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城市气象学第九章:城市中地-气显热交换和地-气潜热交换
城市气象学第九章:城市中地-气 显热交换和地-气潜热交换
南京夏季城市热岛时空分布特征 观测及模拟研究
城市建筑的屋顶和侧壁等能持续吸收和储存热能,提供了比 郊区更多的热量向近地层输送,且由白天储热多,日落后的城 市地表降温慢,夜间仍可以持续提供热量,因此,城市下垫面 的显热值都明显高于其它下垫面,在凌晨气温较低时城市显热 约降为零,在白天气温较高时城市显热大于郊区约一倍之多。
城市气象学第九章:城市中地-气 显热交换和地-气潜热交换
➢ 南京冬季城、郊下垫面能量平衡特征分析
城市气象学第九章:城市中地-气 显热交换和地-气潜热交换
➢南京冬季城、郊下垫面能量平衡特征分析
▪ 城、郊不同下垫面地表热量平衡各分量平均日变化特征分析
城市气象学第九章:城市中地-气 显热交换和地23-气潜热交换
城市中的地-气显热交换和地-气潜 热交换
城市气象学第九章:城市中地-气 显热交换和地-气潜热交换
城市气象学第九章:城市中地-气 显热交换和地-气潜热交换
计算公式
城市气象学第九章:城市中地-气 显热交换和地-气潜热交换
城市气象学第九章:城市中地-气 显热交换和地-气潜热交换
▪ 地-气系统的显热交换和潜热交换的城乡差别
➢南京冬季城、郊下垫面能量平衡特征分析
▪ 不同天气条件下城、郊热量平衡各分量的平均特征
城市气象学第九章:城市中地-气
显热交换和地-气潜热交换
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城市草坪水汽通量与蒸散量的变化特 征分析
▪ 水汽通量与热通量的变化趋势都是倒"U"型, 即白天为正,夜间为负,除3月外,其它月 份的水汽通量日变化曲线与潜热通量几乎 重合,且两者曲线远高于显热通量;全天 蒸腾的时数也随日照时数的缩短而减少, 基本表现为夏季最大,春秋季次之,冬季 最小;全年中间波文比较小,冬春两季较 大。
《气象基础知识》课件
雷电灾害及预防
雷电灾害
雷电是指天空中云层之间或云层与地面之间的放电现象,可导致火灾、爆炸、 电击等灾害。
预防措施
加强防雷设施建设,避免在雷电天气下使用高耸建筑物、金属框架结构等易导 电物体,不在大树下避雨,不接触裸露电线和电器设备等。
台风灾害及预防
台风灾害
台风是指发生在热带海洋上的强烈气旋性涡旋,可导致狂风 暴雨、巨浪、风暴潮等灾害。
2023-2026
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究的重点之一。
雷暴系统
雷暴是指积雨云中强烈的雷电和降水 现象,常伴随着大风、冰雹等天气现 象。
雷暴的预报和预警对于保障人民生命 财产安全具有重要意义。
雷暴的形成和发展与空气的上升运动 和不稳定能量有关,是夏季常见的天 气现象之一。
PART 05
气象灾害与预防
暴雨洪涝灾害及预防
暴雨洪涝灾害
暴雨是指24小时内累积降水量超 过50毫米的降水,可能导致河流 水位上涨、山洪暴发、城市内涝 等灾害。
详细描述
气象是研究地球大气层中发生的各种天气现象和气象过程的科学,包括温度、湿 度、降水、风、气压等要素的变化规律。气象学的研究对于人类生产和生活具有 重要意义,如天气预报、气候变化预测、自然灾害预警等方面。
气象的分类与特点
总结词
气象可以根据不同的分类标准进行分类,不同类型的天气现象和气象过程具有不同的特 点。
气象与人类生活密切相关,气象条件对人类的生产和生活产生重要影响。
详细描述
气象与人类生活密切相关,如天气预报可以指导人们的出行和生产活动,气候变化会影响农业生产和生态环境等 。同时,气象灾害也会对人类的生产和生活造成重大损失,如暴雨、台风、干旱等灾害会对人们的生命财产安全 造成威胁。因此,了解气象知识对于人类生产和生活具有重要意义。
《城市环境气象学》学习资料:城市太阳辐射的时空变化
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城市中太阳辐射的时空变化
城市中人类活动(工业生产、交通运输 等)而引起空气污染的周期性和非周期性变 化,使得到达城区地表的太阳总辐射的时 间变化比郊区更加复杂。
就日变化来说,城区总辐射的削弱以 白天12~15时为最大;就季节变化而言, 因城区云量和污染物浓度的季节变化而各 不相同。
S
D
QI
QL,
QL,
Qn QI (1) QL, QL,
QI S D
城市的辐射收支
Qn QI (1) QL, QL,
QI S D
Qn 地表净辐射 QI 太阳总辐射 S 太阳直接辐射 D 太阳散射辐射
下垫面反射率
QL, 大气长波逆辐射(方向向下) QL, 地面长波逆辐射(方向向上)
QL↑ 。
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城市的辐射收支
(4)大气长波逆辐射
大气向下放射的长波辐射称为大气逆辐射
(大气下行辐射)QL↓。
大气平均温度比地面低,其辐射波长范围: 7000~120000nm,最大放射能力的波长为15000nm, 也属于红外长波辐射。
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城市的辐射收支
(5)太阳辐照度 在地面上接收到的太阳辐射流量。 太阳辐照度是指太阳辐射经过大气层的吸收、散射、反
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2.3 城市的辐射收支
(2)太阳总辐射
是地球表面某一观测点水平面上接收太阳的直射辐射与太 阳散射辐射的总和。晴天为直射辐射为主,散射约占总辐射 的15%,阴天或太阳被云遮挡时只有散射辐射。
波长:0.15~4μm。波长较短的紫外光区、波长较长的红 外光区、介于二者之间的可见光区。
城市气象学课件:06_1城市风场_
根据不同高度风的观测资料,可以采用Gauss-Newton等非线性回 归方法计算粗糙长度、零平面位移和摩擦速度
另外,不根据风的资料而根据下垫面的情况可以求取粗糙长 度,经验公式很多,兹举一例(Lettau):
z0
Ha 2A
CP
:空气定压比热
:位温
g
:重力加速度
H'
:垂直显热通量
:与大气稳定度有关的参数
Ri
z L
/1
z L
梯度风
2、关于粗糙度及零平面位移
北京325m气象塔,15层,半小时平均,2004- 2006年
研究零平面位移d,粗糙度z0 方法:廓线法
根据郑艳萍、杨小千、王宝民的研究初步结果
北京325m气象塔
Urban Scales
Oke (1997)
Urban Scales: Another View
Ooka (2007)
1、风廓线:对数
在中性层结条件下,近地面层(100~150m)风随高度的变化表现为 对数风廓线:
u(z)
u*
ln
zd z0
u(z) :高度z处平均风速 u* :摩擦速度 :冯卡曼常数(Von Karman Constant),~0.35 z0 :粗糙度长度,风廓线外延到u=0的高度
对数线性风廓线
对数律和指数律公式都建立在半经验理论基础之上,现介绍以 莫宁-奥布霍夫相似理论为基础的对数线性风速廓线公式。在 近中性条件下(含弱不稳定和弱稳定):
u(z)
u*
ln
z z0
z z0 L
L CPu*3 /(gH ' )
气象学.pptx
《巴黎协定》等国际气候合作框架为 应对全球变暖提供了政策支持和合作 机制,各国需共同努力实现减排目标 。
适应策略
针对已经发生的气候变化,采取适应 策略来降低其影响,如建立气候适应 型城市、调整农业生产结构、加强水 资源管理等。
06
气象观测与预报技术
Chapter
地面气象观测站网建设
站点布局与选址
农业生产指导
气象学可以为农业生产提供准确的天 气信息和气候预测,指导农民合理安 排农事活动,提高农业生产效益。
02
大气圈层与结构
Chapter
大气圈层划分
01
对流层
地球表面最接近的大 气层,天气主要发生 在这里,包括云、雨 、雪等。
02
平流层
位于对流层之上,其 中包括臭氧层,对地 球生命起到重要保护 作用。
全年高温多雨,无明显季节变化 ,年平均降水量在2000毫米以上 ,植被茂盛。
全年气温较高,有明显的干湿季 之分,湿季时草木茂盛,干季时 草原枯黄,动物有大规模迁徙现 象。
温带气候类型及特征
温带季风气候
01
夏季高温多雨,冬季寒冷干燥,四季分明,植被以温带落叶阔
叶林为主。
温带大陆性气候
02
冬冷夏热,年温差大,降水集中在夏季,植被由森林到草原、
了一个全新的发展阶段。
气象学在现实生活中的应用
天气预报
气象学为天气预报提供了理论基础和 技术支持,帮助人们及时了解未来天
气情况,合理安排生产生活。
气候预测
通过对历史气候资料的分析和研究, 气象学可以预测未来气候的变化趋势 ,为应对气候变化提供科学依据。
气象灾害防御
气象学在防御台风、暴雨、洪涝、干 旱等气象灾害方面发挥着重要作用, 为减少灾害损失提供了有力支持。
城市环境气象学 城市热岛
55
城市附近自然景观以及城市内部下垫面性 质亦对城市热岛强度起一定作用。
3
城市热岛
定义:城市所发出的巨大热量,使得城区成 为好比在冷凉郊区农村包围中的温暖岛屿。
4
热岛环流
热岛环流的含义:通常,城市的平均气温比郊区高0.5-1°c,引起空气在城市上升,在郊区下降,在城市与郊 区之间形成了小型的热力环流被称为热岛环流。
解释
近地面受热膨胀,空气上升,在高空集聚,由 于高空气体增多,形成高压,高压辐散,向周围 流动,相反在对应的地面就形成抵低压。若近地 面气温低,则气体下沉集聚形成高压而高空形成 低压,气体总是从高压流向高压,这样在气温不 同的地方就形成了热力环流。
归因于冬季城市取暖耗能较多, 释放大量人为热量
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(1)城市热岛强度的周期性变化
日变化
在晴稳天气下,热岛强度大都是早晚和夜 间强,城市温度比郊外高;白天和中午热 岛强度弱,城市和郊外的气温比较接近; 而夏季中午,有时甚至会出现城内气温比 郊外低的现象。
日变化
这主要与城、郊热量收支状况不同有关; 一般郊区在日落后净辐射转为负值,而城 区下垫面白天积蓄的热量多,夜间风速又 比郊区小,不利于热量向外扩散,使得城 区夜间气温比郊区高,城郊之间温差大; 随着太阳高度角逐渐增大,郊区因土壤热 容量小而迅速增温,使得温差明显减小, 到中午前后,城郊的气温已基本接近。
日本东京1916~1965年年平均气温的变化 19
城市热岛效应
2. 城市热岛强度的变化
(1)周期性变化 日变化 周变化 季节变化
(2)非周期性变化
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(1)城市热岛强度的周期性变化
✓ 日变化: 夜晚强, 白昼午间弱 ✓ 周变化: 明显受工休日周期影响, 周末弱, 周内强 ✓ 季节变化: 冬秋两季比夏春两季表现更明显, 可能
城市气象学课程设计理念
城市气象学课程设计理念一、教学目标本课程旨在通过学习城市气象学的基本概念、原理和方法,使学生能够理解气象现象与城市环境之间的关系,掌握气象数据收集、分析和解释的基本技能,培养学生的科学思维和问题解决能力。
1.掌握城市气象学的基本概念和原理。
2.了解气象现象与城市环境之间的关系。
3.熟悉气象数据的收集、分析和解释方法。
4.能够运用气象学原理分析城市气象问题。
5.能够运用气象数据分析城市气象变化趋势。
6.能够进行城市气象模拟和预测。
情感态度价值观目标:1.培养学生的科学思维和问题解决能力。
2.增强学生对城市气象学重要性的认识。
3.培养学生的环境保护意识和可持续发展的观念。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括城市气象学的基本概念、原理和方法,以及气象现象与城市环境之间的关系。
具体包括以下几个方面:1.气象学基本概念和原理:包括气象要素、气象现象、气候系统等。
2.城市气象学特点:城市气候、城市热岛效应、城市大气污染等。
3.气象数据收集和分析:气象观测、气象仪器、气象数据分析方法等。
4.气象现象与城市环境关系:气象灾害、气候变化对城市环境的影响等。
5.城市气象模拟和预测:城市气象模型、天气预报、气候预测等。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
具体包括以下几种方法:1.讲授法:通过讲解和演示,向学生传授城市气象学的基本概念、原理和方法。
2.讨论法:通过小组讨论和问题解答,培养学生的思考和解决问题的能力。
3.案例分析法:通过分析具体的城市气象案例,使学生更好地理解气象现象与城市环境之间的关系。
4.实验法:通过气象实验和观测,使学生亲身体验气象数据的收集和分析过程。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将选择和准备以下教学资源:1.教材:选用权威的城市气象学教材,为学生提供系统的学习材料。
2.参考书:提供相关的参考书籍,供学生深入学习和研究。
城市气象学第十二章:城市气象学复习总结
城市气候所波及的范围
城市的大气成分
大气:由多种气体混合组成的气体及浮悬其中 的液态和固态杂质所组成 。
(1)干洁空气
(2)水汽
(3)固态、液态颗粒
干洁空气
概念: 大气中除水汽、液体和固体杂质外的整个混 合气体。
成分:主要成分是氮、氧、氩、二氧化碳等,此外还 有少量的氢、氖、氪、氙、臭氧等稀有气体 。 特点:(1)组成干洁空气的各种成分总是维持基本恒 定,(2)干洁空气的平均分子量是28.996,(3)在 垂直高度90km以下干洁空气的主要成分所占比例 不变, 100 km以上氧分子离解为氧原子,250km 氮基本离解。
光化学烟雾
定义:由汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物(HC) 和氮氧化物(NOx)等一次污染物,在阳光的作用下发生化学 反应,生成臭氧(O3)、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯(PAN) 等二次污染物,参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染 物的混合物所形成的烟雾污染现象叫做光化学烟雾。 产生条件:①充足的太阳光;②当地排放的污染物的浓度; ③气象条件(大气稳定度、气温、相对湿度和风等);④其他 地理环境因素(纬度和海拔高度等)
日照(sunshine)
日照:描述太阳辐射强度的物理量。
日照时数:某天某地实际上获得日照的小 时数。
可照时数:某天某地理论上应有的日照小 时数。
日照百分率=日照时数/可照时数×100%
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建筑间距系数:
指遮挡阳光的建筑与被遮挡阳光的建筑的 间距为遮挡阳光的建筑高度的倍数。
城市太阳总辐射特征
城市云量
城市上空的云量一般比郊区乡村多,特别是在夏
季,城市上空积云形成较多。
城市化有使城市云量增多的效应,低云量的增加
城市气象学第十一章:城市的空气湿度
二、城市干岛和湿岛效应
凝露湿岛 由于城郊凝露量不同而形成的城市湿岛,称为 “凝露湿岛”;且大都在日落后若干小时内形成, 夜间一直维持。但是,在日出以后,因郊区气温 升高,露水蒸发,很快郊区水汽压又高于城区, 转变为城市干岛。在城市干岛和城市湿岛出现时, 必然伴有城市热岛;因为城市干岛是城市热岛形 成的原因之一,而城市湿岛的形成又必须先存在 城市热岛。
二、城市干岛和湿岛效应
二、城市干岛和湿岛效应
二、城市干岛和湿岛效应
白天,在太阳照射下,下垫面通过蒸散过程进入空
气中的水汽量,城区小于郊区;特别是在盛夏季节,城 郊之间自然蒸散量的差值更大。城区下垫面粗糙度大, 城区低层水汽向上层的输送量比郊区多,导致城区近地
有热岛效应,湍流运动比郊区强,通过湍流的垂直交换, 面水汽压小于郊区,形成“城市干岛”。
一、城市和乡村的湿度差异
上海城区月平均水汽压都比同时期的郊
区小,其差值的绝对值以盛夏7~8月为最大,
冬季12~2月最小,且秋季一般大于春季。
随着城市的发展,城市绝对湿度小于郊区
有逐渐增强的趋势。
一、城市和乡村的湿度差异
2.城市的相对湿度
城市平均绝对湿度一般比郊区小,气温又比 郊区高,这就使得其相对湿度与郊区的差值比绝 对湿度更为明显;特别是在城市热岛强度较大的 时候,城市的干岛效应就更为突出。
二、城市干岛和湿岛效应
上海市城区白天水汽压比郊区小,夜间因城区凝露 量小于郊区,使其水汽压高于郊区,出现干岛、湿岛昼 夜交替的现象。从形成原因上分析,可分为四类:凝露 湿岛、结霜湿岛、雾天湿岛和雨天湿岛;其中凝露湿岛 最多,全年各月均有出现。湿岛出现时都伴有城市热岛, 而且都在风速微弱时存在。水汽压日平均值,绝大多数 都是城市小于郊区;在水汽压和相对湿度的月平均和年 平均值分布图上,上海市的干岛效应都十分明显。
城市里的风——热岛环流
高空大气环流,直接影响着生活在陆地上的人们,他们时而感觉到临风扑面,时而又是在无风和微风的天气中渡过。
尽管有时候风的作用在减少,但气流还是在不停地循环流动,这里的助推剂是:热量。
一般来说:凡是太阳光照射的地方,温度就会慢慢地上升。
气流在上升的温度中烘烤加热后,形成垂直的流动。
热空气比重小,轻,它会往上升;冷空气比重大,沉,它往下降,填补热空气上升留下的空缺,形成气流的循环运动,这就是热力环流。
热力环流不同于水平流动的风,它是空气上下垂直的对流运动,冷与热激发出气流缓慢的运动,它跟风不一样,风能够改造局地环境的气候,而热力环流是气流运动的原始动力。
换句话说凡是高低错落的或者是冷热分布不均地方就存在着热力环城市上空冷空气和热空气交换示意图流。
城市里参差不齐的楼群、房屋、道路,都为热力环流创造了良好的形成条件,白天屋顶受热最强,热空气从屋顶上升,与屋顶同一高度上比较凉的空气就会流向屋顶,这样屋顶上空就形成了一个小规模的冷热空气的循环;街道两边背阴面与向阳面也一样产生这样的热力环流,向阳的一面暖空气上升,背阴面冷空气下沉,它们之间通过穿行的风来贯通热力循环。
城市聚热能力,来自于建设城市的钢筋水泥、土木砖瓦以及纵横交织的道路网,它们取代了原本能降低城市温度的树木和草地,这些密集的建造物,让城市接受更多太阳的热量,同时这些吸热面又散发和反射出巨大的辐射热能,城市的气温,在太阳能和各种辐射热能的烘烤下越来越高。
据气象专家长期的观测:柏油路面能够吸收80%以上的的热量,尤其是中午,马路表面的温度比百叶箱气温高出17.4℃。
城市的现代生活制造出巨大热量,工业生产的昼夜运转,家庭炉灶的明火烹饪,这些固定的热源每天排放的废气热量就占了全天热能的66.6%,柏油马路上的滚滚车轮,这些移动热源每天也释放着33.1%的热量,稠密人口释放出的生物热量占1%左右,种种热源像火炉一样直接烘烤大气,与此同时空气中CO2对某些辐射波段有着强烈的吸收,也使得大气的温度上升很快。
城市气象学课件:07_3城市能见度
大气分子吸收光谱的形成
单个分子内含的能量,
E =Ee+Ev+Er
Ee :电子围绕原子核运动的能量; Ev :原子在其分子平均位置Байду номын сангаас围的振动; Er :分子绕其质量中心转动的能量。 而且,都是量子化的。
电子跃迁:玻尔模型
氢光谱研究
Ek E j hf
另外还有:
振动跃迁、转动跃迁、振动和 转动跃迁。都是量子化的。
I I0
exp[kex
R]
kex
1 R
ln(
I I0
)
对均匀大气
2、能见度问题
实践中常常遇到透过大气来看目标物能否看得 清晰,以及到底隔多远还可以把目标物从它的 背景上分辨出来问题。这里所说的“看”是广 义的,可以是用眼睛直接看或通过仪器看,也 可以是摄影或其它成象系统。和这类问题发生 关系的实践活动有航空、航海、陆上交通、高 空摄影和天文观测等等。由于这一问题纯粹是 大气中颗粒物对光散射所造成的,因此在大气 环境问题中也受到广泛的关注。
2
1
4
C 4
mr是介质折射率 ,N是单位体积散射质点数目。
对于空气分子,在标准情况下,
ks,0, 1.0563106 4
ks,
ks, 0,
0
在空气密度为 的空气中
天色:蓝色
天色:红色
天色:白色
天色:黑色
没有大气,没有散 射,天空黑色,太
阳白色
(2) 米散射 (大颗粒散射,0.1< x < 50即a ~ 时 )
ka, ka,,i
散射
电磁辐射在遇到大 气中的气体分子以 及悬浮的尘埃、云 滴、雨滴和冰粒、 雪花等粒子时,会 产生散射现象。
气象科普知识进校园讲座PPT
02
学习气象知识有助于培养同学们的科学素养,激发对自然科学
的兴趣和好奇心。
促进可持续发展
03
通过了解气候变化和环境保护知识,我们可以更好地参与可持
续发展,为地球的未来贡献力量。
鼓励同学们关注气象,保护环境
养成观察天气的习惯
提高环保意识
鼓励同学们每天关注天气预报,了解 当地气候特点和气象变化趋势。
通过学习气象知识,让同学们认识到 气候变化对地球生态的影响,从而增 强环保意识,自觉践行绿色生活。
详细描述
气象数据包括气温、降水、风速、风向、气压等,这些数据通过图表和统计分析呈现出 来。学会解读气象数据可以帮助我们了解天气系统的演变和气候变化的趋势,从而更好 地应对自然灾害和环境变化。同时,气象数据也可以用于农业、航空、航海等领域,为
生产和生活提供重要的决策依据。
03
常见气象现象解析
雨、雪、雾、霾等天气现象的成因与影响
详细描述
气象是指自然界中大气的各种物理、化学状态和现象,包括温度、湿度、降水、风速、风向等。根据不同的分类 标准,气象可以分为不同的类型,如按照气象要素可以分为气温、降水、气压、风等类型;按照时间尺度可以分 为短时、短期和长期天气等。
气象观测与记录
总结词
准确的气象观测和记录是气象预报的基 础,也是了解和研究气象现象的重要手 段。
通过气象科普知识的传授,引导学生了解气象专业,培养对气象学感兴 趣的人才,为气象事业的发展提供人才支持。
03
促进科学发展
科学普及是科学发展的一个重要方面,通过气象科普知识进校园讲座,
促进科学知识的普及和传播,推动科学的发展和创新。
02
气象基础知识
气象的定义与分类
城市气象学第十章:城市热岛
城市的区域气候条对城市热岛强度也有影响。
在高纬度寒冷地区,城市人工取暖耗能多, 人为热排放量大,热岛强度强。
在长年湿热多云多雨或多大风的城市热岛强 度偏弱。
71
例:
沈阳 2.70 ℃ 济南 1.05 ℃ 杭州 0.93 ℃ 上海 1.70 ℃
?
(2)城市热岛效应的垂直结构
城市规模(面积、人口及其密度等)对热 岛强度的有影响
55
城市附近自然景观以及城市内部下垫面性
质亦对城市热岛强度起一定作用。
61
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
上海市区公园同其附近街道的气温平均差值(℃)
温室气体
二氧化碳(CO2)
水汽(H2O)
甲烷(CH4)
氧化亚氮(N2O)
氯氟烃(CFC3)
88
大气污染
白天,城市大气中悬浮颗粒物的“阳伞效 应”对城市覆盖层白昼增温不利。
夜晚,这些颗粒物形成“雾障”,笼罩在 城区上空,增加长波逆辐射,对加强夜间 城市热岛强度有利。
90
3.天气形势与气象条件
① 白天午后(约14—15时)城、郊气温垂直分布形式差 异不大;
② 夜间城郊气温垂直分布形式却不大相同
③ 城市热岛效应所及的高度与城市规模、建筑物高度和 下垫面粗糙度的关系较大
④ 城市热岛的垂直结构还与风速有关
73
南京热岛时空分布特征观测研究
热岛随高度的变化与城市边界层的发展 密切相关,同时夜间逆温层和大风急流的 存在对边界层内热岛产生影响,白天热岛 在垂直方向延伸更高,可以达到900m高度, 而夜间热岛主要发生在城市混合层300m范 围内。
地面天气图分析课件
长期天气预报
总结词
长期天气预报主要关注未来一个月至一年的时间尺度, 地面天气图提供了关于气候变化的重要线索。
详细描述
长期天气预报关注未来一个月至一年的时间尺度,主要 预测气候变化的趋势和模式。地面天气图上的数据和演 变趋势提供了关于大气环流、季风、洋流等气候系统的 信息,这些系统对长期天气预报具有重要意义。通过分 析这些数据,气象学家可以预测未来气候的变化趋势, 为决策者提供有价值的参考信息,以应对气候变化带来 的挑战和机遇。
雷达回波图与地面天气பைடு நூலகம்的比较
总结词
雷达回波图和地面天气图在气象预报中 各有其独特的应用和优势,但它们所依 赖的观测技术和应用范围有所不同。
VS
详细描述
雷达回波图通过观测降水粒子的反射回波 ,提供关于降水强度、分布和移动方向的 信息,对于短时强降水、冰雹等强对流天 气的监测和预警非常有效。而地面天气图 则更注重地面上的气象要素和它们之间的 关系,提供更具体和细致的预报信息。
01
02
03
04
数据采集
通过气象观测站获取实时气象 数据。
数据处理
对原始数据进行处理和整理, 包括数据筛选、格式转换等。
数据可视化
将处理后的数据绘制成图表, 包括等压线、天气现象符号等
。
图表标注
添加必要的图表标注,如观测 时间、观测站名称等。
02
地面天气图分析基础
气象要素分析
气温
分析气温的分布和变化,判断 冷暖空气的活动和强度。
精细化
地面天气图的数据采集和处理能力不 断提升,能够提供更加精细化的气象 服务。
地面天气图的未来展望
更高精度
更广覆盖范围
随着观测技术的进步,未来地面天气图的 数据精度将进一步提高,能够更准确地反 映气象变化。
城市气象学第八章:城市辐射收支平衡
(2)大气逆辐射 QL,
经 验 公 式
7
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城市地-气长波辐射能的交换 城市大气逆辐射QL↓大于郊区 城市大气CO2含量高大气逆辐射强 风速愈大,气温热岛强度愈弱,大气逆辐射QL↓ 城乡差异愈小。 晴昼城市大气逆辐射QL↓与郊区的差值比晴夜 更大。
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2.3.4 城市的净辐射
下垫面的净辐射Qn是由太阳总辐射QI,下垫面反射率 α ,大气逆辐射QL↓和地面辐射QL↑四项来决定的。 城市对这四项皆有明显的影响。到达城市下垫面的
75
曲线下的面积 代表径流总量
降雨后城市与郊区径流曲线的图式
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南京冬季城、郊下垫面能量平衡特征分析
观测期间城、郊热量平衡中主要分量随时间变化特征
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不同天气条件下城、郊热量平衡各分量的日变化特征
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在城市水分平衡中, 上述三个特征对于如何规划 城市的排水管道, 有极重要的意义。
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城市、近郊和远郊热量平衡方程:
城市:Qn QF QH QE QS QA 近郊:Qn QF QH QE QS QP QA 远郊:Qn QH QE QS QP QA 式中QP为植物光合作用能量的变化
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2. 城市与郊区热量平衡的日变化
及控制研究。分别计算燃油排热和燃煤排热以估算上海市人
为热排放总量,统计上海市区和郊区的年均温及年均温差随 时间变化及其与人为热排放之间的关系,发现两者之间有很 好的相关性;最后就上海市夏季空调使用排热对上海市温度 影响进行了定性研究,发现空调排热与地面温度反演有着非 常良好的一致性。
人为热的影响因素
44lqt???11地面长波辐射ql5地面相对发射率??波尔兹曼常数斯蒂芬428w1056696km????下垫面温度k?tqql地面辐射城市地气长波辐射能的交换??地面长波辐射ql大于郊区城市下垫面温度高?长波辐射大63233城市地气长波辐射能的交换??222大气逆辐射?lq7经验公式8城市地气长波辐射能的交换??城市大气逆辐射qql大于郊区c城市大气co2222含量高?大气逆辐射强风速愈大气温热岛强度愈弱大气逆辐射大气逆辐射强风速愈大气温热岛强度愈弱大气逆辐射qql城乡差异愈小
城市环境气象学 城市辐射收支平衡
城市中大气逆辐射虽比郊区大,但地面长波辐射QL↑ 城市大于郊区,因此在长波辐射收支上,城、郊的差别 亦不大。
总体说,城市地面吸收的太阳净辐射与乡村差别不大。
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城市的能量平衡和水分平衡
✓ 工业生产 ✓ 家庭炉灶 ✓ 空调制冷 ✓ 机动车排放 ✓ 冬季取暖等
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城市人为热排放分类研究及其对气 温的影响
摘 要:利用上海市近50a各区县月均温数据,分析城市 中人为热排放。绘制人为热排放流程图,并将城市人为热源 进行分类,分析所有可能成为人为热排放源的设施以便定性 及控制研究。分别计算燃油排热和燃煤排热以估算上海市人 为热排放总量,统计上海市区和郊区的年均温及年均温差随 时间变化及其与人为热排放之间的关系,发现两者之间有很 好的相关性;最后就上海市夏季空调使用排热对上海市温度 影响进行了定性研究,发现空调排热与地面温度反演有着非 常良好的一致性。
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地气显热交换特征
下垫面对城市热量平衡的影响
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总的情况来看,在中纬度城市中,所吸收 的净辐射中平均有44%用于地气显热交换, 29%用于蒸散向大气输送潜热,其余27% 贮存在下垫面内部。
而且,市区的鲍因比变化范围最大。 城市的热收入远高于乡村。
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思考题
城市热量平衡方程及参数意义? 人为热的主要来源? 人为热的时间变化和空间变化特征? 城市贮热量的特征? 地-气系统的显热交换和潜热交换特征?
思考题
• 城市热量平衡方程及参数意义? • 人为热的主要来源? • 人为热的时间变化和空间变化特征? • 城市贮热量的特征?
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1.1 城市与城市化 三、城市化的概念
城市化(Urbanization or Urbanisation)也称为城镇化、都 市化。指人口、用地和经济、文化模式由农村型转向城市 型的过程和趋势。城市化是衡量一个国家社会经济发展水 平的重要标志。
《社会科学词典》中定义:城市中心对农村腹地影响的传播过 程;全社会逐步接受城市文化的过程;人口集中的过程,包括 集中点的增加和每个集中点的扩大;城市人口与全社会人口比 例提高的过程。 《中华人民共和国国家标准城市规划术语》中定义:城市化是 人类生产与生活方式由农村型向城市型转化的历史过程,主要 表现为农村人口转化为城市人口及城市不断发展完善的过程。
人口为主的地区,通常是周围地区的政治、经济、文 化中心。
【出处 出处】:《韩非子·爱臣》:“是故大臣之禄虽大,
不得藉威城市。”
【示例 示例】:宋 苏轼 《许州西湖》诗:“但恐城市
欢,不知田野怆。”
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1.1 城市与城市化 一、城市的形成
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1.1 城市与城市化
1.城市化的Байду номын сангаас义
①人口学; ②地理学; ③社会学; ④经济学.
2.城市化的本质
①城市化是人口和劳动力向城市转移的过程。 ②城市化是产业结构转变的过程。 ③城市化是地域性质和景观转化的过程。 ④城市化是人的整体素质不断提高的过程。
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1.2 城市 城市气象的基本概念 气象的基本概念
③城市工业区和采暖设备能提供相当数量的人工热 人工热 源,增强城市热岛效应。 ④城市有良好的排水设备,积雪被及时清除,地面 渗水能力差,蒸发耗热低 蒸发耗热低;表现为城区气温高,湿 度低。 ⑤城市中空气污染严重 空气污染严重,排放大量固体、液态和气 态污染物质;表现为到达地表的太阳总辐射减小, 局地性降水或阵性降水增多。
城市气象是在区域天气背景 城市气象是在 区域天气背景上 上,经过 经过城市化 城市化之后 之后, , 在人类活动影响 人类活动影响下而形成的一种特殊的局地的气象 下而形成的一种特殊的局地的气象 条件。 条件 。 随着城市气象研究的不断发展,20世纪80年代初期, 美国学者H. E. Landsberg将城市与郊区各种气象要 素的差异进行了对比总结,结果如表1.2所示。
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第一章 绪论
第二节
城市气象的基本概念
一、城市气象学的学科范畴 二、城市气象的主要特点 三、城市气象的形成原因
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1.2 城市气象的基本概念
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1.2 城市气象 气象的基本概念 的基本概念
城市下垫面的影响,表现在5个方面:
①城市由无数建筑物和街道组成,它们具有独特的 热力特征;城市中长波辐射强,反射率因多次反射 热力特征 而减小。 ②城市中不同高度的建筑物形成特殊的粗糙度 粗糙度(Fig), 对气流运动和湍流扩散影响很大;城市中风速较小, 热量的水平输送弱。
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第一章 绪论
第一节 城市与城市化
一、城市的形成 二、城市的类型 三、城市化的概念 四、城市化与城市荒漠化
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1.1 城市与城市化 城市 chéngshì [city]
【释义 释义】:人口集中、工商业发达、居民以非农业
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主要参考书
[1] 城市气候学导论,华东师大出版社,1985,周淑贞等。 [2] 城市气候译丛,华东师大出版社,1987,邓先瑞等。 [3] 城市气候与区域气候,华东师大出版社,1989,周淑贞等。 [4] 城市气候学,气象出版社,1994,周淑贞、束炯编著。 [5] 城市化环境气象学引论,气象出版社,1998,徐祥德主编。 [6] 高温热浪与人体健康,气象出版社,2009,谈建国等。 [7] 大气环境与环境气象灾害,气象出版社,2009,张小曳等。 [8] 城市气象灾害,气象出版社,2009,王迎春等。
城市是人类走向成熟和文明的标志,也是人类群居生 活的高级形式。 群居 - 防御 - 市井 《吴越春秋》:“筑城以卫君,造郭以卫民”。城 以墙为界,有内、外之别。内城为城,外城叫郭。 《世本·作篇》:“祝融作市”。古未有市,若朝 聚井汲,便将货物于井边货卖,曰市井。 集镇(Town) - 城市(City) - 大都市(Metropolis) - 都市圈(Circle of the Metropolis) 城市起源的 3 种学说: 一是防御说;二是集市说;三 是社会分工说。
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1.1 城市与城市化
2.中国的城市化
基本特点:制度转轨;结构转换。 基本形式:集中型; 分散型; 旧地型。
3.江苏的城市化
苏南模式; 苏北模式.
4.城市荒漠化
①人口膨胀; ②资源紧缺; ③能源过耗; ④环境危机.
城市气候: 在大气候或区域气候的背景条件下,由于
城市化的影响而形成的一种局地气候或小气候。它的尺 度介于小气候和中气候之间。它同时要研究“城市边界 城市边界 层 ”、“城市覆盖层 城市覆盖层”和“城市尾羽层 城市尾羽层”的气候条件和 天气现象 。
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城市边界层(Urban
Boundary Layer)
城市冠层(Urban
Canopy Layer )(Fig) )
城市烟羽层(Urban
Plume)
《城市气象学》
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1.2 城市气象 气象的基本概念 的基本概念
二、城市气象的主要特点
城市气象学
Urban Meteorology
任课教师: 张方敏 zfmnuist@
2015年9月
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城市气象学简介 课程性质。 课程性质 。 学科动态及热点问题。 学科动态及热点问题 。 以理论教学为主, 以理论教学为主 ,结合课堂讨论 结合课堂讨论、 、课程论 文等形式。 文等形式 。 了解城市气象学的研究内容 了解城市气象学的 研究内容和 和研究方法 研究方法, , 着重理解城市气象的基本特点 着重理解城市气象的 基本特点、 、形成原因 形成原因、 、 影响因素和 影响因素 和变化规律 变化规律。 。
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1.1 城市与城市化 二、城市的类型
1.综合经济实力分类
①集市型城市(Town); ②功能型城市(City); ③综合型城市(Metropolis or Megalopolis); ④城市群或都市圈(Circle of the Metropolis).
3.城市化 城市化地区的 地区的特点 特点
①非农业人口高密度聚居的区域。 ②高强度的经济活动区域。 ③具有特殊的下垫面(Underlaying surface)。
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1.1 城市与城市化
4.城市化的类型
乡 村 城 市 化 (rural urbanization) ; 伪 城 市 化 (pseudourbanization) ; 再城市化 (re-urbanization) ; 逆城市化 (counter urbanization) …
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城市气象学
The Father of Meteorology
Luke Howard
(28 November
1772 – 21 March 1864).
Luke Howard is considered the father father- figure of urban climatology based on his book “The Climate of London London” ”. Weather and Climate.
《城市气象学》
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1.2 城市气象 气象的基本概念 的基本概念 表1.2 城市与郊区气象差异的比较
《城市气象学》
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1.2 城市气象 市气象的 的基本概念 城市气象的主要特征 主要特征可以归纳为城市的“五岛”效应,
即混浊 混浊岛 岛(Fig.)、热 热岛(Fig.)、干岛 干岛、湿岛 湿岛、雨 雨岛(Fig.) 。 每一个地区都有其独特的气象条件,不同的下垫面性质 下垫面性质 产生了不同的气象现象。 城市中各种用地的功能不同,其下垫面性质也不同。城 市布局的形式又是多种多样的,这就使得城市下垫面性 质的变化更加复杂。
2.中国的城市类型
①直辖市②副省级城市③较大的市④地级市⑤县级市
3.中国城市发展史
①城市起源和初期发展时期 ②封建社会时期 ③近代及现代社会时期
4.世界十 世界十大城市 大城市 东京、纽约、伦敦、首尔、洛杉矶、大阪、
香港、芝加哥、多伦多、墨西哥。
《城市气象学》 Fangmin Zhang, zfmnuist@
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