《城市气候学》讲义

城市生态学

城市生态学

3城市气候学 影响城市气候的因素 城市的辐射和日照 城市的热量平衡与城市热岛效应 城市的风及局部环流 城市的降水及水分平衡 城市的大气污染及与城市气候的关系 城市气候与城市规划和城市建设

3 城市气候学 影响城市气候的因素 城市的辐射和日照 城市的热量平衡与城市热岛效应 城市的风及局部环流 城市的降水及水分平衡 城市的大气污染及与城市气候的关系 城市气候与城市规划和城市建设

3城市气候学 31影响城市气候的因素 城市除了受当地纬度、大气环流、海陆位 置、地形等区域气候因素的作用外,还受 人类(生产与生活活动中放出热量及水汽 的影响,因而形成有别于近郊区和乡村的 局地气候。通常我们称之为城市气候 城市气候所涉及的范围主要包括三个部分: 即城市覆盖层、城市边界层和市尾烟气层

3 城市气候学 3.1 影响城市气候的因素 城市除了受当地纬度、大气环流、海陆位 置、地形等区域气候因素的作用外, 还受 人类(生产与生活)活动中放出热量及水汽 的影响, 因而形成有别于近郊区和乡村的 局地气候。通常我们称之为城市气候 城市气候所涉及的范围主要包括三个部分: 即城市覆盖层、城市边界层和市尾烟气层

市尾烟气层 城市边界层 城市覆盖层 农村边界层 城市气候所波及的范围

城市气候所波及的范围

对流云发展 城市边界层 城市覆盖层 城市尾羽层 dnd乡村边界层 远郊 近郊 城市区 近郊 远郊 城市气候所波及的范围

城市气候所波及的范围

3城市气候学 ●在城市高强度的经济活动中,要消耗大量能源。 据统计一个百万人口的城市,每天要消耗煤 3000t,石油2800t,天然气2700t,同时排放出 粉尘约150t,二氧化硫150,一氧化碳450t, 氧化氮100t。当这些粉尘和有害气体进入空气 后,会改变大气的组成成分,影响城市空气的透 明度和辐射热能收支,减弱能见度,为云雾提供 丰富的凝结核,从多方面影响气候。如果污染 物超过大气的自净能力,还会造成城市大气污 染

3 城市气候学 在城市高强度的经济活动中, 要消耗大量能源。 据统计一个百万人口的城市, 每天要消耗煤 3000t, 石油2800t, 天然气2700t, 同时排放出 粉尘约150t, 二氧化硫150t, 一氧化碳450t, 一 氧化氮100t。当这些粉尘和有害气体进入空气 后, 会改变大气的组成成分, 影响城市空气的透 明度和辐射热能收支, 减弱能见度, 为云雾提供 丰富的凝结核, 从多方面影响气候。如果污染 物超过大气的自净能力, 还会造成城市大气污 染

3城市气候学 ●由于城市居民的生活和生产活动,如家庭炉灶 取暖、工厂生产、公共交通、人、畜的新陈代 谢和其他各种能源燃烧所排放的热量,使城市 比郊区增加了许多额外的热量收入。这种人为 的热量在某些中高纬度城市可以接近或超过太 阳辐射热量。如在德国的汉堡每天从煤燃烧所 生的热量为167J/cm2,而冬季地面从太阳直 接辐射和天空辐射一天中所得到的热量为 175J/cm2。在莫斯科,人为热竟超过太阳辐射 热的3倍,对城市增温的影响十分显著

3 城市气候学 由于城市居民的生活和生产活动, 如家庭炉灶、 取暖、工厂生产、公共交通、人、畜的新陈代 谢和其他各种能源燃烧所排放的热量, 使城市 比郊区增加了许多额外的热量收入。这种人为 的热量在某些中高纬度城市可以接近或超过太 阳辐射热量。如在德国的汉堡每天从煤燃烧所 产生的热量为167Jcm2 , 而冬季地面从太阳直 接辐射和天空辐射一天中所得到的热量为 175Jcm2 。在莫斯科, 人为热竟超过太阳辐射 热的3倍, 对城市增温的影响十分显著

3城市气候学 此外由于城市供水、排水的方式和农村不同, 在燃烧和某些工业生产过程中还产生一定量的 “人为水汽”进入大气,致使城市中的水分平 衡与农村有明显差异

3 城市气候学 此外由于城市供水、排水的方式和农村不同, 在燃烧和某些工业生产过程中还产生一定量的 “人为水汽”进入大气, 致使城市中的水分平 衡与农村有明显差异

3城市气候学 32城市的辐射与日照 ●城市太阳总辐射较乡村少 污染物浓度大→直接辐射少→散射辐射多→总 辐射少 ●城市下垫面反射率小 冬季更是如此.反射率小意味着吸收率高 总体说,城市地面吸收的太阳辐射与乡 村差别不大

3 城市气候学 3.2 城市的辐射与日照 ⚫ 城市太阳总辐射较乡村少 污染物浓度大→直接辐射少→散射辐射多→总 辐射少 ⚫ 城市下垫面反射率小 冬季更是如此.反射率小意味着吸收率高 总体说,城市地面吸收的太阳辐射与乡 村差别不大

3城市气候学 城市日照总时数和日照百分率小于乡村 大气污染物多云雾多,透明度小; 2热岛效应所引起的对流云经常出现 ●城市内部日照地区差异明显 此为建筑物遮阴所致,主要取决于街道走向, 及建筑群高度与街道宽度之比:HD 北墙冬半年完全荫蔽,夏半年一天两次日照, 但时间不长;南墙每天一次,但随太阳赤纬 增加而减少

3 城市气候学 ⚫ 城市日照总时数和日照百分率小于乡村 1 大气污染物多,云雾多, 透明度小; 2 热岛效应所引起的对流云经常出现 ⚫ 城市内部日照地区差异明显 此为建筑物遮阴所致, 主要取决于街道走向, 及建筑群高度与街道宽度之比: H/D 北墙冬半年完全荫蔽, 夏半年一天两次日照, 但时间不长; 南墙每天一次, 但随太阳赤纬 增加而减少