城市化对城区气温变化影响的分析_以近40年上海市为例

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图 1 上海市城郊气象站点分布
211 年平均气温的变化趋势 表 1 给出了 1966 - 2005 年上海市城郊区 4个站的年平均气温的趋势系数 。由表 1 可以看出 ,在全球气温增暖的大背景下 ,上海市的年平均 气温也呈普遍增暖的趋势 ,但增温幅度明显不同 ,观测站 在市区的龙华站和近市区的闵行站的年平均气温增长幅 度明显高于观测站位于城郊的宝山和崇明两站 。
用 1966 - 2005年共 40年间上海市龙华站 (市区代表 站 ) 、闵行站 (市近郊代表站 ) 、宝山站 (市远郊代表站 )和 崇明站 (更远郊代表站 )的气象站资料 , 4站具有较强的代
表性 (图 1) ,运用数学及统计学方法对比分析上海市城郊
长期气温变化 。
为了研究气象要素在长期气候变化中升降的定量程
宝山站 0162 01010 0108 01037 0172 01025
崇明站 0131 01006 0102 01041 0130 01035
表 2 上海市 1966 - 2005年 4站的月平均气温趋势系数
观测点 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 龙华站 0146 0159 0112 0135 0131 0137 0119 0123 0128 0121 0131 0129 闵行站 0134 0160 0109 0137 0133 0131 0122 0121 0129 0121 0129 0131 宝山站 0121 0151 0111 0102 0101 0103 0101 0111 0129 0126 0129 0127 崇明站 0115 0149 - 0102 - 0109 0107 0120 0131 0103 0106 - 0101 0120 0122
安徽农学通报 , Anhui Agri1Sci1Bull12008, 14 (23)
3)与习惯施肥相比 ,控释肥 18∶7∶16配方明显提高了 氮肥利用率 。
4)在本试验中 ,控释肥 18∶7∶16配方明显优于 14∶9∶ 18配方 ,可能与试验地土壤速效磷 、钾含量高有关系 。 参考文献
表 3 龙华气象站与各郊区气象站 (闵行 、宝山 、崇明 )年代际平均气温之差 ( t/ ℃)
年份 龙华减闵行 龙华减宝山 龙华减崇明 平均
1966 - 1975 1976 - 1985 1986 - 1995 1996 - 2005
0126 0151 0157 0159
0101 0115 0138 0139
Key words: temperature change; urbanization; heat island
盛夏高温是城市的一种重要灾害性天气 [1 ] 。近几十 年来 ,城市夏季高温有加强的趋势 。除了气候变暖的原 因 ,城市化发展过程中人类活动的加剧及城市下垫面性质 的改变共同作用于大气 ,使大气边界层的特性发生变化导 致城市热岛效应的加强也是重要的原因 。因此 ,研究城市 建设等因素对热岛效应的影响和提出缓解热岛效应的对 策 ,把高温酷暑对城市生产 、生活的影响降低到最低限度 , 是使城市建设健康和持续发展的一个重要课题 。
பைடு நூலகம்
均值 ; t = ( n + 1) /2。
R 可表示和比较气象要素长期变化的大小 。可以证
明 ,这样计算的趋势系数 ,就是标准化的一元线性回归系
数 ,它消去了气象要素的均方差对线性回归系数数值大小
的影响 ,从而可以在不同地理位置的不同气象要素之间比
较长期趋势变化的大小 ,这个值为正 (负 )时 ,表示该气象
表 1 上海市 4站年平均气温趋势系数 、各年代的 平均气温趋势系数
观测点
1966 - 2005
1966 - 1985
1986 - 2005
趋势系数 显著水平 趋势系数 显著水平 趋势系数 显著水平
龙华站 0168 01023 0111 01031 0180 01010
闵行站 0173 01022 0110 01036 0181 01014
要素在所计算的 n年内有线性升 (降 )的趋势 。但是气象
要素的变化可能是其自然变动 (均方差就是变动的一个量
度 ) 。认为 ,只有当计算的趋势系数达到或超过统计的显
著性水平时 , 这种长期变化才有意义 。
2 结果与分析
基金项目 :国家自然科学基金项目 (编号 40771207) 。 作者简介 :杨峰 (1978 - ) ,男 ,安徽宿州人 ,硕士研究生 ,主要从事自然地理专业遥感与 GIS应用方面的研究 。 收稿日期 : 2008 - 10 - 23
Im pact of Urban iza tion on the tem pera ture chang ing of c ity ———A ca se of Shangha i for La st 40 Y ears Yang Feng et a l. (College of Land Resource and Tourism , Anhui Normal University, W uhu, Anhui Province, 241003,
安徽农学通报 , Anhui Agri1Sci1Bull12008, 14 (23)
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城市化对城区气温变化影响的分析
———以近 40年上海市为例
杨 峰 査良松
(安徽师范大学国土资源与旅游学院 , 安徽芜湖 241003)
摘 要 :以上海市为例分析城市化发展过程对城市气温的影响 。利用 1966 - 2005年上海市地面观测资料 ,运用统计 学方法 ,分析了上海市的年平均气温 、年平均最高 、年平均最低气温变化特征 ,做出年 、季各要素的历史变化曲线及 5 年滑动平均曲线 。结果表明 :上海市的年平均气温普遍呈增暖趋势 ,但同一区域里市区和郊区气温的增温幅度明显 不同 ,郊区增温幅度明显小于市区 ,而且增暖主要是在 20世纪 80年代以后 ;不同季节的气温变化趋势也存在明显差 异 ,冬季气温呈明显增暖趋势 ,但夏季增暖不显著 。 关键词 :气温变化 ;城市化影响 ;热岛效应 中图分类号 X51 文献标识码 A 文章编号 1007 - 7731 (2008) 23 - 57 - 02
Statistical M ethods, The results show that the whole area of Shanghai has become notably warmer, but their warm extent is different, the observation stations close to city are evidently warmer than the suburbs, especially after the 1980’s1 There is also an evident difference in four seasons , the warm trend is evident in w inter than that in summer1
城市化对温度的影响及热岛现象的存在 ,且符合城市热岛 的变化规律 [ 3 ] 。
图 2 1966 - 2005年间龙华站与崇明站年最低气温之差变化
图 3 1966 - 2005年间龙华站与崇明站平均最高气温之差变化
图 3是龙华站及崇明站两站近 40年平均最高气温在 不同时间段的差值变化 。从变化曲线可以看出 ,虽然温差 也有持续增大的趋势 ,但 20世纪 80年代以前温差并不明 显 ,维持在 013℃以下 。80年代后差值迅速增大 ,到 90年 代已增 至 0167℃。而 近 10 年 的 平 均 温 差 则 猛 升 到 1101℃。同时还可看出 , 从 90年代后半期起温差虽然仍 保持增长 ,但变率开始变小 ,这应与政府认 (下转 115页 )
站平均高出 0177℃,虽然在 90年代后期两站平均最低气
温之差有一段相对低值 ,但进入 21 世纪后很快跃升达到
1103℃,并仍有继续增强的趋势 。如果用表 3中龙华站与
崇明站的年平均气温之差与图 2曲线作比较会发现 ,较之 年平均气温的市郊差异的递增速度 ,年平均最低气温的城
乡差异的递增速度更大 ,变化更为显著 ,这进一步证明了
上海是我国最大的国际化大都市 ,城市化对局地气候 的影响非常大 ,其中城区气温受影响最大 ,直接影响着人 们的生产活动 、生存环境与生活质量 。本文从观测事实出 发 ,对比分析了城区 、郊区气象观测站的年及各月的平均 气温 、最高气温 、最低气温的变化规律 , 对进一步全面认 识城市化对城市气温的影响 ,尤其是 20世纪 80年代以来 的增暖及其成因将十分有益 。 1 资料和方法
0147 0164 0179 1109
0127 0143 0158 0169
图 2、图 3分别为 1966 - 2005年间龙华站与崇明站平
均最低气温及平均最高气温之差的变化曲线 。从图 2 可
以看出 ,在 20世纪 60 年代后期到 70 年代前期龙华站比
崇明站平均只高出 0131℃,到了 80年代龙华站却比崇明
212 各月平均气温的变化趋势 表 2给出了 1966 - 2005 年上海市 4站月平均气温趋势系数 。可以看出 ,大部分月 份平均气温 4站呈上升趋势 ,但冬季增温最明显 ,夏季次 之 。龙华 、闵行 、宝山三站增温幅度较大 ,崇明站增温幅度 相对较小 。春 、秋两季 4 站多年增温不明显 ,甚至崇明在 个别月份还出现了下降趋势 。这与崇明站位于上海远郊
分别计算了 1966 - 1985、1986 - 2005 年间 , 4 个站的 年平均气温趋势系数 (表 1) 。由表 1 可以看出 ,在 20 世 纪 80年代以前 ,各站气温升降幅度都不明显 ,增温主要发 生在 80年代以后 。均通过 0105 显著性水平检验 。在同 一区域里 ,城区气温的增幅明显高于城郊 ,这种现象可能 是城市热岛效应增强影响的 。80 年代以后 ,上海城市建 筑物密度加大 ,绿地很少 ,人口增多 ,人为热释放极大 ,能 源消耗量快速增长 ,这些因素都导致了城市热岛效应的日 益增强 ,市区气温增幅明显 。
China)
Abstract: In order to analysis the urbanization impacting on temperature, the variational characteristics of annual average temperature, maximum and m inimum temperature in Shanghai are analysed1 The quarter and annual historical elements changing curve and 5 - year moving average cure are made1using the surface observations of forty years (1966—2005) and
崇明岛上 ,地区空旷 ,为上海城市影响所不及有关 ,以上现
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象在下文的最高 、最低气温的变化中也可得到很好的证 实。 213 城郊气温的年际和年代际变化统计分析 表 3显示 了 4个站在 1966 - 2005年间龙华站与各郊区气象站 4个 10年的年平均温度之差 。从中可见龙华站的年平均值始 终高于郊区站平均值 ,市郊之间的温差明显增加 ,且有逐 渐增大的趋势 。为了进一步说明城郊气温之间差异的显 著性 ,只选择龙华与崇明两站做比较 ,因为闵行与宝山虽 然也是市郊但因近年上海城市化非常迅速 ,两站很大程度 上也受到城市化的影响 ,只有崇明站远离市区 ,代表郊区 气温变化最理想 。
度 ,并对其进行统计检验 ,我们计算了气候趋势系数 R, 它
定义为气候序列与自然数序列 1, 2, 3, ……, n之间的样本
相关系数 [2 ] 。
n
n
R
=
Σ
i=1
(
xi
-
x)
(i-
t)
/
[Σ i=1
(
xi
-
x) 2
(i-
t) 2
]1 /2
其中 , n为年数 , xi是第 i年的气象要素值 ; 为样本平