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《第28届中国气象学会年会——S7城市气象精细预报与服务》 2011年
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南京夏季城市热岛时空分布观测研究

刘寿东  姜润  王成刚  王咏薇  
【摘要】:为了研究南京夏季特有的城市热岛特征,南京信息工程大学城市气象学团队联合南京市气象局于2010年7月25日至8月5日组织了外场观测试验,选取有代表性的城区、郊区、居民区测站,获取了最新的地面至高空多层次气象要素信息,利用其中的地面资料与探空资料,初步分析了南京夏季典型天气条件下城市热岛的时空分布特征,结果表明:(1)城市下垫面储热量大,夏季高温持续时间长,热岛强度夜高昼低,夜间平均热岛强度1.63℃呈中等热岛,日间平均热岛强度0.98℃呈弱热岛,南京夏季典型主导风向东南向高压晴天时,日平均热岛强度达1℃以上。(2)夜间热岛稳定且主要与城市地表热力性质相关,可以认为是研究热岛的最佳时间。夜间形成由城区中心向外扩散的封闭热岛,市区温度大于居民区大于郊区,强热岛中心出现在主城区,热岛分布会随着城市的发展进一步扩展,热岛分布与天气背景环流形势相关。(3)不同与郊区的夜间稳定大气层结,城市夜间的中性大气垂直稳定度易于形成充分混合层,而白天混合层的发展速度和高度也是城市大于郊区。城市的强对流混合加剧了边界层的发展,南京边界层高度从夜间的300m至白天1300m以上,有随着城市发展而抬升的趋势。(4)白天城、郊的低层风场均受到城市覆盖层的影响,夜间的大风急流出现在逆温层顶部,急流高度市区稍大于郊区和居民区,急流风速郊区大于市区,风向自郊区至城区会有一个转变的过程,南京城市使得风向改变约10~20°,在下风向一定距离后再恢复至原风向。(5)热岛混合的热气团对区域温度有垂直方向的影响,城市中心高空升温快且热量向上传输距离高、午后随时间的降温比午前的升温缓慢、高值温度夜间持续时间长,居民区地面热量向高空传递会有一个小时左右的滞后时间,影响高度较热岛中心地带略低,而郊区高层温度受地面影响较小,形成UBL热岛,热岛强度随高度而递减。随着城市规模的不断扩大,科学合理的选取代表性观测站、将试验数据糅合模式设计进行数值模拟,是未来精细化研究城市热岛的方向。

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