北京区域近地边界层特征数值模拟

用非静力平衡的中尺度模式MM5.V3模拟了北京地区2000年夏季7月10日—11日的风速和温度场等边界层特征。模式所采用的水平分辨率为1 km,以天安门为中心,选取东西80 km南北100 km的区域进行模拟。模拟结果表明城郊之间存在明显夏季热岛效应,市区和郊区的温差最大可达6～8 ℃;边界层风场受西北特殊地形的影响,白天盛行由南往北的上坡风,夜间转为由北向南的下坡风。并用气象观测站实测资料对模拟结果进行了验证,验证表明模拟是准确的。模拟结果有助于了解北京地区区域气候的形成、污染物扩散及制定相关城市规划。     

一次江淮大暴雨嵌套数值模拟试验

利用MM5非静力平衡模式，设计了未嵌套、两生和三重嵌套模式方案，对1999年6月23日一次江淮大暴雨过程进行了实际资料的降水个例试验，重点讨论了嵌套对数值模拟结果的影响。结果表明：嵌套后，随着水平分辩率的提高，模拟的降水量越来越大；三重嵌套的中间层细网格已经可以把雨区范围、降水中心位置、降水强度比较接近实况地模拟出来，最内层累网格中模拟出若干个β中等尺度降水中心；嵌套后内层细网格信息的外传会使外层粗网格的模拟结果有所改善。     

基于遥感分析土地利用变化对武汉城市热岛的影响

城市热岛效应与城市化和土地利用变化密切相关.不透水面的扩张极大地改变了城市下垫面的热力学性质,这是造成城市热岛效应的主要原因.利用Landsat 7 ETM＋和HJ-1A卫星多光谱遥感数据,通过人工解译获得2002年和2012年武汉市土地利用情况,同时利用武汉同期的MODIS合成地表温度产品对城市热岛强度进行了分级,进而对城市热岛与土地利用的时空变化情况进行分析,揭示了二者之间的关系.结果显示,武汉市城市热岛的扩张表现为中高强度的城市热岛以各主城区为中心向外围延伸,并且有逐渐连接成片的趋势,这与城市化扩张的特征基本相同.建设用地的不断向外延伸是造成武汉城市热岛不断增强的主要原因.     

基于ArcGIS的山东省植被空间格局

利用ArcGIS和遥感技术将山东省的TM遥感图像进行预处理与分类,得到了山东省植被分布图.结合其它辅助数据在ArcGIS软件空间分析功能的基础上,研究了山东省植被类型空间分布格局,把对植被类型的空间分布规律从定性理解转为定量描述,并结合实际给出了理论解释.     

基于RS与GIS的南台岛绿地空间格局分析

以CBERS2009遥感影像为主要信息源,结合TM2000遥感影像,利用遥感图像处理软件ERDAS对影像进行预处理,在ARCGIS软件的支持下提取绿地斑块并进行编辑,参考南台岛绿地现状图,结合实地调查,建立城市绿地空间数据库.运用景观生态学方法分析南台岛绿地空间格局特征.研究结果表明,南台岛的绿地率为35.79%,人均绿地率为108.47 m2/人,人均公共绿地为35 m2,城市总体绿地空间布局不合理,类型分布不均,绿地构成有待优化.     

MM5模拟垂直风剖面的准确性探讨及在垂向气象场的分析应用

通过调整垂直方向的垂直层分布及增加垂直层数,提高MM5对近地面及中高空风、温度等气象场的模拟准确度,更好地模拟垂直风剖面随高度的变化.特别地,由于模式中2 000 m以上中高空的垂直层比较稀疏,加密垂直层能比较显著改善中高空气象场的模拟结果,这对于研究对我国影响较大的西南风低空急流和高空急流等气象现象有较重要的意义.讨论研究了土地利用的更新对垂直风剖面造成的影响,对比分析了新旧土地利用类型下珠江口三个垂直剖面的流场变化.土地利用的更新会产生不同的地面热通量和水汽通量,并通过垂直方向上的湍流输送进一步影响到高空气象场,从而改善垂直风剖面数值模拟的准确度.     

基于遥感的重庆市植被覆盖格局变化研究

利用1988年、2007年Landsat5 TM和2000年SPOT2影像,以Erdas和ArcGIS软件为主要工具,对重庆市植被覆盖变化进行研究．首先提取重庆市的归一化植被指数（NDVI）,再利用等密度模型将植被指数转化为植被覆盖度,并按照相关标准进一步划分植被覆盖等级结构;其次从面积和植被覆盖景观格局指数中的区域多样性指数、优势度和均匀度等方面进行植被覆盖变化的空间格局分析．结果表明：①随着城市的迅速扩张,城市植被覆盖度急剧下降,形势严峻;②在植被等级结构中,2级和5级一直呈现增长趋势,1、3、4级呈现先增长后下降的趋势,且低植被覆盖有向高植被覆盖等级转移的趋势;③在市区,由于土地利用类型调整和旧城改造等原因,植被覆盖呈下降趋势,短期内可能进一步持续下去．     

建筑密度对城市热岛影响的多孔介质数值模拟

根据城市空间结构与多孔介质的相似性,在城市热岛效应的研究中引入了多孔介质理论,采用体积平均技术和雷诺时均方程法建立了适用于城市湍流流动与换热的多孔介质数学模型,并利用微尺度数值模拟计算结果的空间体积平均对模型的有效性进行了验证.采用建立的城市多孔介质数学模型,合理地考虑城市热源在城市冠层内的空间分布,研究了建筑密度对城市热岛强度的影响.结果表明:城市区域热岛强度随着地面孔隙率的增大而减弱,地面孔隙率每增加0.1,就会引起城市热岛强度减小0.36 K;在城市游的乡村地区,随着离开城市距离的增加,热岛强度逐渐消失;城市冠层底部的热岛强要显著高于上部,热岛强度随高度的增加几乎呈线性减小;城市对上空气流的影响可以延伸至5倍的城市冠层高度.     

中国鹅掌楸的地理分布与空间格局

中国鹅掌楸呈东北－北美东部间断分布模式，该种的现代分布范围主要位于我国中亚热带，北纬２２－３２．５°，东经１０４．５－１１９．２°。大地理空间的分布格局呈聚集分布；小空间范围多呈均匀分布，个别地方居群呈聚集分布，中国鹅掌楸在历史上有过兴盛时期，虽然总体上趋势于衰退，但在局部有利的生境中表现一定的发展潜力。分布区及分布模式的形式，是鹅掌楸属的联合统一分布区分割的结果，它有三方面的原因：第三纪以来冷暖     

遥感及Fragstats在土地利用景观格局分析中的应用

以莆田市城厢区为例,应用HJ-1B遥感影像为数据源,利用最大似然法对遥感图像进行土地利用分类并运用Fragstats3.3软件计算景观格局指数,选取斑块大小、分维数、破碎度、蔓延度、均匀度和多样性指数等指标,对研究区土地利用景观空间格局进行了分析,揭示了研究区景观类型相对稳定、森林覆盖率高、景观形状较规则的特点。     

基于Landsat TM遥感数据的城市热岛效应信息提取与分析

在一定数量文献的基础上,概括了基于Landsat TM遥感数据的城市热岛效应信息提取方法以及对反演的地表温度的分析方法,温度反演方法有大气校正法、单窗算法、单通道算法,指出利用城市热岛信息,可以分析城市下垫面热岛的空间分布和结构特征、热岛的时间演化特点以及各种可能的驱动因素等。     

遥感监测城市热岛强度及其作为生态监测指标的探讨

“热岛效应”现象是现代城市气候的主要特征之一。利用TM卫星遥感数据的分析结果,根据地理相似准则,提出以相对亮温来表示热岛强度,并将此无量纲因子应用于比较不同城市同一的不同小区;或同一小区不同时期中的热岛强度的差异,以此探讨利用遥感技术监测城市热岛强度的可能性。并提出将城市热岛强度作为城市生态环境状况的监测指标之一。     

复杂地形上城市热岛的数值模拟

用复杂地形上的三维边界层模式模拟了兰州市城关区的城市热岛,模拟得到的温度廓线和热岛强度与实测结果一致,模拟结果还显示了热岛的温度场和流场的三维结构,兰州市夜间热岛环流明显,地形山俗风对热岛环流有影响,热岛强度有明显的时间变化,城市热岛的形成主要是天气尺度的地转风和城市热源,地形等因素相互作用的结果。当地转风不变时,对热岛的形成起主要作用的因素是人工热源。     

城市热岛效应对城市规划的影响

在综合分析城市热岛效应的基础上,论述了城市热岛效应对城市规划的影响。城市热岛效应是城市化形成的特殊城市气候,是现代都市的典型气候特征之一。城市热岛效应具有明显的时空分布特征,它的形成与城市下垫面性质和城市能耗等许多因子有关。城市热岛效应对城市空气动力学、城市森林规划、城市色彩规划、城市能源规划以及城市规模等方面都具有极大的影响。城市规划部门和有关专家应根据城市热岛效应的形成机制及其时空分布特征,制定合理的城市规划,以期最大限度地消除或缓解城市热岛效应,实现经济、社会和自然的和谐发展。     

滇中地区夏季城市热岛效应的数值模拟研究

为了探究滇中地区不同城市化程度和湖泊下垫面对城市热岛效应的影响,利用中尺度气象模式WRF(the weather research and forecasting model)对昆明等城市的夏季城市热岛效应进行模拟研究。结果显示,夏季夜间,昆明等城市的热岛现象具有明显的下游效应,城市的扩张使得城市热岛下游效应的影响范围扩大,但热岛的强度不会明显地增强。城市的存在会增加地表的粗糙度,使得夜间的近地面风速减小。在白天,湖泊和城市下垫面主要通过改变局地的热力差异影响近地面的风速,城市的存在会加强湖泊与陆地间的热力差异,促进湖陆风环流,进而加大近地面的风速。城市的存在还会减少下垫面对低层水汽的供应,但城市面积的增加对低层水汽的影响相对较小。清晨,城市地区表现为湿岛(湿度较周边地区略大),这与城市地区的近地面辐合流场有关;而在其他时段,城市地区多为干岛(湿度比周边地区低),且干岛现象也存在下游效应。     

长江三角洲秋季热岛特征及演变分析

近年来,伴随着长三角地区经济快速增长,区域资源消耗加速和环境污染加剧现象突出,环境瓶颈日益凸显。利用MODIS陆地温度产品对地理带上的长江三角洲区域的城市群的城市热岛特征及演变进行研究。结果表明,经过十年的变迁,热岛分布向东南方向偏移;热岛强度总体呈现增强趋势。2010年呈现出清晰的"Z"字型分布。同时重点分析了南京、上海、杭州这几个大城市热岛强度的年际变化,其高温区的特征,均表现为"摊饼状",即以主城区为中心向周边扩展。     

1959～2012年夏季珠三角地区高温热浪的时空 分布特征及其城市热岛效应的影响分析

本文采用珠三角地区9个观测站点1959-2012年夏季(6-8月)逐日02h、08h、14h、20h的温度资料研究珠三角地区夏季高温热浪天气日数和强度的时空分布特征,以及暖夜日数的历年变化趋势,并分析了2000-2012年夏季广州市城市热岛效应对高温热浪天气的影响。研究表明：1)珠三角地区高温热浪日数及强度的时空分布特征相似,空间分布上呈从北向南递减趋势,时间分布上20世纪60年代到80年代呈减少趋势,80年代开始呈增加趋势,21世纪之后大幅增加,并在2007年达到峰值;2)珠三角地区暖夜日数呈增加趋势,且高值区分布与高温热浪日数和强度的分布相似,均发生在90年代末以后;3)1980-2012年夏季广州站各项要素的增加速度均为最快,说明城市热岛效应对广州市区的高温热浪(暖夜)的强度和持续时间均有增强作用;4)2000-2012年夏季广州市6次高温热浪过程中,城区的暖夜日数占总日数的78.6%,郊区的暖夜日数占总日数的14.2%,说明城市热岛效应对城区高温热浪期间夜间温度的影响比白天更为突出。     

城市绿化与热岛效应的关系研究进展

全球变暖最显著的特征之一就是城市热岛效应.概述了城市热岛效应的影响因素及缓解策略,从植物个体微观尺度、植物群落小尺度以及绿地景观大尺度3个方面综述了国内外对绿化与热岛效应关系的研究现状,提出了目前研究存在的问题.基于当前城市绿化与热岛效应的研究现状,展望了未来的研究方向.     

WRF-ARW模式在北京城市热岛模拟研究中的应用

为了分析城市化对北京城市热岛效应的影响程度,利用NCEP 1℃×1℃逐日再分析资料、Landsat遥感产品数据以及中尺度WRF模式,对北京城市下垫面因子的变化进行模拟。分析城市化对北京城市热岛强度的影响。结果表明:白天北京的城市、近郊、远郊存在气温的逐级递减趋势,而夜间热岛分布广且城郊温差小,城市热岛强度总体维持在1℃以上。下垫面由郊区变为城市会使当地的气温升高;并且这种升温效果在夜间比较显著。城区面积的扩张,会进一步增加城市中心区的温度。从不同年份小风区面积的变化看出,城市化在夜晚不断的加剧城市热岛效应,而白天则先增强后减弱。     

基于能量平衡的城市热岛效应研究进展

快速的城市化过程中产生了一系列环境问题,备受关注的有水资源短缺、生态环境脆弱以及城市热岛效应等.其中城市热岛效应问题日益突出,降低城市生态环境质量和生活质量.研究城市热岛效应的产生机理对缓解这一问题具有非常重要的理论和现实意义.本文从能量平衡的角度归纳总结了以往城市热岛效应形成机理的研究,探讨研究能量平衡方程中各分量的方法并对研究成果进行归纳总结,认为应用遥感图像与气象资料相结合分析城市地表热通量来研究城市热岛效应的成因及特征在目前是非常有效可行的方法.本文认为目前基于能量平衡研究城市热岛效应还存在不足,如相关研究仅仅在少数的城市或者针对特定的季节;城市的储热通量相对被高估;应考虑如何合理地将人为热引入能量平衡方程进而研究人为热的贡献率;增加实地测量并研究提高地面观测水平的新途径和新方法来验证所得的模拟结果.