城市生态学(5.3.1)--城市气候环境

（ 2 ） 城市边界层 (urban boundary layer): 由建筑屋顶向上至积云中部高度 , 这一层气候变 化受大气质量和参差不齐的屋顶热力和动力影响 ，与城市覆盖层进行能流与物流交换，并受区域 气候影响。 （ 3 ）市尾烟气层 (urban plume layer): 在城 市下风方向还有一个城市尾羽层 , 这一层空气中的 云、雾、降水、气温、污染物等均受城市中人的 行为的影响。 （ 4 ）乡村边界层 (rural boundary layer): 在
二、城市气候环境各论
（一）城市气温
1 、城市“热岛效应” (heat island effect)
指城市气温高于郊区气温的现象。
在人口密度大，建筑密度大，人为释放热 量多的市区，形成高温中心。在园林绿地园 或地带形成低温中心或低温带，城市绿地在 冬季和夜晚起保温作用，在夏季和白天起降
温作用。
逆温的形成有多种原因，在晴朗无风的夜晚 ，地面和近地面的大气层强烈冷却降温，而上 层空气降温较慢，因而出现上暖下冷的逆温现 象，这种逆温称为辐射逆温。
在山区，夜间山坡上的空气冷却很快，于是 冷空气順坡下沉到谷底，把谷地中原来的暖空 气抬挤上升，而形成上暖下冷的逆温现象。这 种逆温是要在一定的地面条件下才会形成，叫 地面逆温。中国南部的山地，冬季常有地面逆 温，在谷底或山坡下方因为气温低，不宜种植 农作物等。
2 、 城市气候形成的原因
(1) 城市具有特殊的下垫层。
(2) 由于工业生产、交通运输、取暖降温、 家庭生活等活动所释放出的能量，废气和尘 埃，使城市内部形成一个不同于自然气候的 城市气候环境。
(3) 由于大量气体和固体污染物排入空气中 , 明显的改变了城市上空大气组成，影响了 城市空气的透明度和辐射能量收支。
20 世纪的 8 次大气污染事件，总计病例和死亡者达 数十万人，都与浓雾和逆温相关。浓雾和逆温多发生 于冬季，深秋，专家称浓雾和逆温为 " 冬季杀手 " 。
逆温的存在可以阻碍空气垂直运动的发展，它像一 层厚厚的被子罩在我们城乡上空，上下层空气减少了 流动，近地面层大气污染物“无路可走”，越积越多 ，空气污染势必加重，只好 " 流毒人间 " 。同时，有 逆温时，一般风速都很小，污染物更不易扩散。因此 ，逆温层强度越大，层次越厚，维持时间越长，其污 染就越重。
城市风有时还会导致城市的空气更加混浊，使城市空气污染 加重。由于城市风的存在，城区的污染物随热空气上升，往往 在城市上空笼罩着一层烟和二氧化碳等形成的穹形尘盖，使上 升的气流受阻，污染物不易扩散。所以上升的气流转向水平运 动，到了郊区下沉，下沉气流又流向城市的中心。 （见图 55）
2 、城市工业布置的特点 城市工业区布置与居住区的关系 : (i) 生活居住区内布置工业 (ii) 生活居住区边缘地段布置工业 (iii) 工业区 (iv) 工业点 减轻城市大气污染最主要的途径是控 制污染源。
（ 4 ）中国风向类型 (i) 季风变化区（主要在东部） (ii) 主导风向区（新内蒙青藏云贵） (iii) 无主导风向区（陕甘宁） (iv) 准静止风型区（川陕鄂湘贵）
（三）城市降水 （ rainfall/precipitation ）
城市的降水主要取决于该地区的降水 , 受 大气环境，地形条件，大气层诸大气凝结核 含量 ( 空气中的微小悬浮物等 ) 的影响。
城市对城区和下风方向有增加降水量的作 用，影响机制主要为 : （见Fra Baidu bibliotek 5-6 ）
(i) 城市热岛效应：上层空气易对流，形成降水 。 (ii) 城市阻障效应：建筑物阻碍降水移动，延缓 降水时间。
城市热岛形成的原因 : (i) 城市下垫面的性质特殊。 (ii) 下垫面的建筑材料的热容量 , 导热率比郊区自 然界的下垫面要大。 (iii) 建筑物，道路，广场不透水。 (iv) 有较多的人为热进入大气层。 (v) 建筑密集，通风不良，不利于热量的扩散。
2 、逆温 (inversion temperature) 在大气圈的对流层内，气温垂直变化的总 趋势是随着海拔高度的增加而逐渐降低。这 是因为大气主要依靠吸收地面的长波辐射而 增温。 在近地面的低层中，可能有气温的垂直递 减率 t>0,t=0 或 t<0 。 t=0 时，气温不随高 度变化，这种气层称为等温气层； t<0 时， 气温随海拔高度增加而增加 , 这种气层称为
3 、风与城市规划
大气污染指数 (pollution index): 定量反 映城市大气的气象因素对大气污染的影响，其 式子如下 :
Id=SPr/μh
I 是风的污染指数，在污染源排放量不变时， I 值 越大表示污染越严重； d 为风向，取 16 个方位； S 为大气稳定度； Pr 为降水量； μ 为风速； h 为 混合层厚度。 S 、 Pr 、 μ 、 h 计算时均需转为无量纲的相对
在逆温造成大雾茫茫或污染严重时，人们应减少晨
（二）城市的风
1 、城市风的特点
城市风是由于城市生活和生产消耗大量燃料，致使城市内的 气温高于周围地区的气温，热气温上升，形成一个低压区，郊 区冷空气随之侵入市区构成的空气环流。城市布局，建筑，街 道，绿化均影响风速风向。见图 5-4
城市风对城市空气的污染有扩散、稀释作用。
第三节城市气候环境
一、概述
城市气候：城市内部形成的不同于城市周围地区的 特殊小气候。
1 、城市空气垂直分层（见图 5-2 ） (1) 城市覆盖层（ urban canopy layer ） : 在城 市建筑物屋顶以下至地面。
这一层气候变化受人类活动影响最大 , 与城市规划 、布局、建筑物密度、高度、几何形状、街道宽度、 走向、建筑材料、空气污染浓度、人为热与人为水汽 、绿化覆盖率及水系等因素有关。