南京冬季城、郊下垫面辐射平衡特征对比分析

市区水泥下垫面是城市各种人为下垫面类型中占比重最大的一种且具有典型的城市化特征,其热力性质明显有别于郊区接近自然的下垫面,这必然造成地表辐射平衡和能量交换过程发生改变,对城市气候产生影响。分析城、郊不同下垫面的辐射平衡特征,有助于进一步了解城市气候的成因和影响机制。本文利用在南京冬末开展的"城市边界层三维结构研究"实验所取得的城、郊水汽、温度和地表辐射平衡及分量观测资料,分析了南京城、郊下垫面近地层的辐射平衡及各分量的变化特征,结果表明:①不同天气条件下城、郊辐射平衡及分量特征有一定差异,尤其在天气转折变化时差异更明显,在晴天时差异最大,在下雪天时差异最小,但多云时更接近各辐射分量城、郊差异的平均特征;②净短波辐射在地表辐射平衡城、郊差异日变化中起主导作用;③在冬季多云时的城市"干岛"效应和雪天时的城市"热岛"效应也是影响城市辐射平衡及各分量城、郊对比差异的重要因子。     

安庆江滩公园不同下垫面夏季温湿度调节效应研究

目的 为定量分析城市滨水带状绿地不同下垫面温湿度调节效应,选取安庆滨水带状绿地江滩公园为研究 对象,分析不同下垫面与降温增湿强度之间的关系,旨在为城市滨水带状绿地规划提供理论依据。 方法 于天气晴 朗夏季,选取 6 种下垫面(草地、乔草、乔灌草、水体、硬质铺装、建筑)为研究对象,以开阔的无植被区域作为对照, 测定温度、相对湿度、风速,比较不同下垫面之间降温增湿作用的差异。 结果 6 种下垫面均具有降温增湿作用,温 度日变化呈现出“单峰型”变化规律,湿度日变化呈现出 U 型变化,且各类型下垫面均在中午 11 ∶ 00—13 ∶ 00 达到 高温低湿状态,其中乔灌草与乔草两种下垫面与对照点之间的温湿度差异显著,水体与对照点之间的湿度差异极 显著,温度差异不显著,草地、硬质铺装、建筑与对照点之间的温湿度差异均不显著。 此外,不同类型林地中常绿阔 叶林降温增湿作用最为明显。 结论 不同类型下垫面表现出不同的调节作用,植物群落与水体能有效改善周边环 境小气候,该结果对合理配置滨水带状绿地植物具有实践指导意义。     

6种城市下垫面热环境效应对比研究

选择6种具有代表性的城市下垫面(沥青路面、水泥路面、荷兰砖地面、草地、嵌草砖地面、大理石地面)作为观测对象,基于热红外成像技术对其地表温度特征进行观测,系统分析不同城市下垫面地表温度的日变化以及季节变化特征,并利用不同下垫面温度的时间标准差、空间标准差及时空数据标准差定量揭示城市不同下垫面地表温度的时空变化特征,对比研究不同下垫面的热环境效应,结果如下。1)不同下垫面地表温度的日变化一般呈先上升后下降的单峰形态,草地地表温度在不同季节的日变化波动差异较大。沥青的地表温度在全年均为最高,对热环境的影响较大;嵌草砖和大理石在全年的温度均较低,对热环境具有较好的缓解作用,且缓解作用在夏季最显著。2)不同下垫面地表日均温度全年均高于大气温度,表明城市下垫面对大气在一年中都有加热作用。3)气温、太阳辐射以及空气相对湿度对下垫面地表温度的影响均较为显著;气温和太阳辐射与下垫面地表温度之间呈正相关关系,对下垫面以增温作用为主;空气相对湿度与下垫面地表温度之间呈负相关关系,对下垫面增温起抑制作用。4)嵌草砖的热环境稳定性较草地和大理石要好;沥青路面的温度变化特征最能代表本研究观测区域下垫面地表温度的时空变化特征。研究结果对了解城市不同下垫面热环境具有一定参考意义,可为缓解城市热环境提供科学依据。     

北京市不同下垫面类型对热岛效应及人体舒适度的影响

下垫面的热惯量差异是产生城市热岛效应的直接原因,不同下垫面对热岛的影响也不相同,而热岛效应的存在对人类舒适程度及健康均产生影响.本文主要研究不同下垫面类型对北京市热岛效应的影响,以及基于热岛效应并综合温度、气压、湿度等方面对人体舒适度进行评价.通过对小尺度范围内五类单一性质下垫面对地表温度变化影响以及一定区域内复合类型下垫面对人体舒适度影响进行研究,实验表明:水体、林地、草地、裸地等下垫面对热岛效应有缓解作用,一定程度上提高了人体舒适度.水泥地面、建筑区等硬化下垫面对热岛效应起到加剧作用,降低了人体舒适度.     

三维环境下的建筑表面太阳能潜力估计

提出一种结合屋顶及立面，考虑天气因素影响的城市级建筑表面太阳能潜力估计方法.以建筑轮廓矢量数据和高度信息为基础，重建三维城市环境；基于射线求交方法、纹理映射和太阳辐射模型计算和渲染建筑表面太阳辐射；利用长期日照时数气象数据和天气校正模型对建筑表面接收的太阳辐射进行辐射校正，并通过气象站太阳辐照度辐射观测数据对校正结果进行有效性验证.结果表明：相关系数r和均方根误差RMSE分别为0.85和0.99 kW·h·m^-2,具有一定的有效性.应用该方法对研究区进行时空特征分析，研究结果可为城市清洁能源利用评估提供方法，为低碳城市的设计和管理提供一定参考.     

基于Gebhart方法分析轿车车室内壁面的太阳辐射得热

通过建立太阳辐射模型，计算了不同时刻轿车各车窗表面接受的太阳直射辐射与散射辐射量．根据车室内部结构，将车室分为３４个相互独立的表面，应用积分法计算了３４个面之间的角系数，利用修正的Ｇｅｂｈａｒｔ方法，对通过窗户透入室内的太阳辐射在内表面上的分配进行了计算．求得的交换系数可用于求解包括壁面长波辐射在内的各表面之间的动态辐射换热     

利用MODIS数据直接估算晴空区干旱与半干旱地表净辐射通量

通过对地表处向下短波辐射、向上短波辐射、向下长波辐射和 向上长波辐射通量的4个能量收支分量的参数化, 利用多个MODIS 陆地和大气产品, 给出一个不需要地面观测气象数据, 仅用卫星遥感数据来计算晴空条件下干旱与半干旱地表上的净辐射通量计算方案。方案计算了2003 年7?10 月、2004 年 7?11 月及 2005 年 6?10月期间退化草地 89 个晴空数据和农田85个晴空数据, 与地面观测数据对比表明方案能有效计算净辐射通量, 均方根误差达到 47. 5 和49. 2 W/m², 优于国内外同类研究的精度。     

城镇化对径流的长期影响研究

由于城镇化水平的提高，地表状况的改变，不透水面积的增加，对径流的产生过程有很大的影响．选取浙江临安市南笤溪以上流域为例，利用L-THIA城市水模型对流域35年的日雨量记录进行模拟分析，确定城镇化地区降雨径流的关系，探讨了城市化对径流的长期影响，并在此基础上，模拟预测了城市规模扩大对流域径流的影响．研究结果表明，在相同雨量情况下，下垫面条件的变化是导致径流变化的主要因素，随着城市化的发展，径流深度和径流系数将会有显增加．     

合理配置伐区林道的研究

<正>为开辟木材生产集约化经营的新途径,本文在大量调查与实际考察的基础上,以集运材总成本最低为原则,建立了适宜林道最佳间距和范围的理论公式,提出了伐区路网配置型式和方法,并利用最佳林道间距作为伐区林道的控制指标。     

南极瑞穗站辐射特征的初步研究

本文利用1979－1980年在南极瑞穗太阳分光辐射分量和长波辐射通量及微气象观测资料，计算并分析了辐射分量，地表反射率，地表和大气的有效比辐射率，大气的有效透过率和雪面反射率与太阳高度角的关系及他们的日，年变化，并对输出输入长波辐射的实测与计算值进行了比较，初步结果表明：在南极瑞穗站净辐射年平均值为－14．6W／m^2，在波长305－2800nm,305-695nm,和695-2800nm范围内地表反射率分别为0．79，0．95，和0．64，地表和大气有效比辐射率的年平均值分别为0．99和0．77，大气的有效透过率在不同的波长范围内有不同值，代表春，夏，秋季的10月19日，12月28日和3月3日，在305－2800nm波长范围内，晴天大气透过率分别为0．828，0．871和9．835。     

古尔班通古特沙漠南缘绿洲净辐射及其热量通量的变化研究

对古尔班通古特沙漠及其南缘绿洲间各观测点的热通量、波恩比和净辐射进行了分析。结果表明，从沙漠到绿洲，下垫面获得的净辐射热量中，感热通量和土壤热通量所的占比例逐渐减少，而潜热通量的比例逐渐递增，离沙漠越远潜热通量越大；在12：00-18：00，绿洲裸地上波恩比在2．0—8．9变化，而在沙漠边缘为10-11；早上和晚上沙漠的净辐射高于绿洲，白天近地面净辐射绿洲大于沙漠。     

基于局地气候分区的城市热环境分析

局地气候分区(local climate zone, LCZ)是一种用于城市热岛研究的地表分类系统框架．本文基于卫星遥感影像、建筑物矢量等多源数据,开展了北京市中心城区局地气候分区分类制图,探讨了不同LCZ类型的热特征及季节差异:1）根据城市建筑矢量、地物覆盖分类数据,利用分层次分类方法构建研究区LCZ地图;2）利用Landsat 8卫星遥感影像和辐射传输方程法,反演得到研究区逐月地表温度数据;3）结合LCZ地图和多时相地表温度数据,分析不同局地气候分区各月份及季节间的热表现及差异．结果表明:研究区建筑以中低层为主,且多为开阔类型,自然地表覆盖中低植被区LCZ D占主要比例;LCZ 1-3密集建筑类型较其他建筑类型地表温度更高, 且随着建筑高度的降低温度依次增加,除水体外,LCZ A/B 林区是所有类型温度较低的区域;夏季各LCZ分区之间温度差异显著,7月份热岛强度达到全年最大值．研究结果能够为城市规划设计提供参考,助力于城市的可持续健康发展．      

PASCO实验中Leslie辐射源的研究

Leslie辐射源是PASCO热辐射实验装置中的一个热源，它有四个不同表面的铝质正方体。通过实验测量Leslie辐射源不同表面的辐射情况，研究了辐射与表面温度、位置的关系，并阐述了粗糙面小孔不是黑体的实验依据。经过对采集数据的分析可以看出，实验结果与理论有较好的符合，对热辐射探测具有指导意义。     

Attenuation of ultraviolet radiation reaching the surface due to atmospheric aerosols in Guangzhou

The UV attenuation due to atmospheric aerosols in Guangzhou was quantitatively assessed using surface ultraviolet radiation (UV,295-385 nm) observation,sun photometer and radiation models.Observations showed that the annual average value of aerosol optical depth (AOD) was 1.19 in UV spectral region of 340 nm,the annual average occurrence frequency of aerosol optical depth AOD 340 nm >1.0 was 55%,and the annual average attenuation rate of surface UV direct radiation of 340 nm was 68%.It was proven in the observation of surface UV radiation and model evaluation that annual average attenuation of UV due to atmosphere was 75%,and that reached 72% in the dry season (October,November,December and January);while average attenuation of UV due to atmospheric aerosols reached 62% in the dry season.It was indicated that very significant UV attenuations due to atmospheric aerosols existed in Guangzhou urban agglomeration,and at least half of UV radiation was attenuated due to atmospheric aerosols.Such large-amplitude attenuation will have a significant impact on urban ecosystem and species chemical cycles,especially photochemical reaction processes.     

杭州湾地区生态-气候监测预警系统及其应用

基于3S技术、中尺度模式及动态植被模式建立了生态-气候监测预警系统,其中包括4个子系统:土地覆盖动态监测系统、城市热岛动态监测系统、城市气候监测系统和植被NPP模拟与监测系统.利用土地覆盖监测系统可以精确地获取各种土地覆盖类型,并分析土地利用覆盖变化;利用土地覆盖监测系统结果、Landsat-TM红外影像及常规气象资料构建城市热岛监测系统,分析该地区城市热岛效应的时空变化:利用土地覆盖分类结果,对改变下垫面进行敏感性试验,模拟城市发展对城市气候的影响,构建城市气候监测系统:利用LPJ模拟杭州湾地区植被NPP及对气候变化的响应,构建植被NPP模拟与监测系统.生态预警系统可以实时监测土地覆盖、城市热岛、城市气候、植被NPP变化.对保护耕地资源、改善生态环境、提高城市人居环境、合理利用气候资源、保持农林业的可持续发展有着重要的指导和现实意义.     

倾斜面上直射辐射计算方法的探讨

在太阳能系统的设计中常涉及倾斜面上日总直射辐射的计算。计算倾斜面上日总直射辐射最常用的方法是Liu and Jordan所提出的数学方法,该方法是在假设地球表面没有大气层的情况下得出的,是一个典型的近似计算方法。研究通过直接数值积分和Collares-Pereira and Rabl辐射计算经验关系对Liu and Jordan计算方法的正确性进行分析。结果表明：Liu and Jordan所提出的计算倾斜面上日总直射辐射的方法存在明显的计算误差,误差的大小与倾斜面的倾角和方位角有关,且方位角越大,计算误差越大;对于垂直表面,计算误差随着方位角的增加迅速增加,当方位角偏离正南90度时,由Liu andJordan方法所计算出的年总直射辐射误差高达20%以上。     

三江平原沼泽湿地开垦后的热量平衡变化

三江平原沼泽湿地分布广泛且集中，沼泽湿地局地冷湿效应显著，但随着沼泽湿地开垦面积的增加，导致区域热平衡发生一系列的变化，最终会影响整个区域的生态环境。1997－1999年间、以三江平原沼泽湿地生态试验站为研究基地，从热平衡的角度出发，采用小气候自动观测仪器采集数据，研究区域沼泽湿地的热平衡状况。主要观测要素有：总辐射、净辐射、反射率等，并与开垦后的农田进行对比，探讨沼泽湿地生态系统演化的热平衡结构的变化规律。研究结果表明：沼泽湿地开垦后，地表反射率减少了16％左右，地表接受的太阳辐射增加了8％－10％，地表显热交换活跃，虽然这大大改善了土壤的热状况，有利于农田作物的生长，但明显改变了沼泽湿地原有的冷湿效应，减弱沼泽湿地特有的环境效应，随着湿地开垦面积的增加，必然导致区域生态平衡的变化。     

Semi-analytical analysis of the response of the air temperature over the land surface to the global vegetation distribution

Response of the air temperature over the land surface to the global vegetation distribution is investigated, using a three-dimensional governing equation to simulate the steady, large-scale, limited amplitude perturbation of the free, inviscid and adiabatic atmosphere. The adoption of the static equation leads to a temperature governing equation in the terrain following coordinate. With the prescribed temperature as the upper boundary condition and the radiation balance as the lower boundary condition, the semi-analytical solution of the global circulation temperature can be calculated. In this article, only the air temperature （at 2 m height） over the land surface is analyzed, and the result suggests that this model can simulate the air temperature pattern over the land surface reasonably. A better simulation occurs when a simple feedback of the albedo on the temperature is included. Two sensitivity experiments are analyzed through this model. One suggests that the air temperature over the land surface descends obviously when the land surface is covered with ice all over, while another suggests that the air temperature rises a little when the land surface is covered with forest except the ice-covered area. This model appears to be a good tool to study the response of the air temperature to the vegetation distribution. Limitations of the model are also discussed.     

城市环境噪声模拟与评估系统——“中大声图”的研究与应用

 在城市环境噪声排放模型及噪声传播模型的基础上,考虑建筑物群及林带对噪声的衰减影响,并结合地理信息系统（GIS）研发了城市环境噪声模拟与评估系统—“中大声图”。系统搭建了点线面环境噪声的排放模型和传播模型,特别在线声源道路交通噪声方面,利用GIS获取道路与建筑物信息,加载车辆排放模型,计算了城市尺度的道路交通噪声分布,并利用计算结果在GIS上绘制出交通噪声地图。最后将系统应用于城市交通噪声的模拟和减噪效果评估上,结果表明该系统的算法准确有效。     

金属网在锚网支护中的作用机理与应用研究

结合柳湾煤矿开拓巷道,顺槽和综采工作面切割巷,采用锚网支护试验对金属网的作用机理进行重点研究。本文就金属网在锚网支护中的作用机理及金属网加固的作用的力学计算,做了进一步的探讨和分析。