均值在220~320 W·m^(-2)之间;城区潜热通量最低,均低于200 W·m^(-2)。(3)土壤热通量占净辐射的比值除冬季均低于0.1外,其余季节均在0.05~0.25之间;新老城区的感热通量占净辐射比值在四季典型日均高于0.4,除春季的裸地和冬季外,其余土地利用类型均低于0.3,水体区域均低于0.15。潜热通量占净辐射比值为水体区域在四季均高于0.7,新老城区均低于0.5,除春夏季裸地和冬季的林地外,其余土地利用类型均高于0.5。不同土地利用类型的波文比呈现"新城>旧城>裸地>林地>农田>草地>湖泊>长江"的空间分布和"春季>冬季>夏季>秋季"的时间分布。新城区的波文比在四季典型日均为最高,且均值大于1,而水体的均为最低,均值小于0.2。
- 王煜东赵小艳徐向华牛建龙王亚戈
- 关键词：SEBAL模型地表热通量遥感反演
- 南京城市化进程与热岛效应的初步研究被引量：16
- 2013年
- 城市化过程对气候变化有着重要影响，全面而准确的分析城市化进程是十分重要的。以南京市为例，利用南京地区1985～2007年年平均气温和1985～2010年源于统计年鉴的4类城市化指标数据，使用人工神经网络方法以及综合指标法，分析了南京市城市化综合发展水平变化及其热岛效应的关系。结果表明：南京城市化进程分为稳步发展阶段（1985～2000年）和快速发展阶段（2001～2010年），城市化综合评价指数增长速率分别为0．1/1Oa和0．6/1Oa；南京市1985～2007年年平均气温呈波动式上升，平均城郊温差0．3℃，温度差异明显，总体上热岛强度呈波动增加趋势，尤其2000年之后，以0．19℃/lOa的速率迅速增加；热岛强度与城市化综合评价指数之间相关系数为0．75，呈显著地线性相关关系。
- 刘新刘寿东赵小艳王咏薇
- 关键词：城市化热岛效应人工神经网络
