多面体城市冠层模型中植被组分的引入及模拟研究
发布时间：2021-10-14 07:21
公园城市是为了缓解城市化带来的热岛问题和环境问题提出来的新理念。本文在传统单层城市冠层模型的基础上引入植被组分的影响,以公园城市为参考构建多面体城市冠层模型。利用2017年10月28日10月31日的观测数据对模型进行评估,并探讨了不同自然表面对冠层温湿环境的贡献,同时采用离线多面体城市冠层模型分析了城市冠层中街区形态、屋顶材料以及植被参数（自然表面占比、叶面积指数、叶片含水量）的变化对辐射热量、表面温度及冠层内温湿特性的影响。结果表明:（1）模型能够较好地模拟出城市冠层的温湿特性,与传统单层城市冠层模式相比,引入植被组分对模型的模拟效果有一定程度的提升,能更准确的再现观测值。屋顶温度、屋顶长波辐射通量和冠层气温模拟值与观测值之间的相关系数均大于0.9,各物理量的标准误差（SE）基本都控制在0.05以内,且引入植被后SE值更小,即均值波动的剧烈程度有所降低。与此同时,屋顶温度、感热通量、长波辐射通量和冠层气温的均方根误差（RMSE）分别降低了1.09、3.18、5.54和0.85,也就是说模拟值与观测值之间的离散程度降低。（2）比较不同下垫面组分对冠层温湿的贡献情况...
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多面体城市冠层模型框架
南京信息工程大学硕士学位论文好地反应观测情况。而冠层空气的感热通量和潜热通量与观测值的相关性较小，量相关性约为 0.8，感热通量相关性仅在 0.5~0.6 之间，出现这样的差异的原因在经详细解释过，这里的“真值”指的是综合培训实习基地的观测值，而非建筑物城市冠层，所以存在一定的误差，且感热通量夜间误差出现的最主要因素是路面差所导致的。
图 4.11 Case12 和 Case13，以 2017 年 10 月 31 日 14 时为例，自然表面占比和叶面积指数变化引的白天冠层内温湿参数的变化（(a)感热通量，(b)潜热通量，(c)气温，(d)比湿）。自然表面占比和叶面积指数对夜间冠层温湿参数的影响如图 4.12 所示，同样，蓝心三角形表示叶面积指数 LAI=2，红色实心方框表示叶面积指数 LAI=4。植被比例 增大到 0.5 使得夜间感热通量减小约 40W m-2（图 4.12(a)），这是因为自然表面占比时，夜间冠层中人为表面受到建筑物之间的长波辐射的多次反射作用减小。与白天况相反，夜间植被比例增大会导致冠层潜热减小，植被比例增大 0.5 会导致夜间潜小约 10 W m-2（图 4.12(b)），这是因为自然表面占比增大的情况下，冠层整体感热冠层温度在夜间均会减小，导致储存在叶片及土壤中的含水量释放到大气中的部分，也就是说释放到冠层中的潜热通量降低。与冠层感热通量变化趋势相同，冠层温自然表面占比的增大而降低，与白天相比，植被比例增大 0.5，叶面积指数增大到，夜间冠层温度降低的程度仅约 0.1K（图 4.12(c)）。与冠层潜热通量的变化趋势相同
【参考文献】：
期刊论文
[1]“公园城市”的理念内涵和实践路径研究[J]. 吴岩,王忠杰,束晨阳,刘冬梅,郝钰. 中国园林. 2018(10)
[2]城市街区形态及冷却屋顶对冠层内辐射热通量的影响[J]. 张蕾,王咏薇,赵小艳,于超,郭良辰,胡凝. 气候与环境研究. 2018(05)
[3]公园城市的理论与实践研究[J]. 杨雪锋. 中国名城. 2018(05)
[4]城市下垫面扩张对局地热力环流影响的模拟[J]. 王咏薇,翟雪飞,齐德莉,黄毅,陈磊. 科学技术与工程. 2017(03)
[5]地表通量对模型参数的不确定性和敏感性分析[J]. 张添,黄春林,沈焕锋. 遥感技术与应用. 2011(05)
[6]大气数值模式中城市效应参数化方案研究进展[J]. 王咏薇,蒋维楣,刘红年. 地球科学进展. 2008(04)
[7]人类对传统发展观的反思和新发展观的确立[J]. 魏恩政,解芳. 东岳论丛. 2005(03)
[8]MM5模式中城市冠层参数化方案的设计及其数值试验[J]. 李晓莉,何金海,毕宝贵,李泽椿,王欣. 气象学报. 2003(05)
博士论文
[1]应用城市冠层模式与WRF模式耦合研究城市化效应[D]. 刘振鑫.北京大学 2014
本文编号：3435701
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多面体城市冠层模型框架
南京信息工程大学硕士学位论文好地反应观测情况。而冠层空气的感热通量和潜热通量与观测值的相关性较小，量相关性约为 0.8，感热通量相关性仅在 0.5~0.6 之间，出现这样的差异的原因在经详细解释过，这里的“真值”指的是综合培训实习基地的观测值，而非建筑物城市冠层，所以存在一定的误差，且感热通量夜间误差出现的最主要因素是路面差所导致的。
图 4.11 Case12 和 Case13，以 2017 年 10 月 31 日 14 时为例，自然表面占比和叶面积指数变化引的白天冠层内温湿参数的变化（(a)感热通量，(b)潜热通量，(c)气温，(d)比湿）。自然表面占比和叶面积指数对夜间冠层温湿参数的影响如图 4.12 所示，同样，蓝心三角形表示叶面积指数 LAI=2，红色实心方框表示叶面积指数 LAI=4。植被比例 增大到 0.5 使得夜间感热通量减小约 40W m-2（图 4.12(a)），这是因为自然表面占比时，夜间冠层中人为表面受到建筑物之间的长波辐射的多次反射作用减小。与白天况相反，夜间植被比例增大会导致冠层潜热减小，植被比例增大 0.5 会导致夜间潜小约 10 W m-2（图 4.12(b)），这是因为自然表面占比增大的情况下，冠层整体感热冠层温度在夜间均会减小，导致储存在叶片及土壤中的含水量释放到大气中的部分，也就是说释放到冠层中的潜热通量降低。与冠层感热通量变化趋势相同，冠层温自然表面占比的增大而降低，与白天相比，植被比例增大 0.5，叶面积指数增大到，夜间冠层温度降低的程度仅约 0.1K（图 4.12(c)）。与冠层潜热通量的变化趋势相同
【参考文献】：
期刊论文
[1]“公园城市”的理念内涵和实践路径研究[J]. 吴岩,王忠杰,束晨阳,刘冬梅,郝钰. 中国园林. 2018(10)
[2]城市街区形态及冷却屋顶对冠层内辐射热通量的影响[J]. 张蕾,王咏薇,赵小艳,于超,郭良辰,胡凝. 气候与环境研究. 2018(05)
[3]公园城市的理论与实践研究[J]. 杨雪锋. 中国名城. 2018(05)
[4]城市下垫面扩张对局地热力环流影响的模拟[J]. 王咏薇,翟雪飞,齐德莉,黄毅,陈磊. 科学技术与工程. 2017(03)
[5]地表通量对模型参数的不确定性和敏感性分析[J]. 张添,黄春林,沈焕锋. 遥感技术与应用. 2011(05)
[6]大气数值模式中城市效应参数化方案研究进展[J]. 王咏薇,蒋维楣,刘红年. 地球科学进展. 2008(04)
[7]人类对传统发展观的反思和新发展观的确立[J]. 魏恩政,解芳. 东岳论丛. 2005(03)
[8]MM5模式中城市冠层参数化方案的设计及其数值试验[J]. 李晓莉,何金海,毕宝贵,李泽椿,王欣. 气象学报. 2003(05)
博士论文
[1]应用城市冠层模式与WRF模式耦合研究城市化效应[D]. 刘振鑫.北京大学 2014
本文编号：3435701
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/qxxlw/3435701.html
