太湖局地小气候特征

３ 结果分析
３ １ 太湖小气候平均变化特征 图１ 为 ＭＣ Ｉ 的年平均以及各个季节的日变化，
气候， 可使湖岸的年平均最高气温比远湖区低 ０ ３ — ［ １ ３ ］ １ ０℃。逄勇等 研究表明， 太湖湖岸地区风速日 变化表现为低层风速白天大、 夜晚小； 高层风速夜间 大， 白天小。本文试图在前人的研究基础上从各个 时间尺度上对太湖地区小气候进行分析， 从而找出 太湖地区的局地小气候平均变化特征和特殊天气条
２ —１ ５时， 强度达到 － ３℃。 迅速增强， 最强出现在 １ １ ６时以后， ＭＣ Ｉ 强度略有减弱。图 ４ ｂ为极端高温 Ｉ 变化， 从结构上来看， 其与连续高温日的 日的 ＭＣ 结构是类似的。黎明之前， ＭＣ Ｉ 变化不显著， 在－ ０ ３～ ０ ３℃ 之间浮动， ０ ７时以后， ＭＣ Ｉ 强度迅速增 ２℃， 此后在 ０ ９时微弱回落到 － １ ６℃ 又开 强到 － 始增 强， 直到午后 １ ３ —１ ５ 时， ＭＣ Ｉ强 度 最 大 为 － ５ ６～－ ５ ９℃。高温出现以后， ＭＣ Ｉ 强度逐渐减 弱。图 ４ ｃ 为暴雪日的 ＭＣ Ｉ 变化， 暴雪日的 ＭＣ Ｉ 均 为负值也就是在暴雪日太湖相较其他地区气温异常 １时—翌日 ０ ５时， ＭＣ Ｉ 均在波动状态， 最强 偏低。２ 的强度出现在黎明前的 ０ ５时， 此后 ＭＣ Ｉ 逐渐有所减 １时为 － ０ ２ ５℃。 １ １时以后 ＭＣ Ｉ 又呈现波动 弱到 １ ５时以后， ＭＣ Ｉ 开始逐渐增 状态， 但是强度较弱。１ ｄ 为雪后第一个晴天并且伴有积雪， ２ １时— 强。图 ４ ８时， ＭＣ Ｉ 为负值， ０ ９时 ＭＣ Ｉ 异常增加至 ２ ５ 翌日 ０ ℃， 此后 ＭＣ Ｉ 逐渐减小， 至１ ２时达到 － ３ １℃， 随后 ＭＣ Ｉ 强度逐渐减弱。图 ４ ｅ 为寒潮天气极端最低气 温出现日期的 ＭＣ Ｉ 变化。从这两次寒潮过程来看， ＭＣ Ｉ 变化结构是一致的， 只是在强度上有略微的差 别， 这与寒潮本身的强度以及冷空气南下的速度和 ＭＣ Ｉ 的日变化非常 时间有一定的关系。可以看出， 明显， 第 １次寒潮过程， ＭＣ Ｉ 在２ １时—翌日 ０ ８时均 为负值， 其中最强出现在 ０ ５时为 － １ ７℃， ０ ９ —１ ０ 时迅速增加至 １ １℃ 左右， １ １ —１ ４时又迅速减小至 负值， 最强出现在 １ ２时为 － ３ ９℃， 随后 ＭＣ Ｉ 又开 始增加至正值。第 ２次寒潮 ＭＣ Ｉ 结构与第 １次寒潮 的 ＭＣ Ｉ 结构类似， 只是从 ０ ６时开始 ＭＣ Ｉ 就转变为 正值直至 １ ０时。由此可知， 寒潮天气条件下 ＭＣ Ｉ 波 动性非常大， 也就是在太湖地区的气温与市区相比 较时高时低。
第２ ６卷 第 １期 ２ ０ １ ０年 ２月
气象与环境学报 Ｊ Ｏ Ｕ Ｒ Ｎ Ａ ＬＯ ＦＭＥ Ｔ Ｅ Ｏ Ｒ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ ＹＡ Ｎ ＤＥ Ｎ Ｖ Ｉ Ｒ Ｏ Ｎ ＭＥ Ｎ Ｔ
Ｖ ｏ ｌ ． ２ ６Ｎ ｏ ． １ Ｆ ｅ ｂ ｒ ｕ ａ ｒ ｙ２ ０ １ ０
太湖局地小气候特征
彭华青 钱培东 朱凌云
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气象与环境学报
第２ ６卷
象显著增强， 气温异常偏低（ ＭＣ Ｉ 为负值） ， 在１ ２时 达到极值， 随后开始缓慢减弱， １ ７时以后基本与夜间 强度相当。各个季节的日变化结构与年平均变化是 一致的。值得指出， 春季午后的太湖地区小气候现 １ １ —１ ５时 ＭＣ Ｉ 可达到 － ２ ０℃。 象异常突出， 图 ２分别为 ＭＣ Ｉ 的月、 季和年变化特征。图 ２ ａ
收稿日期： ２ ０ ０ ９－ ０ ８－ ２ ８ ； 修订日期： ２ ０ ０ ９－ ０ ９－ ２ ８ 。 作者简介： 彭华青， 女， １ ９ ８ ２年生， 硕士研究生， 主要从事城市气象与环境方面的研究， Ｅ ｍ ａ ｉ ｌ ： ｐ ｅ ｎ ｇ ｈ ｕ ａ ｑ ｉ ｎ ｇ ＠ｓ ｏ ｈ ｕ ． ｃ ｏ ｍ。
图２ ＭＣ Ｉ 的月和季及年变化曲线
来自百度文库
图３ ＭＣ Ｉ 的晴雨天日变化曲线
第 １期
彭华青等： 太湖局地小气候特征
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弱在春夏秋三季出现在早晨的 ０ ５ —０ ６时， 冬季出现 在０ ９时。总体而言， 晴天午后 ＭＣ Ｉ 强度秋季最强， ｂ为 雨 天 的 四 季 其次是春季， 最弱的是冬季。图 ３ ＭＣ Ｉ 日变化。由图 ３可知， 春夏秋 ３个季节的雨日 有６ ７ ％的时次出现 ＭＣ Ｉ 为正值的情况即太湖地区 气温偏高， 而冬季的雨日则多为负值。春季 ＭＣ Ｉ 强 ３时左右， 强度达到 － １ ７℃。 度最大出现在午后 １ 夏季和秋季的雨天 ＭＣ Ｉ 强度最大都出现在午后 １ ４ 时， 夏季 最 大 强 度 为 ０ ７ ℃， 而秋季强度则高达 ６℃。 冬季热岛强度最大出现在 １ ５ 时， 强度为 － １ １℃。 综上所述， 通常情况下， 晴天太湖小气候 ４ —０ ７时气 普遍表现出气温偏低， 但在春季的早晨 ０ ９时左右。而在 温略偏高， 冬季气温偏高则出现在 ０ 雨天， 春夏秋季主要表现为太湖地区气温异常偏高， ９ —２ ３时气温异常偏高达 １℃ 或以 尤其在秋季的 ０ 上， 极值甚至达到 ６ ２℃， 冬季的雨日则表现为气温 偏低。从以上结论发现： 晴天午后的 ＭＣ Ｉ 在秋季是 最强的， 而前文中从季变化来看， 秋季是最弱的， 似 乎之间存在一些矛盾， 而事实上， 这正是将晴、 雨天 Ｉ 强 分开研究的主要目的。由于晴、 雨天秋季的 ＭＣ 度相反并且均较强， 因此在进行平均计算中导致相 互抵消而无法反映其真实变化过程。通过晴、 雨天 Ｉ 分别计算， 可以很容易地发现其内在的变化 的 ＭＣ 特征。 ３ ３ 特殊天气条件下的太湖小气候变化特征 正如以上对晴、 雨天的太湖小气候分析一样， 对 于一些特殊的天气如高温、 暴雪以及寒潮等灾害性 天气无法直接找出在其背景之下的太湖小气候变化 特征。因此， 本文根据本站的数据选择五种特殊天气 分别为： 连续高温日、 极端高温日、 暴雪日、 雪后晴天 有积雪日和寒潮日。选取的五种特殊天气个例如下： 连续高温日： ２ ０ ０ ７年 ７月 ２ ４日—２ ０ ０ ８年 ８月 ３ 日连续 １ １ｄ 最高气温大于 ３ ５℃。 ２ ０ ０ ５ —２ ０ ０ ８年极端最高气温日为 极端高温日： ２ ０ ０ ７年 ７月 ３ １日， 极端最高气温为 ３ ９ ７℃， 出现在 １ ５ ： ２ ５ 。 暴雪日： ２ ０ ０ ８年 １月 ２ ６ —２ ９日和 ２月 １ —２日。 ２ ０ ０ ８年 ２月 ４日， 降雪已停 雪后晴天有积雪日： 止， 雪后的第一个晴日且积雪没有消融。 ２ ０ ０ ８年 １ ２月 ４ —６日， 过程降温达到 寒潮： １ ３ ３℃， 最低气温为 － ５ １℃， 出现在 ６日 ０ ４时， 极 ３ ３ｍ／ ｓ ， 最大风速为 ８ ５ｍ／ ｓ 。２ ０ ０ ９年 １ 大风速为 １ 月２ ２ —２ ４日， 过程降温为 １ ０ ７ ℃， 最低气温为 － ６ ５ ℃， 极大风速为 １ ５ １ ｍ／ ｓ ，最 大 风 速 为 １ ０ ０ｍ／ ｓ 。 图４ ａ 为连续高温日的 ＭＣ Ｉ 分布。可以看 出， 所有时次上 ＭＣ Ｉ 均为负值， ０ ９时以后 ＭＣ Ｉ 强度
的年平均为 ２ ０ ０ ５ —２ ０ ０ ８年平均值， 年平均 ＭＣ Ｉ 强度 最强出现在 ５月， 最弱出现在 ９月。从月分布来看， 太湖地区小气候现象最显著出现在 ５月， 气温相较 其他地区异常偏低， 而在 ９月则小气候现象是一年 中最弱的月份。图 ２ ｂ为 ＭＣ Ｉ 的四季变化， 春季的 ＭＣ Ｉ 强度最强， 平均为 － ０ ６℃ 以上， 其次是冬季， ＭＣ Ｉ 强度最弱的是秋季。图 ２ ｃ为 ＭＣ Ｉ 的年变化， ＭＣ Ｉ 强度年平均都在 － ０ ４ ５～－ ０ ５ ５℃， 其中最弱 的是 ２ ０ ０ ６年为 － ０ ４ ９℃。 综上所述， 太湖地区小气候现象特征为各个时 间尺度上的平均气温异常偏低。这是因为水体的热 容量大于陆面， 因此太湖地区白天升温较慢（ 弱） ， 从 ０ —１ ６时太湖地区小气候引起气温异常偏 而形成 １ 低。同样， 夜间水体降温较慢（ 弱） ， 夜间气温虽然也 较低但没有白天显著， 由此发现太湖地区气温日较 差较小。从月变化来看， ５月小气候现象最显著， 气 温偏低， 而 ９月则最为微弱； 从季变化来看， 春季最 强， 秋季最弱。 ３ ２ 晴天和雨天太湖小气候的变化特征 晴天， 太阳辐射强， 白天迅速增温， 夜间在晴空 辐射的影响下迅速降温， 从而日温差较大； 雨天白天 由于云层 的 反 射 和 吸 收， 太 阳 辐 射 弱， 白天增温较 弱， 夜间辐射降温也较弱， 日温差较小。因此晴、 雨 天气温的日变化具有不同的特点， 太湖地区的小气 候现象受其影响也存在着自身的变化特征。 根据无锡市气象局本站一日 ４次人工观测记录 Ｉ 进行分析。晴天选 选取晴、 雨两种天气状况对 ＭＣ 取的是本站一日 ４次人工观测总云量为 ０ ， 雨天选取 的是 ２ ０时—２ ０时降水量 ≥ １ ０ｍ ｍ。选取的时间为 ２ ０ ０ ７年 ４ 、 ７ 、 １ ０月和 ２ ０ ０ ８年 １月分别代表春夏秋冬 ４个季节。 图３ ａ为晴天的四季 ＭＣ Ｉ 日变化。从图 ３ ａ来 看， ＭＣ Ｉ 一日之中最强的强度出现在 １ ２ —１ ４时， 春 夏秋冬季分别达到 －４ 、－３ ２ 、－６ ７℃ 和 －２℃， 这 与 年 平 均 的 ＭＣ Ｉ 日变化比较一致。 ＭＣ Ｉ 强度最
２ ３ ６５ ０ ０ｋ ｍ ， 无锡地处太湖之滨， 西南大部分地区紧 靠太湖， 因此太湖水体引起的局地小气候现象的研 １ ２ ］ 究具有十分重要的意义。陆鸿宾和魏桂玲 ［ 对太湖 气温效应进行分析后发现， 太湖明显地调节了湖区
件下的变化情况， 揭示出大型水体的小气候特征。
２ 资料与方法
２ ０ ０ ３年无锡市气象局建立了首批自动气象站， 为研究太湖的局地小气候带来了方便。由于建站初 期资料传输不稳定， 本文选用的资料序列自 ２ ０ ０ ４年 １ ２月至 ２ ０ ０ ９年 ２月。选用的无锡马山自动站位于 无锡的西南角距离太湖 １ ０ ０ｍ， 此外还选用了位于无 锡市中心的无锡学前街自动站。本文定义小气候指 数 ＭＣ Ｉ 为马山自动站气温与学前街自动站气温之 差， ＭＣ Ｉ 的绝对值越大表明太湖附近小气候现象越 显著， ＭＣ Ｉ 正值表示太湖地区气温偏高， 反之亦然。
（ 无锡市气象局， 江苏 无锡 ２ １ ４ １ ０ １ ） 摘 要： 利用 ２ ０ ０ ４年 １ ２月至 ２ ０ ０ ９年 ２月无锡马山自动站和无锡学前街自动站气温数据， 分析了太湖地区局地小气候的 变化特征。结果表明： 太湖地区局地小气候特征非常显著， 总体上表现为年际、 季际、 月际和各时段的平均气温较其他地区异常 偏低。但在不同的气象条件背景下如晴天、 雨天和各种特殊天气存在不同的特点。晴天太湖地区主要表现为气温偏低； 雨天春 夏秋季主要表现为气温偏高而冬季表现为气温偏低。高温、 暴雪天气条件下， 太湖地区主要为气温偏低但强度上存在很大的差 异， 而寒潮天气条件下太湖地区气温相较其他地区则时高时低。 关键词： 小气候； 自动站气温； 太湖 中图分类号： Ｐ ４ ６ ３ １ 文献标识码： Ａ 文章编号： １ ６ ７ ３－ ５ ０ ３ Ｘ （ ２ ０ １ ０ ） ０ １－ ０ ０ ２ ７－ ０ ５
１ 引言
小气候是指在局部地区内， 因下垫面局部特性 影响而形成的贴地层和土壤上层的气候。它与大气 候不同， 其特点可概括为“ 范围小、 差别大、 很稳定” 。 范围小是指小气候现象的 垂 直 和 水 平 尺 度 都 很 小 （ 垂直尺度主要限于 ２ｍ 以下薄气层内； 水平尺度可 从几毫米到几十公里或更大一些） ； 差别大是指气象 要素在垂直和水平方向的差异都很大（ 如在沙漠地 区贴地气层 ２ｍ ｍ 内， 温差可达 １ ０℃ 或更大） ； 很稳 定是指各种小气候现象的差异比较稳定， 几乎天天 如此。目前已有许多专家通过采用气温、 地表辐射 等人工观测数据对小气候现象进行研究并取得了一 １ － ６ ］ ５ ］ ６ ］ 定的成果 ［ 。如张凯杨等 ［ 、 高媛媛等 ［ 通过数 值模式模拟出小气候现象， 并揭示了城市小气候的 可能成因。前人大部分研究成果是基于短期定点监 ７ － １ ０ ］ １ １ ］ 测［ ， 而大气候背景下的局地气候响应 ［ 具有的 不同特征并没有得到很好的反映， 因此对于小气候 现象的研究具有一定的局限性。 太湖 是 中 国 第 三 大 淡 水 湖 泊， 流域总面积为
图１ ＭＣ Ｉ 的四季日变化曲线
年平均为 ２ ０ ０ ５ —２ ０ ０ ８年的平均值， 各个季节的定义 ３ —５月为春季， ６ —８月为夏季， ９ —１ １月 按照惯例， 为秋季， １ ２月—翌 年 ２月 为 冬 季。从 年 平 均 来 看， ２ １ —０ ９时 ＭＣ Ｉ 都较弱， ０ ９时以后太湖地区小气候现