城市建设对太原局地气候的影响分析

城市建设对太原局地气候的影响 引言2 城市建设对太原局地气候的影响 , 高度集 太原位于山西省中央, 太原盆地的北端, 现代的城市总是与稠密的人口 中的工业, 密集的房屋建筑和错综复杂的交 汾河从本市穿过, 为本省政治、经济、文化、和 通设施分不开的。 人们在创造了现代化城市 交通中心。 的同时, 也为自己居住的城市环境带来了许 太原属暖温带半温润气候。 年帄均总辐 52 多意想不到的后果。 作为环境因子之一的气 射 为 5862 × 10/。 年 帄 均 日 照 时 数 为J m 2676 小时, 年帄均日照百分率为 60% 。 年帄 候, 随着城市规模的发展也在不断地发生着 变化, 使得城市气候与郊区自然景观条件下 均 气 温 为 915?, 1 月 帄 均 气 温 为2616?, 7 月帄均气温为 2315?。太原盛行偏北风。年 的气候状况相比, 发生很大的差异。研究城市 气候不仅与城市的规划布局, 人民群众的健 帄均风速 215/。 随着城市建设的快速发 m s 康和经济文化生活有关, 而且对大范围的气 展, 太原市的局地气候发生了变化。 211 日照时数逐年减少 候变化和调节也有重要意义。 () 1 太原年日照时数 小时 1 城市气候的主要特点 1. 1 太阳总辐射及日照时数减少 太阳辐射年 份 日照时数 递减值 从大气顶部进入大气之后, 因 1951, 1960 2755 为吸收、散射和反射作用而受到削弱。城市上 1961, 1970 2113 2642 空因空气污染的缘故, 太阳辐射的减弱比郊 1971, 1980 区更大些。不仅如此, 城市雾障和各类建筑物 211 2631 的存在还减少了太阳照射的时数。 1981, 1990 2421 2210 1. 2 城市“热岛效应” 城市温度通常高于郊区温度, 这是由城 由表 1 的统计说明, 随着太原城市扩展、 市中辐射状况的改变, 人为热源的存在和蒸 城市化的加快, 太原年日照时数呈逐年减少 发耗热的减少造成的。 城市温度高于郊区温 的趋势。 其中尤以 1981, 1990 年 10 年间减 度是城市气候中的一个显著特点, 这种现象 少最为严重, 比上一个 10 年即 1971, 1980 一般称作城市“热岛效应”。 帄均年日照时数减少 210 小时。这 10 年正是 太原城市建设迅速发展的时期。 太原为能源 1. 3 城市风场 因“热岛效应”的影响, 城市中的空气受 重化工基地, 以钢铁、煤炭、重型机械制造、电 热上升, 郊区较冷的空气流向城市, 因此在城 力为其支柱产业。 这些产业的发展不可避免 市与郊区间形成一个小型的局地环流。 地造成对大气的污染, 形成严重的城市雾障。 谓城市雾障也就是烟幕, 它是城市中燃料 少。 在 1981, 1990 期间, 太原市区日照时 烧时排放的烟尘、废气、汽车尾气和扬起的 年年均为 2421 小 时, 比 同 期 清 徐 少 154 时, 比阳曲少 148 小时。 市区 日 照 时 数 减 埃等污染物结合而成的笼罩在城市上空的 层灰蒙蒙的薄幕。 城市雾障的存在不仅使 少 辐 度 比 较 大。 市 蓝色的天空失去美丽诱人的色彩, 也使城 1981, 1990 年的年帄均日照时数比 1971, 中的日照、温度、湿度、风及其它气象要素 1980 年的年帄均日照时数减少了 8% , 同 随之改变。太原城市雾障相当严重, 站在高 清徐减少 1% , 阳曲减少 5% 。可以发现整个太原笼罩在一层灰蒙蒙的薄 212 城市气温相对增高—城市“热岛效应 之中。 城市雾障和随着城市发展出现的高 近年来, 许多科技工作者对大中型城 的建筑物的存在, 减少了太阳照射的时数, 使 “热岛效应”现象做了多方面的研究, 取 太原年日照时数逐年下降。 了不少有价值的研究成果。 我们通过对太 ()表 2 太原市区、郊县年日照时数 小时 市区及其周围郊县多年来的气象进行 析, 发现太原市区也存在“热岛效应”现象。 站名 197,1 1980 198,1 1990 差值 我们取位于太原市东北方的阳曲站,太原 2631 2421 2210 北方的北郊站, 西南方的清徐站三站 1、7 () 清徐 231 份 1 月代表冬季, 7 月代表夏季的温度资 2606 2575 与太原市区作对比分析如下: 阳曲 2695 2569 2126 由表 2 可以看出, 市区日照时数比郊县 () 表 3 太原市区、郊县 1、7 月帄均气温 1960, 1995? 月份 1 月 7 月 时 段 196,0 1980 198,1 1995 196,0 1980 198,1 1995 ?T ?T 站名 太原 2612 2419 13 13 18 15 123230 2517 2418 2410 2411 清徐 019 011 2518 2316 无无北郊 017 010 2713 2312 阳曲 2810 2312 ()表中?代表两个时段帄均气温的差值 T ()表 4 太原市区、郊县 1、7 月帄均最高、最低气温 ? 1981, 1995 月份 1 月 7 月 气 温 帄均最高 帄均最低 帄均最高 帄均最低 站名 太原 211 21015 2919 1811 211 21015 3010 1817 清徐 115 21119 2718 1719 北郊 112 21319 2917 1717 阳曲 () 1市区升温辐度大于郊区 , 但市区 郊县的帄均气温均多呈上升趋势 从表 3 的对比分析可以看出, 市区以及温辐度明显大于郊区。 不论冬夏市区帄均?28? 大, 所造成的影响却是不容忽视的因子。 岛效应强烈时, 也有较明显的城市风存在。 () 2冬季市区“温室效应”明显 5 太原 1 月各站最多风向 表 由表 3 可以看出, 1981, 1995 年期间, 站 名 最多风向 市区 1 月份帄均气温与清徐、北郊、阳曲差值 太原 N NW 分别为- 011?、019?、214?; 而同期 7 月份 北郊 NW 的差值则分别为2013?、012?、016?。 以上 , 清徐 N E SW 数据说明前冬季城市升温大于夏季, 冬季温 阳曲 N E 室效应比较明显。一般来说, 热岛效应在夏季 应比冬季明显, 何以太原却例外呢? 这是因为 由表 5 发现: 阳曲位于市区东北, 最多风 太原地处中高伟度, 冬季寒冷, 由于人工采暖 向为东北风; 清徐位于市区西南, 最多风向为 而使人为热源大大增加, 所以热岛效应在冬 东北、西南风; 北郊位于市区西偏北, 最多风 季较为明显。 向为西北风。 可以看出冬季太原形成一个吹 ()3“温室效应”不仅表现在帄均气温上, 向城市的风系。 而且最高温度和最低温度也都有上升的趋 3 结论势。 () 1太原市区年日照时数比郊县少, 并且 从表 4 我们发现, 这一点尤其是在“温室 正逐年减少, 其减少辐度大于郊县。 效应”显著的冬季表现得相当明显。 1981, ( )2“热岛效应”在太原市冬季表现非常 1995 年期间, 1 月份市区帄均最高气温、帄均 明显。 最低气温均与本底值较高的清徐相同, 分别 ( ) 3冬季, 太原地区因“热 岛 效 应”的 影 高于北郊和阳曲。 特别是在帄均最低气温上 响, 存在一个吹向城市的风系。 表现明显, 1981, 1995 期间, 市区 1 月帄均 最低气温高于北郊 114?, 高于阳曲 214?。 ( )高要求, 统一规划、分步实施、 上接 7 页 效益, 培养具有创新意识和创新能力的高素 重点突破、全面推进。气象技术转移应用推广 质人才, 不断取得气象科技进步的新突破。 , 不 的主要任务是适应气象科技进步的需求知识经济已经崭露头角, 气象部门要珍 断应用新成果、新技术于气象业务和气象服 惜机遇、积极创造条件, 迎接知识经济的来务中。 这里的技术转移是一个有丰富内涵的 临, 迎接气象事业新的大发展。概念, 包括了新科技成果的应用推广, 物化在 参考文献设备中的技术的转移、引进, 实现的途径有人 颜宏等. 我国公众气象服务效益分析与评估. 气 1 才转移、知识转移和技术转移。科技知识培训 ()象软科学, 1996, 4. 的任务是培养具有较高技能、最新知识和创 黄宗捷等. 气象经济学. 四川人民出版社, 1994. 秦新能力的人才资源。 总之要创造有利于气象 2 祥士. 气象信息产业发展战略和优势集成. 气 象科技进步的良好环境, 提高气象科技进步的 3 ()软科学, 1998, 1.