城市气象学_1
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《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。
《城市气象学》
By Sun Weiguo
10
City and Urbanization
1．城市化的含义
①人口学; ②地理学; ③社会学; ④经济学.
《城市气象学》
By Sun Weiguo
8
City and Urbanization
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).
21 《城市气象学》
By Sun Weiguo
第二节 城市气象的基本概念
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 而减小。 2)城市中不同高度的建筑物形成特殊的粗糙度(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。
《 城市气象学 》
第一章
追艰 求苦 真朴 理素
自勤 强奋 不好 息学
任课教师：孙卫国 授课对象：本科生 教学时数 ： 32 学 时
《城市气象学》
By Sun Weiguo
2010年2月制作 1
Urban Meteorology
课程性质。 学科动态及热点问题。 以理论教学为主，结合课堂讨论、课程论文等 形式。 了解城市气象学的研究内容和研究方法，着重 理解城市气象的基本特点、形成原因、影响因 素和变化规律。
24 《城市气象学》
By Sun Weiguo
第二节 城市气象的基本概念
城市气象的另一重要特征就是它的温度状况。
产生城市热岛效应的主要原因：
1)城市上空污染物质的保温作用，即增加大气 逆辐射，减弱了长波辐射交换。 2)城市热量平衡特征是感热交换为主，而潜热 交换的热量很小，下垫面吸收的净辐射主要用 于加热城市近地层空气。
【释义】：人口集中、工商业发达、居民以 非农业人口为主的地区，通常是周围地区的 政治、经济、文化中心。 【出处】：《韩非子·爱臣》：“是故大臣之 禄虽大，不得藉威城市。” 【示例】：宋 苏轼 《许州西湖》诗：“但恐 城市欢，不知田野怆。”
《城市气象学》
By Sun Weiguo
7
City and Urbanization
《城市气象学》
By Sun Weiguo
11
City and Urbanization
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) …
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》
By Sun Weiguo
9
City and Urbanization
28 《城市气象学》
By Sun Weiguo
16 《城市气象学》
By Sun Weiguo
第二节 城市气象的基本概念
17 《城市气象学》
By Sun Weiguo
第二节 城市气象的基本概念
城市气象学是研究城市下垫面上有限区域内的中、 小尺度天气气候现象的学科。
Urban Boundary Layer Urban Canopy Layer (Fig) Urban Plume
27 《城市气象学》
By Sun Weiguo
第二节 城市气象的基本概念
城市对风的影响表现在两个方面： 一是城市中地面风速减小， 二是城郊之间产生局地环流，即“城郊风”。
城市对云雾及降水也有很大影响。 英国伦敦的“都市雾”，我国山城重庆的雾等 都比较著名。 近年来的观测事实表明，在市区及城市下风方 的地区（距市中心约几十公里），有降水量增 多的现象，即所谓“雨岛”。
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.
《城市气象学》
By Sun Weiguo
13
Introduction of Urban Meteorology
一、城市的形成
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。
22 《城市气象学》
By Sun Weiguo
第二节 城市气象的基本概念
3)城市工业区和采暖设备能提供相当数量的人工热 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；表现为城区气温高，湿 度低。
5)城市中空气污染严重，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。
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。
18 《城市气象学》
By Sun Weiguo
第二节 城市气象的基本概念
二、城市气象的主要特点
城市气象是在区域天气背景上，经过城市化之 后，在人类活动影响下而形成的一种特殊的局 地的气象条件。
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，给出了 表1.2。
By Sun Weiguo
第二节 城市气象的基本概念
城市气象学主要以城市局地小气候为研究对象， 研究城市中一些环境因素对光照，温度，湿度， 风等气象因子的影响。 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，称为城 市气候。它的尺度介于小气候和中气候之间。它 同时要研究“城市边界层”、“城市覆盖层”和 “城市尾羽层”的气候条件和天气现象 。
Weather and Climate.
《城市气象学》
By Sun Weiguo
4
第一章 绪论
Chapter one: Introduction
1.1 城市与城市化; 1.2 城市气象的基本概念; 1.3 城市气象的研究内容; 1.4 城市气象的研究方法; 1.5 城市气象的研究动态.
《城市气象学》
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
《城市气象学》
By Sun Weiguo
14
第二节 城市气象的基本概念
一、城市气象学的学科范畴
气候类型 大气候
表1.1
水平范围 （m）
各种气候的水平尺度和垂直尺度
垂直范围 （m）
气象现象维持 气候现象 时间(Sec)
《城市气象学》
By Sun Weiguo
2
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。
23 《城市气象学》
By Sun Weiguo
第二节 城市气象的基本概念
城市中空气污染越来越严重，它是形成“温室效 应”的物质来源，更是太阳辐射减弱的根本原因。 空气中污染物质的来源有两个：一是自然因素， 二是人为因素所致。在一定的天气条件下，往往 发生空气污染事故，从而影响城市居民生活。所 以说，城市是一个“混浊岛”。
5．城市化进程的表征
城市化水平: UL= Urban Population / Total Population 1
n
四、城市化与城市荒漠化
1．城市化发展趋势
世界城市化进程空前加快，特别是发展中国家；大城市 化趋势明显；郊区城市化和逆城市化。
《城市气象学》
By Sun Weiguo
12
City and Urbanization
2×10 5~5×107 10 0~105
10 5~106
气候带季风区
中气候
10 3~2×105
10 0~6×103 10 4~105
盆地气候
局地气候 10 2~104
10 -~1 10 3
10 1~104
城市坡地暖带
小气候
10 -~2 10 2
10 -~2 10 1
10 -~1 10 1
温室气候
15 《城市气象学》
19 《城市气象学》
By Sun Weiguo
第二节 城市气象的基本概念 表1.2 城市与郊区气象差异的比较
20 《城市气象学》
By Sun Weiguo
第二节 城市气象的基本概念
城市气象的主要特征可以归纳为城市的 “五岛”效应，即混浊岛(Fig.)、热岛(Fig.)、 干岛、湿岛、雨岛(Fig.) 。 每一个地区都有其独特的气象条件，不同 的下垫面性质产生了不同的气象现象。
By Sun Weiguo
5
Introduction of Urban Meteorology
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
《城市气象学》
By Sun Weiguo
6
City and Urbanization
城市 chéngshì [city]
《城市气象学》
By Sun Weiguo
3
Baidu Nhomakorabea
Urban Meteorology
The Father of Meteorology
Luke Howard (28 November
1772 – 21 March 1864).
Luke Howard is considered the father-figure of urban climatology based on his book The Climate of London.
26 《城市气象学》
By Sun Weiguo
第二节 城市气象的基本概念
城乡绝对湿度差值的日变化与温度的日变化相似， 但会出现正负值昼夜相反的现象。 白天郊区的蒸发蒸腾作用比市区大，因此，郊区 水汽压比市区高，形成城市“干岛”。 夜晚郊区的空气冷却快，层结比市区稳定，水汽 凝结量多，因此郊区水汽压低。市区夜间热岛效 应强，气温比郊区高，水汽凝结量小；夜间湍流 强度比白天减弱，垂直向上输送的水汽减少，致 使市区水汽压比郊区大，形成城市“湿岛”。
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。
3．城市化地区的特点
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)。
25 《城市气象学》
By Sun Weiguo
第二节 城市气象的基本概念
3)城市中平均风速较小，热量的水平输送减弱， 而建筑物的机械作用又能增强热量的垂直交换。 4)城市人工热源的作用，工业区集中，人口密 度大，人类活动产生的热量加剧了空气温度的 升高。 5)建筑材料的导热率大，墙体之间的热交换较 强等。
《城市气象学》
By Sun Weiguo
10
City and Urbanization
1．城市化的含义
①人口学; ②地理学; ③社会学; ④经济学.
《城市气象学》
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8
City and Urbanization
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).
21 《城市气象学》
By Sun Weiguo
第二节 城市气象的基本概念
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 而减小。 2)城市中不同高度的建筑物形成特殊的粗糙度(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。
《 城市气象学 》
第一章
追艰 求苦 真朴 理素
自勤 强奋 不好 息学
任课教师：孙卫国 授课对象：本科生 教学时数 ： 32 学 时
《城市气象学》
By Sun Weiguo
2010年2月制作 1
Urban Meteorology
课程性质。 学科动态及热点问题。 以理论教学为主，结合课堂讨论、课程论文等 形式。 了解城市气象学的研究内容和研究方法，着重 理解城市气象的基本特点、形成原因、影响因 素和变化规律。
24 《城市气象学》
By Sun Weiguo
第二节 城市气象的基本概念
城市气象的另一重要特征就是它的温度状况。
产生城市热岛效应的主要原因：
1)城市上空污染物质的保温作用，即增加大气 逆辐射，减弱了长波辐射交换。 2)城市热量平衡特征是感热交换为主，而潜热 交换的热量很小，下垫面吸收的净辐射主要用 于加热城市近地层空气。
【释义】：人口集中、工商业发达、居民以 非农业人口为主的地区，通常是周围地区的 政治、经济、文化中心。 【出处】：《韩非子·爱臣》：“是故大臣之 禄虽大，不得藉威城市。” 【示例】：宋 苏轼 《许州西湖》诗：“但恐 城市欢，不知田野怆。”
《城市气象学》
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City and Urbanization
《城市气象学》
By Sun Weiguo
11
City and Urbanization
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) …
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》
By Sun Weiguo
9
City and Urbanization
28 《城市气象学》
By Sun Weiguo
16 《城市气象学》
By Sun Weiguo
第二节 城市气象的基本概念
17 《城市气象学》
By Sun Weiguo
第二节 城市气象的基本概念
城市气象学是研究城市下垫面上有限区域内的中、 小尺度天气气候现象的学科。
Urban Boundary Layer Urban Canopy Layer (Fig) Urban Plume
27 《城市气象学》
By Sun Weiguo
第二节 城市气象的基本概念
城市对风的影响表现在两个方面： 一是城市中地面风速减小， 二是城郊之间产生局地环流，即“城郊风”。
城市对云雾及降水也有很大影响。 英国伦敦的“都市雾”，我国山城重庆的雾等 都比较著名。 近年来的观测事实表明，在市区及城市下风方 的地区（距市中心约几十公里），有降水量增 多的现象，即所谓“雨岛”。
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.
《城市气象学》
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13
Introduction of Urban Meteorology
一、城市的形成
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。
22 《城市气象学》
By Sun Weiguo
第二节 城市气象的基本概念
3)城市工业区和采暖设备能提供相当数量的人工热 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；表现为城区气温高，湿 度低。
5)城市中空气污染严重，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。
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。
18 《城市气象学》
By Sun Weiguo
第二节 城市气象的基本概念
二、城市气象的主要特点
城市气象是在区域天气背景上，经过城市化之 后，在人类活动影响下而形成的一种特殊的局 地的气象条件。
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，给出了 表1.2。
By Sun Weiguo
第二节 城市气象的基本概念
城市气象学主要以城市局地小气候为研究对象， 研究城市中一些环境因素对光照，温度，湿度， 风等气象因子的影响。 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，称为城 市气候。它的尺度介于小气候和中气候之间。它 同时要研究“城市边界层”、“城市覆盖层”和 “城市尾羽层”的气候条件和天气现象 。
Weather and Climate.
《城市气象学》
By Sun Weiguo
4
第一章 绪论
Chapter one: Introduction
1.1 城市与城市化; 1.2 城市气象的基本概念; 1.3 城市气象的研究内容; 1.4 城市气象的研究方法; 1.5 城市气象的研究动态.
《城市气象学》
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
《城市气象学》
By Sun Weiguo
14
第二节 城市气象的基本概念
一、城市气象学的学科范畴
气候类型 大气候
表1.1
水平范围 （m）
各种气候的水平尺度和垂直尺度
垂直范围 （m）
气象现象维持 气候现象 时间(Sec)
《城市气象学》
By Sun Weiguo
2
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。
23 《城市气象学》
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第二节 城市气象的基本概念
城市中空气污染越来越严重，它是形成“温室效 应”的物质来源，更是太阳辐射减弱的根本原因。 空气中污染物质的来源有两个：一是自然因素， 二是人为因素所致。在一定的天气条件下，往往 发生空气污染事故，从而影响城市居民生活。所 以说，城市是一个“混浊岛”。
5．城市化进程的表征
城市化水平: UL= Urban Population / Total Population 1
n
四、城市化与城市荒漠化
1．城市化发展趋势
世界城市化进程空前加快，特别是发展中国家；大城市 化趋势明显；郊区城市化和逆城市化。
《城市气象学》
By Sun Weiguo
12
City and Urbanization
2×10 5~5×107 10 0~105
10 5~106
气候带季风区
中气候
10 3~2×105
10 0~6×103 10 4~105
盆地气候
局地气候 10 2~104
10 -~1 10 3
10 1~104
城市坡地暖带
小气候
10 -~2 10 2
10 -~2 10 1
10 -~1 10 1
温室气候
15 《城市气象学》
19 《城市气象学》
By Sun Weiguo
第二节 城市气象的基本概念 表1.2 城市与郊区气象差异的比较
20 《城市气象学》
By Sun Weiguo
第二节 城市气象的基本概念
城市气象的主要特征可以归纳为城市的 “五岛”效应，即混浊岛(Fig.)、热岛(Fig.)、 干岛、湿岛、雨岛(Fig.) 。 每一个地区都有其独特的气象条件，不同 的下垫面性质产生了不同的气象现象。
By Sun Weiguo
5
Introduction of Urban Meteorology
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
《城市气象学》
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6
City and Urbanization
城市 chéngshì [city]
《城市气象学》
By Sun Weiguo
3
Baidu Nhomakorabea
Urban Meteorology
The Father of Meteorology
Luke Howard (28 November
1772 – 21 March 1864).
Luke Howard is considered the father-figure of urban climatology based on his book The Climate of London.
26 《城市气象学》
By Sun Weiguo
第二节 城市气象的基本概念
城乡绝对湿度差值的日变化与温度的日变化相似， 但会出现正负值昼夜相反的现象。 白天郊区的蒸发蒸腾作用比市区大，因此，郊区 水汽压比市区高，形成城市“干岛”。 夜晚郊区的空气冷却快，层结比市区稳定，水汽 凝结量多，因此郊区水汽压低。市区夜间热岛效 应强，气温比郊区高，水汽凝结量小；夜间湍流 强度比白天减弱，垂直向上输送的水汽减少，致 使市区水汽压比郊区大，形成城市“湿岛”。
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。
3．城市化地区的特点
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)。
25 《城市气象学》
By Sun Weiguo
第二节 城市气象的基本概念
3)城市中平均风速较小，热量的水平输送减弱， 而建筑物的机械作用又能增强热量的垂直交换。 4)城市人工热源的作用，工业区集中，人口密 度大，人类活动产生的热量加剧了空气温度的 升高。 5)建筑材料的导热率大，墙体之间的热交换较 强等。