南京城市近地表气温微气候模式模拟及其影响因素研究

发布时间：2020-06-20 12:24

【摘要】：随着我国城市化进程的高速发展,人类赖以生存的城市建成环境和微气候发生了巨大的变化,城市规划与城市微气候之间的联系并未受到重视,因此研究城市微气候的影响机制,实现合理规划城市发展,建设生态文明城市的任务迫在眉睫。气温是衡量气候变化最常见的重要指标,探讨气温时空变化特征及其产生原因是目前研究热岛效应的焦点。在这种情况下,探究城市气温时空变化影响机制,合理建设生态居住环境显得尤为重要。因而改变下垫面布局,改善城市微气候,节能减排、降温增湿是建设生态城市发展的重要一步。本文利用ENVI-met微气候模拟软件建立微气候模型来定量分析影响城市气温的因子,探讨城市下垫面布局改变对气温时空变化的影响差异,从而为南京城市规划提供一定参考价值。首先,利用高分辨率遥感影像及实地勘测手段获取研究区下垫面信息,包括建筑物格局、建筑物高度、水体、道路走向、植被覆盖等。比较两种建筑物高度估算方法,结果表明：单幅遥感影像阴影提取建筑物高度适用于毗邻建筑物间隙大、建筑物高大、周围无遮挡的情况,利用立体像对提取高度的方法,在建筑物密集分布、高度均一的情况下,普适性更强。利用立体像对提取建筑物高度,算建筑物高度结果误差在2.8m以内。采用目视解译方法获取研究区下垫面分布信息,以便建立研究区三维模型。其次,通过对南京市城区内四个典型下垫面的微气候数值模拟来验证ENVI-met在南京地区进行微气候模拟的准确性和稳定性,以南京国家气象站的实时气象数据作为初始值,以各个研究区内的自动站观测值作为验证值,通过计算24h实测值与观测值的相关性验证ENVI-met的模拟精度。结果表明：ENVI-met模拟值与实测值拟合效果好,具有适用性。在此基础上分析各个研究区气温变化影响机制,发现一中街区与光华东街街区气温时空分布规律相似,白天道路气温较高、水体及建筑物阴影区气温较低,夜间道路及建筑密集区域气温较高；玄武湖研究区介于水陆物理特性,全天呈现气温由陆地中心向外围呈现递减的趋势；头陀岭研究区地形复杂多变,白天最高气温都出现在山体周围,气温由山体周围向外围呈现递减的趋势,夜间气温空间分布一致,基本无变化；在验证模型尺度对模拟结果的影响时发现在地势低、地形平坦的研究区域,模拟空间分辨率越高,模拟值与实测值拟合效果越好；在地势高、地形起伏较大的区域,研究范围越大,模拟值与实测值拟合效果越好。最后,从城市建筑物高度变化、城市绿化覆盖度变化等2个方面模拟影响城市气温变化的因素。利用一中街区和光华东街街区位置相近、下垫面类型相同、建筑物布局及高度不同的特点对比分析离地面1m、15m、35m高度处建筑物布局及高度变化对气温的影响。通过调整光华东街研究区的绿化面积及绿化形态对比分析绿化覆盖变化对气温的影响。结果表明：高大建筑物在日间有遮阴降温效果,建筑物密集分布时不利于夜间热量扩散,绿化面积增加有助于改善研究区气温,日间降温效果明显,大面积绿化带可以有效调节一个区域内的日间气温分布,改善夏季白天城市热岛效应。
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P423

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