城市生态学城市气候特征.pptxVIP

第三章 城市气候特征 ;气候是生物生存所不可缺少的生态因子之一。 城市气候是在区域气候的背景下，经城市化后，在人类活动的影响下形成的一种局地气候。 城市气候对城市居民的生存与发展有着各种直接或间接的影响。是城市生态环境的重要组成部分。 因城市建设与发展，下垫面、空气成分发生变化，增加了人为热与人为水汽，使城市内部许多气候要素发生变化，与周围郊区产生了差别，表现出明显的城市气候特征。;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。;第1节??城市的热量;大气层厚度与太阳高度角的关系m=1/sin(h) ;城郊太阳辐射差异;（二）???光　质;（三）???日照;西安(北纬34?)街道可照时间(h);二、?城市热量;净辐射公式：;城市因建筑物密度大且高低不一，相互间往往经过多次反复反射和吸收，一般情况下，城市的地面???射率小于郊区。(反射率小意味着吸收率高) 但在中、高纬度地区，冬季积雪和植物枯黄等原因，城、郊的反射率可能有较大变化。 在有效辐射方面，因城市的温度偏高，地面长波辐射量较大，但因城市上空微尘较多，大气逆辐射又比郊区多，故二者相抵，城市的有效辐射与郊区差别甚微。 综上所述，城市的总辐射比郊区少，但反射率较低，而城郊之间的有效辐射相差不大，故城市与郊区的净辐射一般无显著差别。 Qm=Q（1-α）-E* ;（二）?? 人为热;城市名称;人为热的大量输入: 工业生产、家庭炉灶、空调制冷、机动车排放、冬季取暖等\ 下垫面导热率高出乡村3倍, 热容量较乡村大1/3倍, 因而贮热量大 热收入远高于乡村 ;（三） 城市热量平衡;城乡热量平衡式： 乡：Qr=H+LE+G+A+P 城：Qu+QF=QH+QE+QG+QA+QP 式中 Qr、Qu:净辐射， QF：人为热， H、QH：下垫面与空气间的湍流显热交换， LE、QE：下垫面与空气潜热交换， G、QG：下垫面贮热量， A、QA：热平流量。 P、QP：植物光合作用富集能量;城市热量平衡特点;植物光合作用富集的能量： 一般乡村农田每年生产干物质2kg/m2,转化每克干物质需要消耗太阳能17.22kj/m2,则乡村转化光能的潜力为34440kj/m2.;（四）城市热岛;冬季傍晚上海市区比郊外要高2~5?C; 巴黎城中心年均温比郊区高1.7?C;城市发展过程中气温的前后对比;日本东京1916~1965年年平均气温的变化;城市热岛强度的变化 周期性变化 : 日变化: 夜晚强, 白昼午间弱 年变化: 冬秋两季比夏春两季表现更明显, 可能归因于冬季城市取暖耗能较多, 释放大量人为热量 周变化: 明显受工休日周期影响, 周末弱, 周内强 ;蒙特利尔夏季热岛强度的日变化 (无云无风天气);维也纳城市和郊区气温差值的日变化;美国两座城市冬季热岛强度?Tu-r(℃)的周变化;非周期性变化 1）临界风速：风速大则热岛效应小，超过临界风速时则消失 2）云量：强热岛大多出现在无云的天气状态下;北京地区热岛消失的临界风速;城市热岛强度的地区差异 城市热岛强度与城市的布局形状、城市地形等有密切关系。 团块状紧凑布局，城中心增温效应强。 条形分散结构，城中心增温效应弱。 盆地或凹地，由于风速小，热岛效应特别强，这里不仅抵消了冷空气的下沉作用，反而成为最暖的热岛中心 城市规模（面积、人口及其密度等）对热岛强度亦有影响;城市规模与城乡气温(夜晚)差别的关系;上海市区公园同其附近街道的气温平均差值(℃);国内城市规模与热岛强度的关系;热岛效应对城市气候与环境的影响;对策：根据城市热量平衡式： Qu+QF=QH+QE+QG+QA+QP 一是减少人为热：控制城市人口，减少矿物燃料的消耗，提高利用率，开发新能源。 二是削减城市净辐射量：增大反射率（如浅色装修），减少净辐射；合理规划城市建筑物的高度和密度及道路网的方位，扩大天穹视角，增大地面长波射出辐射；削减大气污染，减少大气逆辐射。 三是增加绿化，提高城市绿地覆盖率；保持或增加水域面积等。; 第2节 城市的水 ;城市化对水系的影响： 地面水系人工化：如北京、天津两市，修建各类水库140多座，上百座水闸，开挖了一系列人工渠道，改变了水系的结构与功能，具有了泄洪、排污、输水等专门功能；城市湿地公园建设对水系的改造等等。 地下建成排水系统：其目的是尽快把城市的雨洪排走，保护城市设施免遭洪涝灾害。;城市河流的生态环境功能;一、城市与降水 一个地区的降水主要受大气环流、地理环境等诸多因素的影响，且年降水量变幅也较大。但很多城市报导降水量比郊区多，存在城市“雨岛”现象。一般比郊区多5%~15%。;北京城郊平均年降水量差值与城市因子变化趋势比较