生产与生活)活动中放出热量及水汽 城市气候有什么特点？

（1）气温高（2）湿度低（3）风速小（4）太阳辐射弱 （5）能见度差（6）降水多 4.1.3 城市的辐射与日照 特点：

城市太阳总辐射较乡村少 城市下垫面反射率小

城市日照总时数和日照百分率小于乡村 城市内部日照地区差异明显

4.1.4 城市的热量平衡与城市热岛效应 热量平衡

人为热的大量输入: 工业生产、家庭炉灶、空调制冷、机动车排放、冬季取暖等 下垫面导热率高出乡村3倍, 热容量较乡村大1/3倍, 因而贮热量大 热收入远高于乡村

城市热岛(urban heat island)—城市内部气温比周围郊区高的现象。 从两个角度来分析：

(1)同一时间城市和郊区气温的对比

(2)同一城市历史发展过程中气温的前后对比

城市热岛强度变化的时空规律

一、时间规律性 (1)周期性

日变化: 夜晚强, 白昼午间弱

年变化: 冬秋两季比夏春两季表现更明显, 可能归因于冬季城市取暖耗能较多, 释放大量人为热量

周变化: 明显受工休日周期影响, 周末弱, 周内强 (2)非周期性 形成原因：

a.临界风速：风速大则热岛效应小，超过临界风速时则消失 b.云量：强热岛大多出现在无云的天气状态下 4.1.4 城市的热量平衡与城市热岛效应 城市热岛强度变化的时空规律 二、空间规律性 地区差异产生的原因：

A.城市的布局形状(团块状紧凑布局、条形分散结构) B.城市地形(盆地或凹地)

C.城市规模（面积、人口及其密度等） D.城市附近自然景观以及城市内部下垫面性质 4.1.5 城市的风及局部环流 城市热岛环流

由于城市热岛的存在，城市中形成一个低压中心，并出现上升气流，到达一定高度则向四周下沉，继之再流向热岛中心，如此反复，形成一个缓慢的热岛环流(local heat island circulation)，又称城市风系。在近地面部分风由郊区向城市辐合,称为乡村风(country breeze)。 城市发展对盛行风的影响

随着城市的发展，人口增多，建筑物的密度和高度增加，下垫面的粗糙度加大，因而有使城市年平均风速减小的趋势。

上海历年风速(m/s) 城市风的特点：

城市的平均风速比郊区小。城市与郊区风速的差值还因时、因风速而异: 一般是白天差值大，晚上小；夏季大，冬季小。城市覆盖层内部风存在局地差异 4.1.6 城市降水及水分平衡 城市空气湿度

城区年均绝对湿度和相对湿度比郊区低 城市降水与水分平衡

1) 城市水分收入项比郊区大 形成城市降水较多的原因有三：

第一, 城市热岛效应。 第二, 城市阻滞效应。 第三, 城市凝结核效应。 2) 城市下垫面蒸散量和水分贮存量比郊区小 3) 城市径流量比郊区大, 峰值出现时间早 4.1.7 城市大气污染与城市气候的关系 城市大气污染源

固定源：燃料燃烧、废物焚化、工业生产 流动源：汽车、火车、轮船、飞机等 城市大气中的主要污染物 分 类

成 分

烟尘,粉尘 碳粒,飞灰,碳酸钙,氧化锌,氧化铝 硫 化 物 二氧化硫,三氧化硫,硫酸,硫化氢,硫醇 氮 化 物 一氧化氮,二氧化氮,氨等 氧 化 物 臭氧,过氧化物,一氧化碳等 卤 化 物 氯,氟化氢,氯化氢等 城市大气污染与气象条件

一、对大气污染物的稀释和扩散作用 1 风和湍流的影响

风对排入大气中的污染物有显著的输送、冲淡、稀释和扩散作用。

城市中严重的大气污染现象都出现在风速小的时候, 一般在风速?2m/s或?3 m/s时 2 大气稳定度的影响

大气稳定度(?): 表示空气是否安于原在的层次, 是否易于发生垂直运动, 即是否易于发生对流的量度。

大气是否稳定，通常用周围空气的“温度直减率(γ)”与上升空气微团的“干绝热直减率(γd)”的对比来判断

干绝热直减率γd—是每上升100m温度降低1℃。

有机化合物 甲醛,有机酸,焦油,有机卤化物,酮等

而周围空气气温随高度变化的直减率γ是多种多样的：

γ>γd: 每隔100m高度气温降低很快, 空气层处于不稳定状态(不稳定层结) γ<γd: 每隔100m高度气温降低很少, 甚至随高度而递增, 称为“逆温”, 空气层处于稳定状态(稳定层结)

γ=γd: 每隔100m高度刚好是减低1℃, 空气层的稳定度处于中性状态(中性层结) 大气稳定度是影响污染物在大气中扩散的极重要因素

(1)当大气层结不稳定时, 热力湍流发展旺盛, 对流强烈, 污染物容易扩散。

(2)当大气层结稳定时, 湍流受到抑制, 污染物不易扩散稀释。特别是当有逆温层出现时, 通常风力微弱甚或平静无风, 低空好象蒙上一个“盖子”, 使烟尘聚集地表, 造成严重污染。

从烟囱排出的烟流形状看大气稳定度的影响： 全层不稳定(波浪型): 晴午后; 烟源附近污染 全层中性(锥型): 风力较大的夜间出现 全层稳定(扇型): 晴, 风小的夜或晨; 易污染

下层稳定上层不稳定(屋脊型, 上扬型): 日落后不久出现; 地面可免受污染 下层不稳定上层稳定(熏烟型, 漫烟型): 日出后风力微弱时易出现; 下风处严重污染 二、对大气污染物的冲洗、凝聚和化学反应影响

1 降水的淋洗作用: 雨滴在下降过程中捕获颗粒污染物, 从而“清冼大气”

2 雾的凝聚作用: 水汽与凝结核结合形成雾滴. 高浓度的SO2污染常与浓雾相伴出现 3 光化学反应作用: 高温与强光照下易发生, 光化学烟雾呈浅蓝色, 其化学反应复杂 城市大气污染实况 1 城市大气污染的地区差异 (1) 不同城市对比 (2) 同一城市内部不同区域

大气污染浓度分布不均匀: 靠近工业区污染最为严重; 靠近市中心的交通和商业区污染次之, 也较严重; 绿化区稍好些

2 城市大气污染的类型及其日变化和年变化 伦敦型：

大气污染源:工业炉窑和民用炉灶 主要污染物:烟尘、SO2、CO等

在冬季因取暖用的燃料较多, 排放的烟尘量大, 再加上冬季辐射逆温频率大, 湍流弱, 烟尘不易扩散, 因此大气中烟尘浓度冬季最高, 春秋次之, 夏季最小。日变化烟尘浓度以早晨8时左右为最大 硫酸烟雾（伦敦烟雾）

原因：燃煤，冬季、气温低、湿度高（>80%）、日光弱，排放的污染气体（S）积聚在大气底层， 在锰、铁、氨等催化作用下， SO2被氧化为SO3，进一步与水化合生成硫酸，形成黄色的伦敦烟雾 还原烟雾：还原性混合物

组成：SO2，氧化后生成的SO3，+水生成硫酸 发生时间：冬季、高湿度

记载地点：伦敦、北欧、中国广州 洛杉矶型： ? ? ? ?

大气污染源:汽车等交通工具。

污染物:汽车尾气排出的一次污染物 NOX、HXCX、CO和铅尘等经光化

学变化产生的二次污染物光化学氧化剂PAN。

浓度年变化: 夏、秋季节(5月~9月)为最浓, 冬季最淡。

日变化: 光化学烟雾只在白天出现, 以中午附近为最浓。夜晚无日照, 因

而不会有污染现象出现。 城市大气污染的影响 1 对城市气候的影响

—减少太阳入射辐射和日照时数 —增加城市烟雾频率、减小能见度 —改变城市的热状况 1 2 3

对城市居民健康的危害 对各种物品的腐蚀 酸雨及其危害

4.1.8 城市气候与城市规划和城市建设 1 合理布局减轻居住区的大气污染

国外：1914年德国学者Schmaess提出, 在考虑城市布局时, 工业区应布置在主导