河谷型城市氣候效應：格局、過程、機制與調控

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 快速城市化進程 1
1.2 全球氣候變暖 3
1.3 城市氣候效應 4
1.4 城市氣候研究的發(fā)展歷程 8
1.5 城市氣候效應研究現(xiàn)狀 14
1.5.1 熱島效應 14
1.5.2 城市干、濕島效應 19
1.5.3 城市雨島效應 20
1.5.4 城市混濁島效應 21
1.6 城市氣候的研究方法 23
1.6.1 對比法 23
1.6.2 定點觀測法 26
1.6.3 流動觀測法 27
1.6.4 遙感反演法 28
1.6.5 模型模擬和實驗室模擬 30
1.6.6 城市氣候長時間序列數(shù)據(jù)的統(tǒng)計方法 32
1.7 城市氣候研究存在的主要問題 34
參考文獻 35
第2章 河谷型城市 57
2.1 河谷型城市自然地理特征 57
2.2 河谷型城市氣候變化特征 58
2.3 河谷型城市的社會經濟特征 60
2.4 河谷型城市面臨的環(huán)境問題 60
參考文獻 62
第3章 蘭州市地理環(huán)境特征 66
3.1 蘭州市自然環(huán)境特征 66
3.1.1 地理區(qū)位 66
3.1.2 地質地貌特征 67
3.1.3 氣候概況 68
3.1.4 植被特征 69
3.1.5 土壤特征 69
3.1.6 水文、水資源特征 70
3.1.7 大氣環(huán)境特征 72
3.1.8 噪聲環(huán)境特征 73
3.2 蘭州市人文地理特征 74
3.2.1 歷史沿革 74
3.2.2 人口、城市化特征 75
3.2.3 土地利用特征 76
3.2.4 城市規(guī)劃和城市空間格局特征 77
3.2.5 產業(yè)結構特征 78
3.3 蘭州城市氣候效應研究現(xiàn)狀 79
參考文獻 81
第4章 河谷型城市氣候效應多時間尺度變化特征 85
4.1 觀測實驗和數(shù)據(jù)資料 85
4.2 城、郊對比參考站的選取 88
4.3 蘭州市熱島效應 89
4.3.1 蘭州城市熱島的形成因素 90
4.3.2 蘭州城市熱島強度的度量方法 91
4.3.3 熱島強度的日變化特征 91
4.3.4 熱島強度的季節(jié)變化特征 95
4.3.5 熱島強度的年際變化特征 96
4.4 蘭州市干、濕島效應 98
4.4.1 城市干島效應 98
4.4.2 城市濕島效應 99
4.4.3 城、郊濕度的年際變化 100
4.4.4 城、郊濕度的季節(jié)變化 101
4.5 蘭州市混濁島效應 102
4.6 蘭州市風場 106
4.7 蘭州市降水 108
4.8 蘭州市近地層空氣溫濕特征 110
4.8.1 氣溫梯度變化特征 110
4.8.2 不同高度層氣溫差的日變化特征 113
4.8.3 水汽壓梯度變化 115
4.8.4 相對濕度梯度變化 118
參考文獻 121
第5章 城市尺度下的地表溫度空間分布格局 123
5.1 遙感反演的理論基礎 124
5.2 熱紅外遙感反演地表溫度的理論基礎和常用數(shù)據(jù)源 126
5.3 數(shù)據(jù)和方法 128
5.4 遙感圖像的預處理 129
5.4.1 輻射校正 130
5.4.2 幾何校正 130
5.5 蘭州市土地利用/土地覆蓋類型 132
5.6 蘭州市地表溫度遙感定量反演 132
5.6.1 Landsat TM6地表輻射亮溫的計算方法 132
5.6.2 輻射傳輸方程法 134
5.6.3 覃志豪單窗算法 135
5.6.4 Jimenez-Munoz & Sorbrino普適性單通道算法 136
5.6.5 大氣平均作用溫度的估算 137
5.6.6 大氣透射率的估算 137
5.6.7 地表比輻射率的估算 139
5.6.8 反演結果 143
5.6.9 反演精度驗證 144
5.7 蘭州市地表溫度場剖面線分析 144
5.8 蘭州市地表溫度空間分布格局 146
參考文獻 147
第6章 街區(qū)尺度下的非均勻下墊面熱場和濕度場時空演變 149
6.1 蘭州市城市氣候流動觀測實驗 149
6.2 流動觀測數(shù)據(jù)的時間差訂正 151
6.3 GIS空間插值 153
6.3.1 檢驗數(shù)據(jù)分布 154
6.3.2 尋找數(shù)據(jù)離群值 154
6.3.3 全局趨勢分析 156
6.3.4 空間插值方法 156
6.4 蘭州市城區(qū)四季熱場分布格局的時空演變 159
6.5 蘭州市城區(qū)四季濕度場分布格局的時空演變 163
6.6 模擬結果檢驗 166
6.7 蘭州市城區(qū)熱力景觀格局 167
參考文獻 168
第7章 建筑物尺度下的熱環(huán)境和能量交換過程模擬 169
7.1 AUSSSM耦合模型 170
7.1.1 模型原理 170
7.1.2 初始條件 172
7.2 觀測實驗 172
7.3 河谷型城市冠層氣象要素特征 173
7.4 建筑熱環(huán)境特征 175
7.5 城市冠層能量平衡 179
參考文獻 180
第8章 河谷型城市下墊面輻射收支特征 183
8.1 地面輻射差額的日變化 183
8.2 地面輻射差額的季節(jié)變化 184
8.3 凈輻射通量與氣溫的變化關系 186
8.4 云對地面輻射差額的影響 188
8.5 城市煙霧層對各輻射分量的影響 189
參考文獻 191
第9章 河谷型城市地-氣能量交換過程和能量平衡 192
9.1 城市邊界層地-氣能量平衡 192
9.2 波文比-能量平衡模型 195
9.3 能量平衡-空氣動力學阻抗模型 200
9.4 蒸散量特征 203
9.5 蒸散發(fā)與環(huán)境因子的關系 205
9.6 顯熱通量和潛熱通量特征 211
9.7 土壤熱通量特征 216
9.8 四季城市地-氣能量分配狀況 219
參考文獻 220
第10章 城市化進程與城市氣候效應的定量關系 223
10.1 全球氣候變化背景 223
10.2 區(qū)域氣候變化背景 225
10.3 數(shù)據(jù)與方法 226
10.3.1 數(shù)據(jù)來源 226
10.3.2 研究方法 227
10.4 蘭州市氣溫變化的多尺度分析 229
10.4.1 氣溫年際變化 229
10.4.2 氣溫變化趨勢分析 229
10.4.3 氣溫變化突變分析 230
10.4.4 氣溫變化周期分析 232
10.5 熱島效應對區(qū)域平均氣溫序列的貢獻率分析 233
10.6 蘭州城市化進程 235
10.7 蘭州城市化進程對熱島強度的影響途徑 236
10.8 蘭州城市化指標與城市熱島強度的關系分析 237
10.9 蘭州城市化因子與城市熱島強度關系的主成分分析 241
參考文獻 243
第11章 河谷型城市氣候效應趨勢預測 248
11.1 分形和分形維數(shù) 248
11.2 分形理論在地學中的應用 250
11.3 R/S分析及Hurst指數(shù)、分形維數(shù)的計算方法 251
11.4 氣候要素序列非周期循環(huán)的平均循環(huán)長度 255
11.5 蘭州市氣溫的R/S分析和非周期循環(huán)分析 256
11.6 蘭州市降水量的R/S分析和非周期循環(huán)分析 260
11.7 蘭州市相對濕度的R/S分析和非周期循環(huán)分析 264
11.8 蘭州市熱島強度的R/S分析 267
參考文獻 268
第12章 河谷型城市氣候效應的調控 270
12.1 城市規(guī)劃的優(yōu)化設計 270
12.2 建筑布局和形態(tài)設計 272
12.3 綠地景觀的規(guī)劃設計 274
12.4 水體和生態(tài)水文調控 277
12.5 低碳型生態(tài)城市建設 279
參考文獻 281