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An advection fog event response to future climate forcing in the 2030s-2080s:a case study for Shanghai

Frontiers of Earth Science 2023年第2期17卷 527-546页

作者： Ying GU Hiroyuki KUSAKA Quang-Van DOAN School of Air Transportation Shanghai University of Engineering ScienceShanghai 201620China Center for Computational Sciences University of Tsukuba1-1-1 TennodaiTsukubaIbaraki 305-8577Japan

Fog may continue to inhibit industry in the future.Here,we focused on a specific advection fog event in Shanghai,China,and applied a pseudo global warming method to examine advection fog under the RCP8.5 highemission scenario.The method involved downscaling the future atmospheric conditions over the ensemble average of 19 global climate models from the fifth phase of the Coupled Model Intercomparison Project(CMIP5).We used the Weather Research and Forecasting Model coupled with a single-layer urban canopy model(wrf‒ucm)to run four sensitivity experiments and examined the advection fog and its relationship to changes in meteorological conditions.The results showed that:1)The advection fog event tended to remain in Shanghai despite global warming;2)advection fog will not change greatly in the future;however,the onset and dissipation times will change slightly;3)relative humidity(RH)locally increases prior to the onset of the advection fog,and decreases at the dissipating stage,despite the current and future experiments having the same RH initial and boundary conditions;4)a small increase in surface air temperature and an increase in RH contribute to the early advection fog onset,and vice versa.Windspeed facilitates the early onset and dissipation of advection fog.

关键词： advection fog global warming PGW DDS wrf-ucm Shanghai

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高温背景下城市下垫面扩张对于成都市热岛效应的数值试验

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成都信息工程大学学报 2023年第3期38卷 358-364页

作者：孙世杰张小玲樊晋成都信息工程大学大气科学学院高原大气与环境四川省重点实验室四川成都610225 成都平原城市气象与环境四川省野外科学观测研究站四川成都610225 济南市气象台山东济南250000

为探讨成都市城市化在高温背景下对热岛效应强度的影响机制。利用耦合城市冠层模型的数值模式系统wrf-ucm,采用三层嵌套模拟技术,使用2001年和2019年两套MODIS土地利用资料,对成都市2019年8月11-13日的高温过程进行两组模拟实验。结果表... 详细信息

为探讨成都市城市化在高温背景下对热岛效应强度的影响机制。利用耦合城市冠层模型的数值模式系统wrf-ucm,采用三层嵌套模拟技术,使用2001年和2019年两套MODIS土地利用资料,对成都市2019年8月11-13日的高温过程进行两组模拟实验。结果表明:(1)wrf-ucm模式能较好地模拟出此次成都地区的高温过程,过程中平均热岛强度超过2℃,引入新土地利用资料后热岛强度增强0.42℃,且夜间热岛强度高于日间;(2)下垫面性质的不同引起的城乡感热通量和潜热通量的差异是造成城区与郊区温差的主要原因之一,城市不透水下垫面使城市地区通过潜热调节气温能力降低,城市地区感热通量下降比非城市地区慢,使夜间城市地区下降缓慢,形成热岛效应;(3)成都市城市化主要通过增加城市部分的感热通量,减小潜热通量,增强了此次高温过程的热岛强度。

关键词：大气科学数值模拟极端高温 wrf-ucm 城市热岛土地利用

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上海市土地利用资料优化方案对wrf模式模拟高温过程的影响

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气候与环境研究 2020年第4期25卷 443-456页

作者：胡婧婷陈亮华东师范大学地理信息科学教育部重点实验室上海200241 华东师范大学地理科学学院上海200241

在wrf模拟中,默认的土地利用数据与实际土地利用情况差异较大,因此会影响模式的模拟效果。为此,许多学者提出了更新城市土地利用数据的方案。最简单的方法是仅就城市建成区面积进行修正。但因城市地表具有非均匀性,进而又提出了将建成... 详细信息

在wrf模拟中,默认的土地利用数据与实际土地利用情况差异较大,因此会影响模式的模拟效果。为此,许多学者提出了更新城市土地利用数据的方案。最简单的方法是仅就城市建成区面积进行修正。但因城市地表具有非均匀性,进而又提出了将建成区进一步精细化分类。然而,在研究土地利用资料对wrf模式影响的文献中,绝大多数研究仅是就某种资料更新前后的模拟效果进行比较,并未将城市面积改变、城市非均匀性这两个因子进行区分。本文综合考虑了面积修正与精细化分类这两个因子,根据面积修正方案和两种精细化方案生成了3种土地利用的优化数据,并结合默认土地数据共设置了4个算例对上海市2018年8月和2019年8月两次高温天气过程进行了模拟,通过对结果进行比较分析发现:1)对wrf土地利用数据进行优化后,改善了温度、相对湿度和风速的模拟效果。2)城市建成区面积是影响温度最关键的因子,面积修正使温度的平均均方根误差(RMSE)降低了0.86℃,在此基础上的精细化分类使平均RMSE最多降低了0.04℃。3)城市的精细化分类是影响风速和相对湿度的主要因子,面积修正使风速的平均RMSE仅降低0.04 m/s,而精细化分类可使其RMSE再进一步降低最多0.19 m/s;面积修正使相对湿度的平均RMSE仅降低0.23%,而精细化分类可使其RMSE再进一步降低最多2.25%。4)总体说来,精细化分类方案在一定程度上考虑了城市的非均匀性,因此对于温度、相对湿度和风速模拟结果的改善程度更大,且分类越细致,效果越好。

关键词：土地利用 wrf-ucm 模型城市精细化分类上海

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基于人体热舒适的局地气候分区（LCZ）热环境评价与优化策略研究——以武汉市为例

基于人体热舒适的局地气候分区（LCZ）热环境评价与优化策略研究...

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作者：吴青华中科技大学

学位级别：硕士

近年来中国城市化进程越来越严重,高强度的建设改变了城市下垫面形态,使得城市内部温度逐年上升,夏季高温热浪频发,影响城市居民身体健康。复杂的城市形态会对城市热环境产生不同的影响,每一种城市形态都有其对应的微气候特征。对城市... 详细信息

近年来中国城市化进程越来越严重,高强度的建设改变了城市下垫面形态,使得城市内部温度逐年上升,夏季高温热浪频发,影响城市居民身体健康。复杂的城市形态会对城市热环境产生不同的影响,每一种城市形态都有其对应的微气候特征。对城市形态进行分类梳理,并分析不同形态类型对热环境的作用机理和热环境的定量评价有助于规划者和决策者找出城市内部的突出问题,提出规划改善措施,提高居民室外活动水平。因此,为了区分复杂的城市形态,本文采用局地气候分区(LCZ)模型,系统化、精细化的研究城市内部热环境的差异,并以居民热舒适主观感受为评价标准,基于人体热舒适指标定量评价不同城市形态下室外热环境质量,研究分析不同LCZ类型城市形态对人体热舒适影响。为了给城市设计与城市规划提供更多有效的气候环境调节策略,本文将空间信息与城市热环境的评价结果叠合并图示化,以达到找到城市气候敏感区,并基于城市地理空间信息提出热环境改善措施的目标。针对以上目标本文进行了3个部分的研究与分析:(1)采用遥感判别和建筑矢量数据分析相结合的方式建立城市局地气候(LCZ)地图,分析城市内部空间形态分布,定量化、精细化的研究不同空间形态下城市热环境特性;(2)采用现场测量和问卷调研相结合的方式,将LCZ模型应用于人体热舒适研究。探讨城市居民在不同空间形态下的主观热感觉差异,并建立不同LCZ类别下的人体热舒适模型;(3)采用wrf-ucm计算模型对城市热环境现状进行模拟,基于人体热舒适评价模型将热环境信息进行叠加分析,建立城市气候分析图和规划建议图,并对城市优化措施进行评价。根据城市内部空间形态分布探究可知,LCZ4、LCZ5在武汉市主城区占比最高。LCZ分类体系对地表温度、空气温度、风速和相对湿度等热环境特性区分效果显著。不同LCZ类别中,居民对气温,风速,相对湿度和辐射温度等气候因素的感觉和偏好存在明显差异,密度越高居民对气温和相对湿度的变化越敏感;密度越低风速感觉越高,且对风速变化更为敏感;密度越高居民对夜间湿度的容忍度越低,且湿度偏好较高。在城市地区,不同LCZ类别中性热感PET温度,由小到大依次为LCZ5

关键词：局地气候区(LCZ) 人体热舒适适应性城市气候图 wrf-ucm

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