李麗光,梁志兵,王宏博,李昌杰,王笑影,趙先麗

(1.中國氣象局沈陽大氣環(huán)境研究所,遼寧沈陽110016;2.喀左縣氣象局,遼寧喀左122300)

0 引言

在全球氣候變暖的大背景下,人類活動(dòng)對(duì)氣候變化的影響越來越受到重視。由于人類活動(dòng)對(duì)氣候的影響在城市中表現(xiàn)最為突出(黃雅麗等,2008),因此,城市熱島效應(yīng)成為氣候研究關(guān)注的重點(diǎn)。城市熱島效應(yīng)的研究始于19世紀(jì)初,在方法上已經(jīng)從最初的城郊?xì)鉁貙?duì)比法(Bejarán and Camilloni,2003;林學(xué)椿和于淑秋,2005;季崇萍等,2006)發(fā)展到利用便攜式溫度測(cè)定儀定點(diǎn)觀測(cè)(焦緒娟等,2007;倪黎等,2007)、通過遙感影像反演溫度(Aniello et al.,1995;Streutker,2002;江樟焰等,2006;楊英寶和江南,2009;楊沈斌等,2010;)以及利用氣象模式模擬(Oke,1982;Atkinson,2003;Priyadarsini et al.,2008)等。在城市熱島分布特征的研究中,從最初的日、月、季、年及年代等時(shí)間分布特征(Acker man,1985;Park,1986;Jauregui,1997;Kaz imierz and Krzysztof,1999;Montavez et al.,2000;石春娥等,2005;鄭祚芳等,2006;郝麗萍等,2007;戎春波等,2009),發(fā)展到利用氣象鐵塔獲取的資料進(jìn)行垂直方向的城市熱島分布特征(李興榮等,2008)以及利用遙感資料進(jìn)行的空間特征分析(Aniello et al.,1995;Streutker,2002;張佳華等,2005;王桂玲等,2007;黃一凡等,2009;朱炎和朱蓮芳,2009),尤其是自2009年以來,利用中國氣象局加密自動(dòng)站的氣象資料進(jìn)行城市熱島效應(yīng)的研究也見報(bào)道(王清川等,2009a,2009b;余永江等,2009)。同時(shí),利用氣象模式對(duì)城市熱島特征進(jìn)行模擬(Oke,1981;Priyadarsini et al.,2008),并分析其形成機(jī)理(李興榮等,2007)。隨著對(duì)城市熱島效應(yīng)研究的深入,各種減緩城市熱島的措施也被提出,如增加城市綠地面積(周紅妹等,2002;王勇等,2008;Ihara,et al.,2008;唐羅忠等,2009)、減少人為熱排放(肖榮波等,2007)以及合理規(guī)劃城市布局(Bottyan and Unger,2003;Sasaki et al.,2008)等。此外,大量研究探討了城市化對(duì)城市熱島效應(yīng)的影響(丁淑娟等,2008;趙志敏,2008)。

隨著中國氣象局加密自動(dòng)站的建設(shè),使得針對(duì)不同天氣條件下城市熱島特征的研究成為可能,因此相關(guān)報(bào)道增加。如王清川等(2009a)對(duì)廊坊城市熱島研究表明,晴朗無風(fēng)時(shí)城市平均熱島強(qiáng)度最大,為1.25℃,陰雨天氣下平均熱島強(qiáng)度最小,僅為0.10℃。余永江等(2009)指出,福州城市熱島強(qiáng)度隨著降水量的增加逐步減弱,風(fēng)速在1 m/s左右時(shí)最有利于福州城市熱島的維持與發(fā)展,城市熱島強(qiáng)度也最大;隨著風(fēng)速增大,城市熱島強(qiáng)度減弱,風(fēng)速超過7 m/s時(shí)城市熱島很難再維持。

目前對(duì)沈陽地區(qū)城市熱島的研究,主要是利用城郊溫度差法進(jìn)行城市熱島特征分析,其中以沈陽氣象站代表城市站,而以4個(gè)郊縣氣象站的平均氣溫代表郊區(qū)站(李麗光等,2009)。也有利用NOAA遙感資料進(jìn)行城市熱島特征分析的報(bào)道(紀(jì)瑞鵬等,2000)。由于沈陽地區(qū)4個(gè)郊縣站距城市站均較遠(yuǎn),制約著不同天氣條件下沈陽城市熱島特征的研究。因此,本文利用長時(shí)間序列氣候資料,以相距34.1 km的兩個(gè)氣象站分別代表城郊?xì)鉁?對(duì)不同天氣條件下的城市熱島效應(yīng)特征進(jìn)行分析,為城市精細(xì)天氣預(yù)報(bào)以及更好地研究城市熱島效應(yīng)和合理規(guī)劃城市布局提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料與不同天氣的定義

1.1 站點(diǎn)的選擇

沈陽位于中國東北地區(qū)南部、遼寧省中部,屬溫帶半濕潤大陸性氣候,降水集中,溫差較大,四季分明,年平均氣溫為6.7～8.4℃,年平均降水量為600～800 mm,年無霜期為150～170 d(張?jiān)坪５?2008)。沈陽市及周邊地區(qū)時(shí)間序列超過10 a的氣象站共有6個(gè),位于市區(qū)內(nèi)的沈陽站可代表城市氣象站,其余5站中,根據(jù)距沈陽站的距離、建站時(shí)間、站點(diǎn)位置(表1和圖1)以及沈陽行政分區(qū),確定新城子站代表郊區(qū)氣象站。

1.2 資料與方法

選取1992—2008年沈陽站和新城子站每日4個(gè)時(shí)次的氣溫、風(fēng)速、降水量、云量和能見度資料。所有資料均來自沈陽區(qū)域氣候中心資料室。沈陽站代表城市,新城子站代表郊區(qū)。城市熱島強(qiáng)度是指城市與郊區(qū)氣溫的差值(ΔTUHI=T沈陽-T新城子)。

1.3 不同天氣定義

根據(jù)《地面氣象觀測(cè)規(guī)范》(中國氣象局,2003)規(guī)定,晴朗無風(fēng)天氣是指總云量少于兩成、無低云、風(fēng)速小于等于2m/s的天氣。降水天氣是指08時(shí)—次日08時(shí)降水量大于等于0.1mm的天氣,按降水量(r)大小可分為小雨(0.1mm≤r≤5mm),中雨(5mm＜r≤25mm),大雨(25mm＜r≤50 mm)和暴雨(r＞50mm)。霧日是指水平能見度小于等于1km的天氣,根據(jù)水平能見度可分為強(qiáng)濃霧(能見度小于等于0.05km)、濃霧(能見度為0.05～0.5km)和霧(能見度為0.5～1.0km)。根據(jù)日平均風(fēng)速,將風(fēng)力分為7級(jí),即0級(jí)(風(fēng)速為0～0.2 m/s),1級(jí)(風(fēng)速為0.3～1.5m/s),2級(jí)(風(fēng)速為1.6～3.3m/s),3級(jí)(風(fēng)速為3.4～5.4m/s),4級(jí)(風(fēng)速為5.5～7.9m/s),5級(jí)(風(fēng)速為8.0～10.7 m/s)和6級(jí)及6級(jí)以上(風(fēng)速大于10.8m/s)。在沈陽站和新城子站兩站中只要有一個(gè)站符合上述的天氣條件,就定義為一個(gè)這種天氣條件進(jìn)行統(tǒng)計(jì),最后統(tǒng)計(jì)出不同天氣條件下的日數(shù),并計(jì)算不同天氣條件下的城市熱島強(qiáng)度,同時(shí)在不同天氣條件下,按春、夏、秋、冬季分別進(jìn)行城市熱島強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)。四季的劃分標(biāo)準(zhǔn)為,3—5月為春季,6—8月為夏季,9—11月為秋季,12月—翌年2月為冬季。

表1 沈陽地區(qū)氣象站的基本狀況Table 1 Basic information of meteorological stations in Shenyang region

圖1 沈陽地區(qū)氣象站分布Fig.1 Distribution of weather stations in Shenyang region

2 結(jié)果分析

2.1 城市熱島強(qiáng)度的一般特征

1992年1月1日至2008年12月31日,合計(jì)總樣本數(shù)為6 210個(gè)。沈陽城市熱島強(qiáng)度從02時(shí)到08時(shí)再到14時(shí)呈遞減趨勢(shì),而后上升(圖2)。四個(gè)時(shí)次的情況相比可見,20時(shí)城市熱島強(qiáng)度最強(qiáng)(0.99℃),02時(shí)城市熱島強(qiáng)度次強(qiáng),14時(shí)城市熱島強(qiáng)度最弱(0.30℃),08時(shí)城市熱島強(qiáng)度次弱。夜間城市熱島強(qiáng)度(02時(shí)和20時(shí)平均,下同)高于白天(08時(shí)和14時(shí)平均,下同),這與北京(張佳華等,2005;鄭祚芳等,2006;L iu et al.,2007;李興榮等,2008)、鄭州(鄭敬剛等,2005)等地的研究結(jié)論一致。沈陽夜晝城市熱島強(qiáng)度差為0.41℃(表2)。夜間兩個(gè)時(shí)次城市熱島強(qiáng)度差為0.37℃,而白天兩個(gè)時(shí)次城市熱島強(qiáng)度差為0.19℃,表明夜間城市熱島強(qiáng)度變化較大。

四季相比(表3)可知,城市熱島強(qiáng)度分別以冬、秋、春、夏的順序遞減,這與已有的研究結(jié)論(孫石陽等,2007;黃雅麗等,2008)一致。沈陽四季城市熱島強(qiáng)度以冬季最強(qiáng)(0.91℃),夏季最弱(0.41℃)。日內(nèi)四個(gè)時(shí)次城市熱島強(qiáng)度相比,春、夏、秋、冬季均表現(xiàn)為14時(shí)最低,20時(shí)最高,其中14時(shí)最低值為春季的0.17℃,20時(shí)最高值為冬季的1.30℃。夜間兩個(gè)時(shí)次的差值以秋季最大(0.64℃),春季最小(0.22℃),而白天兩個(gè)時(shí)次的差值以冬季最大(0.28℃),夏季最小(0.13℃)。

圖2 1992—2008年沈陽城市熱島強(qiáng)度的日變化Fig.2 Diurnal variation of UH I intensity in Shenyang from 1992to2008

表2 不同天氣條件下城市熱島強(qiáng)度的晝夜變化Table 2 Diurnal variation of UHI intensity under different weather conditions℃

表3 不同天氣條件下四季城市熱島強(qiáng)度Table 3 Seasonal variation of UH I intensity under different weather conditions℃

2.2 不同天氣條件下的城市熱島特征

2.2.1 晴朗無風(fēng)

晴朗無風(fēng)天氣條件的樣本數(shù)為704個(gè)。由圖3a可見,城市熱島強(qiáng)度從02時(shí)到20時(shí)呈先降后升的趨勢(shì),14時(shí)城市熱島強(qiáng)度最弱(0.32℃),20時(shí)最強(qiáng)(1.24℃)。夜間城市熱島強(qiáng)度高于白天,其城市熱島強(qiáng)度差為0.73℃(表2),遠(yuǎn)高于所有天氣類型統(tǒng)計(jì)中的差值0.41℃,表明晴朗無風(fēng)的天氣容易形成城市熱島,其強(qiáng)度較強(qiáng)。夜晝城市熱島強(qiáng)度差較大,原因可能是白天由于太陽輻射的存在,使得城區(qū)和郊區(qū)熱量收支相差不大,因此城市熱島強(qiáng)度變化不大;夜間,由于城市下墊面導(dǎo)熱率和熱容量比郊區(qū)大,蓄熱能力比郊區(qū)高,在日落后郊區(qū)因白天下墊面儲(chǔ)熱量小,通過長波凈輻射,下墊面溫度和近地層氣溫下降速度較快,而城區(qū)下墊面溫度和近地面氣溫的下降速度比較慢;此外,由于城市中建筑物參差錯(cuò)落,這種具有“立體”特征的建筑群在白天可通過墻壁之間的多次反射和吸收,儲(chǔ)存更多的太陽能量。在夜間的能量交換中,市區(qū)除了有來自大氣的逆輻射,還有來自墻壁之間的向下長波輻射(周淑貞和束炯,1994),從而造成夜間城郊溫差加大,城市熱島強(qiáng)度增強(qiáng)。夜間兩個(gè)時(shí)次城市熱島強(qiáng)度差為0.35℃,而白天兩個(gè)時(shí)次相差僅為0.03℃。城市熱島強(qiáng)度的變化幅度在晴朗無風(fēng)時(shí)呈現(xiàn)晝?nèi)跻箯?qiáng)、14時(shí)最低的特點(diǎn),與O ke(1981)認(rèn)為的“理想狀態(tài)”下城市熱島強(qiáng)度的晝夜變化特征是一致的。

冬季晴朗無風(fēng)的樣本最多,達(dá)53.3%,而夏季僅為4.3%。四季城市熱島強(qiáng)度以冬、春、秋、夏的順序遞減(表3),冬季最強(qiáng)(0.82℃),夏季最弱(0.48℃)。這可能與沈陽冬季取暖有關(guān),由于取暖產(chǎn)生了大量的人為熱,并且在城區(qū)不易散失,從而造成冬季城郊溫差加大,城市熱島強(qiáng)度增強(qiáng)。日內(nèi)四個(gè)時(shí)次城市熱島強(qiáng)度相比,春夏秋冬四季均表現(xiàn)為20時(shí)最高,而最低值在冬春為14時(shí),在夏秋則為08時(shí),尤其是秋季08時(shí)甚至表現(xiàn)為冷島效應(yīng)(即城市氣溫低于郊區(qū)氣溫)。其中20時(shí)最高值為秋季的1.40℃,最低值為秋季08時(shí)的-0.08℃。夜間兩個(gè)時(shí)次的差值以秋季最大(0.73℃)、冬季最小(0.13℃),而白天兩個(gè)時(shí)次的差值在秋季最大(-0.30℃)、春季最小(0.03℃)。

2.2.2 降水

圖3 不同天氣條件下沈陽地區(qū)城市熱島強(qiáng)度的日變化 a.晴朗無風(fēng);b.不同強(qiáng)度霧;c.不同雨強(qiáng);d.不同風(fēng)力Fig.3 D iurnal variation of UHI intensity under different weather conditions in Shenyang region a.clear and calm w ind;b.different fog intensity;c.different rainfall intensity;d.differentw ind force

降水天氣條件的樣本數(shù)為1 638個(gè),其中小雨、中雨、大雨和暴雨的樣本數(shù)分別為1 417個(gè)、131個(gè)、67個(gè)和23個(gè)。4種降水類型的城市熱島強(qiáng)度變化均表現(xiàn)為從02時(shí)到08時(shí)變化不大,但14時(shí)城市熱島強(qiáng)度明顯降低,然后再回升,至20時(shí)達(dá)最強(qiáng)(圖3c),暴雨的變化規(guī)律與其他三種類型有所差異,這可能與暴雨持續(xù)時(shí)間短、強(qiáng)度大有關(guān)。研究表明,降水分布、降水起止時(shí)間和局地強(qiáng)對(duì)流降水等因素對(duì)城市熱島效應(yīng)影響較大(王清川等,2009a)。隨著降水量的增加,城市熱島強(qiáng)度逐漸減弱(圖3),表明降水對(duì)城市熱島有明顯的減弱作用,余永江等(2009)也得出相似結(jié)論。其原因可能是降水時(shí)大量的云阻擋了太陽直接輻射,在僅有散射輻射時(shí),城郊下墊面氣溫差別不大,所以城市熱島強(qiáng)度較低。晝夜城市熱島強(qiáng)度相比,4種降水類型均為夜間城市熱島強(qiáng)度大,晝夜差大雨時(shí)最小,小雨時(shí)最大(表2)。夜間兩個(gè)時(shí)次城市熱島強(qiáng)度差以中雨最大(0.42℃),然后依次為小雨(0.30℃)、大雨(0.24℃),暴雨最小(0.02℃)。白天兩個(gè)時(shí)次城市熱島強(qiáng)度差以大雨最大(0.39℃),中雨和小雨均為0.37℃,暴雨最小(0.27℃)。

小雨、中雨和大雨均在夏季樣本最多,分別為38.5%、53.4%和76.1%,其次是春秋季。四季城市熱島強(qiáng)度相比(表3),小雨和中雨均以冬、秋、春、夏的順序遞減,而暴雨則為夏季最強(qiáng),然后是秋春季,冬季無樣本。日內(nèi)四個(gè)時(shí)次城市熱島強(qiáng)度相比,無論小雨、中雨還是大雨,四季均表現(xiàn)為20時(shí)最高,14時(shí)最低。其中20時(shí)最高值的小雨和中雨均出現(xiàn)在冬季,而大雨為夏季,最低值的小雨和大雨為春季,而中雨為夏季。小雨時(shí),夜間兩個(gè)時(shí)次的差值以秋季最大(0.54℃)、冬季最小(0.19℃),而白天兩個(gè)時(shí)次的差值以冬季最大(1.02℃)、夏季最小(0.13℃);中雨時(shí),夜間兩個(gè)時(shí)次的差值以冬季最大(0.58℃)、春季最小(0.24℃),而白天兩個(gè)時(shí)次的差值以冬季最大(1.58℃)、夏季最小(0.32℃);大雨時(shí),夜間兩個(gè)時(shí)次的差值以夏季最大(0.31℃),白天兩個(gè)時(shí)次的差值以春季最大(0.47℃)。

2.2.3 霧

霧日的樣本數(shù)為155個(gè),由于強(qiáng)濃霧樣本只有3個(gè),無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,因此未對(duì)其規(guī)律進(jìn)行分析。城市熱島強(qiáng)度在08時(shí)最弱(圖3b),20時(shí)最強(qiáng),尤其是濃霧條件下,08時(shí)城市熱島強(qiáng)度低至0.04℃,這可能與霧出現(xiàn)和消散的時(shí)間有關(guān)。研究表明,沈陽主要為輻射霧,69%的霧出現(xiàn)在02—08時(shí)(邢江月等,2009)。霧出現(xiàn)時(shí),太陽輻射減弱,氣溫明顯下降,城郊?xì)鉁夭罱档?城市熱島強(qiáng)度減弱。隨著霧的強(qiáng)度變大,城市熱島強(qiáng)度逐漸減弱,表明霧對(duì)熱島存在明顯的減弱作用。這是因?yàn)殪F的存在,阻擋了太陽直接輻射,在僅有散射輻射時(shí),城郊下墊面溫差減小,因此城市熱島強(qiáng)度減弱。在霧和濃霧天氣條件下,夜間城市熱島強(qiáng)度均高于白天,晝夜城市熱島強(qiáng)度差分別為0.37℃和0.40℃(表2);夜間兩個(gè)時(shí)次的差分別為0.53℃和0.43℃,白天兩個(gè)時(shí)次的差分別為-0.57℃和0.20℃。

秋冬季霧日樣本較多,霧和濃霧在秋冬季分別為77.9%和69.7%。四季城市熱島強(qiáng)度相比(表3),霧以秋、冬、春、夏季的順序遞減,而濃霧以冬、秋、夏、春的順序遞減。日內(nèi)四個(gè)時(shí)次城市熱島強(qiáng)度相比,濃霧條件下,春、夏、秋、冬季均表現(xiàn)為20時(shí)最高,08時(shí)最低(冬季02時(shí)最低),春、夏、秋季08時(shí)均表現(xiàn)為冷島效應(yīng)。其中20時(shí)最高值為冬季的1.22℃,最低值為夏季08時(shí)的-1.02℃。霧天氣條件下,春、秋、冬季均為20時(shí)最高,而夏季14時(shí)最高。濃霧條件下,夜間兩個(gè)時(shí)次的差值以春季最大(0.82℃)、夏季最小(0.35℃),而白天兩個(gè)時(shí)次的差值與其他天氣條件下不同,在春夏秋季均為負(fù)值,并且夏季的差值最大。霧天氣條件下,夜間兩個(gè)時(shí)次的差值以春季最高(1.77℃)、夏季最低(-0.18℃),而白天夏、冬季均為負(fù)值,即08時(shí)城市熱島強(qiáng)度低于14時(shí),而春秋季則為正值。

2.2.4 風(fēng)速

不同風(fēng)速天氣條件的樣本數(shù)為6 210個(gè),其中1～3級(jí)風(fēng)占風(fēng)日總樣本的95.7%。所統(tǒng)計(jì)的7個(gè)級(jí)別的風(fēng)中,6級(jí)和6級(jí)以上風(fēng)資料只有1個(gè)樣本,沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,未進(jìn)行分析。各級(jí)風(fēng)力中,城市熱島強(qiáng)度均表現(xiàn)為14時(shí)最弱(圖3d)、20時(shí)最強(qiáng)(5級(jí)風(fēng)02時(shí)最強(qiáng))。各級(jí)風(fēng)力相比,城市熱島強(qiáng)度隨風(fēng)速的增加逐漸減弱(表4),表明風(fēng)速對(duì)城市熱島為減弱作用。其原因可能是當(dāng)風(fēng)速達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí),空氣層結(jié)不穩(wěn)定,城郊之間空氣的水平和垂直方向的混合作用較強(qiáng),地面風(fēng)可以帶走城市熱量和城市氣體,起到減小城市熱島效應(yīng)的作用。各級(jí)風(fēng)力條件下均表現(xiàn)為夜間城市熱島強(qiáng)度高于白天,夜晝城市熱島強(qiáng)度差以1級(jí)風(fēng)最大,為0.57℃(表2)。夜間和白天兩個(gè)時(shí)次的差最大值分別為2級(jí)風(fēng)的0.46℃和5級(jí)風(fēng)的0.86℃。

表4 不同風(fēng)力條件下城市熱島強(qiáng)度的變化Table 4 Variation of UH I intensity under differentw ind speed conditions

四季相比,1～2級(jí)風(fēng)春夏秋冬四季所占比例相差不大,3～4級(jí)風(fēng)主要出現(xiàn)在春季。四季城市熱島強(qiáng)度相比(表3),0～5級(jí)風(fēng)力均以冬、秋、春、夏季的順序遞減。日內(nèi)四個(gè)時(shí)次城市熱島強(qiáng)度相比,1～3級(jí)風(fēng)春、夏、秋、冬四季均表現(xiàn)為20時(shí)最高、14時(shí)最低。其中20時(shí)最高值為1級(jí)風(fēng)冬季的1.39℃,最低值為1級(jí)風(fēng)春季14時(shí)的0.16℃。其他級(jí)別的風(fēng)力沒有相似規(guī)律。0～5級(jí)風(fēng)夜間兩個(gè)時(shí)次的差值以1級(jí)風(fēng)秋季最大(0.57℃)、1級(jí)風(fēng)夏季最小(0.15℃),而白天兩個(gè)時(shí)次的差值以0級(jí)風(fēng)冬季最大(0.70℃)、3級(jí)風(fēng)冬季最小(0.13℃)。

3 結(jié)論與討論

1)不同天氣條件下,城市熱島強(qiáng)度是不同的。除霧和濃霧天氣條件下,沈陽城市熱島強(qiáng)度08時(shí)最弱外,其他天氣條件下均表現(xiàn)為20時(shí)最強(qiáng),14時(shí)最弱;不同天氣條件下,夜間城市熱島強(qiáng)度均高于白天;晴朗無風(fēng)條件下晝夜城市熱島強(qiáng)度差最大,為0.73℃。四季相比,除霧條件下秋季城市熱島強(qiáng)度最強(qiáng)外,其他均為冬季最強(qiáng);除大雨條件下春季城市熱島強(qiáng)度最弱外,其他均為夏季最弱。沈陽城市熱島強(qiáng)度隨降水量的增加而減弱,隨能見度的降低而減弱,隨著風(fēng)速的增加而減弱。白天和夜間兩個(gè)時(shí)次的差值以1～3級(jí)風(fēng)夜間變化幅度大于白天,0級(jí)和4～5級(jí)風(fēng)速有相反規(guī)律,其他天氣條件下無明顯規(guī)律。

2)目前利用城郊溫差值法對(duì)城市熱島的研究最多。由于我國自動(dòng)氣象站較少,尤其在沈陽用于城市熱島研究的理想站點(diǎn)更少,導(dǎo)致資料的代表性較差,制約著對(duì)城市熱島的研究。利用遙感資料可以解決城郊站點(diǎn)代表性的問題,但其時(shí)間的不連續(xù)性同樣限制著城市熱島研究。加密自動(dòng)站站點(diǎn)眾多,分布均勻(沈陽市內(nèi)及郊區(qū)每隔3～4km分布一個(gè)加密自動(dòng)站),但由于建站時(shí)間較短(沈陽自2006年下半年數(shù)據(jù)正常傳輸)以及建站初期時(shí)儀器不穩(wěn)定等原因使許多資料無法使用,使得可用于不同天氣條件的統(tǒng)計(jì)樣本較少,研究結(jié)果不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。因此,本文盡管只用一個(gè)郊區(qū)氣象站代表郊區(qū)氣溫,但這種長時(shí)間序列由于樣本眾多,使得對(duì)不同天氣條件下沈陽城市熱島的分析具有較高的可信度。在未來的研究中,如果將沈陽加密自動(dòng)站資料(時(shí)間序列至少達(dá)到5a)與現(xiàn)有的長時(shí)間序列氣象站資料相結(jié)合,同時(shí)利用遙感資料,將會(huì)使城市熱島的研究更完善。

3)鑒于目前自動(dòng)氣象站點(diǎn)分布不均以及數(shù)量較少,無法對(duì)不同天氣條件下城市不同方向(如城市東南西北方向)以及不同水平梯度(如沈陽環(huán)城高速內(nèi)外)城市熱島效應(yīng)進(jìn)行研究,即無法對(duì)城市熱島進(jìn)行精細(xì)化研究。因此,如何利用加密自動(dòng)站站點(diǎn)眾多且分布均勻的特點(diǎn),以城市中心站為城區(qū)代表,分別對(duì)不同方向、不同位置的城市熱島效應(yīng)進(jìn)行精細(xì)化研究是未來需要探討的問題。同時(shí),結(jié)合加密自動(dòng)站資料進(jìn)行的城市熱島研究結(jié)果如何為城市精細(xì)化天氣預(yù)報(bào)、城市建設(shè)和城市長遠(yuǎn)規(guī)劃服務(wù),也是未來研究的重點(diǎn)。

丁淑娟,張繼權(quán),劉興明,等.2008.哈爾濱市城市發(fā)展與熱島效應(yīng)的定量研究[J].氣候變化研究進(jìn)展,4(4):230-234.

郝麗萍,方之芳,李子良,等.2007.成都市近50a氣候年代際變化特征及其熱島效應(yīng)[J].氣象科學(xué),27(6):648-654.

黃雅麗,鄧斌,楊書運(yùn),等.2008.合肥城市熱島變化特征研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),36(12):5088-5089.

黃一凡,李鋒,王如松,等.2009.基于遙感信息的常州市熱島效應(yīng)[J].生態(tài)學(xué)雜志,28(8):1594-1599.

季崇萍,劉偉東,軒春怡.2006.北京城市化進(jìn)程對(duì)城市熱島的影響研究[J].地球物理學(xué)報(bào),49(1):69-77.

紀(jì)瑞鵬,張喜民,李剛.2000.沈陽等6城市熱島效應(yīng)衛(wèi)星監(jiān)測(cè)研究[J].遼寧氣象(4):22-23.

江樟焰,陳云浩,李京.2006.基于Landsat TM數(shù)據(jù)的北京城市熱島研究[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào):信息科學(xué)版,31(2):120-123.

焦緒娟,趙文飛,張衡亮,等.2007.幾種綠化樹種降低城市熱島效應(yīng)的研究[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),29(1):89-93.

李麗光,金巍,王宏博,等.2009.遼寧中部城市群城市熱島特征及其影響因子分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),37(5):2113-2116;2133.

李興榮,胡非,舒文軍.2007.北京夏季強(qiáng)熱島分析及數(shù)值模擬研究[J].氣象,33(6):25-31.

李興榮,胡非,舒文軍.2008.北京春季城市熱島特征及強(qiáng)熱島影響因子[J].南京氣象學(xué)院學(xué)報(bào),31(1):129-134.

林學(xué)椿,于淑秋.2005.北京地區(qū)氣溫的年代際變化和熱島效應(yīng)[J].地球物理學(xué)報(bào),48(1):39-45

倪黎,沈守云,黃培森.2007.園林綠化對(duì)降低城市熱島效應(yīng)的作用[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),27(2):36-43.

戎春波,劉紅年,朱焱.2009.蘇州夏季城市熱島現(xiàn)狀及影響因子分析研究[J].氣象科學(xué),29(1):84-87.

石春娥,王興榮,吳必文,等.2005.合肥市夏季熱島特征研究[J].南京氣象學(xué)院學(xué)報(bào),28(5):672-678.

孫石陽,陳新光,李春梅,等.2007.深圳市熱島強(qiáng)度特征分析及情景預(yù)估[J].氣象研究與應(yīng)用,28(增刊Ⅱ):89-91.

唐羅忠,李職奇,嚴(yán)春風(fēng),等.2009.不同類型綠地對(duì)南京熱島效應(yīng)的緩解作用[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào),18(1):23-28.

王桂玲,蔣維楣,魏鳴.2007.城市熱島效應(yīng)的衛(wèi)星遙感分析[J].南京氣象學(xué)院學(xué)報(bào),30(3):298-304.

王清川,郭立平,張紹恢.2009a.不同氣象條件下廊坊城市熱島效應(yīng)變化特征[J].氣象與環(huán)境學(xué)報(bào),25(6):44-48.

王清川,郭立平,張紹恢.2009b.廊坊市城市熱島效應(yīng)的晝夜變化特征分析[J].氣象研究與應(yīng)用,30(2):26-30.

王勇,李發(fā)斌,李何超,等.2008.RS與GIS支持下城市熱島效應(yīng)與綠地空間相關(guān)性研究[J].環(huán)境科學(xué)研究,21(4):81-87.

肖榮波,歐陽志云,李偉峰,等.2007.城市熱島時(shí)空特征及其影響因素[J].氣象科學(xué),27(2):230-236.

邢江月,邢婉如,唐亞平,等.2009.遼寧霧預(yù)報(bào)區(qū)的劃分初探[J].氣象與環(huán)境學(xué)報(bào),25(5):31-35.

楊英寶,江南.2009.近50a南京市氣溫和熱島效應(yīng)變化特征[J].氣象科學(xué),29(1):88-91.

楊沈斌,趙小艷,申雙和,等.2010.基于Landsat TM/ETM+數(shù)據(jù)的北

京城市熱島季節(jié)特征研究[J].大氣科學(xué)學(xué)報(bào),33(4):427-435.

余永江,林長城,王宏,等.2009.福建省福州市熱島效應(yīng)與氣象條件

的關(guān)系研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),37(3):1165-1166;1174.

張佳華,侯英雨,李貴才.2005.北京城市及周邊熱島日變化及季節(jié)特征的衛(wèi)星遙感研究與影響因子分析[J].中國科學(xué)D輯:地球科學(xué),35(增刊Ⅰ):187-194.

張?jiān)坪?王揚(yáng)鋒,馬雁軍.2008.沈陽大氣成分觀測(cè)站站址環(huán)境特征分析[J].氣象與環(huán)境學(xué)報(bào),24(4):31-36.

趙志敏.2008.城市化進(jìn)程對(duì)城市熱島效應(yīng)因子的對(duì)比分析[J].中國環(huán)境監(jiān)測(cè),24(6):77-79.

鄭敬剛,張景光,李有.2005.鄭州市熱島效應(yīng)研究與人體舒適度評(píng)價(jià)[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),16(10):1838-1842.

鄭祚芳,劉偉東,王迎春.2006.北京地區(qū)城市熱島的時(shí)空分布特征[J].南京氣象學(xué)院學(xué)報(bào),29(5):694-697.

中國氣象局.2003.地面氣象觀測(cè)規(guī)范[M].北京:氣象出版社.

周紅妹,丁金才,徐一鳴,等.2002.城市熱島效應(yīng)與綠地分布的關(guān)系監(jiān)測(cè)和評(píng)估[J].上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),18(2):83-88.

周淑貞,束炯.1994.城市氣候?qū)W[M].北京:氣象出版社.

朱焱,朱蓮芳.2009.應(yīng)用衛(wèi)星資料分析蘇州夏季城市熱島效應(yīng)[J].氣象科學(xué),29(1):77-83.

Ackerman B.1985.Temporal march of the Chicago heat island[J].J Climate Appl Meteor,24:547-554.

Aniello C,Morgan K,Busbey A,et al.1995.Mapping micro-urban heat islands using Landsat TM and a GIS[J].Computers and Geosciences,21(8):965-969.

Atkinson B W.2003.Numerical modeling of urban heat-island intensity[J].Boundary-Layer Meteorology,100(3):285-310.

Bejarán R A,Camilloni I A.2003.Objective method for classifying air masses:an application to the analysis of Buenos Aires’(Argentina)urban heat island intensity[J].Theoretical and Applied Climatology,74:93-103.

Bottyan Z,Unger J.2003.A multiple linear statistical model for estimating the mean maximum urban heat island[J].Theoretical and Applied Climatology,75:233-243.

Ihara T,Kikegawa Y,Asahi K,et al.2008.Changes in year-round air temperature and annual energy consumption in office building areas by urban heat-island countermeasures and energy-saving measures[J].Applied Energy,85(1):12-25.

Jauregui E.1997.Heat island development in Mexico city[J].Atmospheric Environment,22:3821-3831.

Kazimierz K,Krzyszt of F.1999.Temporal and spatial characteristics of the urban heat island of Lódz,Poland[J].Atmospheric Environment,33:3885-3895.

Kim Y-H,Baik J-J.2002.Maximum urban heat island intensity in Seoul[J].Journal of Applied Meteorology,41(4):651-659.

Liu W,Ji C,Zhong J,et al.2007.Temporal characteristics of the Beijing urban heat island[J].Theoretical and Applied Climatology,87(1/2/3/4):213-221.

Montavez J P,Rodriguez A,Jimenez J I.2000.A study of the urban heat island of Granada[J].International Journal of Climatology,20:899-911.

Oke T R.1981.Canyon geometry and the nocturnal urban heat island:comparison of scale model and field observations[J].International Journal of Climatology,1(3):237-254.

Oke T R.1982.The energetic basis of the urban heat island[J].Quart J Roy Meteor Soc,108(455):1-24.

Park H S.1986.Features of the heat island in Seoul and its surrounding cities[J].Atmospheric Environment,20:1859-1866.

Priyadarsini R,Hien W N,David C K W.2008.Microcl imatic modeling of the urban thermal environment of Singapore to mitigate urban heat island[J].Solar Energy,82(8):727-745.

Santa mouris M,Paraponiaris K,Mihalakakou G.2007.Estimating the ecological footprint of the heat island effect over Athens,Greece[J].Climatic Change,80:265-276.

Sasaki K,Mochida A,Yoshino H,et al.2008.A new method to select appropriate countermeasures against heat-island effects according to the regional characteristics of heat balance mechanism[J].Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics,96(10/11):1629-1639.

Streutker D R.2002.A remote sensing study of the urban heat island of Houston,Texas[J].Int J Remote Sens,23(13):2595-2608.