（气象学专业论文）丽水市城市气候及其对城市规划影响的研究.pdf

丽水市城市气候及其对城市规划影响的研究 摘要 本文通过对城区以及邻近乡镇的8 个气象自动站主要气象要素的分析，蒯时结合 丽水市的气候特点，初步掌握丽水城区不同环境( 区块) 的主要气象要素的分布情况， 并分析了丽水城区气候的人体舒适性，提出在丽水的城市规划中要考虑的三个城市气 候问题，并依此提出在丽水城市规划中要缓解这些问题的城市设计策略。 本文的分析结果表明：( 1 ) 丽水市平均气温、降水量的年际变化与浙江省气温和 降水的变化基本一致，其中气温有升高的趋势，降水变化趋势不明显。平均气温和雨 量都具有一定的周期性。丽水市全年以静风为主，其主导风向在4 到8 月是东风，其 余各月为东北偏东风。( z ) 丽水城区等温线的分布与城市轮廓基本一致，气温最高值 出现在城区中心，最低值出现在近郊富岭。城区存在较强的熟岛效应，熟岛强度日变 化明显。夜强昼弱，晴天的热岛强度日变化比阴雨天明显，熟岛强度干季大于雨季， 热岛强度与云量、雨量有显著的负相关，与日照有显著的正相关。( 3 ) 丽水城区存在 明显的干岛效应，等水汽压线、等相对湿度线的水平分布与城市轮廓基本一致，最低 值出现在市中心到农科所一带，豫高值出现在富岭。千岛强度白天比夜间强，晴天干 岛强度的日变化比阴、雨天明显，在1 、4 、1 0 月晴天有干岛、湿岛的交替变化。阴 雨天少数时次也会出现湿岛。湿岛的形成于露、雾、结冰、霜、雨等天气现象有关。 干岛强度最大值出现在8 月、1 0 月，最小值出现在卜2 月。( 4 ) 丽水城区全年以静 风为主，秋冬季节比春夏季节静风频率要大。除静风外，城区内盛行风向是偏东风， 而近郊的富岭、大溪边上的防洪堤以及古城是偏北风。风速最大出现在2 月份，最小 出现在9 - 1 1 月。风速由南端的的江边向城区北部递减，离江边越远，风速越小。城 区风场除受大范围流畅的制约外，建筑物、街道、河流等下垫面环境对风速风向影响 巨大。( 5 ) 丽水城区的雨日由城区南端向市中心递减，雨量中心集中在下风方区。最 大值出现在市区中心，城市中心存在明显的雨岛现象。( 6 ) 沥青的地表温度随着环 境气温的变化其地表温度变化幅度最大，花岗岩、瓷砖、水泥次之，裸地比草地要大。 同一种建筑材质颜色不同，地表温度变化幅度也不同，红色、绿色大于黄色。建议城 市建设中考虑多培植草地和多种树以控制地表温度。( 7 ) 通过模糊综合判别法对丽 水市的气候做了评价，结果显示丽水市区的气候舒适状况不是很理想，仅4 月和1 0 月是舒适的。( 8 ) 根据丽水城区的气候特点，提出在城市规划中所面临的三大气候问 题，即：夏季高温的缓解、城市的通风问题以及城市暴雨积涝问题。并制定了缓解这 三大问题需采取的措施，以及在城市规划的设计策略。 关键诃；城市气候，城市热岛，城市干岛，城市雨岛，人体舒适度，城市规划设计 5 丽水市城市气候及其对城市规划影响的研究 a b s t r a c t i n i t i a t i v es i t u a t i o n so f u r b a nc l i m a t ei nl i s h u ic i t yw a ss t u d i e dt h r o u g ht h ea r m l y s e so f s o m em a j o r m e t e o r o l o g i c a l f a c t o r sa s t e m p e r a t u r e p r e c i p i t a t i o na n dw i n d si n 8 m e t e o r o l o g i c a ia u t o - s t a t i o n si nt h ec i t ya r e a , a sw e l la st h ec h a r a c t e r so fc l i n a a t ei nl i s h u i c i t v n eb o d yc o m f o r ti n d e xo fc l i m a t ei nu r b a na r e ao f t h i sp l a c ei sa l s oa n a l y z e d b a s e d o nt h e s e 。t h l e ei s s u e so fu r b a nc l i m a t ew h i c hs h o u l db ec o n s i d e r e di nu r b a np l a n n i n go f l i s h u ia r ep u tf o r w a r da n dt h ec i t yd e s i g ns t r a t e g yt os e t t l et h e s ep r o b l e m sd u r i n gt h eu r b a n p l a n n i n ga r ea l s op r e s e n t e da c c o r d i n g l y t h er e s u l to f r e s e a r c hs h o w st h a t ( 1 ) t h ea n n u a lv a r i a t i o n so f a v e r a g et e m p e r a t u r ea n d p r e c i p i t a t i o ni nl i s h u ia r et h es a m ew i t ht h o s ei nz h e j i a n gp r o v i n c e ，a n dt h et e m p e r a t u r e a p p e a r si n c r e a s i n gw h i l et h ev a r i a t i o no ft h ep r e c i p i t a t i o ni sn o ts oa p p a r e n t t h e s et w o f a c t o r sa p p e a r ss o m ep e r i o d i c 姆i nt h e i rc h a n g e t h eu r b a nr e g i o 他o fl i s h u ic 姆k e 印 c a l mi nm o s to f d a y so f a l ly e a ra r o u n d , a n di t sm a j o rw i n dd i r c c t i o ni se a s t e f l yf r o ma p r i l t oa u g u s ta n dc h a n g e st on o m l e a s tb ye a s tw i n di nt h eo t h e rm o n t h s ( 2 ) t h ed i s t r i b u t i o no f c o n s t a n tt e m p e r a t u r el i n ei si n c o n s i s t e n tw i t ht h eb o r d e r l i n eo ft h ec 慨a n dt h ep e a ko f w h i c ha p p e a r si nt h ec e n t r eo ft h eu r b a nd i s t r i c t sa n dm i n i m u ma p p e a r si nf um o m t a i n s s u b u r b s c o m p a r a t i v e l yi n t e n s i v eh e a ti s l a n de f f e c te x i s t si nu r b a nd i s t r i c t sa n dh a s a p p a r e n td a i l yc h a n g e , w h i c hi si n t e n s i v ed u r i n gt h en i g h ta n dw e a kd u r i n gt h ed a y t i m e t h ed a i l yc h a n g eo f t h es t r e n g t ho f h e a ti s l a n de f f e c ti ns u n n yd a y si sm o r ei n t e n s i v et h a n t h a ti nr a i n yd a y s ，a n di ti sm o l l g e ri na r ys e a s o nt h a ni nw e ts e a s o n 1 ks t r e n g t ho f h e a t i s l a n de f f e c th a sn s i g n i f i c a n tn e g a t i v ec o r r e l a t i o nw i t ht h ec l o u d a g ea n dr a i n f a l l , w h i l e h a ss i g n i f i c a n tp o s i t i v ec o r r e l a t i o nw i t hd a y l i g h t ( 3 ) e v i d e n td r yi s l a n de f f e c ta l s oe x i s t si n u r b a nd i s t r i c t so f l i s h u ic i t y , a n dt h eh o r i z o n t a ld i s t r i b u t i o no f c o n s t a n tv a p o rp r e s s u r el i n e a n dc o n s t a n tr e l a t i v em o i s t u r el i n ei si n c o n s i s t e n tw i t ht h eb o r d e r l i l l eo ft h ec i t y , w h i c h m i n i m u ma p p e a r si nt h ed i s t r i c t sa l o n gt h ec i t yc e n t r et ot h ea g r i c u l t u r es c i e n c ei n s t i t u t i o n , a n di t s 弦a ka p p e a r si nf um o u n t a i n s t h es t r e n g t ho f d r yi s l a n de f f e c ti sm o r ei n t e n s i v ei n d a y t i m et h a ni nt h ea l g h i , a n dt h ed a i l yc h a n g eo fni ns u n n yd a y si sm o r ei n t e n s i v et h a n t h 砒i nr a i n yd a y s ；a i t e r n a t ec h a n g eo f d r yi s l a n da n dw e ti s l a n dw o u l dh a p p e ni nt h es u n n y d a yo fj a n u a r y , a p r i la n do c t o b e rw h i l et h ew e ti s l a n dw i l ls e l d o ma p p e a ri nr a i n yd a y s t h ed e v e l o p m e n to fw e ti s l a n ds i l o u l db ea t t r i b u t e dt os o m ew e a t h e rd h e n o m e n aa sd e w , t h i nf o g , f r e e z e ，f r o s ta n dr a i n , e t c t h em o s ti n t e n s i v ed r yi s l a n de f f e c ta p p e a r si na u g u s t a n do c t o b e rw h i l et h em i n i m u ma p p e a r si nj a n u a r ya n df e b r u a r y ( 4 ) t h eu r b a nr e g i o n so f l i s h u ic i t yk e e pc a l mi nm o s to fd a y so fa l iy e r ra r o u n d , a n dt h i sk i n do fw e a t h e ri sm o r e l i k e l yt oh a p p e ni nw 缸他ra n da i r b m l lr a z o rt h a ni l ls p r i n ga n ds u m m e r b e s i d e st h ec a i n l , p r e v a i l i n gw i n dd i r e c t i o ni se a s t e r l y i nu r b a nr e g i o n sa n dn o r t h e r l yi nf um o u n t a i n s s u b u r b sa n dt h ef l o o dp r o t e c t i o nd i k en e a rd a x i t h em a x i r l m mo fw i n ds p e e da p p r si n 6 丽水市城市气候及其对城市规划影响的研究 f e b r u a r ya n dt h em i n i m u ma p p e a r si ns e p t e m b e rt on o v e m b e r t h ew i n ds p e e dd e c 职垴s 船 f r o mt h er i v e rb a n ki nt h es o u t h e r np l a c et ot h en o r t ho f t h eu r b a nd i s t r i c t s ，t h ef u r 岫l - t h e w e a k e r b e s i d e st h ec o n s t r a i n to ff l o wf i e l di nl a r g e rs c a l e t h ew i n df i e l di nt h eu r b a n d i s t r i c t si sa l s oi n f l u e n c e dh e a v i l yb yt h ee i t ru n d e r l y i n gs u r f a c el i k ec o n s l l u c t i o l l s ，s l r e e t s ， r i v e r s , e t c ( 5 ) t h er a i n yd a y so f l i s h u ic i t ya l s od e c m a s e sf r o mt h es o u t ho f t h ec i t yt ot h e e e n t c , t t h er a i n f a l lc 勰c o n c e n t r a t ei nt h ed o w n w i n dp l a c ea n di t sm a v 血u ma p p e a r si n t h ec i t yc e n t r e ，a n dt h ep h e n o m e n ao fr a i ni s l a n da l s oe x i s tt h e r e ( 6 ) w i t ht h et e m p e r a t t t r e c h a n g e ，t h es u r f a c et e m p e r a t u r eo fa b b e r t i t eh a st h el a r g e s tc h m l g i n ga m p l i t u d e , w h i l e i l l o o r s t o n c ，c e r a m i ct i l ea n dc e m e n tp l a t et a k et h es e c o n dp l a c e ，a n dt h ec h a n g i n g a m p l i t u d eo fn u d a t i o ni sl a r g e rt h a ng r a s s l a n d d i f f e r e n tc o l o r so nt h es 锄eb u i l d i n g m a l e r i a lw o u l db r i n gd i f f e r e n te h a n e , i n ga m p l i t u d eo ft h es u r f a c et e m p e r a t u r e s a n d m a t e r i a l si nr e da n dg r e e nh a s l a r g e rt e m p e r a t u r ec h a l l g i n g t h a nt h ey e l l o wo n e s ( 7 ) a c c o r d i n gt ot h ee s t i m a t et ot h ec l i m a t eo fl i s h u iw i t ht e c h n i q u e so ff 岫s y n t h e t i c d i s c r i m i n a t e ，吐”c l i m a t ec o m f o r ts t a t u so fl i s h u ii sn o ti d e a l , e x c e p ta p d la n dj u l y ( $ ) b a s eo nt h ec l i m a t ec h 啪c t e ro fl i s h u i t w op r o b l e mw h i c hi sf a c e do nt h ec i t y p l a n n i n gh a v eb ep u tf o r w a r d , t h a ti s ：s l o w i n gd o w nt h es u m m 日h i g l lt e m p e r a t u r e ，a e r a t i o n p r o b l e mo ft h ec i t ya n dd r a i n i n gw a t e r - l o g g e do ft h ec i t y t h e n , t h el n e l s u r et os l o w i n g d o w nt h e s et w op r o b l e m sa n dt h ed e s i g ns l r a t e g yi nt h ec i t yp l a n n i n gh a sb e e ns e tu p k e y w o r d s ：c i t yc l i m a t e , c i t y h e a ti s l a n d ，c i t yd r yi s l a n d ，c i t yr a i ni s l a n d ， b o d yc o m f o r ti n d e x ，c i t yp l a n n i n g 7 丽水市城市气候及其对城市规划影响的研究 第一章绪论 1 1 研究的背景、日的和意义 浙江省丽水市2 0 0 3 年出现的夏季高温是全国最厉害的城市之一。2 0 0 3 年7 月3 1 日丽水城区出现了4 3 2 高温，这年丽水4 0 以上的高温天数达1 4 天，3 5 以上的 高温天数竞达6 5 天，丽水之热已列入当年我国十大气候事件对比周边城市，选择 与丽水( 1 1 9 9 2 4e2 8 4 5 n 海拔6 1 8 米) 较近的三地：衢州( 1 1 8 8 7 。e 2 8 9 7 。n 海拔6 7 1 米) 青田( 1 2 0 2 8 。e2 8 1 5 。n 海拔5 9 3 米) 、龙泉( 1 1 9 1 3 。e2 8 0 8 。n 海拔1 9 9 6 米) ，尽管它们地理位置临近，海拔差不多，但是丽水夏 季高温( 见表1 ) 现象特别突出，平均气温在5 月到9 月都超过2 0 c ，夏半年均气温 ( 4 - _ 8 月) 高于衢州、青田，龙泉三地。统计3 5 的天数，丽水平均有3 8 4 天( 也 是全省最多的) ，衙州2 5 1 天，青田2 5 8 天，龙泉3 0 5 天。历史上出现的极端最高 气温：丽水为4 3 2 c ，衢州4 0 9 c ，青田4 1 9 ，龙泉4 1 5 c 与其他三个城市相 比较，丽水城区的夏季高温现象最为严重，因此丽水市在浙江素有“江南火炉”之称， 可见丽水城市气候的特殊性 袭l 嬲水与青田，衢州、龙泉各月平均气温( ) 为何在这个不足1 0 平方公里的的丽水城区会出现这么高的气温? 是地形原因， 还是城市化进程的不合理因素造成的? 这也是整个丽水市人民非常关注的问题。如何 通过科学的规划和建设，趋利避害，创造宜人的城市，这将是气象部门和建设规划等 部门所面临的问题。而了解丽水城市气候，这更是气象工作者不可推卸的责任。随着 丽水经济的发展，城市建设也在不断进步，目前城市中的建筑面积不断扩大，以及生 产活动中废气、废物、废渣和燃烧时放出的人为热，是否对气候有较大的影响，因而 城市化引起的气候变化已日益受到关注。对照丽水市未来的发展目标：建设生态城市， s 丽水市城市气候及其对城市规划影响的研究 实现城市可持续发展，现今不仅要考虑传统的城市规划所遵循的重要原则：把工厂企 业规划城市的下风和下水方向，上风方向建居民区。而且要使城市气候有利于改善工 作生活环境，这正成为城市规划设计中的新理念。 本文将通过对城区以及邻近乡镇的自动站主要气象要素的分析，掌握丽水城区不 同环境( 区块) 的主要气象要素的分布情况、丽水城乡气象要素的差别以及造成这些 现象的原因，通过对不同建筑材料的地表温度的分析，了解不同建筑材料的热吸收效 力。“城市建设、气象先行”，通过对丽水市城市气候规律的研究，摸清城市气候特点， 研究改造旧城市的不利气候条件，并为新兴城市和城区规划格局、建筑结构的设计， 建筑板材的应用以及色调的选择等提出合理建议。这也是丽水经济、城市长远发展的 需要。 1 2 国内、外的城市气候研究现状 1 2 1 国外的研究现状 由于城市的发展，城市数目日益增多，城市建筑面积不断扩大，据( 2 0 0 3 年世 界发展报告估计，目前全世界已有兰分之一以上的人口居住在城市里，到本世纪中 叶，世界的三分之二的人口将居住在城市。随着人类活动能力的迅速增强，人们不但 改变了下垫面状况，而且随着工业飞速发展。大量废气排入空气中，使得空气的成分 也发生变化，这不仅改变了局地气候，对全球气候也产生了一定得影响。人类活动对 气候的影响在城市气候中表现最为突出，这种影响随着城市发展而日益广泛和深化， 现己引起人们的普遍关注这种在区域气候的背景上，受城市这一特殊下垫面的强烈 影响，所产生的一种相对独立的小气候，称之为城市气候“1 。正确认识城市气候特征， 对城市科学选址、合理布局节能降耗，走可持续发展之路有着十分重要的意义。 城市气候理论的发展经历了一个漫长的时期，早在中世纪时，伦敦雾都就已远近 驰名。到本世纪，城市规模迅速扩大，工业高度发展，城市大气污染严重，引起人们 高度重视国际上早在1 9 5 9 年就成立了“城市与建筑气候学研究小组”1 9 6 8 年。 世界气象组织召开了第一次国际性的城市气候会议，自此，城市气候开始了其蓬勃发 展的阶段。1 9 7 7 年在比利时首都布鲁塞尔开会时，由世界气象组织、国际生物气象 学会及国际建筑与规划联合会组成“城市及建筑气候常设委员会”。每三年举办一次 讨论会。1 9 8 5 年1 2 月第9 次气候委员会对城市气候及其应用又作了若干决议。决议 认为需要考虑把气候与人类居住区的生活、经济和环境生态等方面联系起来，应当促 进气候在城市化和建设中的合理利用。关于城市气候研究工作，委员会认为。应努力 9 丽水市城市气候及其对城市规划影响的研究 推进热带城市气候工作，最终把重点放在应用方面，同时，在此基础上，城市气候从 定性描述转而更物理化、定量化，最终达到能够预测。世界气候计划( w c p ) 中的世 界气候应用计划( w c a p ) ，其中包括有城市气候研究计划。世界气象组织( w m o ) 的气 候委员会( c c i ) 也成立有“城市与建筑气候小组”。为了宣传城市气候的重要性，w c p 与彻还合作出版了气候城市化和人类一书。 1 2 2 国内的研究现状 2 0 世纪8 0 年代我国也开始了系统、连续的城市气候的观测和研究工作。1 9 8 3 年， 周淑贞、张超采用上海城郊同步观测资料对比分析的方法，提出了上海城市气候中重 要的“四岛效应”，详细分析城市对雾、日照、辐射及热平衡和水平衡的影响，尤以 风温场的研究为主，著有城市气候导论，这是我国出版的第一部关于城市气候方 面的专著。此后。全国很多城市都开展了城市温度、湿度、风和降水等城市气候要素 的研究工作，如上海、北京沈阳、广州、兰州、西安、郑州等”。 在东北地区，沈阳、长春、吉林、哈尔滨、抚顺等地的研究表明，在东北地 区城市热岛现象普遍存在，城市规模越大，则热岛越强。同时，由于东北地区纬度较 高，城市气候不可避免地受到区域气候因子制约，表现出其独特性质，东北冬季漫长 寒冷，夏季温凉短促，热岛强度也是冬季强，夏季弱，城市逆温的频率也很高，并且 季节变化显著，冬季逆温很厚，夏季则较薄，这种现象与东北冬季采暖期地面人为热 大量释放有关。当有逆温存在时，城市大气边界层十分稳定，冬季尤其严重，正是由 于东北冬季城市大气边界层十分稳定造成的。观测表明，东北各城市市区风速远低于 郊区，白天平均比郊区低3 8 ，夜间则低4 5 ，小风频率远大于郊区。这也使市区污 染物难以扩散。 在我国华北、中原地区，北京”1 、郑州“”等地的研究表明，城乡之间的温度差 比较大，表现出明显的热岛特征。刘熙明等的研究进一步表明：北京上世纪9 0 年 代以来城市化进程对北京市夏季城市气候造成的影响。也就是城区有明显“干岛” 特征，且逐年呈下降趋势；而降水方面，夏季降水量也是逐年下降的；日照和蒸发量 大于郊区，能见度也明显小于郊区，地温同样存在城市热岛现象。张光智”1 等的研究 表明北京的热岛效应在2 0 世纪9 0 年代比8 0 年代要显著，而且热岛效应增强区域与 城市位置十分吻合。佟华”1 等还通过遥感技术与地面测定相结合的方法，对北京城市 热岛现状作观测研究，建立城市边界层模式系统来研究城市边界层在中尺度背景场作 用下的精细结构，用“楔形绿地”规划进行对北京城市气候的模拟。结果显示建造大 型的楔形绿地后，绿地区域及绿地周围约1 公里以内的地区温度有所降低，但这种方 1 0 丽水市城市气候及其对城市规划影响的研究 案却会因城市的下风方向的风速减小而导致通风不畅。张景哲j 等利用卫星图片研究 城市气温与下垫面结构的关系，认为城市绿地和一定面积的水体可有效调节市区温 度，尤其是夏季，其消暑降温作用不可忽视。 程炳岩”等通过分析郑州市的温度场、降水场、湿度场等的特征，揭示了郑州 城市热岛现象的形成原因。研究表明造成城市热岛的原因是多方面的，首先是在城市 中人口密集，工业生产、取暖设备以及交通运输所排出的热量，其次是城市中建筑密 集、高低错落、下垫面与郊区有很大差异，使城市表面温度夜间下降缓慢。再次是由 于城市人口集中，空气中二氧化碳含量较多。使城市地面有效辐射减小。 在长江中下游地区，以上海、南京为代表，2 0 世纪7 0 年代末就开始城市气候的 研究。并出版了城市气候与区域气候1 一书，系统地总结了上海1 0 多年来在城 市气候研究方面的主要成果。指出城市下垫面与城市化之前的自然环境相比发生了根 本变化，人类活动对气候的影响，首先是由于下垫面性质的改变引起的。城市下垫面 的特殊性质，改变了下垫面与大气间复杂的物质和能量交换过程，城市温，湿、风各 要素相应改变其次城市高度集中的人类活动，消耗大量能源，产生直接加热大气的 人为热。而粉尘、硫化物等污染物质。对地气系统长波辐射平衡有重要影响，改变了 城市热状况。因此，城市热岛、湿岛、雨岛，浑浊岛效应在上海都有明显反映上海 城区从总体来说，风速显著低于郊区。小风频率明显增大。但城市内部由于街道对气 流的引导作用，当风向与街边走向一致或近于一致时。可有效地增大局地风速在高 大建筑背风侧，同于气流分离现象，常可发生背风涡漩。据此，提出了城市街谷效应 和建筑物的塔影效应等概念。 上海经过长期的城市气候研究表明上海的热岛效应”很明显。全年出现的概率为 8 5 1 3 $ ，平均热岛强度一般冬季较大，且有逐年增加的趋势；热岛可分为春夏季发生 的日变化平稳型和秋冬季节发生的明显的日变化型。上海城市湿岛“”的形成除有凝露 湿岛和融雪湿岛型外，还有雨天湿岛、雾天湿岛、结霜湿岛和雪天湿岛等类型。上海 城市干岛和湿岛的出现都伴随有城市热岛，城市干岛是城市热岛形成的重要因子之 一，而熟岛中的垂直湍流又有助于干岛的加强，城市热岛又是各类湿岛形成的必要条 件，夜晚城市湿岛形成后，减少地面有效辐射，又有助于城市热岛的维持，它们之间 的正相关关系十分密切。另外朱诗武“”等从暴雨、高温、雾等气象因素的变化来分析 了南京城市气候灾害及其危害影响。 在西北地区。以兰州“”1 为代表，兰州城区存在明显的热岛和干岛现象。赵晶 等还通过r s 方法、城郊对比法，对1 9 5 1 - 1 9 9 9 年兰州的温度、水汽压、相对湿度和 丽水市城市气候及其对城市规划影响的研究 日照百分率指标进行了计算分析，结果表明兰州存在持续性的城市化气候效应，且冬 季的城市效应大于夏季。 在西南地区，昆明”2 ”、贵阳3 等城市的研究表明：低纬高原城市不仅在城市地 面存在热岛效应，在城市上空也同样存在，且近地面强，上空弱。热岛强度干季大于 雨季，冬季大于夏季，日变化则基本上具有夜间强、白昼弱的特点。干岛强度同样是 干季大于雨季，冬季大于夏季，日变化特点在雨季为夜间弱，白天强，在干季则反过 来为夜间强，白天弱。 目前我国有上海、北京、南京、沈阳、广州、福州、乌鲁木齐、兰州、重庆、郑 州等大城市先后开展过城市气候环境观测研究，取得了一些有益的成果。城市气候的 形成不是孤立的，它是不可避免地受到大尺度天气形势地影响，由于各个城市的气候 环境背景和建设规模不同。因此城市气候还受到区域地理环境的影响，这些因子相互 作用，共同形成独具特色的城市气候共同特征，也表现出其特殊性。因此城市气候的 环境研究成果的应用有较强的地域局限性。例如：北京”地处燕山脚下，当大尺度背 景天气形势稳定时，常可形成山谷风环流，山谷风环流与热岛环流叠加的结果，形成 北京地区特殊的流场结构。 近几年有少部分城市气候研究引入了数值模拟的方法，如李兴生。3 、缪启龙 等1 曾对城市温度场进行数值模拟研究，从而对城市热岛效应的影响因子进行实验 分析，李兴生指出在北方大城市人为热作用对热岛的重要性，缪启龙指出在南方低纬 地区人为热作用不甚显著，城市热岛为城市特殊下垫面的陆气相互作用的结果。 目前国内关于城市气候的研究，主要还是基于观测事实进行的分析和归纳，通过 积累大量观测事实和典型个例进行统计分析，基本能够给出城市气候的基本特征。根 据城市气候的基本特征可以为城市的发展建设提供有力的科学技术。 1 3 城市气候的应用研究现状 城市气候学作为- f l 应用学科，主要是研究城市气候特征，同时也研究城市气候 的应用。在研究城市气候特征的过程中发现由于城市的发展变化能够引起对城市环境 方面的影响，如程胜龙等通过城郊对比研究了近六、七十年来兰州城市发展对城市 气候环境的变化，分析表明随着城市的发展兰州的大气、光热、湿度、降水、风场等 气候环境趋于恶化，工业化及城市发展造成的气候环境的变化已经危及了人们的生 产、生活，同时对整个生态环境的破坏也到了非常严重的地步。 因此城市大气质量评价成为城市气候应用研究的一个重要组成部分。我国城市大 气污染一般都比郊区严重，尤其是位于河谷、盆地中的城市，当冬季天气形势比较稳 1 2 丽水市城市气候及其对城市规划影响的研究 定且城市边界层内有逆温发展时，污染尤其严重。如兰州。1 地势低凹，大气中污染 物质难以弥散，有时甚至可形成光化学烟雾。象呼和浩特城区因城市规模扩大。燃 烧排出的烟尘也相应增多，秋冬季城市上空常伴有较厚的逆温层，对流受到抑制，污 染不易扩散，致使城区烟雾日数比郊区要多，风速减小，日照时数也较少。 另外随着经济的发展，城市规模的扩建，城市气候在城市规划和建设中也越来越 受到重视。根据现有城市的气候特点，趋利避害，探索适合城市向着节能型，健康型 等方向设计这对提高城市人居环境质量、改善城市气候环境、控制能耗等都具有重 大的意义。龙良碧“1 在对重庆市夏季舒适度进行评价，找到与气候舒适度密切相关的 因子，即城市绿化水平。文中指出可以通过增加城市绿地覆盖率、林地郁闭度和林木 生长量来降温调湿。李文翎”1 等通过分析表明：随着广州市的迅速发展，耕地、水面 和绿化面积等城市景观出现不断减少的劣势，这种景观的退化将带来城市气候劣变、 城市大气恶化。同时文中还提出了保持广州城市环境景观持续发展的政策策略和生态 措施：即生态“绿化”和生态“蓝化”的增强。城市绿化主要是包括城中心和近郊区 要因地制宜的扩建和新建公园绿地，完善城市街道的行道树结构和各水体及铁路防护 林带系统，根据路面、水域、生活小区、行政区、工业区、商业区的空间特点。设计 多种多样的绿化形式，实现多层次绿化和垂直绿化。相对于绿化而言，水体对生态的 贡献称为“蓝化”。由于地表水域面积在城市中所占的比重也不容忽视。针对目前广 州市地表水面积出现不断减少，并由此带来地表径流加大、大气干燥度增加，气温调 节减弱和污染净化减弱的现状，所以要保证并因地制宜扩大现有地表水域。所以要建 立多形式的城市地表水体，地表水面积的加大。同样可以增强城市的保健能力 总的来看：在诸多城市气候的文献中如有涉及到应用问题的。尚不够深入，真正 对城市规划提出具体建议的较少。张景哲”。认为研究城市气候的人缺乏城市规划和城 市建设的知识，对城市规划和城市建设中存在的问题知之甚少，或仅有一些模糊的认 识，是城市气候研究在应用方面进展缓慢的主要原因之一另一方面，从事城市规划 工作的人，缺乏城市气候知识，也是城市气候研究在城市规划中没有起到应有的作用 的原因之一。 1 4 丽水市概况 丽水市地处浙江省西南浙闽两省结合部，在东经1 1 8 4 1 1 2 0 。2 6 和北纬 2 7 。2 5 4 2 8 。5 77 之间。丽水古称处州，是一座已有1 4 0 0 多年历史的山区城市。 丽水东南与温州市接壤，西南与福建省宁德市、南平市毗邻，西北与衢州市相接，北 部与金华市交界，东北与台州市相连。市政府驻莲都区，距温州1 2 6 公里，距金华市 丽水市城市气候及其对城市规划影响的研究 1 2 2 公里，距杭州2 9 2 公里，距上海5 1 2 公里。总面积1 7 9 2 8 平方千米，总人口为 2 5 2 万人，其中市区面积1 5 0 2 平方千米，人口有4 0 7 3 万人( 人口资料截止2 0 0 5 年 底) 。 丽水以中山、丘陵地貌为主。地势由西南向一东北倾斜，西南部以中山为主，有 低山、丘陵和山间谷地；东北部以低山为主，间有中山及河谷盆地。全市土地面积 1 7 9 2 8 平方公里( 资料来源于中华人民共和国行政区划简册( 2 0 0 6 ) ) 其中山地 占8 8 4 2 ，耕地占5 5 2 溪流、道路，村庄等占6 0 6 。是个“九山半水半分田” 的地区。本市山脉属武夷山系，主要有仙霞岭、洞宫山、括苍山，呈西南向东北走向， 分别延伸西北部、西南部和东北部。海拔1 0 0 0 米以上的山峰有3 5 7 3 座，其中1 5 0 0 米以上的山峰2 4 4 座，龙泉市凤阳山黄茅尖海拔1 9 2 9 米，庆元县百山祖海拔1 8 5 6 7 米，分别为浙江省第一、第二高峰。 丽水市境内有瓯江、钱塘江、飞云江、灵江、闽江、交溪水系，与山脉走向平行， 仙笈蛉是瓯江水系与钱塘江水系的分水蛉，洞富山是瓯江水系与闽江、飞云江和交溪 的分水岭，括苍山是瓯江水系与灵江水系的分水蛉。各河流两岸地形陡峻，江溪源短 流急，河床切割较深，水位暴涨暴落，属山溪性河流，由于落差大，水力资源蕴藏丰 富。瓯江是全市第一大江，发源于庆元县与龙泉市交界的洞宫山锅帽尖西北麓，自西 向东蜿蜒过境，干流长3 8 8 公里，境内长3 1 6 公里，流域面积1 2 9 8 5 4 7 平方公里， 占全市总面积的7 蹦。位于瓯江上游龙泉溪的紧水滩电站水库即仙宫湖。面积4 3 6 平方公里，是全区最大的人工湖泊。全市多。v ”型河谷，峡谷浅滩断续分布，水流 湍急。洪水暴涨暴落，为山溪性河流。 1 5 丽水城区概况 丽水市区即莲都区就处在丽水市的东北面，瓯江中游，海拔6 0 8 米古为处州 府治，今为丽水市人民政府驻地，是全市政治、经济、文化中心，浙南闽北交通枢纽。 城区面积从1 9 9 6 年的6 3 8 平方公里扩展至现在的9 平方公里，人口现已达1 5 3 5 万 城区处于河谷之中四周群山环抱，中部低缓平展。山涧河谷、丘陵平原错落有 致，2 6 度以上的陡坡占总面积的6 1 5 。周围以丘陵环山地为主，东为碧云山，南为 南明山，北为白云山，西有万象山。城区四周的丘陵、山脉植被良好。大溪自西向东 经丽水城南侧流过，境内全长4 6 。5 公里，水域面积1 1 平方公里，好溪属大溪一级支 流，在城区东部与大溪汇合，一同构成了山水城市的核心区。城区自然山水要素包括 大溪、好溪、万象山，南明山，古城岛等 城区平面上看近似一个四边形，北面和西面由两座大山构成西北面的一角，南面 1 4 丽水市城市气候及其对城市规划影响的研究 与东面分别有大溪、好溪流过，并交汇在东南一角。丽阳路近似位于四边形城区的对 角线上，呈东北一西南走向。是丽水的主要交通要道，贯穿城区，连接城区内外( 见 图2 1 ) 。丽水城区中心位于整个盆地的西南面，建筑密集；而城区的东面到j b 面多 农田。建筑较少。 1 6 本文研究的主要内容 本文主要是通过分析丽水市的城市气候特点，根据现有的气候特点为呈规划及城 市建设提供比较合理的城市设计策略。主要包括以下几个方面： ( 1 ) 详细分析丽水的气候特征，包括分析温度、降水、风场等主要气象要素的 年代际变化、周期性等。 ( 2 ) 详细分析城区内的8 个气象自动站点的气象要素资料。并通过对比分析。 研究丽水城区温度场、湿度场、风场、雨量场等主要气象要素的分布特点，寻找丽水 市城区是否也存在热岛、干岛、湿岛、雨岛等现象，并讨论其特性。 ( 3 ) 通过对丽水城区的舒适性分析，提出丽水在城市建设和规划中要缓解的主 要闯题，l 司时提出城市设计案略，包括城市建筑物的采光及表藏材质，城市道路系统 方位的设计，城市的通风走廊，城市绿化体系、城市水系的设计等。 丽水市城市气候及其对城市规划影响的研究 第二章资料与方法 2 1 站点设置和观测 d a v i s 自动气象观测仪( 美国仪器制造公司) 可以对近地面的温度、湿度、降水、 风速，风向、气压以及风寒指数等要素进行自动观测。根据气象观测规范和丽水市的 分布特点等条件，设置8 个站点各站点位置见图2 1 ，各站点及周围环境特征见表 2 1 。本文选取了2 0 0 5 年到2 0 0 6 年两年问的有效观测资料进行分析。另外本文还用 到由沥青、水泥，花岗岩、裸地、草地以及红色、黄色、绿色瓷砖等常见建筑材料铺 成的地面的地表温度，资料时问从2 0 0 5 年8 月到2 0 0 6 年1 2 月。以上资料符合气象 观测技术规范要求。 本文对丽水气候的分析资料来自于丽水气象局基本站自1 9 5 3 年以来的观测资 料。 本文所用的城区地形资料是来源于丽水市城市建设局的现状地形资料。地图数据 以s h a p e f i l e 格式进行存储，航摄于2 0 0 2 年3 月，2 0 0 2 年8 月第一次全面修测。数 据格式采用1 9 8 0 西安坐标系，1 9 8 5 国家高程基准，等高距为5 米，比例尺为l ：1 0 0 0 0 。 圈2 1 城区自动站分布圈 1 6 丽水市城市气候及其对城市规划影响的研究 纳爱丝 中山小学 花园小学 农科所 林校 防洪堤 古城岛 富蛉 位于市中心的纳爱丝休闲健身广场门口，其东面是2 0 米左右的街道，其于三面都 较为开桶，距离最近的建筑物有1 0 0 多米 位于市中心的主要商业街上，是丽水最老的小学之一，周边建筑物最为密集。 位于城区南端的新开发区，区内环境优美，绿化较好，建筑物的间距较大。 位于城区东面，丽阳街北面的农科所大院内。周围5 0 米左右就是住宅区。 位于城区西北面的白云山脚，周边建筑物较少，绿化较好 位于城区南端大溪的左岸。周围没有建筑物。 位于大溪和好溪的交汇处，三面环水，岛上多为农田。 位于大溪对岸，南明山的南坡的近郊，周围有稀疏的民房，多为农田和山地。 2 2 研究方法 本文对资料的周期分析用到小波分析的方法。对资料的对比分析用到了单因素方 2 2 1m o r l e t 小波分析 小波分析方法能够