城市气象学_5zfm.pptx

城市气象学UrbanMeteorology,任课教师：张方敏zfmnuist2015年9月,2,城市气象学,第五章城市云雾降水和能见度第一节城市的空气湿度第二节城市的云雾第三节城市化与降水第四节城市能见度,3,第五章城市云雾降水和能见度,城市空气湿度、云雾、降水和能见度，既受区域气候因素的制约，同时又受城市人为因素的影响。城市空气湿度小于乡村；城市化有使云量增多的效应；城市雾日比乡村有所减少；城市降水与城市云量的增加有关，主要是增加阵性降水；市区雷暴、雹日等都有所增加；城市的的能见度小于郊区。,4,第一节城市的空气湿度,影响城市空气湿度的因素很多。城市下垫面的不透水性，使降水到达地面后迅速变成径流；城市植被覆盖面积小，使蒸发和蒸腾作用大为减弱；城市近地层湍流交换强，有利于水汽向高层输送；机动车和燃烧过程中排放的碳氢化合物，会增加空气中的水汽含量。城市湿度场研究，尤其是城市“干岛”和“湿岛”效应，是一个比较复杂的问题。,5,第一节城市的空气湿度,一、城市和乡村的湿度差异城市下垫面大多为人工铺设的水泥、柏油路面，与郊区农村的田野植被和土壤不同；市区由于排水良好，降水后雨水很快流失，地表层水分含量少，地面比较干燥，蒸发快且蒸发量有限，因此城市的绝对湿度比郊区小。夏季绝对湿度的城郊差别要比冬季大；夜间，由于城市的温度比郊外高，城市的绝对湿度往往高于乡村。平均而言，城市的空气湿度比郊区农村小。,6,第一节城市的空气湿度,7,第一节城市的空气湿度,白天，郊区的蒸发和蒸腾作用比市区大，因此，郊区水汽压比市区高，形成城市“干岛”现象。夜晚，郊区的空气冷却快，并且层结比市区覆盖层稳定，水汽集结在贴近地面的下层，有大量的露水凝结出来，因此水汽压降低。市区夜间热岛效应强，气温比郊区高，蒸发强，水汽凝露量小；夜间湍流交换强度比白天减弱，垂直向上输送的水汽减少，致使市区近地层空气的水汽压反而比郊区大，形成城市“湿岛”。,8,第一节城市的空气湿度,9,第一节城市的空气湿度,1.城市的绝对湿度城市中由于下垫面性质的改变，导致城区的绝对湿度小于附近的郊区。城市绝对湿度的日变化与郊区也不相同，城郊绝对湿度差值的日变化因自然地理条件、季节和当时的天气状况而异。上海城区植被覆盖率较小，而郊区水田面积广，郊区的自然蒸散量比城区要大得多。一年中多数时间是城区的水汽压小于郊区，只有在夜晚或清晨短时间内出现城区水汽压超过郊区的现象。,10,第一节城市的空气湿度,上海城区月平均水汽压都比同时期的郊区小，其差值的绝对值以盛夏78月为最大，冬季122月最小，且秋季一般大于春季。随着城市的发展，城市绝对湿度小于郊区有逐渐增强的趋势。,11,第一节城市的空气湿度,12,第一节城市的空气湿度,13,第一节城市的空气湿度,14,第一节城市的空气湿度,2.城市的相对湿度城市平均绝对湿度一般比郊区小，气温又比郊区高，这就使得城市相对湿度与郊区的差值比绝对湿度更为明显；特别是在城市热岛强度较大的时候，城市的干岛效应就更为突出。例如，墨西哥城市热岛强度在冷季夜间最强，同时城郊相对湿度差值也出现最大值。伦敦城中出现强热岛时，郊区相对湿度在90100之间，愈接近市区相对湿度愈低，在市中心相对湿度仅78，与郊区的最大差值达22。,15,第一节城市的空气湿度,16,第一节城市的空气湿度,17,第一节城市的空气湿度,18,第一节城市的空气湿度,随着城市的发展，城市相对湿度有逐年减小的趋势，城市“干岛”效应也越来越明显。北京城区相对湿度比郊区小。北京近郊区相对湿度为56，城区为54。城郊相对湿度差异的季节性变化表现明显。,19,第一节城市的空气湿度,表5.4上海19401989年平均相对湿度(%)的年代变化及城郊对比,20,第一节城市的空气湿度,21,第一节城市的空气湿度,二、城市干岛和湿岛效应城市相对湿度比郊区小，有明显的干岛效应。城市对水汽压的影响比较复杂。表5.5上海各月平均水汽压和相对湿度的城郊对比(19841987年)表5.6上海逐月各观测时刻城郊平均水汽压差值（hPa）（1984年）,22,第一节城市的空气湿度,23,第一节城市的空气湿度,这种现象的形成，既与下垫面因素又与天气条件密切相关。白天，在太阳照射下，下垫面通过蒸散过程进入空气中的水汽量城区小于郊区；特别是盛夏季节，城郊之间自然蒸散的差值更大。城区下垫面粗糙度大，有热岛效应，湍流运动强，低层水汽向上输送多，导致城区近地面水汽压小于郊区，形成城市“干岛”。,24,第一节城市的空气湿度,夜晚，风速逐渐减小，空气层结稳定，郊区气温下降快，饱和水汽压减低，有大量水汽在地表凝结成露水，存在于低层空气中的水汽减少，水汽压迅速降低。城区因有热岛效应，其凝露量远比郊区少，夜晚湍流弱，与上层空气间的水汽交换量小，城区近地面的水汽压就会高于郊区，出现城市“湿岛”。,25,第一节城市的空气湿度,由于城郊凝露量不同而形成的城市湿岛，称为“凝露湿岛”。大都在日落后若干小时内形成，夜间一直维持。但在日出以后，因郊区气温升高，露水蒸发，很快郊区水汽压又高于城区，转变为城市干岛。在城市干岛和城市湿岛出现时，必然伴有城市热岛。因为城市干岛是城市热岛形成的原因之一，而城市湿岛的形成又必须先存在城市热岛。,26,第一节城市的空气湿度,城区平均水汽压比郊区低，由于存在热岛效应，所以其相对湿度比郊区更小。研究结果还表明，即使在城郊水汽压分布表现为城市湿岛的情况下，在城郊相对湿度的分布上仍然表现为城区相对湿度小于四周郊区，即城市相对湿度总是呈现干岛分布。,27,第一节城市的空气湿度,28,第一节城市的空气湿度,29,第一节城市的空气湿度,30,第一节城市的空气湿度,31,第一节城市的空气湿度,上海市城区白天水汽压比郊区小，夜间因城区凝露量小于郊区，使其水汽压高于郊区，出现干岛、湿岛昼夜交替的现象。从形成原因上分析，可分为四类：凝露湿岛、结霜湿岛、雾天湿岛和雨天湿岛；其中凝露湿岛最多，全年各月均有出现。湿岛出现时都伴有城市热岛，而且都在风速微弱时存在。水汽压日平均值绝大多数都是城市小于郊区；在水汽压和相对湿度的月平均和年平均值分布图上，上海市的干岛效应都十分明显。,32,第一节城市的空气湿度,33,第一节城市的空气湿度,34,第一节城市的空气湿度,35,第一节城市的空气湿度,36,第二节城市的云雾,由于城市上空对流发展比较旺盛，且凝结核较多，因此，在市区上空常会形成对流云。统计资料表明，城区平均云量可比郊区增加510%。市区晴天日数减少，阴天、云天增多。市区雾日数比郊区多，原因是城市大气中凝结核较多。由于市区凝结核比郊区多10倍，所以冬季市区雾日可比郊区多100%，夏季多30%。城市雾往往因地理条件附加的影响而增加更多。城市雾日数也随城市规模的扩大而增加。,37,第二节城市的云雾,一、城市的云量和云状城市上空的云量一般比郊区乡村多，特别是在夏季，城市上空积云形成较多；这是因为城市上空对流作用大，凝结核多的缘故。城市化有使城市云量增多的效应，低云量的增加更为明显；而且城市的阴天日数也比乡村要多。例如，匈牙利的布达佩斯，随着城市化的发展，云量也逐渐增多，且晴天日数逐渐减小。,38,第二节城市的云雾,39,第二节城市的云雾,40,第二节城市的云雾,41,第二节城市的云雾,城市云量尤其是低云量比郊区增多，其中一个重要原因是城市大气气溶胶污染比郊区严重。这些气溶胶大多为吸湿性质粒，为低云的形成提供了充分的云凝结核(CCN)。此外，城市热岛效应削弱了城市低空的大气稳定度，城乡之间的局地热岛环流有利于在城区形成对流云。城市粗糙度比郊区大，易触发湍流交换，而地表的摩擦阻障效应，使多云天气系统在城区滞留时间比郊区长。城市低云量比乡村多，总云量也比乡村多。,42,第二节城市的云雾,导致市区云量特别是低云量比郊区多的原因：城市的热岛效应产生的热岛环流使市区内的上升气流加强，有利于云的形成。城市空气中含有较多的凝结核，尽管绝对湿度小，但吸湿性凝结核有利于云的形成。城市的摩擦阻障作用使得锋面、切变线等天气系统在市区的移动速度减慢，云层在市区滞留时间加长；建筑物对气流的强迫抬升，有利于云特别是低云的增加。,43,第二节城市的云雾,二、城市化对雾的影响雾是悬浮在近地面大气中大量细微水滴(或冰晶)的可见集合体，是近地层空气中水汽凝结(或凝华)的结果。雾和云的物理本质相同，差别在于是否接触地面。雾的存在会降低空气透明度。雾使能见度变差主要与雾滴的散射有关。按照世界气象组织规定，能见度降低到1000m以下时就称为雾，能见度在100010000m之间的称为轻雾。雾滴直径一般为430m。,44,第二节城市的云雾,1.雾的分类雾是空气中水汽达到或接近饱和时，在凝结核上凝结而形成的。雾可以通过两种途径形成：一是空气温度降低，使低层大气冷却到露点温度以下，水汽凝结；二是空气中的水汽增加，造成空气中水汽饱和，产生水汽凝结。霾是另一种天气现象，是悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒的集合体。霾使空气混浊，水平能见度低于l0km以下。霾不同于雾，有霾时空气中水汽含量很小，相对湿度也不大。,45,第二节城市的云雾,46,第二节城市的云雾,2.城市环境与雾“城市雾”一词源于19世纪初期对伦敦雾的研究。我国上海、重庆等城市也曾进行城市雾的研究。由于各城市的具体环境(地理位置、地形、地貌、气候和水文条件等)相差甚远，因此，发生在城市中的雾也不尽相同。一般说来，沿海地区城市雾出现频率较大；而内陆广大地区特别是高原和沙漠地区的城市极少出现，但也有例外。,47,第二节城市的云雾,城市雾的产生除了与一般雾具有同样的机制以外，还叠加了城市环境的各种影响。城市大气污染、气溶胶与城市雾城市大气污染和气溶胶对雾的影响，表现在：一是污染物和气溶胶的存在，对雾的形成和发展的影响。二是当气溶胶过多，对雾的形成也会有不利的影响。三是城市大气污染对雾水的酸化。,48,第二节城市的云雾,城市热岛与城市雾城市热岛是近年来城市气象研究中的一个热点。城市热岛对城市雾的形成和发展是不利的。城市热岛与城市辐射雾的动力学关系：(a)典型的城市热成风系统；(b)雾体环流系统；(c)“城市晴岛”现象；(d)郊区风使雾区向城区推进。,49,第二节城市的云雾,50,第二节城市的云雾,城市湿岛与雾城市湿岛的形成是由于城市气温高于郊区，凝露量远比郊区为小的缘故。周淑贞等发现上海城市湿岛形成机制中有凝露湿岛、结霜湿岛、雨天湿岛和雾天湿岛四种类型。城市湿岛和城市雾的关系十分密切，在辐射雾、平流辐射雾和平流雾前基本上都有城市湿岛出现。在20时和02时若有城市湿岛，参照其它条件，则可以作为预报未来数小时出现气团雾的先兆。,51,第二节城市的云雾,三、城市湿雾城市雾中最常见的就是“湿雾”，由大量微小水滴或冰晶所组成。由于其形成需要近地面层空气具有较大的相对湿度，故称之为“湿雾”；以区别于相对湿度较小时出现的“光化学烟雾”。表5.10伦敦城市和郊区各级雾出现的小时数(10年平均),52,第二节城市的云雾,53,第二节城市的云雾,早期的研究认为，城市雾日比郊区多是城市气象的普遍特征之一。但是，近年来人们通过对长期城郊雾日数的对比分析，发现情况并非如此；对具体城市应作具体分析，不能一概而论。研究认为，由于城市热岛效应，减低了城区的相对湿度和层结稳定度，致使城市湿雾日数减少。等雾日线分布与热岛外缘等温线分布形势一致。热岛区域雾日少，附近郊区雾日多；这是因为城市空气污染使能见度降低，热岛效应使湿雾出现的频率减小。,54,第二节城市的云雾,表5.11上海不同年代各类雾出现的百分率()辐射雾是在天气形势稳定、夜晚无云或少云、无风或风速很小时，辐射冷却作用使近地面空气温度下降，达到饱和或接近饱和时而形成的雾。平流雾是由于来自海上的暖湿空气，平流输入大量的水汽，从而使上海城区的水汽压不断升高，在达到或接近饱和时所形成的雾。,55,第二节城市的云雾,平流辐射雾是在稳定的天气下，既有水汽的平流输入又有夜晚的辐射冷却作用，导致近地面空气达到或接近饱和时所形成的雾。这种雾多出现在入海变性高压后部和大陆弱高压控制下。锋面雾是当移动缓慢的锋面经过上海或其附近地区时，如果风速较小，锋面逆温层距离地面的高度低，锋面两侧气温差异较大时所形成的雾。从雾的形成机制而言，又可分为锋面降水雾与锋面混合雾两种。,56,第二节城市的云雾,当锋面有降水时，暖雨滴落入下层冷空气中，若雨滴温度高于锋面下冷空气的湿球温度，则暖雨滴在下落过程中被蒸发，使下层冷空气变得更冷更湿，达到过饱和状态，多余的水汽在冷空气中的凝结核上凝结成许多小雾滴，形成降水雾。实质上是暖雨滴的体积变小转化为众多的雾滴，雨雾并存，能见度极差，这种雾称为锋面降水雾。当锋面两侧冷暖空气本来就十分潮湿，气温差别又大，在移动缓慢的锋际发生混合作用，使近地面空气达到饱和而形成的雾，称为锋面混合雾。,57,第二节城市的云雾,上海地区的四种城市雾，在形成原因、天气形势和有关气象要素的变化上虽各不相同，但其基本的成雾条件相似，即有丰富的凝结核、风速小、相对湿度高、空气层结稳定(常有逆温)。就城市的影响而言，因空气混浊凝结核多，风速比郊区小，这是有利于城市雾生成的条件。但是城市有干岛效应，相对湿度比郊区低，再加上城市热岛效应，使低空的大气稳定度减弱，湍流加强，这是不利于城市雾生成的因素。,58,第二节城市的云雾,表5.12上海台(龙华)与郊县各站年平均雾日数(d)的变化,59,第二节城市的云雾,表5.13上海两种不同雾情实例统计(19711980年)城市雾有以下几个显著特征：年平均雾日数有递减趋势。城市雾与城市湿岛关系密切。出现低相对湿度的城市“浊雾”。城市雾具有日变化和季节变化特征。,60,第二节城市的云雾,61,第二节城市的云雾,62,第二节城市的云雾,63,第二节城市的云雾,表5.14重庆市辖各气象站逐月平均雾日数(19661970)重庆城区雾日数多于郊区的主要原因：市区大气中凝结核浓度较郊区为大；城区风速适中；城区三面环水。,64,第二节城市的云雾,65,第二节城市的云雾,66,第二节城市的云雾,城市中既有有利于湿雾生成的条件(凝结核多、风速小)，又有不利于雾生成的因素(热岛效应和干岛效应)。同一区域气候条件下，城市和郊区雾日数的多少，取决于哪一种因素占主导地位；需要根据城郊自然地理情况的差异而定。城市对雾生消的影响复杂，具体城市应作具体分析。,67,第二节城市的云雾,四、城市光化学烟雾光化学烟雾的形成机理比较复杂，它主要是由汽车废气(以汽油为燃料)或石油、化工及冶炼业大量排放的一次污染物(氮、氧化物和碳氢化合物)在强烈的阳光照射下，经光化学反应而形成的一种浅蓝色烟雾。,68,第二节城市的云雾,城市中是否出现光化学烟雾，取决于：当地排放的原生污染物的浓度；太阳辐射的强度；气象条件；地理环境因素等。太阳辐射是光化学烟雾形成的一个重要条件。只有当晴天阳光强烈，具有足够能量时，才能使原生污染物产生光化学反应，形成光化学氧化剂。,69,第二节城市的云雾,70,第二节城市的云雾,71,第二节城市的云雾,光化学氧化剂的浓度与气象条件关系密切。在气温高、相对湿度低时，有利于光化学作用的进行。光化学烟雾严重的城市，在地理位置和地形上都具有一定的特点。城市光化学烟雾与城市湿雾是两种完全不同的雾，从化学分类上来说，一个为氧化型，一个为还原型。无论在形成机制上，还是在季节变化和日变化上都迥然不同。但是，在降低能见度、危害人体健康上都是城市气象中的不利因素。,72,第二节城市的云雾,五、城市雾害城市雾是有害的天气现象。主要表现在：1.雾对交通运输的危害航空。航海。陆上交通。2.雾对人体健康的危害烟雾及其危害。光化学雾及其危害。雾、烟雾、光化学雾中污染物对人体的危害。湿雾对人体的影响。3.雾对城市的危害对生态环境的危害。对城市建筑和城市雕塑的危害。对供电和通讯的危害。,73,第二节城市的云雾,4.历史上严重城市雾害个例北京。上海。重庆。兰州。洛杉矶。伦敦。多诺拉。四日市。城市雾危害很大，必须进行有效的监测和预报。雾的监测一般由气象观测站网的观测人员用目测进行，具有一定的主观性，且受观测实施次数和自然条件的限制。雾的预报是城市天气预报中的一个重点。但由于城市雾具有很强的局地性，而且又叠加了城市环境的各种影响，使得城市雾的预报更加困难。,74,第三节城市化与降水,关于城市对降水的影响问题一直存在争论。一般认为，城市会引起城区及其下风方向降水量增加；原因解释为热效应和机械效应所致。关于城市空气污染引起凝结核增加，导致城市降水量增加还是减少，说法不一。城市对降雪的影响，多数认为是降雪量减少，解释为城市热岛所致。城市化对降水分布的影响，对于不同城市往往有不同的结果，应进行具体分析。,75,第三节城市化与降水,一、城市对局地降水的影响城市对局地降水的影响及其影响机制问题，有人认为，城市对降水没有明显影响；也有人认为，城市有使降水量减少的效应；但大多数人认为，城市有使城区及其下风方向降水量增多的效应。METROMEX试验证实了城市对降水量分布的影响，在城区及其下风方向有使降水增多的效应。1.城市雨岛效应,76,第三节城市化与降水,77,第三节城市化与降水,雨岛效应有随城市规模扩大而逐步增大的趋势。城市对降水的影响，与市区云量增加有关。市区降水量可比郊区多515%，主要是增加阵性降水。市区雷暴、雹日数都有增加，城市雷暴和冰雹的出现次数也比郊区多。,78,第三节城市化与降水,城市雨岛的形成原因与城市云量增多的原因基本相同；但降水需要更强的上升运动和冰核存在。城市雨岛的形成条件是：在大气环流较弱，城市热岛环流产生的局地气流辐合上升，有利于对流雨的发展；城市下垫面粗糙度大，对移动缓慢的降水系统有阻障作用，延长城区的降雨时间；城区空气中云凝结核较多，粒径大小不一；当有较多大凝结核存在时，可促进暖云降水。,79,第三节城市化与降水,2.城郊比较分析降水的分布和落区是一个比较复杂的问题，它与局地环流特征和下垫面性质(包括地形、水域、建筑物等)都有密切的关系。论证城市对降水量分布的影响，可进行3方面的对比分析：历史资料对比；周末与工作日对比；同期城市与郊区对比。,80,第三节城市化与降水,表5.18那布勒斯市城郊降水量的差异表5.19英国两个城市降水量(mm)的周变化,81,第三节城市化与降水,82,第三节城市化与降水,表5.20斯德哥尔摩与乌普萨拉年平均降水量(mm)比较表5.21若干城市年平均障水量(mm)的城乡差别,83,第三节城市化与降水,84,第三节城市化与降水,85,第三节城市化与降水,86,第三节城市化与降水,表5.22广州地区78月对流性降水统计表(19601980)采用历史资料对比法，必须消除区域气候变化的影响。实际工作中，不应仅就同一城市在城市化发展前后进行对比，而应采用同一区域气候条件下，城市和附近郊区同期历史资料进行对比。,87,第三节城市化与降水,3.城市降水量,88,第三节城市化与降水,表5.23北京城郊汛期雨量比值表5.24北京干、正常、湿夏，城、郊雨量比值(19711990),89,第三节城市化与降水,90,第三节城市化与降水,91,第三节城市化与降水,二、城市影响降水的可能机制城市降水多于郊区的可能机制包括3个方面：1.城市热岛效应由于热岛效应，致使空气层结不稳定，有利于产生热力对流。热岛是一个高能区，当城市中水汽充足，凝结核丰富或者在有利于对流性天气发生发展的天气系统制约下，容易形成对流云和对流性降水，或对暴雨产生“诱导”、“增幅”作用。如有其它系统叠加在热岛上，则可能产生大暴雨。,92,第三节城市化与降水,93,第三节城市化与降水,经过城市加热的气流，其运行轨迹常呈波动状态，轨迹最高点大多发生在城市下风方向。这种波动源于“热山”效应。气流经过城市上空形成的气流扰动类似于“过山波”。在某些条件下，扰动会随基本气流向下游传播，形成“背风波”。低波数扰动构成的“过山波”所造成的上升运动大多在市中心上空，实际上是城市表面加热引起的上升运动。高波数扰动构成的“背风波”只出现在城市下风方向；在实际大气中，城市下风方向总会存在12个强上升气流区。,94,第三节城市化与降水,2.城市阻障效应城市因有高低起伏的建筑物，其粗糙度比附近郊区乡村大。它不仅能引起机械湍流，而且对移动缓慢的降水系统有阻障效应，使其移动速度减慢，在城区的滞留时间加长，因而导致城区的降水强度增大，降水时间延长。当有较强的城市热岛时，在迎风面城区锋面被阻滞减速，而在下风方向城区，则会出现锋面移行加速的现象。显然，这对降水分布有很大影响。,95,第三节城市化与降水,96,第三节城市化与降水,表5.271980年5月10日上海地区降水持续时间(小时),97,第三节城市化与降水,3.城市凝结核效应城市凝结核比郊区多。城市工业区特别是钢铁工业区是冰核的良好源地。由某些工厂和汽车尾气中的铅粒与碘蒸汽混合时，能形成有效冰核。观测表明，城市下风方向比上风方向的云凝结核数目增加了54，空气过饱和程度也增大，出现101的相对湿度，是上风方向的2倍。由于下风方向云凝结核数目增多，吸水性能强，容易成云，云滴半径比上风方向小23m。,98,第三节城市化与降水,市区降水中的硫酸盐、硝酸盐和碳酸盐的含量都远远高于郊区；这些盐类微粒悬浮在空气中，都是善于吸收水汽的凝结核。这些微粒状物质，一部分在致雨过程中起促进降水的作用，一部分则在雨滴下降过程中由冲刷过程溶解在雨水中。城市上空及其下风向存在有利于形成大云滴的巨核。城市空气中冰核含量高于乡村。城市大气中的SO2和NO2多，在复杂的化学反应之下，形成硫酸和硝酸，通过成雨过程和冲刷过程形成“酸雨”降落，为害甚大。,99,第三节城市化与降水,凝结核和冰核对降水形成所起的作用：冷云中的降水机制，云中有大量过冷却水滴，若缺乏冰核，则不易形成降水。城市有大量冰核排放到空气中，能促进过冷却云滴中的水分凝华到冰核上，使冰粒增大，促进降水形成。暖云中降水的形成，主要依靠大小云滴的碰撞作用，使大云滴逐渐增大，直至以降水形式降落。城市中排放的微小凝结核很多，它们善于吸收水汽形成大小均匀的云滴。,100,第三节城市化与降水,101,第三节城市化与降水,102,第四节城市能见度,能见度是了解大气稳定度和大气垂直结构的依据之一。能见度不好的地区，一般都标志着大气层结比较稳定或者空中有逆温层；反之，大气层结就是不稳定的。由于现代交通运输业的发展，能见度已成为保证运输安全，特别是航空安全的一个极其重要的因素。所以，能见度研究具有特别重要的意义。,103,第四节城市能见度,一、水平能见度水平能见度是指视力正常的人在当时的天气条件下，能够从天空背景中看到和辨认出的目标物(黑体、大小适度)的最大水平距离；夜间则是指能够看到和确定出一定强度灯光的最大水平距离。对能见度的观测，是通过识别目标物能见与否来进行的。所以，能见度可以解释为：不能见的最小距离，能见的最大距离。,104,第四节城市能见度,影响能见度的因素很多。能见度的降低主要是由于大气中的污染气体和颗粒物(包括固态和液态)对可见光的吸收和散射所产生的消光作用所致。描述大气消光性质的参数，称为消光系数。可表示为ext=sg+sp+sw+ag+ap(5.1)式中，sg、sp、sw分别表示大气中的气体、干颗粒和水滴的光散射系数；ag和ap分别表示气体和颗粒物的光吸收系数。,105,第四节城市能见度,气象学中水平能见度的定义为V=3.912(5.2)能见度以能见距离(km或m)为单位，式中表示人眼对可见光敏感波长0.55mm的大气消光系数。能见度的大小主要与空气中污染气体和颗粒物的含量有关。污染气体和颗粒物通过对可见光的吸收和散射作用来降低大气的能见度。,106,第四节城市能见度,绝大多数情况下，影响城市能见度的因素是大气中悬浮的颗粒状污染物的光散射作用。空气中污染气体和颗粒物的增多，会使得城市中的雾和降水增加，从而降低水平能见度。城市能见度同样受到天气系统、风、湿度等天气条件的影响。能见度观测仪器基本上分为两类：透射式能见度仪；散射式能见度仪。,107,第四节城市能见度,表5.28能见度等级表,108,第四节城市能见度,能见度观测受目标物选取的限制，所以，能见度不能满足随机独立变量的要求。一般不适宜确定其平均值和方差；但是，当资料序列积累到一定时期，则能表现出