中國(guó)目前正經(jīng)歷高速城市化的階段,在近幾十年城市化的過程中已經(jīng)出現(xiàn)了諸多的環(huán)境問題,其中氣候變化廣受社會(huì)發(fā)展和科學(xué)研究的重視。在城市化過程中,人類活動(dòng)和土地利用變化是影響氣候變化最主要的兩種方式,本研究在前人研究的基礎(chǔ)上,從城市群下墊面土地利用變化的角度討論其對(duì)區(qū)域氣候的影響。本文梳理了國(guó)內(nèi)外以往對(duì)該問題研究的研究尺度、研究方法和基礎(chǔ)結(jié)論。中國(guó)的城市群發(fā)展模式從土地規(guī)劃到城市功能劃定上都進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào),是今后我國(guó)城市發(fā)展的主要模式。本文在城市群尺度,利用Weather Research and Forecasting Model（WRF）模式模擬了長(zhǎng)三角城市群、京津冀城市群和成渝城市群城市化對(duì)氣候的影響進(jìn)行探討。本文利用Message-Passing-Interface（MPI）框架搭建了8個(gè)節(jié)點(diǎn)的高性能計(jì)算環(huán)境,大幅縮短了WRF模式對(duì)氣候大數(shù)據(jù)的計(jì)算,并對(duì)WRF模式進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)得到最佳實(shí)驗(yàn)參數(shù)以滿足模擬實(shí)驗(yàn)的需要。實(shí)驗(yàn)中控制下墊面的土地利用變化作為唯一的變量,利用1990年至2015年的多期1km分別率土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬。在對(duì)京津冀城市群1990-2010年的實(shí)驗(yàn)中,作者使用土地利用轉(zhuǎn)... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

土地利用覆蓋變化與區(qū)域氣候變化相互作用示意圖

圖 2-1 氣候模式發(fā)展圖（1）對(duì)歷史事件的還原模擬研究。極端氣候事件對(duì)人類生產(chǎn)生活可能造成過重大的影響，為了理清該類極端氣候形成的原因，評(píng)估其造成的損失，尋求避免再次出現(xiàn)該類極端氣候的方法而進(jìn)行的模擬研究。人類的生產(chǎn)生活以及對(duì)下墊面的改造，對(duì)區(qū)域的氣候環(huán)境也造成了改變，還原當(dāng)時(shí)的下墊面格局形態(tài)，對(duì)當(dāng)時(shí)的極端氣候進(jìn)行再現(xiàn)，再利用當(dāng)時(shí)的氣候條件對(duì)目前的下墊面進(jìn)行模擬(Pathirana et al. 2014)，以此來(lái)評(píng)估目前的用地發(fā)展是對(duì)極端氣候事件有所改善還是更加加劇極端情況的發(fā)生。（2）對(duì)時(shí)空變化的評(píng)估模擬研究。社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展值得人們的認(rèn)可，而隨之帶來(lái)的負(fù)面影響，如全球氣溫變暖、海平面上升、霧霾加重等問題也值得科研工作者去總結(jié)和評(píng)估。人類的發(fā)展導(dǎo)致的下墊面時(shí)空變化顯而易見，而這樣的變化給局地、區(qū)域乃至全球的氣候帶來(lái)了哪些變化，值得探究。通過模擬的方式能夠很好的控制變量，為精確地評(píng)估提供有力的工具。如土地利用變化

WPS 部分又分為三個(gè)模塊，分別是 Geogrid 模塊、Ungrib 模塊和 Metgrib模塊。下墊面的土地利用數(shù)據(jù)和高程數(shù)據(jù)都集成在 Geogrid 模塊中，它將 LULC數(shù)據(jù)都插值在水平面的柵格中，根據(jù)不同的 domain 區(qū)柵格大小進(jìn)行插值。本文探討城市化過程中下墊面對(duì)氣候的影響，也是整個(gè)實(shí)驗(yàn)的唯一變量來(lái)進(jìn)行計(jì)算，該模塊因此在圖 2-2 中被加上了方框，以突顯其重要性。Ungrib 模塊則是將氣候的同化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為 grib 數(shù)據(jù)格式，grib 數(shù)據(jù)格式是模型中多數(shù)中間數(shù)據(jù)的格式。Metgrib 模塊則是將 Geogrib 模塊插值的地表數(shù)據(jù)和 Ungrib 模塊分解的氣候數(shù)據(jù)進(jìn)行水平插值，將他們?nèi)诤显诓煌?domain 區(qū)域的不同大小的格網(wǎng)中。插值中的地表數(shù)據(jù)和氣候數(shù)據(jù)則會(huì)在 WRF 部分的模擬中相互作用產(chǎn)生結(jié)果數(shù)據(jù)。在 WRF-AWR 核心中，首先會(huì)將 grib 數(shù)據(jù)進(jìn)行垂直插值，將數(shù)據(jù)在不同的氣壓層上進(jìn)行插值，之后將會(huì)在水平面和垂直面進(jìn)行模擬，得到結(jié)果數(shù)據(jù)。結(jié)果數(shù)據(jù)將會(huì)以 nc 格式存在，通過不同的后處理軟件進(jìn)行處理與可視化后而被應(yīng)用。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]面向城市規(guī)劃的熱環(huán)境與風(fēng)環(huán)境評(píng)估研究與應(yīng)用——以濟(jì)南中心城為例[J]. 劉勇洪,張碩,程鵬飛,陳鵬,魏來(lái),房小怡.  生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2017(11)
[2]中國(guó)城市化進(jìn)程效率估算及影響因素分析[J]. 張東輝.  重慶工商大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版). 2016(02)
[3]中國(guó)大陸城市PM2.5污染時(shí)空分布規(guī)律[J]. 李名升,任曉霞,于洋,周磊.  中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2016(03)
[4]關(guān)于我國(guó)城市群規(guī)劃建設(shè)的若干重要問題[J]. 劉士林.  江蘇社會(huì)科學(xué). 2015(05)
[5]近20年中國(guó)土地利用變化影響區(qū)域氣候的數(shù)值模擬[J]. 陳海山,李興,華文劍.  大氣科學(xué). 2015(02)
[6]京津唐城市群土地利用變化的區(qū)域增溫效應(yīng)模擬[J]. 崔耀平,劉紀(jì)遠(yuǎn),張學(xué)珍,秦耀辰,董金瑋.  生態(tài)學(xué)報(bào). 2015(04)
[7]東北農(nóng)田擴(kuò)張對(duì)氣候影響的數(shù)值模擬[J]. 董思言,延曉冬,熊喆.  氣候與環(huán)境研究. 2014(03)
[8]復(fù)雜地形區(qū)陸面資料對(duì)WRF模式模擬性能的影響[J]. 何建軍,余曄,劉娜,趙素平,陳晉北.  大氣科學(xué). 2014(03)
[9]北京地區(qū)降水空間分布及城市效應(yīng)分析[J]. 鄭祚芳,高華,王在文,李青春.  高原氣象. 2014(02)
[10]20世紀(jì)80年代以來(lái)中國(guó)土地利用變化的基本特征與空間格局（英文）[J]. 劉紀(jì)遠(yuǎn),匡文慧,張?jiān)鱿?徐新良,秦元偉,寧佳,周萬(wàn)村,張樹文,李仁東,顏長(zhǎng)珍,吳世新,史學(xué)正,江南,于東升,潘賢章,遲文峰.  Journal of Geographical Sciences. 2014(02)

博士論文
[1]近20年來(lái)中國(guó)建成區(qū)擴(kuò)張、建成區(qū)植被和熱島效應(yīng)變化及其人文影響因素研究[D]. 劉沁萍.蘭州大學(xué) 2013

碩士論文
[1]基于WRF的DBN風(fēng)速預(yù)測(cè)與并行優(yōu)化研究[D]. 馬婉貞.新疆大學(xué) 2017



本文編號(hào)：2961948