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天津地区城市热岛效应研究

作　者: 黄利萍
导　师: 苗峻峰
学　校: 南京信息工程大学
专　业: 气象学
关键词: 天津城市热岛效应时空特征
分类号: X16
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 272次
引　用: 1次
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内容摘要

本文应用2008年天津市14个自动气象站的逐小时观测资料、NCEP/NCAR 1°×1°逐日再分析资料、北京站探空资料和地面常规气象观测资料,对天津市热岛效应的时空特征进行了分析,同时研究了不同天气条件下天津市热岛效应的变化特征,并着重分析了云量、云高、风向、风速和相对湿度因子与天津市热岛强度的相关性,最后根据环流形势、天空状况、风力等级和天津市区站与11个周边站的温差,对天气类型和热岛类型进行了分类统计。主要结论如下：(1)2008年天津市热岛强度的日变化和季节变化特征显著,并且天津市热岛强度与城郊站的选择方法有密切关系。2008年和四季的天津市热岛强度的日变化趋势基本一致,在午夜和日出前分别有一个峰值,白天午后有一个谷值,秋、冬季热岛的日变化明显大于春、夏季,热岛强度冬季最强,秋季次之,夏季最弱。2008年天津市区站分别与11个周边站温差的日变化特征为：日最大温差总体为由西北内陆站向东南沿海站减小,白天沿海站达到弱热岛标准,近郊站为无热岛和弱热岛,远郊站为弱热岛,夜间沿海站为无热岛和弱热岛,内陆近郊站和远郊站均为弱热岛和强热岛。天津市区站分别与11个周边站的温差值,秋季各站差异最大、冬季次之、夏季最小；天津市区站与沿海站和内陆站的温差季节变化相反,分别为“春夏强,冬秋弱”、“秋冬强,春夏弱”。(2)本文分析了云、空气湿度、风、降水等气象要素与天津市热岛强度的相关性,以及近地面辐射逆温强度、海陆风环流、锋面过境对天津城市热岛效应的影响。在整个对流层相对湿度很小,有弱的西北风的晴朗夜晚常出现强热岛；春、夏季海陆风和锋面过境常使得天津市热岛强度大幅下降,冷空气分别从东南和西北方向向城区输送,从而削弱了城市热岛效应,在冷锋过境后的第三天到第四天的夜间,天津市平均热岛强度通常将达到-个峰值,并且天津市热岛强度与海风向内陆传播的距离有密切关系；对天津市热岛强度与天津站的云量、云高、风向、风速和相对湿度的多元线性回归分析表明：风速是影响天津市热岛效应的最显著的气象因子,但总体而言气象要素对天津城市热岛效应的影响相对较小。(3)最后通过统计分析,得到了2008年天津市区站与11个周边站的温差类型不同时,天津站最常出现的天气类型,以及不同天气类型下,天津市区站与11个周边站温差出现频率最多的类型。

全文目录

中文摘要  7-8
ABSTRACT  8-10
第一章绪论  10-22
  1.1 热岛效应的内涵  10
  1.2 国内外热岛效应的研究进展  10-17
    1.2.1 热岛效应的主要研究方法  10-11
    1.2.2 热岛效应的主要研究进展  11-17
      1.2.2.1 利用气象观测数据研究城市热岛效应  11-13
      1.2.2.2 利用遥感影像研究城市热岛效应  13-17
      1.2.2.3 利用模型模拟研究城市热岛效应  17
  1.3 城市热岛效应的影响因子  17-19
    1.3.1 城市下垫面性质对热岛效应的影响  18
    1.3.2 人为热对热岛效应的影响  18
    1.3.3 城市大气污染对热岛效应的影响  18
    1.3.4 天气条件对热岛效应的影响  18-19
  1.4 本文的主要内容和研究意义  19-21
    1.4.1 天津市的热岛效应  19-20
      1.4.1.1 研究区域概况  19-20
      1.4.1.2 天津市热岛效应的特征  20
    1.4.2 本课题的主要内容和研究意义  20-21
  1.5 本课题的研究特色  21-22
第二章数据来源、研究方法和数据处理  22-26
  2.1 数据来源和站点分布  22-23
    2.1.1 数据来源  22
    2.1.2 站点分布  22-23
  2.2 研究方法  23-25
    2.2.1 热岛强度的计算  23-24
    2.2.2 热岛强度的分类  24
    2.2.3 热岛类型出现频数和频率  24
    2.2.4 统计学分析方法  24-25
      2.2.4.1 经验正交函数(EOF)分析法  25
      2.2.4.2 多元线性回归分析法  25
  2.3 数据处理  25-26
第三章天津市热岛效应的时空特征分析  26-36
  3.1 天津地区气温的时空分布特征  26-27
    3.1.1 EOF分析的误差检验  26
    3.1.2 EOF分析的结果讨论  26-27
  3.2 天津市热岛的时空分布概况  27-28
  3.3 天津市热岛效应的时间变化特征  28-33
    3.3.1 天津市热岛效应的日变化特征  28-30
    3.3.2 天津市热岛效应的月变化特征  30-31
    3.3.3 天津市热岛效应的年、季特征  31-33
  3.4 本章小结  33-36
第四章天气条件对天津市热岛效应的影响  36-56
  4.1 天气条件与城市热岛的关系  36-50
    4.1.1 天空状况对城市热岛的影响  36-37
    4.1.2 空气湿度对城市热岛的影响  37
    4.1.3 风场对城市热岛的影响  37-38
    4.1.4 降水对城市热岛的影响  38-40
    4.1.5 逆温强度对城市热岛的影响  40-41
    4.1.6 海陆风对城市热岛的影响  41-45
      4.1.6.1 海陆风日的挑选方法  41-42
      4.1.6.2 海陆风对城市热岛日变化特征的影响  42-45
    4.1.7 冷锋过境对城市热岛的影响  45-46
    4.1.8 气象要素对天津市热岛效应的影响  46-50
      4.1.8.1 气象要素与天津市热岛强度的频数分布  46-48
      4.1.8.2 气象要素与天津市热岛强度的相关性  48-50
  4.2 天津市热岛效应的个例分析  50-53
    4.2.1 典型的强热岛  50
    4.2.2 城市热岛对气象要素的响应  50-51
    4.2.3 海陆风日的城市热岛  51-52
    4.2.4 冷锋过境期间的城市热岛  52-53
  4.3 本章小结  53-56
第五章天津市的天气类型与热岛类型的分类  56-62
  5.1 天津市热岛强度与云量  56
    5.1.1 按天空状况对热岛类型分类  56
    5.1.2 按热岛类型对天空状况分类  56
  5.2 天津市热岛强度与风速  56-57
    5.2.1 按风力等级对热岛类型分类  57
    5.2.2 按热岛强度对风力等级分类  57
  5.3 天津市热岛强度与环流形势  57-58
    5.3.1 按环流形势对热岛类型分类  58
    5.3.2 按热岛类型对环流形势分类  58
  5.4 天津市热岛效应类型与天气类型  58-60
    5.4.1 按热岛强度对天气类型分类  58-59
    5.4.2 按天气类型对热岛类型分类  59-60
  5.5 本章小结  60-62
第六章全文总结与展望  62-66
  6.1 结论  62-63
  6.2 展望  63-66
致谢  66-68
参考文献  68-74
个人简介  74-76
附录:论文图表  76-102

天津地区城市热岛效应研究

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