本文選題：人居環(huán)境 + 城市氣候��； 參考：《中南林業(yè)科技大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：為了掌握典型天氣條件下長株潭城市群景觀格局發(fā)展的氣候響應(yīng)機制,為優(yōu)化城市群綠地系統(tǒng)規(guī)劃提供科學(xué)理論依據(jù),在1993、2001、2009三個年度的USGS和MODIS衛(wèi)星景觀格局遙感資料和2020年城市群土地利用規(guī)劃的基礎(chǔ)上,結(jié)合極端氣溫和區(qū)域平均風(fēng)速小于4 m.s-1的2009年7月18日夏天典型天氣和2009年1月13-14日冬天典型天氣的NCEP1° X1° FNL格點數(shù)據(jù)的再分析資料,制定了 8個試驗方案,運用WRF動力框架耦合城市冠層方案平臺進行模擬,對模擬結(jié)果的地表能量平衡、風(fēng)場、熱場、濕度場、邊界層數(shù)值高度進行分析。結(jié)果表明:當(dāng)區(qū)域平均風(fēng)速低于4m.s-1情況下,洞庭湖區(qū)和東部山區(qū)森林對城市群氣候起著控制作用。在夏季的下半夜,風(fēng)主要由東部海拔較高的山區(qū)冷空氣向長株潭三城市東側(cè)幅合,穿過株洲并從長沙東面吹向較暖和的洞庭湖地區(qū);在早上,東北部和東南部形成三個空氣下沉中心,冷空氣下沉;長株潭中心形成暖空氣上升中心,空氣上升,東、西部海拔較高的山區(qū)的冷風(fēng)向長株潭三城市幅合,然后向東北幅散。在下午,風(fēng)由洞庭湖區(qū)吹向西南部陸地較暖和地區(qū)。上半夜,南風(fēng)向西偏轉(zhuǎn),東部山風(fēng)下降吹向長株潭并在西部形成東南風(fēng)。在冬季下午,風(fēng)由洞庭湖吹向南部;上半夜,風(fēng)由東部吹向長株潭核心地區(qū),北風(fēng)開始向西偏轉(zhuǎn);在下半夜,東風(fēng)開始向長株潭地區(qū)幅合,一部分流向西北洞庭湖區(qū),一部分流向西南地區(qū)。早上,在長株潭形成氣流上升中心,在醴陵附近各形成一個較強的下沉中心,區(qū)域西北部的西風(fēng)、東部的東風(fēng)向長株潭核心地區(qū)幅合,流經(jīng)長株潭地區(qū)后,一部分向西南偏轉(zhuǎn),一部風(fēng)向西北方向偏轉(zhuǎn),流向洞庭湖等較暖和地區(qū)。長株潭城市熱島環(huán)流對城市群氣候有著重大影響。在夏季早上,隨著地表溫度升高,長株潭中心形成暖空氣上升中心,空氣上升,東、西部海拔較高的山區(qū)的冷風(fēng)向長株潭三城市幅合,然后向東北幅散,形成長株潭城市熱島環(huán)流,引導(dǎo)冷空氣向中心地區(qū)幅合,降低熱島強度。在冬季早上,隨著城市群核心地區(qū)地表溫度升高,在長沙西側(cè)、湘潭西側(cè)形成兩個較強的氣流上升中心,在長沙北部也形成一個較強的氣流上升中心,在醴陵附近各形成一個較強的下沉中心,區(qū)域西北部的西風(fēng)、東部的東風(fēng)向長株潭核心地區(qū)幅合,流經(jīng)長株潭地區(qū)后,一部分向西南偏轉(zhuǎn),一部風(fēng)向西北方向偏轉(zhuǎn),流向洞庭湖等較暖和地區(qū),形成城市熱島環(huán)流,對城市氣候其中重大的調(diào)節(jié)作用。城市群景觀格局對城市群氣候有著重大影響。從1993年到2020年,夏季日平均向上熱量通量累計增長5.45 w.m-2,年均升高0.21 w.m-2;2009、2020年的日平均向上熱量通量分別為44.85 w.m-2、46.01 w.m-2,上升1.15 w.m-2。冬季,2009、2020年日平均向上熱量通量分別為38.17w.m-2、38.35w.m-2,升高0.17w.m-2,年均升高0.02 w.m-2。夏季日平均地表潛熱通量累計增長7.05 w.m-2,年均升高0.26w.m-2;09、20年日平均地表潛熱通量分別為13.50w.m-2、16.64w.m-2,年均升高0.15w.m-2。冬季日平均地表潛熱通量總體呈增長趨勢;2009、2020年日平均地表潛熱通量升高0.15w.m-2。隨著城市擴大,熱島環(huán)流氣流上升中心南移,下降中心北移,冬夏季日平均風(fēng)速下降,但隨著城市群不斷擴大,下降幅度減弱,2009、2020年的日平均風(fēng)速分別為1.74m.s-1、1.70m.s-1,下降-0.04m.s-1;冬季日平均風(fēng)速累計下降-0.15m.s-1,年平均下降-0.006 m.s-1,2020年比2009年日平均風(fēng)速下降-0.05 m.s-1。日平均溫度總體呈上升趨勢,累計上升0.37k,年平均增長0.014k;09、20年的日平均溫度分別為305.64 k、305.63 k,下降-0.01k。冬季日平均地表溫度累計上升0.03k,年平均增長0.001k。2009、2020年日平均溫度分別為275.50 k、275.52 k,增長了 0.02k。夏季日平均比濕下降,冬季日平均比濕增長,夏季日平均比濕累計下降0.00105,年平均下降0.000039,2009、2020年日平均比濕分別為0.01775、0.01771,下降-0.00004。冬季日平均比濕累計上升1.52 E-05,年平均增長5.63E-07,2009、2020年日平均比濕分別為0.00099、0.00099,增長了 0.84E-05。日邊界層高度平均高度季呈增長趨勢,夏季日平均層高累計上升29.05m,年平均上升1.08m,2009、2020年日平均高度分別為764.43 m、764.48m,升高了 0.05 m。冬季日平均層高上累計上升3.33m,年平均增長0.12m,2009、2020年日平均高度分別為345.48 m、343.59m,下降1.89 m。隨著城市擴大,城市形態(tài)對城市氣候有著重大影響。城市地表向上熱量通量在夏季基本處于較高水平,維持正值時間延長,明顯高于周邊地區(qū),范圍與城市擴大邊界基本一致,冬季大部分時間處于負(fù)值狀態(tài),和周邊地區(qū)區(qū)別不明顯。2009、2020年的地表向上熱量通量達260w.m-2、270 w.m-2以上,高出周邊約10-140w.m-2,內(nèi)部地出現(xiàn)了 10-40 w.m-2的差異。地表潛熱范維持區(qū)域相對較低的狀態(tài),夏季明顯低于周邊地區(qū),但冬季不明顯。2009年、2020年夏季潛熱差值在 4 w.m-2、5-10 w.m-2 左右。2009 年、2020 年冬季潛熱差值約 10-40 w.m-2、30 w.m-2左右。夏季城市區(qū)域夜間風(fēng)速提高,白天風(fēng)速減緩,與周邊地區(qū)差別明顯;冬季市區(qū)白風(fēng)速低于周邊地區(qū),但差別不明顯。2009、2020年,城市夏季夜晚風(fēng)速分別約在3.0m.s-1、2.0m.s-1,高于周邊地區(qū);白天風(fēng)速約在1.0-1.4m.s-1、0.2-0.8 m.s-1左右,低于周邊地區(qū)。在冬季,白天風(fēng)速在1.2-2.0m.s-1左右,夜晚在0.5m.s-1左右,低于周邊地區(qū)。長株潭三城市在夜間形成區(qū)域的熱島,熱島面積隨著城市擴大而擴大,熱島邊界與城市擴大邊界基本一致,夏季熱島強度達2-4℃,冬季大1-2℃。城市冬夏季比濕低于周邊地區(qū),但夜間與周邊地區(qū)差別不明顯。在夏季,2009、2020年三城市的比濕在0.015-0.018、0.014-0.017之間,明顯低于周邊地區(qū),形成干島。在冬季,城市白天比濕略低于周邊地區(qū),但夜間與周邊地區(qū)差別不明顯。夏季邊界層層高在20時明顯高于周邊地區(qū),范圍大于城市擴大邊界并向下風(fēng)方向延伸,冬季邊界層層高與周邊地區(qū)差別不明顯。湘江和綠心地區(qū)對城市氣候調(diào)節(jié)有重要作用。綠心地區(qū)是東風(fēng)向長株潭幅合的重要通道,地表向上熱量通量、潛熱通量增長明顯,風(fēng)速降低,比濕升高,溫度下降,邊界層層高升高,對周邊地區(qū)有著重要的氣候調(diào)節(jié)作用。夏季白天,湘江溫度低于城區(qū)2-4℃,有降溫作用,冬季夜晚具有升溫作用,調(diào)節(jié)周邊城市溫度。湘江對周邊地區(qū)和下風(fēng)方向地區(qū)有明顯增濕作用,提高比濕約0.001-0.004左右。長株潭城市群土地利用規(guī)劃沒有很好解決城市熱島問題,從2009年到2020年,長株潭城市群日平均地表溫度呈上升趨勢,熱島強度達2-4℃,需進一步加強城市群綠地系統(tǒng)和區(qū)域綠色通風(fēng)通道敏感性試驗研究。綠心地區(qū)盡管具有一定的城市氣候調(diào)節(jié)功能,但具體的調(diào)節(jié)機制仍需進行進一步的綠地敏感性研究。
[Abstract]:In the afternoon , the wind is diverted from the east to the east of Changsha - Zhuzhou - Tan . In winter , the average upward heat flux increased by 5.45 w 路 m - 2 , 16.64 w 路 m - 2 and 0 . 17w 路 m - 2 respectively . In 2009 , the average annual average height of the urban area increased by 3.33m , the annual average growth was 5.63E - 07 , and the average height of the winter daily increased by 3.33m , the average height of the summer was increased by 1.08m , the average height of the winter was about 10.40 w 路 m - 2 , and the average height of the city increased by 0 . 05 m . In the summer , the average height of the urban surface was about 10 - 40 w 路 m - 2 , 2 . 0m 路 m - 2 . In the winter , the wind speed was about 1.0 - 1.4 m 路 s - 1 , 0.2 - 0.8 m 路 s - 1 , and the average height of the urban area was about 1 . 2 - 2.0m 路 s - 1 , and the night was about 0.5m . s - 1 . There is no obvious difference between the nighttime and the surrounding area . In summer , the specific humidity of the three cities in the summer , 2009 and 2020 is obviously lower than that in the surrounding area , which is obviously lower than that in the surrounding area .

【學(xué)位授予單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TU982.2;P463.3
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本文編號：1759422