校园绿化植被对夏季高温的调节功能研究

以福建师范大学校园为例,通过实地监测,分析不同绿化植被对夏季高温的调节作用.研究表明:校园内夏季不同下垫面类型在11:30-13:00时段空气温度差异最大,校园公园降温效果最显著.乔木覆盖率高的校园公园空气温度比校园水泥地面温度低2.5~6℃,平均低4.7℃;校园行道树空气温度比水泥地面低0.7~3.5℃,平均低2.1℃;草地降温效果最差,降温-1.0~2.3℃,平均降低1.3℃.公园对地面温度的降温效果最为显著,对校园近地表温度的垂直调节作用也最强.公园地面温度比水泥地面的地面温度低10.2~20℃,平均低14.6℃;公园的空气与地面温度差0~0.3℃,平均温差0.1℃,温差最小.绿化植被降温效果有一定阈值范围,当校园温度在这个阈值范围内,即校园温度达到30.5~33.5℃时,绿化植被的降温效果较显著.从降温的角度,建议福州城市规划设计中尽量增加乔木种植比例.     

夏季桥上CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道温度梯度研究

通过对我国东南地区某简支梁桥上CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道结构温度场的持续监测,重点研究了夏季高温下轨道结构温度梯度分布规律,采用高阶矩法建立了轨道结构夏季温度及温差概率统计模型,确定了具有一定重现期的轨道结构温度与温差代表值,提出适用于我国东南地区CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道结构的夏季横、竖向温度梯度拟合模式.试验研究表明:夏季轨道中部从上至下对应超越概率0.01的高温代表值依次为47.7℃、40.1℃、36.9℃与35.8℃;晴天温度梯度分布均匀,轨道结构横、竖向分别于17:00、15:00达到最大,温差可达6.7℃、12.2℃;竖向和横向对应超越概率0.01的正负温差代表值分别为16.16℃、-6.32℃与7.75℃、-4.43℃;竖向正负温差代表值采用指数形式进行拟合,其分布规律与中国铁路桥梁规范相近,横向正负温差代表值可采用折线形式进行拟合,精度较高.     

长江中下游江浙沪地区气候舒适度评价

为了评价长江中下游江浙沪地区气候综合舒适度,利用1962~2012年江浙沪地区38个气象观测站点的月平均气温、月平均湿度、月平均风速资料,分析江浙沪地区气候综合舒适度的年季变化及空间分布特征;并利用ArcGIS成图。结果表明:1962~2012年间江浙沪地区气候舒适度呈波动下降趋势,上海气候舒适度下降最快,杭州次之、南京最小。上海、南京、杭州三市年平均综合舒适度分别为7.13、7.35、6.93。综合舒适度年变化呈"W"型分布,一年中5~10月人体感觉均较为舒适,其中6月、9月是全年最为舒适月,1、2、3和11、12月份人体感觉极不舒适。江浙沪地区空间分布冬季北部不舒适等级高于南部;夏季北部舒适等级高于南部、内陆高于沿海。该研究结果为江浙沪地区的居民建筑能耗调控、旅游规划和人居环境评价提供重要参考。     

高速铁路箱梁-双块式轨道系统温度梯度研究

温度作用对高速铁路箱梁-轨道整体工作性能有重要影响,通过对我国东南地区某32m简支梁-CRTS I型双块式无砟轨道结构温度的持续监测,重点研究了箱梁-轨道系统日温度变化规律与竖向温度梯度分布规律,基于全年每测点16 560个数据,采用高阶矩法确定具有一定重现期的箱梁-轨道系统竖向温差代表值,提出了适用于我国东南地区箱梁-轨道系统的竖向温度梯度拟合模式.研究表明:可采用一阶傅里叶级数模拟结构晴天温度升降变化特征,拟合程度较高,同一季节拟合参数a、b、ω与φ自上而下逐渐减小,温度波动幅值a随深度增加趋近于0℃;不同季节各截面竖向晴天温度日变化特征基本一致,于11:00~21:00前后出现正温度梯度,于01:00~9:00前后出现负温度梯度;轨道-箱梁整体对应超越概率0.01的竖向正负温差代表值分别为14.87℃与-6.3℃,箱梁顶板对应超越概率0.01的正负温差代表值分别为13.74℃与-3.54℃,底板为2.38℃与-1.12℃,可采用指数对箱梁顶板竖向正负温差代表值进行拟合,其分布规律在形式上与中国铁路桥梁规范相接近,可采用线性形式对底板温差代表值进行拟合,两种拟合形式相关系数的平方均在0.99以上,可为规范修正与桥梁设计提供参考.     

路面温度日变化曲线的拟合

为了分析路面温度日变化特征,基于广州、宁波、大同3个地区为期1年的地面气象资料和水泥、沥青路面的实测温度,在分析路表温度分布特征的基础上,建立了基于晴天的路表温度日变化的二阶段拟合模型,通过引入修正系数ξ对多云天气路表温度日变化模型进行了修正;不同深度处路面温度日变化的拟合通过对路表温度日变化模型的日最高、日最低温度出现时刻及二阶段交接点时刻作相应的滞后调整。最后进行了实测数据检验。研究结果表明:水泥和沥青路表温度拟合值与实测值之间的偏差平均值Av.为-0.25℃~0.15℃,均方根误差ST.为0.8℃~1.2℃;不同深度处水泥路面和沥青路面日温度变化拟合值的Av.为-0.5℃~0.5℃,ST.小于2℃;研究结果可作为路面温度场热传导方程的上边界条件,为路面温度区划提供依据。     

秋季桥上纵连板式无砟轨道竖向温差试验研究

通过对某客运专线曲线段简支梁桥上纵连板式无砟轨道结构温度场的连续观测,研究了秋季多种天气情况下曲线桥上无砟轨道温度场的时变规律.基于统计拟合,提出适用于我国典型地区纵连板式无砟轨道秋季竖向温度荷载模式.研究表明:轨道结构昼夜温度变化剧烈,表面最高温差可达16.0℃,平均日温差达8.0℃;随着距表面深度的增加,轨道结构温度变化幅值逐渐减小,峰值出现时间不断滞后;底座板底面最大日温差为1.5℃,平均为0.8℃;纵连板式无砟轨道结构的竖向温差可拟合为指数曲线,其曲线形式与中国铁路桥梁设计规范规定的箱梁竖向温差分布曲线在形式上较为相似.     

混凝土箱梁桥日照温度场的实测与仿真分析

通过对某大型混凝土箱梁桥温度场的观测,分析了混凝土箱梁在日照辐射作用下的温度变化情况和竖向温度梯度的分布规律,发现日照辐射作用下混凝土箱梁竖向温度梯度模式近似服从指数分布。建立了基于气象参数的混凝土箱梁日照温度场有限元模型,并验证了该模型的准确性。最后,计算了50年一遇气象参数条件下混凝土箱梁竖向温度梯度分布情况,结果表明,极端条件下混凝土箱梁竖向最大温差可达18.5℃。     

钢桥桥面铺装层温度场分布特征

钢桥桥面铺装层早期破坏一直是一个世界性难题,高温是造成钢桥桥面铺装早期破坏的一个主要因素。如果掌握钢桥桥面铺装层温度分布规律,便能选择适合钢桥桥面铺装层温度特点的铺装材料,从而能够推迟早期破坏的发生。基于这一目的,本文以傅立叶传热定律为理论基础,根据气象部门提供气象资料,运用有限元手段,对钢桥桥面铺装层温度场温度分布特征进行了系统研究,分析了钢桥桥面铺装层温度分布规律。研究后发现,钢桥面铺装层内温度场变化与路面温度场变化并不相同,较路面温度变化更为剧烈,温度条件更为苛刻。由此可以得出结论：道路温度场理论并不完全适合钢桥桥面铺装层,在进行钢桥桥面铺装层设计时,不能按照当前普遍采用的设计方法,简单地按照路面设计方法进行设计。在钢桥桥面铺装设计中,更应注意高温问题。     

京新高速伊吾至巴里坤段温变型病害风险监测研究

为揭示京新高速伊吾至巴里坤段长时序温度差异诱发工程病害的风险特征,通过对巴里坤地温监测断面年际监测数据进行分析获取了路面结构层温度分布特征,并通过数值方法反演了路面结构层温度与沥青路面温度的定量关系,研究了高温车辙、温度疲劳裂缝和温缩裂缝等温变型病害的时间演化规律,结果表明:该路段路面最高温度超过50 ℃以上情况仅发生于6、7月份,且概率较低,故研究区域发生高温车辙的病害风险较低;6 ~ 9月高温季节路面及沥青上面层日较差超过20 ℃的天数比率分别为51.9 %和35.3 %,故该路段沥青层出现温度疲劳裂缝的可能性较大;冷季半刚性基层持续处于低温状态,尤以2 ~ 3月期间温度变化最为剧烈,温度变化幅度达到了12.4 ℃,因此该路段冬季发生温缩裂缝的风险较大。     

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。     

校园绿地夏季小气候效应分析

为评估不同绿地类型对校园小气候的改善作用, 尤其是对人体舒适度的影响, 选取北京大学校园内有代表性的4处校园绿地(半天然乔-灌-草、人工乔-灌-草、人工乔-草、人工草坪), 在2012年夏季7-8月对其内部温湿度进行连续32天的24小时同步监测。结果表明: 夏季高温季节, 各类型校园绿地相对于无绿化地面均表现出显著的降温增湿效应, 尤其是北京大学校园内的半天然林发挥着重要的生态调节功能; 在约1个月的观测期内, 各类绿地对人体舒适性均有一定的改善, 改善程度上呈半天然乔-灌-草>人工乔-草>人工乔-灌-草>人工草坪的趋势, 但效果并不如降温增湿效应明显; 从一天的不同时段来看, 早晚时段人工草坪的舒适度改善作用较为明显, 高温时段不显著。总体来讲, 北京大学校园内部分绿地夏季对舒适度的改善作用未根据其不同的功能需求得到充分发挥, 在未来校园绿地建设中应得到进一步关注。     

深圳夏季沙面温度变化特征及天气对其影响的分析

利用大运会沙滩排球场馆自动气象站的气温、沙面温度（以下简称沙温）、降水等观测资料,分析了深圳夏季沙温在两类天气（晴天、雨天）条件下的日变化规律,结果表明：1）沙温受云况、降水影响很大,降水除了直接给沙面降温,还影响次日的沙温。2）晴天沙温日变化大,白天的平均沙温呈正弦曲线变化,一天中沙温最高的时段出现在12-14时,最高沙温可达62.9℃;夜间沙温呈现缓慢线性下降,且与气温差逐渐减小,在日出前后达到最低。沙温日最低值一般比日最低气温略高0.2-0.6℃;降水天气时,沙温日较差小,降水时段的初期或雨强突然加大,均能使沙温和气温同步骤降。     

新疆焉耆日光温室热环境差异性分布的研究

为了研究日光温室内部热环境的差异性分布,在大寒日期间(2014年1月20-22日)对焉耆地区日光温室后墙和地面不同位点的温度和光照进行了监测和分析。结果表明:地表和后墙表面温度分布的不均匀主要由其表面的太阳辐射能分布不同和传热性能的不同所致。揭帘后,地表总辐射照度表现为由南向北递增,地表温度表现为中部前部后部,各部位温差最大值出现在下午16:00,此时中部地表最高达到29.2℃,而其表面的太阳总辐射照度为264.1 W/m2,小于前部。后墙表面的总辐射照度和温度自上而下递增。盖帘后,地表温度在南北方向上由南向北递增,后墙表面的温度自上而下递增。次日11:00时(揭帘之前)各部位平均温差最小。     

新疆师范大学校园环境噪声测量与评价

通过对新疆师范大学本部和文光校区的校园环境噪声进行实地监测,将监测结果与相关评价标准进行了对比分析与评价。结果表明：新疆师范大学本部昼间等效连续A声级（Leq）平均值为55．3dB,校园环境噪声对教学没有太大的影响,评价结果为一般安静;而文光校区昼间Leq平均值为56．7dB,高于国家标准,校园环境已受噪声污染,评价结果为吵闹。校园周边道路的交通噪声是主要噪声污染源,提出了校园环境噪声污染的防治对策。     

不同植物群落的空气负离子浓度分布特征及其差异分析

植物群落对空气负离子浓度具有直接影响。本研究于2022年4—12月在太原理工大学植物园开展实地观测,选取8种不同类型的植物群落为研究对象,测定空气负离子浓度、空气温度、相对湿度、PM2.5、PM10等指标,分析不同植物群落空气负离子浓度变化差异及其影响因素。结果表明,(1)不同季节空气负离子浓度的日变化趋势不一致,春季呈上升趋势,其中9：00至10：00和17：00至18：00时段升幅较大,中午时段较为平稳;夏季呈上午上升、中午下降、下午再次上升的变化趋势,并且各植物群落在17：00至18：00时段达到全天最高值;秋季呈现先升高后降低的变化趋势,即早晚时段空气负离子浓度较低,上午 10：00至12：00达到全天最高值;冬季变化不明显。(2)不同植物群落夏季空气负离子浓度值高于春秋两季,且植被组成结构复杂的植物群落高于植被组成结构简单的群落,其中,S4(侧柏Platycladus orientalis+核桃Juglans regia+紫叶李Prunus Cerasifera)和S7(山楂Crataegus pinnatifida)两个植物群落的空气负离子浓度均值高于其他群落。(3)不同植物群落空气负离子浓度与气象因素的相关关系不一致,总体呈现出与空气温度正相关,与相对湿度、PM2.5和PM10负相关的规律。     

夏季校园室内空气微生物含量测定及评价

采用自然沉降法,1d内3个不同时间点对河北大学校园5个典型学生室内活动区的空气微生物进行了取样和分析.结果表明:室内空气微生物细菌和真菌分别约占40％和60％,革兰氏阳性菌达到94.3％;5个采样区空气微生物最低浓度为1 355 cfu·m-3,最高浓度为3 586 cfu·m-3,属于清洁和较清洁范围.1d内早上9:...     

城村古建民居的建筑物理环境测试与分析

针对福建省武夷山市城村的古建民居,分别在冬季和夏季进行了室内外建筑物理环境测试.测试内容包括村落室外气象参数、室外风环境、室内热环境和室内光环境等.测试结果表明:城村的主街巷道全年风速适宜,热环境良好.冬季民居大厅白天较舒适,在夜晚偏冷,而卧室全天较为舒适.夏季民居大厅和卧室在夜晚较舒适,而在白天偏热.全年的室内空气湿度都比较高,不利于人体的热舒适.室内平均风速很低,基本无风压和热压通风.大厅采光较为充足,而卧室采光严重不足.相比民居,新宅大厅气温在夜晚较高,新宅卧室气温全天明显较高,而空气湿度则相对较低.针对测试结果,提出了城村民居的改造方案.     

基于MCI的河南干旱时空变化特征分析

利用1971～2018年河南110个气象站点逐日逐日气温和降水量等资料,根据《气象干旱等级》干旱标准,计算得到各站点近48年逐日气象干旱综合指数（MCI）。基于MCI指数分析了历年平均干旱日数、各等级干旱年平均干旱日数、各季节平均干旱日数和干旱站次比的年变化、季节变化特征。结果表明：近48年来河南年平均干旱日数整体趋势自南向北逐渐增加,轻旱、中旱等级干旱年平均日数呈北多南少趋势,春季、夏季和冬季平均干旱日数呈北多南少趋势;近48年来干旱站次比的变化范围较大,区域性干旱在该地区出现的频率最高,河南干旱发生的范围有加大的趋势,除冬季外其它三个季节干旱发生的范围有逐渐加大的趋势。     

Road surface mirage： A bunch of hot air？

The inferior mirage from road surfaces is a common phenomenon, which can be easily seen in everyday life. It has been recognized in the literature as a light refraction phenomenon due to the refractive index gradient caused by the temperature gradient in the air strata above the road surfaces. However, it was also suggested that the mirage is just a phenomenon of specular reflection at grazing incidence. Because of the lack of reasonable and quantitative evidence, the generally accepted light refraction theory has not yet been refuted. Here we show some mirror-like reflection images captured from a road surface stretch in Yujiashan North Road, Wuhan, China, when there was no obvious temperature gradient on or above the road, measured on a winter day in December 2009. This provided direct evidence to doubt the temperature induced light refraction mechanism of the inferior mirage. Furthermore, the critical grazing angle of about 0.2° to the road plane where the mirror-like reflection appears could not make the rough surface scatter incident light as a smooth surface according to the Rayleigh criterion. Therefore the phenomenon is a mirrorlike observation effect of scattering from the surface, which cannot be entirely explained by light refraction via air strata. The results demonstrate that the image-formation mechanism and the observer-based-analysis method shown here potentially offer a means of understanding a wide range of scattering phenomena from rough surfaces at grazing angle; for example, the superior mirages of unusual brightness occasionally observed over frozen lakes and the off-specular reflection phenomenon.     

太阳能炕的蓄热特性研究及其对睡眠热舒适度的影响

结合北方传统火炕的特点,建立了与太阳能热水系统结合的太阳能炕理论模型,并搭建太阳能炕系统实验台,进行了实验测试,模拟计算结果与实验测试结果吻合较好.依据通过实验验证的模型,采用合肥实测的气象数据,分析了太阳能炕系统在冬天工作时对睡眠热舒适度和室内热环境的影响.结果显示:在室外平均温度0℃左右和炕面温度不超过35℃的条件下,室内空气温度维持在8～15℃之间,在晚上21点太阳能热水系统对炕停止加热后,人所处的睡眠环境能保持在28.5～34℃的热舒适温度区间,太阳能贡献率为34.5%.