长三角地区是我国城镇化程度最高的地区之一,下垫面存在典型的非均匀性特征,复杂下垫面结构甚至体现在亚公里级尺度.为了探讨城镇化背景下土地利用精细化对气象环境的影响,本文利用高分辨率土地利用数据探讨了次网格非均匀性对长三角地...长三角地区是我国城镇化程度最高的地区之一,下垫面存在典型的非均匀性特征,复杂下垫面结构甚至体现在亚公里级尺度.为了探讨城镇化背景下土地利用精细化对气象环境的影响,本文利用高分辨率土地利用数据探讨了次网格非均匀性对长三角地区气象环境模拟的影响.在基于WRF(Weather Research and Forecasting model)模式对2020和2022年夏季的数值模拟过程中,分别采用Noah_mosaic/Noah陆面方案开展是否考虑次网格非均匀性的高分辨率敏感性试验.结果表明,相比Noah方案,Noah_mosaic方案模拟结果与观测的相关性更高,误差更小,说明其能更好地反映城市群区域复杂下垫面物理过程.考虑次网格非均匀性后,城区变冷变湿,郊区变暖变干,这种变化在夜间更为显著,尤其是温度场,白天城区/郊区平均温度变化为-0.04℃/0.05℃,夜间城区/郊区平均温度变化为-0.14℃/0.53℃.非均匀性对模拟结果的影响可达到400 m高空,特别是在夜间增加了郊区大气的不稳定性.同时,夜间几乎整个陆地区域内的体感温度增加约0.27℃.此外,研究还发现当格点中建筑占比小于50%时,除了日最低温T_(min)以外,气象要素随着建筑占比的增加变化幅度较大,T_(mean)和T_(max)增率分别达到0.29℃/10%和0.55℃/10%,反之,则T_(mean)和T_(max)增率仅为0.1℃/10%和0.06℃/10%,这说明低建筑密度区域的小城镇未来发展将对气象环境产生更大的影响.展开更多
全球气候变暖问题越来越受到重视,随着人工湿地广泛应用于水处理,人工湿地温室气体排放也受到关注。采用文献计量学方法,筛选分析了Web of Science(WoS)核心数据库中人工湿地温室气体排放相关文献,聚类统计了其中216篇研究文献关键词,...全球气候变暖问题越来越受到重视,随着人工湿地广泛应用于水处理,人工湿地温室气体排放也受到关注。采用文献计量学方法,筛选分析了Web of Science(WoS)核心数据库中人工湿地温室气体排放相关文献,聚类统计了其中216篇研究文献关键词,总结了主要研究方向及进展。结果表明:1)人工湿地温室气体排放研究相关文献数量于2003年开始逐年增加,文献被引频次同样逐年上升;主要研究热点关键词聚类为四大研究方向,即基质和曝气对温室气体排放的影响、植物对温室气体排放的影响、一氧化二氮(N2O)产生及去除路径、甲烷(CH4)产生及去除路径。2)人工湿地基质种类及配置均会影响人工湿地温室气体排放;而曝气可改变人工湿地内部氧化还原条件导致温室气体排放发生变化;植物能够减少人工湿地温室气体排放总量,且不同植物因通气组织及生物量的差异引起人工湿地温室气体排放差异。3)人工湿地N2O产生于硝化/反硝化、厌氧氨氧化、硝酸盐异化还原成铵等多条路径,但N2O去除路径仅有反硝化;人工湿地CH4产生于有机物厌氧氧化过程,其去除则包括好氧氧化和厌氧氧化2条路径。基于上述综述,提出人工湿地工艺/运行方式优选、内部配置优化、外部条件强化等方面的优化模式,并提出未来需深入研究人工湿地内部N2O及CH4转化机制,优化调控人工湿地温室气体排放,以实现人工湿地减污降碳。展开更多
选取中国东部长江三角洲城市群区域作为研究对象,采用中国区域最新的土地覆盖资料ChinaLC,利用中尺度气象模式WRF(Weather Research and Forecasting Model)对国际耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)中CESM(Community Earth System Model...选取中国东部长江三角洲城市群区域作为研究对象,采用中国区域最新的土地覆盖资料ChinaLC,利用中尺度气象模式WRF(Weather Research and Forecasting Model)对国际耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)中CESM(Community Earth System Model)气候模式提供的RCP4.5(Representative Concentration Pathway 4.5)情景预估结果进行动力降尺度,以此模拟研究了未来增温1.5℃/2.0℃时的区域气候变化情况。结果表明:CESM数据作为侧边界资料驱动WRF模式得到的降尺度模拟结果,与历史时期(1996—2005年)的气温观测数据相比,在空间分布上有较高的吻合度,该降尺度方案可以为未来区域气温变化的预估提供较为可靠的数据;长三角地区在到达全球增温1.5℃(2025—2034年)/2.0℃(2042—2051年)时,区域平均气温与历史同期相比分别升高了0.8℃和1.47℃;空间分布上,增温最明显的区域主要集中在城市及其周边镶嵌体区域;随着全球增暖,区域平均高温热浪频次在增温1.5℃/2.0℃时期较历史同期分别增加了47%和100%,热浪强度分别增加了71%和129%;进一步通过对人体舒适度分析发现,与2.0℃升温阈值相比,控制增暖在1.5℃以内,极不舒适覆盖区域影响的人口数预计可减少5602.9万人。展开更多
利用WRF(Weather Research and Forecasting)模式耦合单层城市冠层模式,研究了南京地区一次高温热浪过程(2013年8月5—10日)中气溶胶的辐射效应、城市扩张对边界层的影响和它们间的相互作用。结果显示,由于气溶胶的直接辐射效应,在白天...利用WRF(Weather Research and Forecasting)模式耦合单层城市冠层模式,研究了南京地区一次高温热浪过程(2013年8月5—10日)中气溶胶的辐射效应、城市扩张对边界层的影响和它们间的相互作用。结果显示,由于气溶胶的直接辐射效应,在白天,南京近地面温度平均降低约0.11℃,净辐射平均降低约12 W/m^2;城市扩张使近地面温度增加约1.7℃,在本次试验过程中,城市扩张的增暖效应明显强于气溶胶冷却效应。另外,由于城市扩张后产生了较强的增暖作用,加强了周围气流的辐合运动,城市区域风速平均增加约0.8 m/s。白天潜热通量的减少与感热通量的增加导致城市边界层内温度升高,并且城市增暖引起的上升运动将气溶胶抬升至更高层,使边界层更不稳定,气溶胶与城市边界层稳定性之间可能存在正反馈。展开更多
文摘长三角地区是我国城镇化程度最高的地区之一,下垫面存在典型的非均匀性特征,复杂下垫面结构甚至体现在亚公里级尺度.为了探讨城镇化背景下土地利用精细化对气象环境的影响,本文利用高分辨率土地利用数据探讨了次网格非均匀性对长三角地区气象环境模拟的影响.在基于WRF(Weather Research and Forecasting model)模式对2020和2022年夏季的数值模拟过程中,分别采用Noah_mosaic/Noah陆面方案开展是否考虑次网格非均匀性的高分辨率敏感性试验.结果表明,相比Noah方案,Noah_mosaic方案模拟结果与观测的相关性更高,误差更小,说明其能更好地反映城市群区域复杂下垫面物理过程.考虑次网格非均匀性后,城区变冷变湿,郊区变暖变干,这种变化在夜间更为显著,尤其是温度场,白天城区/郊区平均温度变化为-0.04℃/0.05℃,夜间城区/郊区平均温度变化为-0.14℃/0.53℃.非均匀性对模拟结果的影响可达到400 m高空,特别是在夜间增加了郊区大气的不稳定性.同时,夜间几乎整个陆地区域内的体感温度增加约0.27℃.此外,研究还发现当格点中建筑占比小于50%时,除了日最低温T_(min)以外,气象要素随着建筑占比的增加变化幅度较大,T_(mean)和T_(max)增率分别达到0.29℃/10%和0.55℃/10%,反之,则T_(mean)和T_(max)增率仅为0.1℃/10%和0.06℃/10%,这说明低建筑密度区域的小城镇未来发展将对气象环境产生更大的影响.
文摘全球气候变暖问题越来越受到重视,随着人工湿地广泛应用于水处理,人工湿地温室气体排放也受到关注。采用文献计量学方法,筛选分析了Web of Science(WoS)核心数据库中人工湿地温室气体排放相关文献,聚类统计了其中216篇研究文献关键词,总结了主要研究方向及进展。结果表明:1)人工湿地温室气体排放研究相关文献数量于2003年开始逐年增加,文献被引频次同样逐年上升;主要研究热点关键词聚类为四大研究方向,即基质和曝气对温室气体排放的影响、植物对温室气体排放的影响、一氧化二氮(N2O)产生及去除路径、甲烷(CH4)产生及去除路径。2)人工湿地基质种类及配置均会影响人工湿地温室气体排放;而曝气可改变人工湿地内部氧化还原条件导致温室气体排放发生变化;植物能够减少人工湿地温室气体排放总量,且不同植物因通气组织及生物量的差异引起人工湿地温室气体排放差异。3)人工湿地N2O产生于硝化/反硝化、厌氧氨氧化、硝酸盐异化还原成铵等多条路径,但N2O去除路径仅有反硝化;人工湿地CH4产生于有机物厌氧氧化过程,其去除则包括好氧氧化和厌氧氧化2条路径。基于上述综述,提出人工湿地工艺/运行方式优选、内部配置优化、外部条件强化等方面的优化模式,并提出未来需深入研究人工湿地内部N2O及CH4转化机制,优化调控人工湿地温室气体排放,以实现人工湿地减污降碳。
文摘选取中国东部长江三角洲城市群区域作为研究对象,采用中国区域最新的土地覆盖资料ChinaLC,利用中尺度气象模式WRF(Weather Research and Forecasting Model)对国际耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)中CESM(Community Earth System Model)气候模式提供的RCP4.5(Representative Concentration Pathway 4.5)情景预估结果进行动力降尺度,以此模拟研究了未来增温1.5℃/2.0℃时的区域气候变化情况。结果表明:CESM数据作为侧边界资料驱动WRF模式得到的降尺度模拟结果,与历史时期(1996—2005年)的气温观测数据相比,在空间分布上有较高的吻合度,该降尺度方案可以为未来区域气温变化的预估提供较为可靠的数据;长三角地区在到达全球增温1.5℃(2025—2034年)/2.0℃(2042—2051年)时,区域平均气温与历史同期相比分别升高了0.8℃和1.47℃;空间分布上,增温最明显的区域主要集中在城市及其周边镶嵌体区域;随着全球增暖,区域平均高温热浪频次在增温1.5℃/2.0℃时期较历史同期分别增加了47%和100%,热浪强度分别增加了71%和129%;进一步通过对人体舒适度分析发现,与2.0℃升温阈值相比,控制增暖在1.5℃以内,极不舒适覆盖区域影响的人口数预计可减少5602.9万人。
文摘利用WRF(Weather Research and Forecasting)模式耦合单层城市冠层模式,研究了南京地区一次高温热浪过程(2013年8月5—10日)中气溶胶的辐射效应、城市扩张对边界层的影响和它们间的相互作用。结果显示,由于气溶胶的直接辐射效应,在白天,南京近地面温度平均降低约0.11℃,净辐射平均降低约12 W/m^2;城市扩张使近地面温度增加约1.7℃,在本次试验过程中,城市扩张的增暖效应明显强于气溶胶冷却效应。另外,由于城市扩张后产生了较强的增暖作用,加强了周围气流的辐合运动,城市区域风速平均增加约0.8 m/s。白天潜热通量的减少与感热通量的增加导致城市边界层内温度升高,并且城市增暖引起的上升运动将气溶胶抬升至更高层,使边界层更不稳定,气溶胶与城市边界层稳定性之间可能存在正反馈。
