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城市气候学,孙艳玲Email:flyling992009年2月,城市环境问题,大气污染城市热岛水污染噪声污染垃圾污染,大气污染,指人类生产和生活活动向大气排放各种污染物,超过了环境所能允许的极限,使大气的质量发生恶化,从而对人们的生活、工作、身体健康和精神状态,建筑物及设备财产等方面,直接或间接地产生破坏性恶劣影响。,缪斯河谷事件,1930年12月的某天,比利时缪斯河谷地区数百位居民突然病倒,其中60人死亡。,多诺拉事件,1948年10月末,美国1.4万人的工业小镇多诺拉一下子有6000多人患病,17人死亡。,伦敦烟雾事件,1952年12月5-8日,大雾笼罩伦敦城,死亡4000多人。两个月后,又有陆续8000人丧生。,大气污染产生的后果,大气污染的后果能有多严重?外星人被熏掉下来了,大气污染产生的后果,大气污染的后果能有多严重?骑扫帚飞的巫婆被熏掉下来了,大气污染产生的后果,大气污染的后果能有多严重?丘比特都被熏掉下来了,大气污染产生的后果,1、气候变暖,2、平流层臭氧层变薄,3、陆地和海洋生物受到污染,4、产生酸雨,酸雨,定义被大气中存在的酸性气体污染,PH5.6的雨水称为酸雨,酸雨的分布全球有三大块酸雨地区:西欧,北美和东南亚。我国长江以南也存在连片的酸雨区域。,酸雨的危害森林退化,湖泊酸化,鱼类死亡,水生生物种群减少,农田土壤酸化、贫脊,有毒重金属污染增强,粮食、蔬菜、瓜果大面积减产,使建筑物和桥梁损坏,文物面目皆非,城市热岛,定义:城市所发出的巨大热量,使得城区成为好比在冷凉郊区农村包围中的温暖岛屿,利用MODIS1KM数据进行LST反演制作的广州市热岛分布图,利用实测气象数据进行北京市热岛分布研究效果图,热岛效应与人体健康,气温高于34度,并伴有频繁的热浪冲击,还可引发一系列疾病,特别是使心脏、脑血管和呼吸系统疾病的发病率上升,死亡率明显增加。高温区的居民极易患上消化系统或神经系统疾病,此外,支气管炎、肺气肿、哮喘、鼻窦炎、咽炎等呼吸道疾病人数也有所增多。,城市垃圾,城市澡声与汔车废气,城市环境问题中,大气污染、城市热岛问题都是属于城市气候学的范畴。要解决城市化带来的环境问题,有必要了解城市气候学中的一些内容。城市气候的研究在城市天气预报、城市规划、城市建设、环境保护、居民保健、城市灾害防御上,都具有重要的实际应用价值。,课程介绍,课程性质:选修课理论讲授:34学时参考书:,周淑贞等,城市气候学,气象出版社,1994周淑贞等,气象学与气候学,高等教育出版社,1997,课程介绍,课程目标:,明确城市气候产生的原因;掌握城市各气候要素与周围郊区相应要素特征的差异;掌握城市气候各要素特征对人类生活有利和不利的影响;了解如何改善城市气候环境的方法和途径。,课程介绍,主要内容,绪论城市大气城市日照与辐射城市热量平衡与水分平衡城市热岛城市风场城市湿度、雾与水平能见度城市云与降水城市气候环境问题及改善,课程介绍,考核方式平时作业(30%)期末开卷考试(70%),第一章绪论,1.城市气候学的概念2.城市气候学研究对象3.城市气候学研究任务4.城市气候学的发展简史和新动向5.城市气候学研究方法,1.城市气候学的概念,城市气候学,城市,气候学,1.城市气候学的概念,1.1有关气候学的概念1.2城市气候,1.1有关气候学的概念,天气与气候,天气的概念:,指一个地区短时间内大气的具体状态。,例如:三亚市某日的最高气温30C,最低气温20C,午后有雷阵雨,这些都属于天气现象。,气候的概念:,指一个地方多年的天气平均状况。,例如:在中国,东部地区7月较为闷热;北方地区1月和2月多严寒天气;某市年平均气温为25C,昆明四季如春,这些都属于气候现象。,气候学(climatology),概念:某地气候在太阳辐射、大气环流、下垫面性质和人类活动长时间的相互作用下,某时段内(一般指30年以上)大量天气过程的综合。,四个基本特征:(1)气候和天气关系密切,却是既有联系又有区别的二个不同概念。天气(weather)概念某地区,在某短时间内气象要素(气温、气压、湿度等)和天气现象(云、雨、雾等)的综合。微观(2)气候是长期天气状况的综合。天气过程短期过程。天气特征瞬息万变的不稳定特性。气候过程长期天气过程。气候特征相对稳定特性。,(3)气候具有显著的区域性外地气候规律不能完全适合于本地,而本地气候规律必须据本地气候资料并结合本地的地理环境来进行探索。(4)气候虽具一定稳定性,但仍有变化如:南京春末初夏出现常规梅雨气侯,但有些年份则出现无雨的空梅或雨量过多的梅雨现象。,气候的形成和变化,形成因子:A、太阳辐射大气运动最根本的能源。B、地面状况大气直接的热源和水源。C、大气环流双重性质。D、人类活动释放能量、改变地表特性。,太阳辐射,大气环流,气候,地面状况,人类活动,1.2城市气候,城市气候的概念:,在区域气候背景下,经过城市化后,在大城市的特殊下垫面和城市中人类活动的影响下形成的一种局地气候。,城市化地区的特点:,非农业人口高度聚居的区域高强度的经济活动地区具有特殊性质的下垫面,正是由于城市化地区的特点,使城市除了受当地纬度、太阳辐射、大气环流和海陆位置和地形地貌等区域气候因素的所用外,还在人类活动的影响下,通过下垫面和近层大气的辐射、热力、水分、空气质量和空气动力学性质的改变,形成了有别于附近郊区的局地气候。,影响城市气候的因素城市除了受当地纬度、大气环流、海陆位置、地形等区域气候因素的作用外,还受人类(生产与生活)活动中放出热量及水汽的影响。城市气候所涉及的范围主要包括三个部分:即城市覆盖层、城市边界层和市尾烟气层,城市气候所波及的范围,城市气候所波及的范围,2.城市气候学研究对象,城市气候所涉及的范围主要包括三个部分:即城市覆盖层、城市边界层和市尾烟气层,3.城市气候学研究任务,城市气候观测分析城市气候各要素的特征及其相互关联性研究城市气候形成的原因和过程研究并建立城市大气覆盖层和边界层数值模式探讨改善城市气候条件的途径进行城市气候应用领域的研究,4.城市气候学的发展简史和新动向,19世纪初期英国的LukeHoward(1772-1864)开始真正系统的研究城市气候。在19世纪,城市气
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