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中国地区城市热岛环流研究进展
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  • 英文篇名:Overview of Urban Breeze Circulation Studies in China
  • 作者:朱丽 ; 苗峻峰
  • 英文作者:Zhu Li;Miao Junfeng;College of Atmospheric Sciences,Nanjing University of Information Science and Technology;
  • 关键词:城市热岛 ; 局地环流 ; 城乡风 ; 城市降水 ; 大气污染
  • 英文关键词:urban heat island;;local circulation;;city-country breeze;;urban precipitation;;air pollution
  • 中文刊名:QXKJ
  • 英文刊名:Meteorological Science and Technology
  • 机构:南京信息工程大学大气科学学院;
  • 出版日期:2019-02-15
  • 出版单位:气象科技
  • 年:2019
  • 期:v.47;No.272
  • 基金:国家重点研发计划重点专项项目(2016YFC0203304)资助
  • 语种:中文;
  • 页:QXKJ201901007
  • 页数:10
  • CN:01
  • ISSN:11-2374/P
  • 分类号:54-63
摘要
城市热岛环流是由城市热岛激发的、存在于边界层的局地环流。这一环流常影响城市区域污染物的扩散及城市降水,是城市气象学的重点研究对象。在过去30多年间,中国城市热岛环流的研究不断取得突破,研究成果丰富。为了今后更有效地开展相关研究,本文从观测分析、理论与数值模拟研究两方面,回顾并总结了我国在热岛环流研究方面取得的成果,包括热岛环流的时空特征、产生机制,以及热岛环流与其他局地环流的相互作用。此外,本文总结了热岛环流对城市及其周边地区污染物水平和垂直分布的影响。
        Urban heat island circulation is a local circulation which is caused by urban heat islands in the urban boundary layer.It can affect the diffusion of pollutants in urban areas and urban precipitation,so it is the key of urban meteorology researches.In order to carry out the related researches more effectively in the future,the observation analyses and numerical simulations of urban breeze circulation in China over the past 30 years are overviewed in this paper,including the temporal and spatial characteristics,trigger mechanisms and its interaction with other local circulations.Besides,the influence of urban breeze circulation on the horizontal and vertical distribution of pollutants is summarized.
引文
[1]黄利萍,苗峻峰,刘月琨.天津城市热岛效应的时空变化特征[J].大气科学学报,2012,35(5):620-632.
    [2]寿亦萱,张大林.城市热岛效应的研究进展与展望[J].气象学报,2012,70(3):338-353.
    [3]苗峻峰.城市热岛和海风环流相互作用的数值模拟研究进展[J].大气科学学报,2014,37(4):521-528.
    [4]李炬,窦军霞.北京城市气象观测试验进展[J].气象科技进展,2014,4(1):36-45.
    [5]杨柏生.成都城市热岛效应研究[J].成都气象学院学报,1988,3(2):50-59.
    [6]周淑贞,余碧霞.上海城市对风速的影响[J].华东师范大学学报(自然科学版),1988,34(3):67-76.
    [7]Lu J,Pal Arya S,Snyder W H,et al.A Laboratory study of the urban heat island in a calm and stably stratified environment.Part II:Velocity field[J].Journal of Applied Meteorology,1997,36(10):1392-1402.
    [8]Hidalgo J,Masson V,Gimeno L.Scaling the daytime urban heat island and urban-breeze circulation[J].Journal of Applied Meteorology and Climatology,2010,49(5):889-901.
    [9]Findlay B F,Hirt M S.An urban-induced meso-circulation[J].Atmospheric Environment,1969,3(5):537-542.
    [10]Eliasson I,Holmer B.Urban heat island circulation in G9teborg,Sweden[J].Theoretical and Applied Climatology,1990,42(3):187-196.
    [11]林之光.地球上的人工气候岛和大气污染源-天气与城市水问题[J].气象,1997,23(3):20-24.
    [12]苗曼倩,唐有华.长江三角洲夏季海陆风与热岛环流的相互作用及城市化的影响[J].高原气象,1998,17(3):280-289.
    [13]Pratesi G,Zoppi M,Vaiani T,et al.A Morphometric and compositional approach to the study of ambient aerosol in a medium industrial town of Italy[J].Water,Air,and Soil Pollution,2007,179(1-4):283-296.
    [14]Gunawardena K R,Wells M J,Kershaw T.Utilising green and bluespace to mitigate urban heat island intensity[J].Science of the Total Environment,2017,584-585:1040-1055.
    [15]Lemonsu A,Masson V.Simulation of a summer urban breeze over Paris[J].Boundary-Layer Meteorology,2002,104(3):463-490.
    [16]Hidalgo J,Masson V,Pigeon G,et al.Urban-breeze circulation during the CAPITOUL experiment:Numerical simulations[J].Meteorology and Atmospheric Physics,2008,102(3-4):243-262.
    [17]叶卓佳.烟囱高度和夜间城市热岛效应对污染物输送和扩散的影响[J].环境科学,1986,7(2):11-17.
    [18]Ganbat G,Baik J J,Ryu Y H.A numerical study of the interactions of urban breeze circulation with mountain slope winds[J].Theoretical and Applied Climatology,2015,120(1-2):123-135.
    [19]Schmauss A.Die windbeobachtung in Groβstadten(Wind observation in metropolis)[J].Meteorologische Zeitschrift,1921,38:226.
    [20]Munn R E.Urban meteorology:Some selected topics[J].Bulletin of the American Meteorological Society,1973,54(2):90-93.
    [21]Shreffler J H.Detection of centripetal heat-island circulations from tower data in St.Louis[J].Boundary-Layer Meteorology,1978,15(2):229-242.
    [22]Hidalgo J,Pigeon G,Masson V.Urban-breeze circulation during the CAPITOUL experiment:Observational data analysis approach[J].Meteorology and Atmospheric Physics,2008,102(3-4):223-241.
    [23]徐祥德,丁国安,卞林根,等.BECAPEX科学试验城市建筑群落边界层大气环境特征及其影响[J].气象学报,2004,62(5):663-671.
    [24]徐祥德,周秀骥,丁国安,等.城市环境综合观测与大气环境动力学研究[M].北京:气象出版社,2010:4-7.
    [25]李炬,舒文军.北京夏季夜间低空急流特征观测分析[J].地球物理学报,2008,51(2):360-368.
    [26]窦晶晶,王迎春,苗世光.北京城区近地面比湿和风场时空分布特征[J].应用气象学报,2014,25(5):559-569.
    [27]Liang X D,Miao S G,Li J,et al.SURF:Understanding and predicting urban convection and haze[J].Bulletin of the American Meteorological Society,2018(7):1391-1413.
    [28]王海龙,张镭,陈长和,等.兰州市东部地区冬季低空风场和温度场分析[J].兰州大学学报(自然科学版),1999,35(4):117-123.
    [29]王开存,陈长和,张镭,等.城乡过渡地带低空温度平流和边界层特征的观测分析[J].高原气象,2004,23(4):529-533.
    [30]刘红年,蒋维楣,孙鉴泞,等.南京城市边界层微气象特征观测与分析[J].南京大学学报(自然科学),2008,44(1):99-106.
    [31]王国羽,孙鉴泞,张宏升.城市近地层动量通量-梯度关系分析[J].南京大学学报(自然科学),2013,49(6):774-781.
    [32]孙鉴泞.“城市化的环境影响和气候效应”专栏前言[J].南京大学学报(自然科学),2014(6):733-736.
    [33]范绍佳,王安宇,樊琦,等.珠江三角洲大气边界层概念模型的建立及其应用[J].热带气象学报,2005,21(3):286-292.
    [34]Delage Y,Taylor P A.Numerical studies of heat island circulations[J].Boundary-Layer Meteorology,1970,1(2):201-226.
    [35]Vukovich F M.Theoretical analysis of the effect of mean wind and stability on a heat island circulation characteristic of an urban complex[J].Monthly Weather Review,1971,99(12):919-926.
    [36]Vukovich F M.A study of the effect of wind shear on a heat island circulation characteristic of an urban complex[J].Monthly Weather Review,1975,103(1):27-33.
    [37]Oerlemans J.Linear theory of the urban heat island circulation[J].Atmospheric Environment,1986,20(3):447-453.
    [38]杨玉华,徐祥德,翁永辉.北京城市边界层热岛的日变化周期模拟[J].应用气象学报,2003,14(1):61-68.
    [39]李国平.城市热山波的动力和数值分析[J].成都气象学院学报,1990,15(1):14-21.
    [40]Savijarvi H,Liya J.Local winds in a valley city[J].Boundary-layer meteorology,2001,100(2):301-319.
    [41]Seo J M,Ganbat G,Baik J J.Dynamics of reversed urban breeze circulation[J].Journal of the Atmospheric Sciences,2017,74(4):1311-1320.
    [42]王珊,廖婷婷,王莉莉,等.西安一次霾重污染过程大气环境特征及气象条件影响分析[J].环境科学学报,2015,35(11):3452-3462.
    [43]朱焱,刘红年,沈建,等.苏州城市热岛对污染扩散的影响[J].高原气象,2016,35(6):1584-1594.
    [44]刘树华,刘振鑫,马雁军,等.京津冀地区局地大气环流耦合效应与区域可持续发展的战略思考[J].前沿科学,2008,2(4):61-74.
    [45]黄义,范绍佳.珠江三角洲城市群一次区域性污染过程气象特征数值模拟[J].中山大学研究生学刊(自然科学、医学版),2009,30(1):78-92.
    [46]张璐,杨修群,汤剑平,等.夏季长三角城市群热岛效应及其对大气边界层结构影响的数值模拟[J].气象科学,2011,31(4):431-440.
    [47]康汉青,朱彬,朱彤,等.苏州-无锡-常州城市带热岛效应个例研究[J].大气科学学报,2014,37(4):432-440.
    [48]Ryu Y H,Baik J J,Han J Y.Daytime urban breeze circulation and its interaction with convective cells[J].Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society,2013,139(671):401-413.
    [49]Han J Y,Baik J J.A theoretical and numerical study of urban heat island-induced circulation and convection[J].Journal of the Atmospheric Sciences,2008,65(6):1859-1877.
    [50]王凌梓,苗峻峰,韩芙蓉.近10年中国地区地形对降水影响研究进展[J].气象科技,2018,46(1):64-75.
    [51]徐蓉,苗峻峰,谈哲敏.南京地区城市下垫面特征对雷暴过程影响的数值模拟[J].大气科学,2013,37(6):1235-1246.
    [52]苏涛,苗峻峰,韩芙蓉.海风雷暴的观测分析和数值模拟研究进展[J].气象科技,2016,44(1):47-54.
    [53]蒙伟光,郑艳萍,王宝民,等.热岛与海风相互作用对珠三角午后强降水影响的观测和模拟研究[J].热带气象学报,2014,30(6):1011-1026.
    [54]东高红,尉英华,解以扬,等.天津地区城市热岛环流与海风环流相互作用的研究[J].气象,2015,41(12):1447-1455.
    [55]骆高远,冯利华,黄淑玲.城市屋面绿化对城市气候影响预评价[J].热带地理,1994,14(1):56-62.
    [56]范丽雅,刘树华,刘辉志,等.绿化带对城市大气环境及空气质量的影响[J].气候与环境研究,2006,11(1):85-93.
    [57]陈宏,周雪帆,戴菲,等.应对城市热岛效应及空气污染的城市通风道规划研究[J].现代城市研究,2014(7):24-30.
    [58]曾忠忠,侣颖鑫.基于三种空间尺度的城市风环境研究[J].城市发展研究,2017,24(1):35-42.
    [59]俞孔坚,李迪华,袁弘,等.“海绵城市”理论与实践[J].城市规划,2015,39(6):26-36.
    [60]朱玲,由阳,程鹏飞,等.海绵建设模式对城市热岛缓解效果研究[J].给水排水,2018,44(1):65-69.
    [61]周明煜,曲绍厚,李玉英,等.北京地区热岛和热岛环流特征[J].环境科学,1980,3(5):12-18.
    [62]王喜全,王自发,龚晏邦,等.北京城区热岛环流对山地-平原风的调节作用[J].气候与环境研究,2008,13(5):639-644.
    [63]张锡福,邹孝恒,贾新媛,等.城市边界层大气扩散规律的研究[J].环境科学学报,1981,1(1):81-90.
    [64]韩玺山.沈阳城市边界层气候的若干特征[J].地理科学,1988,8(3):218-225.
    [65]王魁山.下垫面对郑州城市边界层风的影响[J].气象,1998,24(7):10-13.
    [66]刘熙明,胡非,李磊.北京市夏季城市热岛特征及其近地层气象场分析[J].中国科学院研究生院学报,2006,23(1):70-76.
    [67]李明华,范绍佳,王宝民,等.珠江三角洲秋季大气边界层温度和风廓线观测研究[J].应用气象学报,2008,19(1):53-60.
    [68]叶卓佳,关虹.夜间城市边界层发展的数值研究[J].大气科学,1986,10(1):80-88.
    [69]刘树华,刘振鑫,李炬,等.京津冀地区大气局地环流耦合效应的数值模拟[J].中国科学:地球科学,2009,39(1):88-98.
    [70]鞠丽霞,王勤耕,张美根,等.济南市城市热岛和山谷风环流的模拟研究[J].气候与环境研究,2003,8(4):467-474.
    [71]林炳怀,杨大文.北京城市热岛效应的数值试验研究[J].水科学进展,2007,18(2):258-263.
    [72]杨健博,刘红年,费松,等.太湖湖陆风背景下的苏州城市化对城市热岛特征的影响[J].气象科学,2013,33(5):473-484.
    [73]仲跻芹,张朝林,范水勇.北京稳定天气条件下城市边界层环流特征数值研究[J].气象科技,2005,33(6):481-486.
    [74]徐敏,蒋维楣,季崇萍,等.北京地区气象环境数值模拟试验[J].应用气象学报,2002,13(特刊):61-68.
    [75]蒋维楣,陈燕.人为热对城市边界层结构影响研究[J].大气科学,2007,31(1):37-47.
    [76]Miao M Q.Numerical modeling of the nocturnal PBL over the urban heat island in Changzhou city[J].Boundary-Layer Meteorology,1987,41(1-4):41-56.
    [77]卢敬华,李国平.城市热岛效应的分析[J].成都气象学院学报,1991,16(3-4):31-37.
    [78]李国平,李东川.城市热岛强度的数值试验[J].成都气象学院学报,1993,18(4):103-109.
    [79]桑建国.城市热岛效应的分析解[J].气象学报,1986,44(2):125-129.
    [80]李乐泉,李兴生.城市大气边界层的数值研究[J].大气科学,1992,16(2):237-247.
    [81]Zhang N,Wang X Y,Peng Z.Large-eddy simulation of mesoscale circulations forced by inhomogeneous urban heat island[J].Boundary-Layer Meteorology,2014,151(1):179-194.
    [82]卢敬华,李国平.城市热岛效应的分析[J].成都气象学院学报,1991,16(3-4):31-37.
    [83]李国平,刘凯文.不稳定层结下的热岛环流[J].应用气象学报,1992,3(4):431-436.
    [84]李乐泉,周明煜,李兴生.夜间城市大气边界层和气溶胶的相互作用[J].应用气象学报,1992,3(1):32-41.
    [85]桑建国,张治坤,张伯寅.热岛环流的动力学分析[J].气象学报,2000,58(3):321-327.
    [86]李维亮,刘洪利,周秀骥,等.长江三角洲城市热岛与太湖对局地环流影响的分析研究[J].中国科学:地球科学,2003,33(2):97-104.
    [87]何晓凤,蒋维楣,陈燕,等.人为热源对城市边界层结构影响的数值模拟研究[J].地球物理学报,2007,50(1):74-82.
    [88]Chen L,Zhang M G,Wang Y W.Model analysis of urbanization impacts on boundary layer meteorology under hot weather conditions:A case study of Nanjing,China[J].Theoretical and Applied Climatology,2016,125(3-4):713-728.
    [89]刘振,潘益农,张润森,等.环太湖地区土地利用变化的局地气候效应[J].气象科学,2013,33(6):619-626.
    [90]叶丽梅,江志红,霍飞.南京地区下垫面变化对城市热岛效应影响的数值模拟[J].大气科学学报,2014,37(5):642-652.
    [91]洪莹莹,刘一鸣,张舒婷,等.珠三角城市化对大气边界层特征影响的数值模拟[J].中山大学学报(自然科学版),2015,54(1):116-123.
    [92]王腾蛟,张镭,张博凯,等.城市下垫面对河谷城市兰州冬季热岛效应及边界层结构的影响[J].气象学报,2013,71(6):1115-1129.
    [93]曾旭斌,周明煜,李兴生.斜坡地形下城市热岛和陆风相互作用的三维数值模拟[J].大气科学,1989,13(3):358-366.
    [94]李兴生,朱翠娟,李乐泉.坡地对城市热岛影响的数值研究[J].气象学报,1990,48(3):293-302.
    [95]黄利萍,苗峻峰,刘月琨,等.天津地区夏季海陆风对城市热岛日变化特征影响的观测分析[J].大气科学学报,2013,36(4):417-425.
    [96]许启慧,苗峻峰,刘月琨,等.渤海湾西岸海陆风特征对城市热岛响应的观测分析[J].气象科学,2013,33(4):408-417.
    [97]Miao S G,Chen F,Lemone M A,et al.An observational and modeling study of characteristics of urban heat island and boundary layer structures in Beijing[J].Journal of Applied Meteorology and Climatology,2009,48(3):484-501.
    [98]刘振鑫,刘树华,胡非,等.MM5和WRF对北京地区低层大气局地环流模拟能力的对比研究[J].中国科学:地球科学,2012,42(2):301-312.
    [99]张亦洲,苗世光,戴永久,等.北京夏季晴天边界层特征及城市下垫面对海风影响的数值模拟[J].地球物理学报,2013,56(8):2558-2573.
    [100]Li M M,Wang T J,Xie M,et al.Modeling of urban heat island and its impacts on thermal circulations in the BeijingTianjin-Hebei region,China[J].Theoretical and Applied Climatology,2017,128(3-4):999-1013.
    [101]覃海润,刘寿东,王咏薇.太湖湖风个例分析[J].科学技术与工程,2015,15(20):193-200.
    [102]任侠,王咏薇,张圳,等.太湖对周边城市热环境影响的模拟[J].气象学报,2017,75(4):645-660.
    [103]范绍佳,祝薇,王安宇,等.珠江三角洲地区边界层气象特征研究[J].中山大学学报(自然科学版),2005,44(1):99-102.
    [104]陈训来,王安宇,李江南,等.香港地区海陆风的显式模拟研究[J].气象科学,2007,27(5):473-480.
    [105]Wang Y,Sabatino S D,Martilli A,et al.Impact of land surface heterogeneity on urban heat island circulation and sealand breeze circulation in Hong Kong[J].Journal of Geophysical Research:Atmospheres,2017,122(8):4332-4352.
    [106]杨梅学,陈长和.复杂地形上城市热岛的数值模拟[J].兰州大学学报(自然科学版),1998,34(3):117-124.
    [107]安兴琴,陈玉春,吕世华.中尺度模式对冬季兰州市低空风场和温度场的数值模拟[J].高原气象,2002,21(2):186-192.
    [108]李江林,陈玉春,吕世华,等.利用RAMS模式对山谷城市冬季局地风场的数值模拟[J].高原气象,2009,28(6):1250-1259.
    [109]杜世勇,田勇,谭晓哲,等.济南市局地环流数值预报试验研究[J].中国环境监测,2002,18(6):34-38.
    [110]Wang X Y,Li Y G.Predicting urban heat island circulation using CFD[J].Building and Environment,2016,99(1):82-97.

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