用WRF模式研究土地利用类型与城市热岛的关联——以上海市为例
王剑
（复旦大学环境科学与工程系，上海，200433）
摘要：随着经济的快速发展和城市化进程的加速，土地利用情况发生了巨大的变化，由此带来的城市气候和环境问题引起了广泛关注，其中，城市热环境是当前城市气候、环境研究的热点问题。近几年来，城市地表温度逐步升高，城市热岛现象突出，本文试利用中尺度空气污染的大气模式WRF来研究热岛现象与土地利用类型的关系。
关键词：WRF，土地利用类型，城市热岛
Analysis of urban landuse and heat island of Shanghai by using WRF
model
WANG Jian
(Department of Environmental Science and Engineering, Fudan University, Shanghai 200433, China) Abstract：Landuse condition is tremendously changed by the rapid development of economic and accelerated process of urbanization, bringing about the broad concern of the climate and environmental issues in urban areas, in which thermal environment becomes the hot spot in current environmental research. In recent years, land surface temperature is gradually increasing and the problem of urban heat island effect is becoming more and more significant. Study the thermal environmental effect makes it possible to reveal the reasons of thermal environment change and propose reasonable suggestions to urban planning.
Keywords: Landuse, Urban Heat Island, WRF
1.引言：
城市热岛[1]定义为城市内部气温比周围郊区高的现象，城市气候中最典型的特征之一，无论是在中高纬度或低纬度地区，这一现象均普遍存在。自从19世纪Lake Howard基于伦敦市中心的气温比郊区高这一现象提出“城市热岛”概念以来，城市热环境问题一直备受关注。尤其在近年来全球持续增温的背景下，城市热环境被认为是主导整个城市环境的要素之一[2]。城市热环境是城市生态环境指标的一个高度综合指标，它受到地表的物理性质和人类社会经济活动的共同影响，是城市生态环境状况的综合概括与体现[3]，对城市公共健康、空气质量、能源消耗等方面产生着深远的影响[4]。
城市附近自然景观以及城市内部下垫面性质对城市热岛强度起一定作用。无绿化的宽阔街道和广场，到中午时剧烈增温，在夜里又急剧冷却，气温日振幅最大。林荫道和有绿化的广场白昼较凉爽，气温的日振幅较小。而且城市绿地可以缓解城市热岛，降低地表温度[5]；
此外，有学者[6]通过GIS分析得出: 植物叶片吸收热量以及蒸腾散发水分降低和减缓了热力强度，其降温效果与植被区域大小、密度、物种种类和长势有关。不同城市在不同阶段，其降温效果也有较大差异[7]。
这些研究都论述了城市土地利用类型与热岛效应有很大联系，但究竟是什么样的联系，这种联系的关系如何，这些问题都还没有得到明确的答案。
本文试利用中尺度空气污染的大气模式WRF来研究热岛现象与土地利用类型的关系。通过修改WRF里面的geog输出文件以实现土地利用类型的替换，然后对比替换前后模式模拟的地表气温，然后通过对比得出结论。
2.技术方法与数据资料来源
本研究主要采用数值模式系统，结合站点观测资料，综合评估了土地利用类型替换前后的模拟效果。
2.1 WRF模式简介
2.1.1 概述
1997年美国国家大气研究中心（NCAR）中小尺度气象处、国家环境预报中心（NCEP）的环境模拟中心、预报系统实验室的预报研究出和俄克拉荷马大学的风暴分析预报中心（CAPS）四部门联合发起新一代高分辨率中尺度天气研究预报模式WRF（Weather Research Forecast）开发计划，拟重点解决分辨率为1～10km、时效为60h以内的有限区域天气预报和模拟问题【8】。
WRF在发展过程中出于科研与业务的不同需求，形成了两个不同的版本。一是在MM5模式基础上发展的ARW（Advanced Research WRF），二是在Eta模式基础上发展的NMM （Nonhydrostatic Mesoscale Model）。
ARW模式是一个多机型、跨平台、标准化的模式，为了让使用者能更方便地实现自己的模式设计同时尽可能少地修改模式的源代码，设计团队将ARW分为三个相对独立部分：驱动层、中间层和模式层。其中驱动层为最顶层，控制模式的初始化、时间步长、计算区域嵌套关系等；模式层为最底层，由执行实际计算功能的子程序组成；中间层则在两者之间的起连接作用。
本研究使用的是ARW，版本包括V3.0以及V3.2，数据分析将以更完善的V3.2版本的模拟结果为主要参考。
2.1.2 ARW的物理参数方案【9】
1. 辐射过程参数化方案
（1）RRTM长波辐射方案：利用一个预先处理的对照表来表示由于水汽、臭氧、二氧化碳和其他气体,以及云的光学厚度引起的长波过程。
（2）Goddard短波辐射方案：复杂光学方案。包括了霰的影响,适用于云分辨模式。
（3）Eta Geophysical Fluid Dynamics Laboratory (GFDL) 长波辐射方案：将Fels和Schwarzkopf的两个方案简单的结合起来，计算二氧化碳、水汽、臭氧的光谱波段。
（4）Eta Geophysical Fluid Dynamics Laboratory (GFDL) 短波辐射方案：Lacis和Hansen 参数化的GFDL版本。
2. 微物理过程参数化方案
（1）Kessler暖云方案：一个简单的暖云降水方案,考虑的微物理过程包括，雨水的产生、降落以及蒸发、云水的增长以及由凝结产生云水的过程，微物理过程中显式预报水汽、云水和雨水，无冰相过程。
（2）PurdueLin方案：微物理过程中，包括了对水汽、云水、雨、云冰、雪和霰的预报，在结冰点以下，云水处理为云冰，雨水处理为雪。适合于理论研究。
（3）Eta Ferrier方案：预报模式平流项中水汽和总凝结降水的变化，在大时间步长时计算结果稳定。
（4）WSM3方案：旧NCEP3方案的修正，包括冰的沉降和冰相的参数化。其诊断关系所使用冰的数浓度是基于冰的质量含量而非温度。方案包括三类水物质:水汽、云水或云冰、雨水或雪。适用于不苛求精确度的业务模式。
（5）WSM5方案：与WSM3类似地对NCEP5方案进行了修正，代替了NCEP5的版本。
（6）WSM6方案：对WSM5方案的扩充，包括有霰和与它关联的一些过程。为了增加垂直廓线的精度，在下降过程中会考虑凝结/融化过程，并会对过程的顺序进行最优化选择，以减少方案对模式时间步长的敏感性。
（7）Thompson方案：改进了Reisner方案，用以做理想试验研究和中纬度冬季观测资料的比较，同时也被用来提高冻雨天气情况下航天安全保障的预报。
3. 边界层参数化方案
（1）MM5相似理论近地面层方案：采用Paulson、Dyer和Webb稳定性函数来计算地面热量、湿度、动力的交换系数。用Bel-jaars提出的对流速度来加强地面热量和湿度通量。常与MRF或YSU边界层方案联合使用。
（2）ETA相似理论近地面层方案：基于Monin-Obukhov理论，在水面上，粘性下层显式参数化，在陆地近地面层上，粘性下层则考虑了变化的位势高度对温度和湿度的作用，近地面通量通过迭代途径进行计算，并用Beljaars修正法来避免在不稳定表面层和无风时出现的奇异性。常与ETAM-Y-JTKE边界层方案联合使用。
（3）Eta Mellor-Yamada-Janjic (MYJ) 边界层方案：用边界层和自由大气中的湍流参数化过程代替Mellor-Yamada的2.5阶湍流闭合模型，可预报湍流动能，并有局地垂直混合。调用SLAB(薄层)模式来计算地面的温度。
（4）Medium Range Forecast Model(MRF)边界层方案：在不稳定状态下使用反梯度通量来处理热量和水汽。在行星边界层中使用增强的垂直通量系数，行星边界层高度由临界Richardson数决定。
（5）Yonsei University(YSU)边界层方案：MRF边界层方案的第二代，增加了处理边界层顶部夹卷层的方法。
4. 积云对流参数化方案
（1）浅对流Eta Kain-Fritsch方案：利用一个简单的云模式伴随水汽的上升和下沉，同时包括了卷入和卷出，以及相对粗糙的微物理过程的作用。
（2）Betts-Miller-Janjic方案：在一给定的时段，对热力廓线进行张弛调整。在张弛时间内，对流的质量通量可消耗一定的有效浮力。浅对流调整是该方案的重要部分。
（3）Kain-Frisch方案：KF方案的修正方案，采用一简单的包含水汽抬升和下沉运动的
云模式，包括卷出、卷吸、气流上升和气流下沉现象。
（4）Grell-Devenyi集合方案：质量通量类型方案，用不同的上升、下沉、卷入、卷出的参数和降水率。静态控制的不同与动态控制的不同相结合，用以决定云质量通量。
5. 陆面过程参数化方案
（1）热量扩散方案：基于MM5的5层土壤温度模式，分别在地下1cm、2cm、4cm、8cm和16cm位置下温度固定为日平均值。能量计算包括辐射、感热和潜热通量，同时也允许雪盖效应。
（2）Noah方案：OSU的后继版，增加了预报土壤结冰、积雪影响的能力，提高了对城市地面的处理能力，还考虑了地面发射体的性质。
（3）Rapid Update Cycle(RUC)方案：包括六个土壤层和两个雪层。考虑了土壤结冰过程、不均匀雪地、雪的温度和密度差异，以及植被效应和冠层水。
2.2 模式基本设置与参数化方案的选择
模拟区域：气象模式采用三层区域嵌套，网格尺度为别为9km,3km和1km。第一层区域如图2-2涵盖整个华东地区，中心经纬度为北纬31.16度和东经119.27度。第二层区域涵盖长三角地区。第三层区域为本研究重点关注区，宝山区位于第三层模拟区域的中心区域。
Domain1
图2-2 三层模拟区域地理位置
初始边界气象数据来源：采用美国国家环境预报中心（National Center for Environment Prediction, NCEP）提供的全球大气再分析数据，该数据的空间分辨率为1°×1°，时间分辨率为6小时，以上数据提供了模拟所需的初始场和侧边界条件。
参数化方案选取：本研究中，长波辐射方案取RRTM方案，短波辐射参数化方案为Dudhia 方案、积云对流参数化方案为Kain-Fritsch方案、边界层参数化方案选用MRF方案、陆面过程参数化方案选用五层热力扩散方案、微物理过程参数化方案选用WSM6。
模拟时间段：本研究中的模拟时间段为前一天的08时（北京时间，下同）至第3日的08时，总时间长度为72小时，其中，前24小时为预热阶段，后48小时为预报时段。
2.1.3模式的运行环境和自动化运行
目前，模式运行在曙光A830平台上，4路4核共16个CPU core，模式操作系统为Linux。WRF模式的编译采用PGF90编译器，并行编译使用OpenMPI实现，模式输出结果为NETCDF 格式。
自动化运行程序采用PYTHON语言编写，自动化步骤包括初始气象数据的下载，GRIB 数据格式转换、初始和边界气象条件的计算以及主程序的自动化运行、数据存储以及NETCDF
数据格式转换、变量提取等。
2.3 观测资料
上海闵行气象站为国控站点，东经，北纬。本研究中采用闵行站2007年模拟日期所对应的常规气象观测资料，包括02、08、14和20时的风速、风向、温度、相对湿度和气压。
3.分析结果与讨论
此次研究主要针对第二层网格，下图是使用metlab作出的土地利用类型替换前后的土地利用分布图。
1980年上海以及周边地区的城市与农业用地的分布，左边为城市用地，右边为农业用地（替换前）
2007年上海以及周边地区的城市与农业用地的分布，左边为城市用地，右边为农业用地（替换后）
由上图明显可以看出1980年到2007年间，上海以及周边地区的城市用地规模在不断扩大，而原来的农业用地有很多都转变成了城市用地。这样大的转变会对城市热岛效应产生怎样的影响，这就是我们接下来要探讨的问题。
在土地利用类型替换的基础上，我用wrf运行了三月份的一个案例，然后把城市热岛的强度做了月平均，结果如下图
上海地区城市热岛强度（替换前）
上海地区城市热岛强度（替换后）
于是我进行了如下结果总结与讨论
从1980年到2007年，上海市建筑用地面积明显增加，分布范围越来越广，从单中心分布发展为多中心分布。耕地面积逐年减少，分布范围逐渐向中心城区外围退缩，且分布区域逐渐由北部向南部转移。
从热岛效应的时间尺度来看，从1980年到2007年，上海市地表温度高温区面积明显上升，建城区的地表温度与其他区域的温度差逐渐扩大，说明上海市的热岛效应有所加强。而且高温区域的扩展趋势与城市用地的扩展趋势基本吻合，从一个侧面反映了两者之间有一定
的相关关系。
可以看出土地利用类型由农田变为城市用地的过程，在wrf模式里面对气温的影响是显著的，这也从模式的角度验证了城市用地过快增长是城市热岛效应加剧的一大原因。
4.对上海城市建设规划的建议
通过本次研究可以看出，土地利用类型及分布格局对城市热环境具有重要的影响作用。在城市建设的进程中，上海应合理、有规划地控制城市化过程，避免由于过度开发而导致城市热环境的恶化。
一方面，在开发程度较好、地表温度较高的区域，如上海市的北面区域，应适当放缓继续开发的速度，而将建设重点转移到尚有开发潜力切热环境较为适宜的区域，如上海的南部区域。
另一方面，由于林地、耕地和水体对于地表温度的降温作用显著，因此需进一步加强对这三种土地类型的保护力度，避免其流失。同时在地表温度较高的中心城区，应加强城市绿地和绿化带建设，以期有效地减弱上海的热岛效应，改善城市热环境。
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什么是城市热岛效应 城市热岛效应(Urbanheatislandeffect)是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。在近地面温度图上，郊区气温变化很小，而城区则是一个高温区，就象突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表高温的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。 基本简介 城市热岛效应(The Urban Heat Island Effect)是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。在近地面温度图上，郊区气温变化很小，而城区则是一个高温区，就象突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表高温的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。城市热岛效应使城市年平均气温比郊区高出1°C，甚至更多。夏季，城市局部地区的气温有时甚至比郊区高出6°C以上。此外，城市密集高大的建筑物阻碍气流通行，使城市风速减小。由于城市热岛效应，城市与郊区形成了一个昼夜相同的热力环流。城市白天和黑夜的热岛效应[1] 晴朗无风的夏日，海岛上的地面气温，高于周围海上气温，并因此形成海风环流以及海岛上空的积云对流，这是海洋热岛效应的表现。近年来，由于城市人口集中，工业发达，交通拥塞，大气污染严重，且城市中的建筑大多为石头和混凝土建成，它的热传导率和热容量都很高，加上建筑物本身对风的阻挡或减弱作用，可使城市年平均气温比郊区可高2℃，甚至更多,在温度的空间分布上,城市犹如一个温暖的岛屿，从而形成城市热岛效应。热岛效应是由于人们改变城市地表而引起小气候变化的综合现象，在冬季最为明显，夜间也比白天
明显，是城市气候最明显的特征之一。 来源与发展 20世纪初，英国气候学家赖克·霍德华在《伦敦的气候》一书中把这种气候特征称为“热岛效应”。热岛效应近年来，随着城市建设的高速发展，城市热岛效应也变得越来越明显。城市热岛形成的原因主要有以下几点: 首先，是受城市下垫面特性的影响。城市内有大量的人工构筑物，如混凝土、柏油路面，各种建筑墙面等，改变了下垫面的热力属性，这些人工构筑物吸热快而热容量小，在相同的太阳辐射条件下，它们比自然下垫面（绿地、水面等）升温快，因而其表面温度明显高于自然下垫面。 另一个主要原因是人工热源的影响。工厂生产、交通运输以及居民生活都需要燃烧各种燃料，每天都在向外排放大量的热量。此外，城市里中绿地、林木和水体的减少也是一个主要原因。随着城市化的发展，城市人口的增加，城市中的建筑、广场和道路等大量增加，绿地、水体等却相应减少，缓解热岛效应的能力被削弱。 当然，城市中的大气污染也是一个重要原因。城市中的机动车、工业生产以及居民生活，产生了大量的氮氧化物、二氧化碳和粉尘等排放物。这些物质会吸收下垫面热辐射，产生温室效应，从而引起大气进一步升温。 热岛效应原则上，一年四季都可能出现城市热岛效应。但是，对居民生活和消费构成影响的主要是夏季高温天气下的热岛效应。为
杭州学军中学 组长 杜怡兰（高二9班） 组员 张翎（高二5班）、陈瀚文（高二12班）、叶显爵（高二5班） 第一执笔 杜怡兰 指导老师 ：杭州市青少年活动中心 科技总辅导员 施泽民
杭州城热岛效应的调查与分析 ［内容摘要］ 2010年8月我们四人参加了杭州少年科学院组织的，以城市“热岛效应”为主题的城市小气候科考活动，一个多星期以来，考察测量了杭州的气温、气压、湿度等气候指标。我们组主要针对几个气温的日变化规律及其影响因素做出分析，画出了反映杭州高温季节的最热点分布的热地图。在活动中我们学会了气象观测和气温分析并提出降低热岛效应的建议。 ［关键词］气温测点分析 一.序论 1.1考察背景、意义、目的 近年，全球气候变暖日趋加剧，杭州等“火炉城市”夏季炎热也日益加重。为了研究城市热岛效应的具体表现和原因，本研究小组于2010年暑期参加了由杭州少年科学院组织的杭州青少年城市小气候科考活动，活动以城市“热岛效应”为主题，多人协作同步在杭州城市的多个监测地点进行连续24个小时不同时间节点的气温、湿度、风向及风速等气象因子测量，通过对热岛区域及周围环境状况的相关分析，得出杭城热岛效应形成的可能原因与机理，继而从这些原因和机理出发，提出减缓杭城热岛效应问题的方法与思路，以期对城市规划设计和创建宜居环境提供一定的参考。 1.2概念阐述 城市热岛效应：指城市温度高于郊野温度的现象。由于城市地区水泥、沥青等所构成的下垫面导热率高，加之空气污染物多, 能吸收较多的太阳能，有大量的人为热进入空气；另一方面又因建筑物密集，不利于热量扩散，形成高温中心，并由此向外围递减。 热地图：就是指高温分布图。因为考察期间正处在夏季高温阶段，为形象地描述所测地区的高温分布状况，使用“热地图”名称描述。 二、实地测量 2.1实验设计 2.1.1实验器材 ZOGLAB牌DSR-TH电子气象数据收集器8个 DeltaTRAK电子气象数据收集器3支
关于城市热岛效应及其现实影响研究的结题报告 高一.十班 Ⅰ. 组长：李泽颢成员：李泽颢 相关学科：地理指导老师：吴新亚 Ⅱ. 背景：随着世界的发展，人口的增多，城市化的进程不断加快，一座座新城市不断被建起，人类文明因此高速发展。但是不可避免的，人类的扩建也产生了恶果。其不仅对环境造成了破坏，对自身也有不小的影响。其中，城市热岛效应是一个突出的现象。其具体表现为城市相对于周围郊区温度明显偏高，如同露出水面的岛屿。而作为中学生我们也应了解一下，来更加深刻地了解这一效应，并充分认识到事物发展的两面性。 Ⅲ.目的：了解城市热岛效应的定义，实质，表现形式，对人们日常生活的影响，对不同地区的不同效应，起因以及郑州本地的城市热岛状况。从中试图寻找解决办法。 意义：有利于加深对热岛效应的了解，增加对科学的热爱，加强实践能力和对学科的认识。 同时对论文这一文体有了更多的经验。 Ⅳ.分工：由一个人分不同阶段进行不同方式的调查。 Ⅴ.研究方法:观察，采访，网络搜索，搜寻，研究，问卷调查 Ⅵ.成果： ①城市热岛效应(Urbanheatislandeffect) 是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。在近地面温度图上，郊区气温变化很小，而城区则是一个高温区，就象突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表高温的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。 ②定义 热岛是由于人们改变城市地表而引起小气候变化的综合现象，是城市气候最明显的特征之一。由于城市化的速度加快，城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的热容量和吸热率，使得城区储存了较多的热量，并向四周和大气中幅射，造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温，高温的城区处于低温的郊区包围之中，如同汪洋大海中的岛屿，人们把这种现象称之为城市热岛效应。 ③成因 近年来，随着城市建设的高速发展，城市热岛效应也变得越来越明显。城市热岛形成的原因主要有以下几点: 首先，是受城市下垫面特性的影响。城市内有大量的人工构筑物，如混凝土、柏油路面，各种建筑墙面等，改变了下垫面的热力属性，这些人工构筑物吸热快而热容量小，在相同的
天津师范大学2015届本科毕业论文（设计）开题报告 学院：城市与环境科学学院专业（专业方向）：地理信息系统 论文题目 基于遥感的京津冀城市热岛效应联动效应初探 指导教师 霍红元 职称 讲师 学生姓名 邢晓瑞 学号 1130080208 一、研究目的（选题的意义和预期应用价值） 城市热岛效应(Urban Heat Island Effect, UHI),就是因城市化的发展,导致城市中气温高于外围郊区的现象。在近地面大气等温线图上,郊外的广阔地区气温变化很小,如同一个平静的海面,而城区则是一个明显的高温区,如同突出海面的岛屿,由于这种岛屿代表着高温的城市区域,所以就被形象地称为城市热岛。在夏季,城市局部地区的气温,能比郊区高出6e甚至更高,形成高强度的热岛.城市热岛影响着各个城市。尤其是大城市比如北京等。第一：城市中的机动车辆、工业生产以及大量的人群活动,产生了大量的氮氧化物、二氧化碳、粉尘等,这些物质能大量吸收环境中的热辐射能量,并增加大气对地面的长波逆辐射,产生众所周知的温室效应,引起了气温的进一步升温。第二：城市建成区、几何形状,与热岛强度存在着明显的关联。如果城市建筑走向设计、或几何形状不合理,则不易通风,造成因风速小而热量不易散发,导致局部气温过高。和一些别的因素产生这种效应，危害人体健康，加剧大气污染，造成局部地区的自然灾害，导致气候与物候失常等危害！最终影响了人类和生物的发生发展。 预期应用价值： 对于研究降低城市热岛效应对策、缓解热岛效应的影响、提高人民的城市生活质量和城市的可持续发展水平,具有重要的意义，为京津冀城市群的布局与合理规划提供有意义的参考。 二、与本课题相关的国内外研究现状，预计可能有所突破和创新的方面（文献综述）（一）与本课题相关的国内外研究现状 1.1城市热岛的形状 自从1972年，R a o首先证实了城市区域可以通过分析卫星热红外数据而区分出来，并使用ITOS-1卫星数据制作了美国大西洋中部沿海城市的地面热场分布图[6]。此后，国内外许多学者利用热红外遥感数据进行城市热岛的研究，取得了一系列成果。Carlson等分析了美国洛杉矶地区昼夜热场分布情况[22]，Matson等利用NOAA数据研究了美国西海岸几个城市的夜间城乡辐射温度差异[23]，Price等利用热红外制图仪数据评估了美国西北部地区城市热岛的范围和强度[24] 。 接着国内也有不少学者利用NOAA/AVHRR数据研究了北京、上海、苏州[27]、沈阳[28]等多个城市的热岛现象。虽然研究区域各不相同，但是却发现一些共同的特征：在无风或微风条件下，城市热岛的形状、走向和位置都与建成区基本一致；在城市内部，城市热场的分布结构同土地覆盖特征密切相关，低植被的工业区和商业区呈现出明显的高温中心，植被覆盖度大的乡村则显示为低温区域。然而，NOAA/AVHRR气象卫星数据1. 1 km的地面分辨率只
上海“城市热岛效应”变化趋势的研究 上海市储能中学赵佳依 摘要 从多年的上海市、区县气象站哨观测资料分析来看，上海城市的热岛效应十分显著。通过对比分析位于广场地区的原六十二中学近20年的气温数据和其他观察站近40年的观测资料，探讨了上海城市热岛效应强度在时间、空间上的变化趋势与特点，得到了绿化工程可以有效削弱城市热岛效应的增长势头，但其不可避免地包含着区域气温变化所带来的波动的结论，为上海生态城市建设提供了一定得参考价值。 关键词城市热岛效应气温绿地 一、绪论 城市热岛效应是英国化学家Lake Howard(1772～1864 年)通过对城市中心区和临近地区城镇气温的观测比较后于 1820年提出。此后，已有数以千计的有关城市气候的论文发表。近年来，城市市区－—城市郊区气温差异扩展的趋势已被证明，在少于一万人人口的小城镇中亦能在长时间温度记录中探测到城市热岛的存在。学者Karl等对美国历史气候观察网的资料分析后认为，平均而言，城市化进程可以影响造成约 0.06 ℃（1901-1984 年）的城乡气温差异。当然，这一个热岛效应结论仅仅是针对1901年到1984年这一段时间中的美国城市而提出的。 在我国，学者周淑贞、束炯、桑建国、李朝颐等，先后对城市热岛效应及形成机制进行了多方面的研究。邓莲堂（2001）指出，城市绿化面积、城市规模的大小、建筑物密度、城市地表形态等（这些我们认为是城市化指标）是影响城市区域气候特征的最主要的内在因子。与此同时，加速变化中的全球性气候大背景更是给城市区域气候的变化研究带来了复杂性。城市热岛效应作为城市气候最显著的特点之一，它也在不断地变化之中。所以，城市热岛效应既受到城市化进程的影响，也受到全球气候变化大背景的作用。更多的学者倾向于前者即城市化进程对于城市热岛效应的作用更为强烈。中国气象局北京城市气象研究所的郑祚芳、刘伟东等人2006年发表论文时提到，不断加速的城市化进程对城市气候有着深远的影响。城市化过程带来的最显著变化是使城市下垫面状况发生改变 ,城市密集的人口分布和汽车保有量的不断增加 ,加剧了城市热量排放 ,导致城市热岛现象的出现 ,已经并将继续对城市气候产生影响。 上海是我国最大的工商业城市，其发展速度之快在我国首屈一指。 90 年代以来，随着上海城市建设的进一步发展、城市化进程的推进以及人口的迅速增长，再加上全球范围的气候变化，上海的城市热岛又有了新的变化。上海的经济发展异常迅猛 ,全市GDP(国内生产总值 ) 的年均增长连续十多年超过 10 % ,城市建设也大幅发展。与上海城市发展有密切联系的城市热岛效应的变化情况如何呢 ?未来一段时间又会呈现怎样的变化趋势呢？本文利用近二十年人民广场地区的气温资料、近三十年全市各个主要气象观察站的气温数据，进行年际的比较以及相互的对比，来比较真实地讨论上海城市热岛效应在时间、空间两方面的变化，并分析了绿化面积该因子对上海城市热岛效应的作用，试图为上海城市生态建设提出有意义的建议。
城市热岛效应 科技名词定义 中文名称：城市热岛效应 英文名称：urban heat island 定义：指城市温度高于郊野温度的现象。由于城市地区水泥、沥青等所构成的下垫面导热率高，加之空气污染物多, 能吸收较多的太阳能，有大量的人为热进入空气；另一方面又因建筑物密集，不利于热量扩散，形成高温中心，并由此向外围递减。 所属学科：生态学（一级学科）；城市生态学、生态工程学和产业生态学（二级学科） 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 百科名片 城市热岛效应(Urbanheatislandeffect)是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。在近地面温度图上，郊区气温变化很小，而城区则是一个高温区，就象突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表高温的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。 简介 英文名称 The Urban Heat Island Effect 热岛效应
城市热岛效应(Urbanheatislandeffect)是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。在近地面温度图上，郊区气温变化很小，而城区则是一个高温区，就象突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表高温的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。城市热岛效应使城市年平均气温比郊区高出1°C，甚至更多。夏季，城市局部地区的气温有时甚至比郊区高出6°C 以上。此外，城市密集高大的建筑物阻碍气流通行，使城市风速减小。由于城市热岛效应，城市与郊区形成了一个昼夜相反的热力环流。晴朗无风的夏日，海岛上的地面气温，高于周围海上气温，并因此形成海风环流以及海岛上空的积云对流，这是海洋热岛效应的表现。近年来，由于城市人口集中，工业发达，交通拥塞，大气污染严重，且城市中的建筑大多为石头和混凝土建成，它的热传导率和热容量都很高，加上建筑物本身对风的阻挡或减弱作用，可使城市年平均气温比郊区可高2℃，甚至更多,在温度的空间分布上,城市犹如一个温暖的岛屿，从而形成城市热岛效应。热岛效应是由于人们改变城市地表而引起小气候变化的综合现象，在冬季最为明显，夜间也比白天明显，是城市气候最明显的特征之一。 编辑本段来源与发展 20世纪初，英国气候学家赖克·霍德华在《伦敦的气候》一书中把这种气候特征称为“热岛效应”。 热岛效应 近年来，随着城市建设的高速发展，城市热岛效应也变得越来越明显。城市热岛形成的原因主要有以下几点: 首先，是受城市下垫面特性的影响。城市内有大量的人工构筑物，如混凝土、柏油路面，各种建筑墙面等，改变了下垫面的热力属性，这些人工构筑物吸热快而热容量小，在相同的太阳辐射条件下，它们比自然下垫面（绿地、水面等）升温快，因而其表面温度明显高于自然下垫面。另一个主要原因是人工热源的影响。工厂生产、交通运输以及居民生活都需要燃烧各种燃料，每天都在向外排放大量的热量。此外，城市里中绿地、林木和水体的减少也是一个主要原因。随着城市化的发展，城市人口的增加，城市中的建筑、广场和道路等大量增加，绿地、水体等却相应减少，缓解热岛效应的能力被削弱。当然，城市中的大气污染也是一个重要原因。城市中的机动车、工业生产以及居民生活，产生了大量的氮氧化物、二氧化碳和粉尘等排放物。这些物质会吸收下垫面热辐射，产生温室效应，从而引起大气进一步升温。 热岛效应
分会场编号：S10 苏州市城市热岛效应现状分析 季 嬿1，朱 焱1，张宁2 （1. 苏州市气象局，苏州，215131 2.南京大学大气科学学院，南京，210023） 摘要：城市化进程加快所导致的城市热岛效应（Urban Heat Island, UHI）对于全球气候变化产生着深远的影响。近年来，苏州经济高速发展，年国民生产总值位列全国同类城市前列。截至2014年底，全市户籍在册人口约661.08万人，流动人口达到690万左右，随着城市经济建设规模的扩张以及城市人口数量的快速增长显著地加快了苏州的城市化进程，这可能导致苏州城市热岛效应进一步凸显。因此，利用最新的气象观测数据对苏州城市热岛效应进行较为系统的评估对于整个城市的健康发展和合理规划具有重要的现实意义。 本研究首先按照《城市园林绿化评价标准》的要求，选择苏州市范围内53个城市热岛代表站（其中城区站点19个，郊区站点34个）观测得到的4968组气温数据（共计119232个气温记录），对苏州市2013年夏季热岛强度值进行了整体评估。其次，利用1986至2010年美国宇航局（NASA）Landsat/TM卫星观测反演得到的地表气温数据对五种不同下垫面（城镇、裸地、水体、农田、林地）条件下的热岛效应强度进行更加精细化的估计。具体方法是：以太湖平均温度作为本底温度，在此基础上计算不同下垫面地表温度与太湖平均温度的差值得到相对温度，按照相对温度差值大小分为6级来表征热岛效应强度，从而得到苏州热岛强度等级分布。除了观测资料分析，本研究还利用数值模拟手段分析了不同绿化率、绿化方式对苏州市气象环境、城市热岛效应的影响。具体数值试验方案包括一组参考试验和五组敏感性试验，即：苏州市区实际绿化率（参考试验）、苏州市区所有网格点均无植被覆盖（敏感性试验1）、苏州市区所有网格点均为20%的树木覆盖（敏感性试验2）、苏州市区所有网格点均为40%的树木覆盖（敏感性试验3）、苏州市区所有网格点均为20%的草地覆盖（敏感性试验4）、苏州市区所有网格点人为热为0（敏感性试验5）。 研究结果表明：1）2013年度6-8月苏州城市热岛强度值为0.47℃，满足城市热岛效应强度“三星级”（≤2℃）考核要求；2）1986至2010年的卫星反演资料表明，随着苏州城市化的进程，苏州市城市热岛效应有缓慢增强的趋势。从分布特征来看，苏州城市热岛效应呈明显的放射型分布特征，以市区为中心向周围呈放射状分布；3）数值模拟结果表明，植树绿化和草地绿化都可以使局地空气温度有所下降，植树绿化的降温效果要优于草地绿化。苏州现有绿化水平（以树木绿
2017年上海市普通高中学业水平等级性考试 地理试卷 考生注意： 1.试卷满分100分，考试时间60分钟。 2.本考试分设试卷和答题纸。试卷包括两部分，第一部分为选择题，第二部分为综合分析题，所有试题均为简答题。 3.答题前，务必在答题纸上填写姓名、报名号、考场号和座位号，并将核对后的条形码贴在指定位置上。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。第一部分的作答必须涂在答题纸上相应的区域，第二部分的作答必须写在答题纸上与试卷题号对应的位置。 一、选择题（共40分，每小题2分。每小题只有一个正确答案。） 1．“椰林婆娑送天舟”。选择海南文昌作为我国又一个卫星发射基地的重要影响因素是A．纬度B．地貌C．水文D．气候 2．当地时间某日14时，一架飞机从东京国际机场（东9区）起飞，大约3小时后抵达上海浦东国际机场，到达时的北京时间约为 A．14时B．15时C．16时D．17时 3．2017年3月智利比亚里卡火山再次爆发。火山喷出的岩浆物质冷凝形成的岩石是A．玄武岩B．花岗岩C．石灰岩D．大理岩 4．我国新一代静止气象卫星“风云四号”能对云、雾、雨、雪等天气现象进行精密观测。这些天气现象主要出现在 A．对流层B．平流层C．中间层D．散逸层 5．在亚欧大陆某些沿海地区，常会出现“东风送雨”现象。在下列气候类型中，最可能出现这一现象的是 A．热带沙漠气候B．温带海洋性气候 C．地中海气候D．亚热带季风气候 6．2016年我国沿海海平面上升近38毫米，上升幅度为30多年来最大。如果这一现象持续下去，沿海城市可采取的应对措施是 ①提升防潮排涝能力②控制城市地面沉降 ③加速城市化进程④植树造林修复生态 A．①②B．①③C．②④D．③④
杨巧巧环境科学2134122115 城市热岛效应的产生原因：（1），是受城市下垫面特性的影响。城市内有大量的人工构筑物，如混凝土、柏油路面，各种建筑墙面等，改变了下垫面的热力属性，这些人工构筑物吸热快而热容量小，在相同的太阳辐射条件下，它们比自然下垫面（绿地、水面等）升温快，因而其表面温度明显高于自然下垫面。 （2）人工热源的影响。工厂生产、交通运输以及居民生活都需要燃烧各种燃料，每天都在向外排放大量的热量。 （3）城市里中绿地、林木和水体的减少也是一个主要原因。随着城市化的发展，城市人口的增加，城市中的建筑、广场和道路等大量增加，绿地、水体等却相应减少，缓解热岛效应的能力被削弱。 （4）城市中的大气污染也是一个重要原因。城市中的机动车、工业生产以及居民生活，产生了大量的氮氧化物、二氧化碳和粉尘等排放物。这些物质会吸收下垫面热辐射，产生温室效应，从而引起大气进一步升温 干岛效应与湿岛效应的产生原因 城市干岛：城区由于下垫面粗糙度大（建筑群密集、高低不齐），又有热岛效应，其机械湍流和热力湍流都比郊区强，通过湍流的垂直交换，城区低层水汽向上层空气的输送量又比郊区多，这两者都导致城区近地面的水汽压小于郊区，形成“城市干岛”。 城市湿岛：到了夜晚，风速减小，空气层结稳定，郊区气温下降快，饱和水汽压减低，有大量水汽在地表凝结成露水，存留于低层空气中的水汽量少，水汽压迅速降低。城区因有热岛效应，其凝露量远比郊区少，夜晚湍流弱，与上层空气间的水汽交换量小，城区近地面的水汽压乃高于郊区，出现“城市湿岛”。 混浊岛效应： 它是指城市市区由于厂矿企业集中、机动车辆众多、人口密集,致使排出的污染气体和空气中的尘埃等混浊程度都大大高于周边地区,形成“混浊岛”;而尘埃等混浊物恰哈是云层中的水汽变成降雨所最需要的“凝结核”,于是产生了这样的效应:城市上空的凝结核越多,水汽就越容易在此凝结造成降水,增加了雨量。此外,由于市区建筑物集中、高大,使风速在此大为减弱,强雨带等天气系统在市区上
关于城市热岛效应及其现实影响研究的开题报告 高一.十班 Ⅰ. 组长：李泽颢成员：李泽颢 相关学科：地理指导老师：吴新亚 Ⅱ. 背景：随着世界的发展，人口的增多，城市化的进程不断加快，一座座新城市不断被建起，人类文明因此高速发展。但是不可避免的，人类的扩建也产生了恶果。其不仅对环境造成了破坏，对自身也有不小的影响。其中，城市热岛效应是一个突出的现象。其具体表现为城市相对于周围郊区温度明显偏高，如同露出水面的岛屿。而作为中学生我们也应了解一下，来更加深刻地了解这一效应，并充分认识到事物发展的两面性。 Ⅲ.目的：了解城市热岛效应的定义，实质，表现形式，对人们日常生活的影响，对不同地区的不同效应，起因以及郑州本地的城市热岛状况。从中试图寻找解决办法。 意义：有利于加深对热岛效应的了解，增加对科学的热爱，加强实践能力和对学科的认识。同时对论文这一文体有了更多的经验。 Ⅳ.分工：由一个人分不同阶段进行不同方式的调查。 Ⅴ.研究方法:观察，采访，网络搜索，搜寻，研究，问卷调查 Ⅵ.计划：第一阶段：搜集资料 ①通过网上搜索，了解城市热岛效应。 ②随机采访几位市民，询问其对城市热岛效应的了解，及对其日常生 活的影响。 ③试图采访当地气象局，查看郑州近年来气温变化。 ④观察周围生活环境，试图寻找热岛效应的痕迹，可以做适当摄像。 ⑤可做一些调查问卷，了解人们对热岛效应的熟悉程度，及对其看法。 第二阶段：整理资料： ①整理采访内容，分类置放。 ②整合搜索资料，加以修改。 ③把数字数据集合起来，尽量以图表格式直观地体现。 ④筛选有用图片，整合。 ⑤意见整合，综合归纳。 第三阶段：分析资料 ①从资料中找出关键信息。 ②寻求老师指导完成分析。 ③资料分析中试图找出新信息。 ④同时分析到热岛效应的好处和坏处。 ⑤加入适当专业人士评语看法。 ⑥提出自己的观点，找出解决办法。 第四阶段：写成论文 ①布局分配 ②资料引用
2020年上海市黄浦区高考地理一模试卷 一、单选题（本大题共20小题，共40.0分） 1.2019年贺岁电影《流浪地球》，叙述地球逃离太阳系的科幻故事。地球在逃离太 阳系过程中，可能经过的天体运行轨道是（） A. 火星、木星 B. 水星、土星 C. 水星、金星 D. 金星、木星 2.英国伦敦为15时45分时，北京时间是（） A. 22时45分 B. 7时45分 C. 23时45分 D. 6时45分 3.下列地理事物成因与安第斯山脉形成原因相似的是（） A. 华北平原 B. 湄公河谷地 C. 落基山脉 D. 东非大裂谷 4.引起大气运动的根本原因是（） A. 地形或人类活动影响 B. 海陆热力差异 C. 同一水平面上存在气压差异 D. 地区间的冷热不均 5.下列示意图中，正确反映影响我国台风近地面气流状况的是（） A. B. C. D. 6.上海中心城区的年降水量一般高于郊区，形成的主要原因是（） A. 热岛效应，尘埃杂质较多 B. 绿化面积持续扩大 C. 空气质量不断改善 D. 大气中尘埃杂质较低 7.上海临港新城滴水湖景观带用蓝色透水沥青、碎石等铺装，其目的是（） A. 增加地表径流 B. 减少地表蒸发 C. 增加雨水下渗 D. 降低地表温度 8.下列区域中，水田农业分布广泛的是（） A. 黄土高原文化区 B. 华北平原文化区 C. 江南水乡文化区 D. 东北黑土文化区 9.世界上淡水的主体是（） A. 河流水 B. 地下水 C. 冰川水 D. 湖泊水 10.位于澳大利亚东侧海区的洋流为（） A. 寒流，向北流 B. 寒流，向南流 C. 暖流，向北流 D. 暖流，向南流 11.如图中盛行风①的性质是（） A. 热干 B. 冷湿 C. 暖湿 D. 冷干 12.衡量人口分布的指标是（） A. 人口总量 B. 人口质量 C. 人口数量差异 D. 人口密度 13.如图是甲、乙两类不同国家城市化发展情况统计图，下列说法正确的是（）
城市热岛效应 摘要：在全球气候变暖和高速城市化的大背景下，世界上许多城市都出现了高强度的城市热岛效应，城市热环境质量日趋恶化。分析和评价城市热岛效应已成为当前城市气候与环境研究的重要内容之一，也是全球变化研究的重要方面。本文剖析了城市热岛效应的成因及危害，并从当前城市热岛效应的现状出发探讨了改善城市生态环境，减低热岛强度的对策。 关键词：城市热岛效应，气候变化，人类活动，成因及措施 一、引言：城市热岛效应也称“大气热污染现象”,是指当城市发展到一定规模,由于城市下垫面性质的改变、大气污染以及人工废热的排放等因素使城市温度明显高于郊区,形成类似高温孤岛的现象,在气象学上被形象地称为城市热岛。可见,城市热岛反映的是一个温差的概念,只要城市与郊区有明显的温差,就可以说存在了城市热岛。 近年来,我国城市夏季伏天日气温在35℃以上的天数逐渐增多。据报道，2005年夏季，我国中东部和内蒙古中西部、新疆大部日最高气温高于或等于35度的日数一般在5天以上，其中华北南部、黄淮中西部、长江中下游大部及新疆东部、内蒙古西部、福建大部、广东北部、广西东部等地普遍持续高温10-15天，河北南部、山西南部、河南北部、安徽西北部、浙江大部、江西中北部等地达16-25天，很多城市日气温频频刷新当地气象纪录［1］。城区高温化得背后就是越来越严重的城市热岛现象。针对上述现象，本文就以城市热岛产生的原因和改善措施作初步探讨。 二、热岛效应形成的原因 2.1．城市下垫面性质改变 由于城市“水泥森林”的发展，改变了下垫面的性质，同时也改变原有的自然地面的面积比例。城市建筑物和道路的材料改变了地表热交换和大气动力学特征，更易吸收大量热辐射，致使夜晚红外辐射的热量相应增多，如果这种建筑物贯穿于整个城市则可使城市上空温度升高。另外，城市由于参差不齐的建筑物，
城市热岛效应的成因分析及影响 改革开放以来，我国城市化进程明显加快，目前已经进入到高速城市化的起飞线上，随之而来的城市环境污染问题也日益严重，其中的城市“热岛效应”作为这些环境问题中的典型代表有着重要的研究意义。 城市热岛效应是指城市因大量的人工发热、建筑物和道路等高蓄热体及绿地减少等因素，造成城市“高温化”城市热岛效应，通俗地讲就是城市化的发展，导致城市中的气温高于外围郊区的这种现象。在气象学近地面大气等温线图上，郊外的广阔地区气温变化很小，如同一个平静的海面，而城区则是一个明显的高温区，如同突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表着高温的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。在夏季，城市局部地区的气温，能比郊区高6℃甚至更高，形成高强度的热岛。此外，城市密集高大的建筑物阻碍气流通行，使城市风速减小。由于城市热岛效应，城市与郊区形成了一个昼夜相同的热力环流。 可见，城市热岛反映的是一个温差的概念，只要城市与郊区有明显的温差，就可以说存在了城市热岛。因此，一年四季都可能出现城市热岛。但是，对于居民生活的影响来说，主要是夏季高温天气的热岛效应。 这些年来，由于城市人口集中，工业发达，交通拥塞，大气污染严重，且城市中的建筑大多为石头和混凝土建成，它的热容量低，热传导率高，加上建筑物本身对风的阻挡或减弱作用，可使城市年平均气温比郊区可高2℃，甚至更多,在温度的空间分布上,城市犹如一个温暖的岛屿，从而形成城市热岛效应。热岛效应是由于人们改变城市地表而引起小气候变化的综合现象，在冬季最为明显，夜间也比白天明显，是城市气候最明显的特征之一。 城市热岛效应的成因 全球变暖的气候条件是造成城市热岛效应的外部因素，而城市化才是热岛形成的因。近年来，随着城市建设的高速发展，城市热岛效应也变得越来越明显。一般认为城市热岛效应是由以下几个原因造成的 首先，是受城市下垫面特性的影响。城市有大量的人工构筑物，如混凝土、柏油路面，各种建筑墙面等，改变了下垫面的热力属性，这些人工构筑物吸热快而热容量小，在相同的太阳辐射条件下，它们比自然下垫面（绿地、水面等）升温快，因而其表面温度明显高于自然下垫面。城市拥有大量的人工构筑物，其道路及建筑物的成分多为水泥、柏油、钢筋混凝土、砖石和金属等，这些材料都是吸热能手，它们具有热容量大、导热率高的特点，能吸收大量的热辐射。据资料显示，它们所占的面积约为70％～80％E 。另外，这些材料大多较郊区绿地的颜色深，对太阳辐射的吸收率较大，能吸收更多的热量。郊区土地有大量植被覆盖，植物的蒸腾作用可以带走热量，使温度不会太高。例如在夏天，当草坪温度为32℃、树冠温度为3O℃左右时，水泥铺成的地面的温度就可达到57℃，而柏油铺成的马路的温度更可以高达63 度。 另一个主要原因是人工热源的影响。工厂生产、交通运输以及居民生活都需要燃烧各种燃料，每天都在向外排放大量的热量。城市人为热即人类活动产生的废热，城市大量的人为热释放引起城市地区局部升温，对城市热岛的形成起着十分重要的作用。弛等将人为热源分
城市热岛效应专题 城市热岛效应是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象，热岛强度是用城市和郊区两个代表性观测点的气温差值来表示。读图“北京热岛强度四季平均日变化示意图”，据此完成1 ～3题。 1．热岛效应最强的季节是 A．春季 B．夏季 C．秋季 D．冬季 2．夏季一天中热岛效应最强的时间段是 A．6：00--8：00 B．10：00--12：00 C．12：00--16：00 D．22：00--4．：00 3．减弱北京市热岛效应的主要措施有 ①增加绿化面积②机动车限行③冬季利用地热采暖④道路铺设渗水砖 A．①② B．③④ C．①③ D．②④ (2016·马鞍山质检)城市热岛已成为21世纪人类面临的最重要问题之一。图甲为北京市城区与郊区地表温度的季节变化，图乙为北京市热岛效应四季的强度和空间范围遥感图像。读图完成4～5题。 4.图乙中与北京市春、夏、秋、冬四季热岛对应正确的是( ) A．a、b、d、c B．a、c、b、d C．d、c、a、b D．c、d、b、a 5.图乙d中出现低温冷岛现象的原因最有可能是( ) ①该季节郊区植被覆盖率高，白天升温慢②该季节郊区地表裸露干燥，白天升温快③该季节城区污染物多，白天对太阳辐射削弱作用强④该季节城区污染物扩散快，白天对太阳辐射削弱作用少A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
热岛强度是指中心城区气温比郊区高出的数值，下图示意北京市不同季节热岛强度逐时分布，读图完成6-7题。 6.关于北京市热岛强度的逐时变化，说法正确的是（） A．5时～8时，市区均温最高 B．午后2时左右，气温最高，对流旺盛，热岛效应最明显 C．15时～22时，市区升温显著 D．22时～次日7时，城市热岛环流最强 7.关于北京市热岛强度季节变化的说法正确的是（） A．春季丰富的降水降低了城市热岛强度 B．受上班人流、车流影响，各季节热岛强度在早上7时前后均达到高峰值 C．秋季多大风，城市热岛强度较小 D．冬季低温，人为释放热造成热岛效应最明显 热岛强度是市中心与郊区两个代表性观测点的气温差值，能准确反映“热岛效应”的变化状况。“冷岛效应”原指干旱地区夏季时，绿洲、湖泊气温比附近沙漠低的一种局部温凉的小气候现象。目前城市也在广泛开展这方面的研究。读图，完成8-10题。 8.北京城市热岛效应最显著的季节为（） A．春季 B．夏季 C．秋季D．冬季 9.图中①处出现了北京市区夏季午后的“冷岛”现象，可能是因为此处布局了（） A．住宅区B．公园C．商业区D．农田
城市热岛效应研究进展 （S7 城市气象精细预报与服务） 白杨，王晓云，姜海梅，刘寿东 （南京信息工程大学，南京，210044） 摘要：随着城市规模的高速发展和城市人口的急剧膨胀，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。本文综述了城市热岛的概念，概括阐述了城市热岛的形成主要受城市下垫面改变、人为热排放、自然植被以及区域气候的影响，重点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三种城市热岛效应的研究方法并总结了前人研究进展和主要成果。发现由于对城市热岛效应的分析和研究不够完善和深入，分析热岛的方法存在天然的缺陷，城市下垫面本身具有的复杂性，科学的研究方法没有与高科技的监测分析手段相结合，导致解决问题的措施不全面、不彻底或者过于简单化和表面化。在方法上，传统方法局限于宏观大尺度范围内分析城区和郊区的热岛关系，而从微观小尺度上研究的较少。目前的城市热岛研究一般侧重于单纯的城市大气环境问题，内容比较局限，后期的模拟在城市边界层下部的研究较少。另外由于近地层非均一下垫面的复杂性和不完整性给数值模拟带来了一定困难。最后，本文总结了城市热岛效应研究中的难点问题并展望了未来的发展方向。基于城市热岛效应的研究现状，应当注意在开发利用新技术的同时，不忽视传统检测手段的使用，结合空间遥感技术和边界层模拟的技术，形成4S（即RS遥感技术，GPS全球定位系统，GIS地理信息系统，EIS 环境信息系统）技术的多平台多尺度综合应用体系。在研究尺度上，不能只研究热岛效应在大尺度、中尺度下对城市气候的影响，还应研究其在全球气候改变后受到的影响，其热力和动力作用对全球气候变化过程的作用。 关键词：城市热岛；城市气候；研究进展
上海市公园绿地对城市热岛效应影响的多尺度研究 英文题名 Effects of Urban Park on Urban Heat Island: A Multi-scale Study in Shanghai 关键词城市公园; 热岛效应; 多尺度; 遥感; 流动观测; 英文关键词 Urban park; urban heat island; multi-scale; remote sensing; mobile observation; 中文摘要城市热岛效应(Urban Heat Island Effect简称UHI)是指城市气温高于郊区的现象(Oke,1987),是城市气候最明显的特征之一,也是城市化的环境后果之一。城市热岛不仅改变了城市的局部气候特征(气温、湿度、对流、降水格局),还有影响动植物生理、物候、生态系统功能、居民身心健康乃至生命安全,加重污染,增加能耗等多种生态环境效应。城市绿地系统是城市生态系统的重要组成部分,城市公园作为城市绿地系统的主要组分,可以有效缓解城市热岛效应,改变城市热场分布。但是城市公园如何在多个时空尺度上对城市热岛产生影响,却很少有系统的研究。本文采用小气候定位观测、流动观测、遥感数据反演、景观格局分析等方法,从植物群落、公园景观斑块、公园、社区(公园+周边复合商住区)、城乡样带多个尺度上,研究城市公园绿地如何缓解城市热岛效应,定量分析了城市公园绿地(面积、斑块属性)及其结构的热环境效应,探讨了公园绿地周边的景观格局变化对公园降温效应的影响。得出的主要结论如下： (1)秋冬季的公园绿地的温度明显低于周围环境,作为较明显的“冷岛”,仍能有效缓解城市热岛效应。 (2)城市公园绿地对热岛效应的缓解... 英文摘要 Urban heat island (UHI) effect was defined as the temperature difference between urban and rural area (Oke,1987). UHI is one of the hot topics in urban climate research, and also one of the environmental consequences of urbanization. UHI not only alters the local microclimate conditions in urban area, but also influences the physiological 摘要 9-11 Abstract 11-12 第一章绪论 13-21 1.1 研究目的和意义 13-14 1.2 城市绿地和城市热岛效应的基本概述 14-16 1.2.1 城市公园绿地 14- 15 1.2.2 城市热岛效应 15 1.2.3 城市热岛的主要形成机制和观测方法 15-16 1.3 研究背景和研究进展 16- 19 1.3.1 研究背景 16-17 1.3.2 城市绿地对热岛效应的影响研究 17-18 1.3.3 城市公园对城市热环境的影响研究 18-19 1.3.4 上海市城市热岛与绿地的相关研究19 1.4 研究内容 19-21 第二章材料与方法 21-27 2.1 研究区概况 21-22 2.1.1 研究区范围 21 2.1.2 上海自然环境 21 2.1.3 上海城市发展概况 21- 22 2.2. 研究方法和技术路线 22-27 2.2.1 研究方法22-26 2.2.2 技术路线 26-27 第三章城市公园特征对其降温作用的影响 27-40 3.1 研究对象和方法 27 3.2 实验设计 27-29 3.2.1 实验样地的选择 27-28 3.2.2 实验观测 28 3.2.3 数据校正 28-29 3.3. 公园斑块特征与其内部气温的相关关系 29-32 3.3.1 公园面积与气温的关系 29-30 3.3.2 公园边界特征与气温的关系 30- 32 3.4 公园斑块特征与地表面温度的关系 32- 36 3.4.1 公园绿地信息及地表温度提取 32-
1．城市建筑蓄热对“城市热岛效应”的影响原理 以建筑连片面积达1000平方公里的某大城市为例，有1000万人口、400万辆汽车，汽油的燃烧值是3.45*10^7J/L，按每辆轿车每天行驶50公里，每天耗油量4升计算，每辆轿车每天的燃烧值为38kwh，400万辆，总散热量为15200万kwh＝1.52亿kwh。 人体散热功率以100w计算，1000万人，一天的散热量为： 100W×24h×1000万＝2400万kwh＝0.24亿kwh。 太阳辐照地面，每平方米功率高达0.8-1kw，辐照1平方公里地面的太阳能功率为100万kw，1000平方公里的太阳能功率为10亿kw，一天晒10小时，可形成100亿kwh热量。 从总热量来说，人体和汽车释放的热量加在一起，也仅相当于太阳辐照热量的1/50，太阳辐照地面形成的热量，远高于城市汽车、人体释放的热量。 一般认为是城市下垫面变化造成了“城市热岛效应”，太阳辐照地面形成的热量是如何因城市下垫面变化导致“城市热岛效应”的呢？ 本课题人员在进行建筑隔热等建筑热工学原理研究过程中，发现：以一般日照每天所能达到的传热厚度计算，不同材料单位面积的蓄热量相差几十倍、上百倍。
首先通过在BEED建筑热工节能软件的传热延迟时间计算，得到在同样的日照条件下，不同材料的传热厚度，在此基础上，根据所得到的传热系数，计算同样时间内的传热量，就可以得到不同材料在达到同样传热量时的各自厚度，在此基础上计算蓄热量，见下表： 材料在日光照射下的传热时间和传热厚度计算 日光照射墙体，按表面升温20℃计算传热，在延迟时间之前，传热被墙体吸收形成为蓄热，墙体传热量计作零。超过延迟时间后，并且达
2020学年长宁区高二地理一模教学质量检测试卷 考生注意： 1.试卷满分100分，考试时间60分钟。 2.本考试分设试卷和答题纸。试卷包括两部分，第一部分为选择题，第二部分为综合分析题，所有试题均为简答题。 3.答题前，务必在答题纸上填写姓名、报名号、考场号和座位号，并将核对后的条形码贴在指定位置上。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。第一部分的作答必须涂在答题纸上相应的区域，第二部分的作答必须写在答题纸上与试卷题号对应的位置。 一、选择题（共40分，每小题2分。每小题只有一个正确答案。） 1.“装点此关山，今朝更好看”。浦东开发开放30年，积极促进了浦东地区 ①产业结构的升级优化②农业用地不断扩大 ③工业比重大幅增长④城市化水平不断提高 A.①② B.②③ C.③④ D.①④ 2.2020年是中国人首次登顶珠峰60周年，中国测量登山队对珠穆朗玛峰的山体“身高”进行新的测量。1975年我国测得的珠峰峰顶雪面高度为8848.13米，2005年测得的珠峰峰顶岩石面高度为8844.43米。两次测得珠峰“身高”数值不同的主要原因是 ①板块持续张裂山体下沉②全球变暖冰川融化 ③扣除了峰顶雪深厚度④测量技术不断改进 A.①② B.②③ C.③④ D.①④ 3.2020年10月28日22时，我国火星探测器“天问一号”顺利完成第三次轨道中途修正。从7月23日海南文昌卫星发射中心发射至完成第三次修正，期间 A.地球公转速度逐渐加快 B.文昌正午太阳高度越来越大 C.我国各地昼渐长夜渐短 D.南极圈出现极昼现象 4.降水在生态系统中被分为蓝水和绿水，蓝水是形成径流的部分（包括地表径流和地下径流），绿水是被蒸发（腾）的部分，下列河流中，绿水比例最大的是 A.塔里木河流域 B.长江流域 C.珠江流域 D.黑龙江流域 5.据中国地震台网正式测定，2020年10月30日，希腊佐泽卡尼索斯群岛发生 6.9级地震。震源深度10千米。该地震主要形成于 A.印度洋板块与亚欧板块的生长边界 B.亚欧板块与非洲板块的消亡边界 C.亚欧板块与非洲板块的生长边界 D.非洲板块与印度洋板块的消亡边界 6.2020年10月14日出现“火星冲日”的天文现象。此时火星绕日公转运行到与太阳、地球成一直线，且火星和太阳分别位于地球两侧的状态。出现该天象时 A.火星的公转方向与地球相反 B.整天都能观看到火星