天津城市热岛强度的精细化时空分布特征研究

以天津市为例,利用2009—2017年自动气象观测站逐时气温资料,应用相对客观的遥感选站方法,选取市区周围有代表性的4个乡村参考气象站,分析了天津市城市内部热岛强度(UHII)的精细化时空变化特征,并评估了城市热岛效应对最高、最低和平均气温的影响。结果表明,(1)9年来,天津市中心六区为UHII最强区域,并由强热岛区向四周辐射,市中心的绿地和水体对UHII的增强具有一定的缓解作用;UHII冬季最强,市区达到2.0℃以上,秋季次之,夏季和春季较弱,且具有秋、冬季向东部扩展的季节变化特征。(2)年和四季平均UHII日变化较为相似,均表现为夜间强,白天弱,且具有相对稳定的高值、低值和两个快速变化时段。22:00(北京时间,下同)到次日06:00为相对稳定的高值时段,11:00—16:00左右为相对稳定的低值时段,而16:00—22:00为快速上升时段、06:00—11:00为快速下降时段。(3)城市热岛效应对日最低气温的影响大于对日最高气温的影响,城乡最低气温差值可达2℃以上,平均气温差值在1.0℃以上,而最高气温几乎没有差异。文章还表明,目前天津市自动气象站网能够满足对城市气候的精细变化特征分析研究的需求,对于连续监测本地气候变化具有重要作用。该文章不仅能为减缓城市热岛效应的政策制定提供理论依据,也能为开展城市规划低碳化工作提供科学参考。

天津市单次极端低温过程中城市热岛对建筑负荷的影响

基于自动气象站实测资料,通过模拟天津市办公建筑逐时供暖负荷,重点分析了极端低温过程中城市热岛对建筑小时供暖负荷的影响,以期为精细化供暖调控和节能设计提供参考。结果表明:2009—2017年城市和乡村办公建筑供暖负荷均呈减少趋势,城市供暖负荷较乡村平均每年减少7.46%。城市热岛强度(Urban heat island intensity,UHII)每上升1℃,城市办公建筑年供暖负荷较乡村减少2.19 kWh/m^2,即热岛强度的增加使城市办公建筑供暖需求有所减少,有利于城市建筑的供暖节能。以2016年1月21~25日典型极端低温过程为例,研究发现,低温过程中城乡小时供暖负荷明显增加,较低温前和低温后增加约10%~20%。受大尺度天气过程影响,低温过程中城乡气温差异变小,UHII减弱。低温前和低温后城市供暖负荷较乡村减少约6%~8%,而低温过程中城市较乡村仅减少约3%;另外,在低温过程中,北京时间07:00~19:00的高负荷时段城乡供暖负荷差异不明显,这些结果表明低温过程中城市热岛对办公建筑供暖负荷的影响不大。

乡镇自动气象站等值线要素图绘制技术

介绍了利用Delphi工具结合Surfer接口实现乡镇自动气象站等值线图绘制的路线,阐述了应用程序开发的设计思路及技术方法,并结合输出实例描述了关键性技术。

农村区域自动气象站防雷措施探讨

农村区域自动气象站网已成为我国观测站网的重要组成部分,自动气象站设备的防雷工作也日益受到重视。通过对江西省吉安市吉州、青原两区所有区域站及部分县局区域站的防雷环境勘测,选取部分典型环境的区域自动站进行防雷措施的深入探讨及分析,以减少农村区域气象站雷击灾害,既避免了经济损失,又保证了观测数据的可用性。

调优站网布局融合乡村振兴提升气象服务精细的思考

为减少门头沟区地形复杂、局地性强对流天气多发给当地人民群众生命财产安全造成的极大威胁,分析了门头沟区区域自动气象站调优前后不同地形的降水分布,结合实例分析调优后站网在乡村振兴和精细化气象服务中的实效,并提出相关建议。结果表明:2018—2019年新增气象站26个,平均距离约7 km;2006—2017年汛期平均降水量低海拔地区多于中、高海拔地区;站网调优后,2018年汛期降水量中、高海拔地区多于低海拔地区;部分气象站在实际强降雨过程中发挥实效;还可从加强现有气象站网管理、加密建设气象站网、加强多种气象方式融合应用、完善气象监测体系机制4个方面高效发挥站网监测精密能力,有利于基层气象部门将精细化气象服务融入当地乡村振兴战略之中,在全国气象部门中起到良好的示范作用。

农村自动气象站雷电防护设计探析

分析了农村自动气象站的雷电形成、入侵途径及危害强度,探讨了防雷技术在自动气象站中的应用,并对自动气象站现有的防雷措施提出了改进意见。

辽宁省城市热岛强度特征及等级划分

根据气象站资料累积时间、资料连续性、站点位置、城郊站间距离、站点数量、迁站情况,对辽宁省61个气象站进行筛选,并利用选出的城郊代表站的月和年气温数据,分析了辽宁省热岛强度的变化范围及幅度,确定了热岛强度等级.结果表明:辽宁省铁岭站、大连站、鞍山站、朝阳站、丹东站、锦州站6个气象站可作为城市气温的代表站,台安站等18个气象站可作为郊区气温的代表站;1980—2009年,辽宁省6个代表城市的热岛强度年变化不同,除铁岭为微弱下降外,其他5市均表现为上升趋势,铁岭年热岛强度较强,大连年热岛强度较弱;6个代表城市的月热岛强度变化也不同,丹东、锦州、铁岭的月热岛强度呈明显的"U"型分布,6市最大热岛强度均出现在1月,最小热岛强度均出现在5—8月,具有冬季强、夏季弱的特点.6市热岛强度的年、月变化范围分别为0.57～2.15℃和-0.70～4.60℃,年和月热岛强度分别有97.8%和72.3%集中在0.5～2.0℃.辽宁省热岛强度可划分为无、弱、强和极强4个等级.

城市热岛效应对天津市居住建筑供暖和制冷负荷的影响

城市热岛效应已对建筑能源需求产生了重要影响,评估城市热岛效应影响下建筑的真实能耗需求及城乡差异对既有建筑的节能调控和未来建筑的方案设计都具有重要意义。论文以天津自动气象站2009—2017年逐时观测数据为基础,应用卫星遥感选站方法,选取天津市区周围4个有代表性的乡村参考气象站,对典型居住建筑全年逐时负荷进行了动态模拟,定量评估了城市热岛强度对不同时间尺度(年、日和小时)建筑负荷的影响。结果表明:(1)随着城市热岛强度(IUHI)的增强,城市居住建筑供暖负荷减少、制冷负荷增加,且年平均供暖负荷的减小幅度大于年平均制冷负荷的增加幅度。IUHI每上升1℃,城市年平均供暖负荷较乡村减少4.01 kWh/m2、年平均制冷负荷增加1.05 kWh/m2。(2)冬季供暖期和夏季制冷期逐日负荷变化表现为:供暖期的高负荷时段主要集中在12月下旬至翌年1月下旬、制冷期为7月下旬至8月上旬,高负荷时段城市日平均供暖和制冷负荷分别较乡村约减少10%、增加6%。(3)日内供暖负荷和制冷负荷小时变化均表现为夜间强于白天。在供暖期和制冷期,北京时间18:00至次日07:00时段无论在城市或是乡村都是高负荷时段;11:00至15:00时段在供暖期是低负荷时段,而在制冷期是高负荷时段,这可能与气温和供暖制冷需求有关。研究表明,应充分考虑小时、日尺度热岛强度对用能的影响,提高供暖和空调运行调控的精细化水平,以期达到降低供暖和制冷能耗的目的。