相变背心降温性能的实验研究

为缓解夏季高温环境下工作人员所产生的热应激,通过研究设计了一款相变降温背心。通过在环境仓模拟四个不同的工况(在相对湿度为65%的情况下,温度分别为25 ℃、30 ℃、33 ℃和36 ℃),对降温背心进行降温性能研究。结果表明:随着工况温度的提高,受试者着装有无相变材料的降温背心,在相同测点的温差逐渐增大;由于身体跑步姿态的影响,后背降温效果要优于前胸降温效果;前胸实验组空白组相同测点平均温差最大为2.85 ℃,后背实验组空白组相同测点平均温差最大为6.7 ℃;在36 ℃条件下,前胸相变材料降温作用时间约为后背的一半。总体表明,该降温背心有一定的降温效果且作用时间较长。     

植被覆盖岩溶山峰对喀斯特城市小气候的影响

针对快速城市化背景中国南方喀斯特城市呈现的热环境问题,在桂林城区实验观测毗邻和远离茂密植被覆盖岩溶山峰样地的空气温湿度、地表温度的日变化,遥感估算岩溶山峰周围不同距离的建筑/道路地表温度的差值,估算岩溶山峰和远离岩溶山峰、较大水体的林地、草坪等地表温度的差值。结果表明,毗邻岩溶山峰的草坪和石板地面的空气温度和地表温度均分别低于远离岩溶山峰的相同类型地面的观测值,空气温度差最大值接近3.0℃,不同样地石板地面之间、草坪之间地表温度差最大值分别接近4.0、3.0℃,而空气相对湿度高于远离岩溶山峰的相同类型地表的观测值,最大差值均接近11.0%。茂密森林植被覆盖的大型岩溶山峰的地表温度与地面园林植物园大面积人工林地的数值接近,但比面积相对较小的绿化林地的数值低2.0～3.0℃,比地面远离岩溶山峰和较大水体的大面积草坪的数值低约3.5～6.0℃。在岩溶山峰周围的建筑/道路的地表温度随离开山峰边缘距离的增加而升高,当离开距离增加30 m时,在距离90 m范围内升温幅度约0.5℃,相对较显著,而超过此范围距离达到90～150 m范围时升温约0.1～0.2℃,甚微。植被覆盖的岩溶山峰对调节喀斯特城市小气候环境具有重要作用。     

喀斯特山区城市绿地对热岛效应的缓解作用——以贵阳黔灵山公园为例

城市绿地有一定的调节温度的能力,是缓解城市热岛的有利途径之一。选取黔灵山公园作为研究对象,基于Landsat 8遥感影像反演4月、9月、12月的地表温度,分析公园周边温度情况。研究表明,由于地表物体差异、地形以及风向等影响,公园在各个方向的降温效果不同;在建筑物集中地区,在一定范围内公园周边与公园边界温差和距离呈现正相关的关系;在水体和植被分布地区,公园与周边温度差可为负值;在三个时期中,公园在9月降温效果最佳,4月次之,12月最差;公园周边的水体、黔灵山公园以外植被、高层建筑物有降低地表温度的作用,可以加强黔灵山公园的降温效应。     

植被覆盖对中国东部地面温度变化的影响

基于站点观测资料、NCEP/NCAR再分析资料及归一化植被指数（NDVI）资料,利用观测地面温度减去再分析资料地面温度（OMR）的方法,分析了1979~2008年我国110°E以东区域地面温度的变化及植被覆盖状况对地表温度变化的影响,得到以下结论：研究区域地面温度升高趋势显著,平均为047 ℃/10a;在植被覆盖的影响下,OMR变化趋势平均为006 ℃/10a,占地面温度变化总量的1277%; OMR变化趋势与NDVI之间具有负相关关系,相关系数为－051,其中北部区域的负相关性最强,相关系数为－057;在NDVI处于045~055区间站点处的OMR变化趋势最小,平均为－001 ℃/10a,当NDVI由025~035增加至035~045时,由植被覆盖导致的地面温度升高的幅度显著降低,降低幅度达016 ℃/10a;在我国的东北、东南等植被茂盛区域,各站点OMR变化趋势以降低为主,在华北北部、内蒙古中西部及长江三角洲区域,各站点OMR变化趋势以升高为主。     

现代化城市温度分布特征及绿化对策

应用Lanasat-5卫星图象资料,对成都市区夏季晴天温度分布作客观分析,拟定5个温度层次,确定相应代表性观测点,每点1．50和0．10m两个高度,同步进行气温、相对湿度观测;同时与近郊5个气象站平行观测资料进行比较．结果表明：城市热岛、干岛出现在城东、绿化水平低的工厂密集区,最高气温达35．7℃,比郊区平均高出3．0℃;而绿化较好的城西小集镇、事业单位,特别是公园,最高温度为32．7℃,与郊区接近;相应的相对湿度比郊区低14％左右．     

高密度城区公园降温效应与模拟预测研究——以天津中心城区为例

在当前快速城镇化背景下,大量城镇人口导致各大城市人口密度不断增加,高密度的城区热岛现象开始加剧。公园绿地作为城市生态系统的重要组成部分,在缓解热岛方面具有重要作用。本研究以天津中心城区8处较大的公园绿地为实证对象,基于2013年Landsat8 ETM＋影像,通过单窗算法分析其降温效应。研究表明：公园面积及植被覆盖度是热岛效应最重要的影响因子,水体比例也在很大程度上影响着地表温度;各公园的最大降温强度和降温距离差异较大,降温强度温差约2．72℃,降温距离相差195 m;城区面积较大的公园降温效应更明显,水体比例高于30％或植被覆盖度高于10的公园降温效应较理想;并在研究结论的基础上构建了公园的降温效应模型。研究成果为天津中心城区及类似高密度城区的公园绿地规划提供了有效技术支撑。     

首都功能核心区城市森林公园冷岛效应评价

为了研究首都功能核心区新建小型城市森林公园缓解城市热岛效应的能力,本研究以广阳谷城市森林公园为研究对象,基于RS和GIS完成了2014年、2017年和2019年公园内及周边区域的地表温度反演,同时结合长期定点监测公园内外空气温湿度,分析城市森林公园内及周边冷岛效应。结果发现：广阳谷城市森林公园建成后,在园外100米范围内有一定的降温效果。相比建成前,2017年和2019年其100米缓冲区内热岛区域占比分别减少了4.83%和1.38%,地表平均温度比核心区分别降低了0.72℃和1.15℃,说明公园建成以来,充分发挥了冷岛作用;公园内各测点在10：00-17：00的平均温度低于对照点1.65℃,公园内部的相对湿度比对照点高2.68%;3月到8月公园内各点的平均温度比对照点低0.67℃,在3月、4月、6月和7月公园内各点的平均湿度比对照点高1.82%,说明森林公园在此段时间发挥着降温增湿的作用。     

基于遥感的上海城市热岛效应与植被的关系研究

选择2001年3月和7月上海地区的陆地卫星ETM+影像,利用ETM+热红外亮温计算模式将6波段影像灰度值转换成像元亮温,由此直接表征地表温度分布,对城市亮温热岛的空间分布特征、强度变化及其相关影响因素进行了概括.通过提取归一化植被指数(NDVI),并基于统计方法对不同下垫面类型的局域亮温和NDVI进行回归分析,一致证明亮温与植被水平呈明显负相关,且植被降低下垫面温度的效果夏季强于春季;对回归方程斜率的比较又揭示出植被对地面温度的影响受下垫面用地类型结构的制约;增加相同水平的植被,夏季白天降温程度在植被面积占优势的地区不及非植被或少植被区.建议应根据不同类型的下垫面环境进行针对性的植被规划.     

日光温室热湿环境作用下土壤-空气换热器动态换热特性的试验研究

针对土壤-空气换热器空气降温运行时的换热特性进行了试验研究,分析了入口空气温度和换热管长度对土壤-空气换热器出口空气温度和单位管长换热量的影响;并结合空气在换热管内的降温数据,采用非线性回归方法建立了换热管出口空气温度与入口空气温湿度、换热管长度、管内空气平均流速的函数关系式;并验证了其准确性。试验结果表明,换热管越长,管内流速越低时,出口空气温度越小,波动幅度也越小;土壤-空气换热器进出口空气温差与入口空气流速成反比,而单位管长换热量与入口空气流速成正比。当管内空气平均流速从4.5 m/s降至0.5 m/s时,进出口空气温差从3.97℃升至6.18℃,而单位管长换热量从11.59 W/m减至1.79 W/m。从增强土壤-空气换热器整体换热性能的角度考虑,管内最佳空气平均流速为5.9 m/s。研究结果对于土壤-空气换热器的结构设计优化和换热性能提高具有重要的理论和实际意义。     

广州大学校园夏季室外热环境测试与分析

通过对广州大学夏季室外不同下垫面的环境变量进行测试,包括空气温湿度、风速、地表温度和太阳辐射强度以及综合热指标生理等效温度(PET),最终获得了不同下垫面对热环境的影响程度.结果表明:缺少有效遮阳的条件下,不同硬质地面上方的空气温度和平均辐射温度相差不大,但比树荫下分别高出了近2.4℃和20℃;不同下垫面的PET分布趋势:树荫木质凉亭草地植草透水砖深色混凝土白色瓷砖.     

寒旱区节能型连栋温室研建及效果评价

针对北方圆拱连栋温室普遍存在冬季高能耗、夏季降温难、运行成本高、生产效益低而难以为继等问题,结合单栋和连栋温室的结构特点,创新设计,在武威研建节能型四连栋温室1座。阐述了该温室的结构设计要点与特点,进行了温度测试与分析。结果表明,冬季室内不供暖,室内外平均温差达到23．1℃,元月份室内平均气温19．2℃,最低5℃;夏季采用降温系统和自然通风调节,可使温度不高于40℃,7月份平均气温29．4℃。由此表明,节能型连栋温室能耗成本低,是寒冷、干旱尤其是风大、风多地区经济、节能、实用的连栋温室建筑结构类型之一。     

北京大学校园夏季气象场的数值模拟

北京大学校园北部有未名湖等水域和树木冠层绿地, 与南部教学、生活区建筑物路面为主的布局在下垫面热力性质上存在显著差异。为定量研究夏季校园内不同区域气象场、舒适度的空间分布和时间变化, 为校园活动和游览提供参考, 利用北京大学城市冠层模式, 结合校园实际下垫面分布情况, 进行数值模拟研究。研究结果表明, 9 月份校园北部温度低于南部, 15: 00 温差可达 6. 7℃。路面上 由于潜热通量小, 温度高于其他下垫面, 和水面温差最大可达 10. 6℃。空气湿度北部高于南部。温度分布影响局地风场变化, 在 15:00 产生低温辐散流场。引入表征人体舒适度的温湿指数(THI) , 路面上有 50% 时间处于 “热”等级, 高于其他下垫面的20% 。研究结果可以为评估校园环境规划的气象效应提供科学依据。     

基于绿化指标的城市绿地降温效应研究进展

城市化使城市下垫面属性改变,人工表面取代自然地表,导致室外热环境恶化,其形成的城市热岛效应引发的异常气候问题严重危害人类的生命健康。研究已证实植被可以通过遮荫和蒸腾等作用产生降温的生态效益,但其产生的生态效益与植被的规模或种类或分布方式等之间的联系仍没有明确量化掌握。目前,通过不同指标对绿地特征进行概括,从而精准量化绿地对室外热环境的调节作用已成为研究重点。对绿地面积、绿化覆盖率、绿地率、乔木覆盖率、三维绿量以及天空可视度六种指标调控室外热环境的研究进行综述：首先分析各绿化指标之间的区别,并分别论述各绿化指标与热环境相关研究,总结各指标在量化降温效应的特点及局限性。之后提出绿化指标互补量化研究方法,从三维空间视角为完善绿量指标研究提出三维绿量体以及三维绿量体与热环境关系研究的相关方式,从而精确地对三维绿量在空间中地具体分布进行表达,更加真实地反映绿地的植被特征。根据以往针对三维绿量的研究提出三维绿量阈值,结合三维绿量的空间分布及树种差异性,挖掘影响绿地降温效应的潜在影响因素,以便更好地量化绿地降温效果,充分发挥城市绿地的生态效益。最后论述绿视率这一新的量化指标在量化绿地降温效应的潜力,以期推动绿视率与热环境相关研究。     

基于ENVI-met绿化形式对夏季微气候及热舒适影响的研究：以桂林市为例

为研究夏季绿化形式对对滨湖步道微气候的影响,以桂林市两江四湖景区榕湖步道为例,结合现场测试和ENVI-met数值模拟方法,分析绿化形式对滨湖步道微气候的响应规律,并利用正交设计试验得出步道高宽比、植物排布形式和乔木冠层尺寸对微气候的贡献度关系,并提出最优绿化设计方案。结果表明：步道高宽比越大,降温效果越好,减湿效果越弱;两侧复合式绿化排布降温效果最优,两行开敞型绿化排布减湿效果最优;乔木冠层尺寸越小,降温效果越好;植物排布形式对湖泊中心的通用热气候指标UTCI（Universal Thermal Climate Index）变化的影响较大。通过非线性拟合和正交试验可知对空气温度和平均辐射温度贡献度关系为植物排布形式>步道高宽比>乔木冠层尺寸,且当步道高宽比为1.0,植物排布形式为两侧复合式绿化,乔木冠层尺寸为9 m时,滨湖步道微气候最优,符合人体热舒适标准,为城市绿化规划设计提供科学依据。     

玉龙雪山南坡林线附近的地面温度场特征分析

选取玉龙雪山南坡林线附近区域为研究区,用转化糖方法测定高山地段不同景观部位的效应温度,通过Kriging插值得到研究区域的温度场格局,以此为基础探讨山地景观尺度的地面温度特征及其变化规律.结果表明:①海拔梯度的影响,仍是控制研究区地面温度特征的主导因素,但温度变化并不完全遵循山地温度的垂直递减规律;②林灌草3类植被分布区域的地面温度差异显著,林地的效应温度总体高于草甸和灌丛的温度,但草甸区域的坡面温差大于林灌分布区;③研究区域在草甸内的温度随着海拔增加而递减,但在森林分布区的温度变化规律则完全相反.因而山地地面温度的影响除了考虑海拔的作用外,还需综合考虑下垫面和坡向的差异.     

校园绿地春季小气候及人体舒适度效应分析

为研究不同植物群落空间对人体舒适度的影响,以东北农业大学校园绿地为对象,实地测量小气候数据,采用双因素方差分析法对5种结构类型的植物群落(乔-灌-草、乔-草、灌-草、乔木、草坪)在春季(5月)温度、湿度及温湿指数(人体舒适度)调节能力的差异进行比较.结果表明:春季校园绿地内,不同的植物群落对降温增湿均有一定的调节能力;植物群落比单一草坪具有更好的小气候改善能力,差异呈显著或极显著变化(P<0.05或P<0.01);校园绿地内乔木与乔草结构的植物群落,小气候改善能力优于乔灌草、灌草和草坪群落结构.从人体舒适度角度,建议在校园绿地建设中提高乔木与乔草结构植物群落的种植比例.     

苏州古城区地面温度分析及在城市规划中的作用

利用ASTER热红外遥感数据,定量分析了苏州市古城区地面温度分布特征,研究显示：2005年春古城区白天地面温度差异在15℃以上,按影像像元值的空间聚集情况,城内地面温度可分为高、中、低3个等级区。结合实地调查与QuickBird影像判读,分析了城区地面温度空间变化与下垫面植被、水体及建筑物分布的对应关系,发现城内地面极端高温位于露天体育场,极端低温位于护城河道最宽部位。在此基础上分析了古城区热岛效应对居民生活环境及古城文化遗存的影响。降低古城区人口密度、清理民宅外围临时搭建、进行气流廊道的研究与建设、进行自行车专用道路建设以及合理绿化是缓解古城区热岛效应的有效措施。     

福建东山木麻黄农田防护林的小气候效应

2006年11月在东山岛用WHM5型温度湿度表调查了木麻黄农田防护林外各测点的温度和湿度,对木麻黄农田防护林的生态效应进行了初步的定位研究.结果表明:林带后1～10H范围内,1.5m高处的气温平均比对照点低1.68℃,0.5m处平均比对照点低0.84℃.林带可以明显地提高一定范围内的空气湿度,林网内空气湿度平均比对照点高6.6%,空气湿度最大值出现在林网内3H～5H处.     

九江市一次低温雨雪冰冻天气垂直温度层结分析

运用收集到的资料分析了2018年1月25～28日九江市阴雨雪和低温天气形成原因,分析了阴雨雪低温的恶劣天气的演变过程和水气环流特征,得出了江西地区冻雨的温度垂直分布特征结构和在九江地区具体应用情况的结论。结果表明:此次过程副高稳定,冷空气强盛500 hPa、700 hPa西南区域易产生逆温层,850 hPa东北气流使暖湿空气随着空气不断上升,更容易产生暴雪。水汽的输送过程非常频繁,同时该地区的辐合比较明显导致雨雪天气处于经常变化的情况;低层冷空气天气对冬天降水的形态起着非常关键的作用,此次过程冻雨灾害严重,经分析,25日为融化层位于850 hPa的情况,925～1 000 hPa区域迅速降温,850 hPa区域高于0℃,700 hPa和925 hPa区域温度低于0℃,1 000 hPa时温度在小于1℃,地面温度低于0℃,25日白天出现冻雨。27日融化层处于700 hPa左右温度大于0℃,925 hPa和850 hPa时温度低于-2℃,925～700 hPa有非常明显的温差;但由于1 000 hPa时温度在-3℃左右,所以27日白天九江地区降水相态复杂,大部分地区以降雪为主,部分地区出现冻雨。上述的阈值范围是九江地区冻雨的天气阈值。研究还表明,随着地面的温度降低,冻雨天气越容易产生,冻雨一般发生在最低气温低于0℃,同时一天的平均气温低于1.0℃。     

基于MODIS数据的博斯腾湖流域地表温度空间格局

为了辨析博斯腾湖流域地表温度时空分布对不同下垫面的响应特征,基于MODIS数据,利用分裂窗算法反演研究区的不同季节地表温度并对反演结果进行精度检验。结果表明:(1)MODIS地表温度产品在博斯腾湖流域的精度良好,可利用流域地表温度的空间格局研究;(2)博斯腾湖流域四季地表温度变化显著,春季温度分布在-17.02~31.52℃之间,夏季温度分布在-9.99~56.04℃之间,秋季温度分布在-16.45~37.31℃之间,冬季温度分布在-32.42~10.79℃之间;(3)不同土地利用地表温度的分布总体上沙漠/沙地的地表温度均值最高,旱地、裸岩等次之,积雪、草甸最低。内陆湖流域内地表温度和土地覆盖类型存在明显的时空差异性,在极端干旱地区绿色植被对温度降低具有一定的调节作用。