中国中东部地区不同气候背景下城市乡村气温差异研究

摘要

本文利用中国中东部424个气象台站常规观测资料与再分析气象资料，研究了1981-2014年中国中东部地区（京津冀、黄淮和长三角）不同气候背景下城市和乡村的气温差异（△T城乡）。研究发现，中国中东部△T城乡昼夜基本皆为正，北部的京津冀和南部的长三角地区△T城乡存在显著昼夜差异:白天，长三角地区△T城乡大于京津冀地区:在夏季最显著;夜间则反之，京津冀地区△T城乡大于长三角地区，在冬季最显著;黄淮地区昼夜△T城乡特征介于前两个区域之间。同时，北部以京津冀为主地区夜间城、乡温差大于白天，而南部以长三角为主地区白天城、乡温差大于夜间，中部黄淮地区城、乡温差夜间略大于白天。分析发现，城市规模不是造成研究区△T城乡差异的主要原因，而城市化带来的城、乡地气温差之间则有着显著的正相关关系，夜间北部京津冀地区响应最强烈。结合大气热源（汇）Q1和水汽汇Q2等要素进一步分析其物理机制发现，大气热源（汇）Q1是表征城、乡气温差异的较好的物理指标，研究结果表明: (1)白天，南方乡村和城市比北方乡村和城市Q1皆较大，南北方城市下垫面类型类似（Q2基本相同），而南方乡村地表蒸散发强烈、地表大气升温较慢，使得南方地区△T城乡大于北方地区△T城乡，且在夏季最显著;(2)夜间，北方乡村地Q1负值绝对值高于南方乡村、也高于北方城市，即北方乡村感热降温显著强于南方乡村和北方城市，而南北方城市Q1值基本相同，使得北方地区△T城乡大于南方地区△T城乡。而四季中，冬季夜间北方城市感热降温显著弱于北方乡村和南方城市，使得夜间北方地区△T城乡大于南方地区△T城乡在冬季最显著;(3)北方主要受感热影响，白天城、乡感热吸热量差值小于夜间城、乡感热放热量差值，使得北方夜间城、乡温差大于白天;南方受降水潜热影响更大，城市、乡村Q1(Q2)差值的昼夜差异不大，南方乡村白天地表蒸散发热量大，使得南方白天城、乡温差大于夜间。 本研究结果表明，高温湿润地区白天城、乡温差更大，而低温干燥地区夜问城、乡温差更大。

目录

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摘要

第一章绪论

1．1研究背景及意义

1．2国内外研究进展

1．3城市热岛效应的影响因子

1．4研究内容和目的

第二章研究区概况、数据与方法

2．1研究区概况

2．1．1地理位置

2．1．2气候特征

2．2研究数据

2．3研究方法

2．3．1城、乡气温差ΔT城乡计算

2．3．2常规气象观测数据

2．3．3人气热源(汇)Q1、水汽汇Q2

2．4本章小结

第三章中国中东部城市热岛变化特征

3．1南北城市热岛差异

3．1．1四季特征

3．1．2年特征

3．1．3年代际特征

3．2昼夜城市热岛差异

3．2．1北方昼夜城市热岛差异

3．2．2南方昼夜城市热岛差异

第四章多个因子对城市热岛的影响分析

4．1城市规模对城市热岛的影响

4．2城、乡地温差对城市热岛的影响

4．2．1城、乡地温差特征

4．2．2影响机制

4．3土壤含水量、比湿、降水对城市热岛的影响

4．3．1土壤含水量、比湿、降水特征

4．3．2影响机制

4．4．1 Q1、Q2年变化特征

4．4．2 Q1、Q2四季变化特征

4．4．3影响机制

4．5本章小结

第五章结论与展望

5．1结论

5．2创新点

5．3展望

参考文献

作者简介

致谢