【摘要】：本文以三參數(shù)Weibull分布模型為基礎(chǔ),利用江蘇省2005年自動站逐時風(fēng)速、氣溫資料,1985-2014年地面天氣定時風(fēng)速、氣溫資料,以及NCEP/NCARReanalysis-1、NCEP/DOE Reanalysis-2、ERA-Interim再分析風(fēng)速、氣溫資料,討論了城鄉(xiāng)風(fēng)速差異的特征、影響因子及影響過程的物理機(jī)制,通過擬合風(fēng)速Weibull分布的3個參數(shù),對比城鄉(xiāng)、城市發(fā)展不同時期風(fēng)速概率分布參數(shù)的差異及變化趨勢,分析城市規(guī)模指標(biāo)與風(fēng)速概率分布參數(shù)及其城市化相對變量之間的相關(guān)關(guān)系,從而深入分析城市化效應(yīng)對地面風(fēng)速概率分布的影響規(guī)律,得到一系列結(jié)論如下:1. 1985-2014年城市站風(fēng)速平均值總體呈下降趨勢,風(fēng)速平均變化傾向率為-0.0555·10a-1城市站風(fēng)速比同樣氣候背景下的縣站要下降得更快,城市效應(yīng)對風(fēng)速減小作用較為顯著;再分析集合平均數(shù)據(jù)風(fēng)速值偏大,與城市站相比變化形式相近而波動幅度較小,變化平穩(wěn);自動站逐時風(fēng)速資料及長期資料統(tǒng)計顯示,城鄉(xiāng)風(fēng)速差與鄉(xiāng)村風(fēng)速呈線性負(fù)相關(guān)關(guān)系;城市化通過下墊面粗糙度增加和城市熱島效應(yīng)兩方面對地面風(fēng)速概率分布特征產(chǎn)生影響,并存在一個風(fēng)速臨界值,風(fēng)速高于這個值,城市下墊面摩擦效應(yīng)起主導(dǎo)作用,表現(xiàn)為削弱地面風(fēng)速的效應(yīng),低于這個值,則城市化效應(yīng)使得風(fēng)速增強(qiáng);長期資料還顯示,城市下墊面摩擦作用隨時間加強(qiáng),即風(fēng)速受城市化摩擦效應(yīng)的削弱作用愈加明顯;城市化熱力效應(yīng)對風(fēng)速的增大作用隨時間略減,但不明顯。2.將通用三參數(shù)Weibull分布函數(shù)的條件v≥r改為v≥0得到的限定定義域的三參數(shù)Weibull分布函數(shù)式,與通用函數(shù)式相比擬合效果更好,更適用于城市化效應(yīng)下風(fēng)速概率分布變化研究;使用數(shù)值迭代法擬合得到風(fēng)速Weibull分布的3個參數(shù),分布函數(shù)曲線擬合得很好,實測值和理論值的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.9999。理論分析認(rèn)為,城市化摩擦作用使得尺度參數(shù)c減小、位置參數(shù)r向正軸方向移動,而形狀參數(shù)k受城市下墊面影響不大。3.城市及鄉(xiāng)村站參數(shù)差異有一定的規(guī)律,其中城市站的形狀參數(shù)k略小于鄉(xiāng)村站,尺度參數(shù)c小于鄉(xiāng)村站,而位置參數(shù)r則大于鄉(xiāng)村站;參數(shù)中城鄉(xiāng)差異最明顯的是參數(shù)c,其次為r, 的城鄉(xiāng)差異相對最不明顯;城市風(fēng)速概率密度峰值大于鄉(xiāng)村,同時城市風(fēng)速的標(biāo)準(zhǔn)差小于鄉(xiāng)村,表明城市站風(fēng)速概率密度曲線更緊湊,風(fēng)速集中于眾數(shù)附近的區(qū)間范圍;初步資料分析認(rèn)為,城市化對地面風(fēng)速除摩擦效應(yīng)的削弱作用之外,城市熱島效應(yīng)還會增強(qiáng)近地層湍流,尤其大氣層結(jié)穩(wěn)定時,從而發(fā)生靜風(fēng)出現(xiàn)概率減少的現(xiàn)象。4.長期資料顯示隨時間發(fā)展城市站參數(shù)々有微弱下降,c下降明顯,而r則隨時間上升。8個大城市1990-1994、2001-2004和2010-2014年3個時間段風(fēng)參數(shù)變化分析結(jié)果有兩種變化類型:Ⅰ型變化和Ⅱ型變化。其中Ⅰ、Ⅱ兩種變化型的參數(shù)c均隨城市發(fā)展而減小,概率密度峰值增大,曲線變得更陡峻,Ⅰ型參數(shù)r增大量明顯大于Ⅱ型,Ⅰ型的靜風(fēng)概率密度大幅減小,Ⅱ型則增加,眾數(shù)Ⅰ型多數(shù)增大,向右偏,Ⅱ型則是減小,向左偏;城市站與縣站、再分析資料參數(shù)統(tǒng)計得到的相對變量c/c'、r-r'主要反映城市化影響的部分,趨勢分析的結(jié)果與c、r相似,c/c'的變化取決于下墊面的摩擦效應(yīng),影響因素比較單一,r-r'則包含摩擦、熱力和氣候背景的波動,影響因素復(fù)雜。5.城市規(guī)模指標(biāo)與c、r相關(guān)良好,與k的相關(guān)相對不顯著;不同城市規(guī)模指標(biāo)與參數(shù)回歸效果略有差異,但參數(shù)趨勢變化均一致。城市-再分析參數(shù)相對變量c/c'隨城市建成區(qū)面積增加呈現(xiàn)線性遞減的趨勢,意味著隨城市規(guī)模擴(kuò)大,風(fēng)速概率密度曲線分布幅度收窄,r-r'隨城市建成區(qū)面積的增加表現(xiàn)為線性趨勢上升,數(shù)值由負(fù)到正,意味著城市規(guī)模增加會導(dǎo)致靜風(fēng)、微風(fēng)的頻率減小的效應(yīng);處于城市化飛速發(fā)展階段的城市,其城市化對地面風(fēng)速變化影響甚大,當(dāng)城市規(guī)模擴(kuò)大到一定程度之后(如北京),城市化進(jìn)程對風(fēng)參數(shù)的影響則趨于減弱,甚至有可能使得風(fēng)參數(shù)穩(wěn)定下來;分析還顯示r-r'與市區(qū)人口、建成區(qū)面積的變化率與緯度相關(guān)良好,而c/c'與城市指標(biāo)的變化率與緯度之間相關(guān)不顯著。
【圖文】：

京江北老山國家森林公園東南側(cè)，周圍散布著小樹林、居民矮房等，六合站設(shè)逡逑置在六合區(qū)北側(cè)，附近為村落民舍、農(nóng)田等，站點概況見表２．１，站點位置分布逡逑圖見圖２．１。逡逑表２．１南京氣象站及鄰近區(qū)縣觀測站的地理概況逡逑與城市站距離逡逑站名邐站號邐經(jīng)度邐緯度邐相對市中心方位逡逑／ｋｍ逡逑南京邐５８２３８邐１１８．８０邐３２．００邐南東南逡逑江浦邐５８２３７邐１１８．６１邐３２．０５邐１８．８邐西北逡逑六合邐５８２３５邐１１８．８３邐３２．３５邐３９．１邐北東北逡逑連云港邐５８０４４邐１１９．１６邐３４．５８邐西南逡逑東辛農(nóng)場邐５８１８０邐１１９．１９邐３４．２９邐３３．８邐南逡逑南通邐５８２５９邐１２０．８８邐３１．９８邐東南逡逑興東邐Ｍ３６０４邐１２０．９７邐３２．０７邐１１．５邐東北逡逑宿遷邐５８１３１邐１１８．２６邐３３．９８邐西北逡逑洪澤農(nóng)場邐Ｍ３１１２邐１１８．４０邐３３．４２邐５９．２邐南東

影響較小的鄉(xiāng)村站，建立風(fēng)速的城鄉(xiāng)差值序列：逡逑ＡＶ，邋＝邋Ｖ，，－Ｖ：邐ｔ＝＼，邋２．．．．ｎ邐（３．１）逡逑圖３．３為南京與江浦、六合站的風(fēng)速城鄉(xiāng)差與鄉(xiāng)村風(fēng)速的相關(guān)散點圖，可得逡逑到兩者呈現(xiàn)線性相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為－０．６４、－０．５７。設(shè)回歸關(guān)系式為逡逑ＡＦ邋＝邋ｂ，＋邋ｉ邋（３．２）逡逑得到南京與江浦、六合站的一元回歸方程式分別為：逡逑南京－江浦：ＡＦ邋＝邋０＿７４３５－０．４３９３Ｆ＇逡逑南京－六合：ＡＦ邋＝邋０．６９０７邋－邋０．４０８３Ｆ’逡逑１８逡逑
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P463.3

【參考文獻(xiàn)】

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5 劉學(xué)鋒;梁秀慧;任國玉;任芝花;;臺站觀測環(huán)境改變對我國近地面風(fēng)速觀測資料序列的影響[J];高原氣象;2012年06期

6 高峰;戴新剛;李斌;王寶書;沈賓;;東北平原腹地城市化與城市熱島的可能驅(qū)動因子[J];氣候與環(huán)境研究;2012年03期

7 張璐;楊修群;湯劍平;房佳蓓;孫旭光;;夏季長三角城市群熱島效應(yīng)及其對大氣邊界層結(jié)構(gòu)影響的數(shù)值模擬[J];氣象科學(xué);2011年04期

8 張弛;束炯;;土地利用類型變化對城市大氣邊界層特征影響的數(shù)值模擬[J];華東師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年04期

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10 魏建蘇;孫燕;嚴(yán)文蓮;陳曲;吳潔;;南京霾天氣的特征分析和影響因子初探[J];氣象科學(xué);2010年06期

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1 段春鋒;繆啟龍;;中國風(fēng)速變化特征及其影響因素[A];第八屆博士生學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2010年

本文編號：2703554