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Urban heat island intensity and its grading in Liaoning Province of Northeast China.

辽宁省城市热岛强度特征及等级划分



全 文 :辽宁省城市热岛强度特征及等级划分*
李丽光1 摇 王宏博1 摇 贾庆宇1 摇 吕国红1 摇 王笑影1 摇 张玉书1**摇 艾景峰2
( 1中国气象局沈阳大气环境研究所, 沈阳 110016; 2天津师范大学国际教育交流学院, 天津 300074)
摘摇 要摇 根据气象站资料累积时间、资料连续性、站点位置、城郊站间距离、站点数量、迁站情
况,对辽宁省 61 个气象站进行筛选,并利用选出的城郊代表站的月和年气温数据,分析了辽
宁省热岛强度的变化范围及幅度,确定了热岛强度等级. 结果表明: 辽宁省铁岭站、大连站、
鞍山站、朝阳站、丹东站、锦州站 6 个气象站可作为城市气温的代表站,台安站等 18 个气象站
可作为郊区气温的代表站;1980—2009 年,辽宁省 6 个代表城市的热岛强度年变化不同,除铁
岭为微弱下降外,其他 5市均表现为上升趋势,铁岭年热岛强度较强,大连年热岛强度较弱;6 个
代表城市的月热岛强度变化也不同,丹东、锦州、铁岭的月热岛强度呈明显的“U冶型分布,6 市最
大热岛强度均出现在 1月,最小热岛强度均出现在 5—8 月,具有冬季强、夏季弱的特点. 6 市热
岛强度的年、月变化范围分别为 0. 57 ~ 2. 15 益和-0. 70 ~ 4. 60 益,年和月热岛强度分别有
97郾 8%和 72. 3%集中在 0. 5 ~2. 0 益.辽宁省热岛强度可划分为无、弱、强和极强 4个等级.
关键词摇 城市热岛效应摇 城郊代表站摇 热岛强度等级划分摇 辽宁省
文章编号摇 1001-9332(2012)05-1345-06摇 中图分类号摇 X16摇 文献标识码摇 A
Urban heat island intensity and its grading in Liaoning Province of Northeast China. LI Li鄄
guang1, WANG Hong鄄bo1, JIA Qing鄄yu1, L譈 Guo鄄hong1, WANG Xiao鄄ying1, ZHANG Yu鄄shu1,
AI Jing鄄feng2 ( 1 Institute of Atmospheric Environment, China Meteorological Administration, Sheny鄄
ang 110016, China; 2College of International Education and Exchange, Tianjin Normal University,
Tianjin 300074, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2012,23(5): 1345-1350.
Abstract: According to the recorded air temperature data and their continuity of each weather sta鄄
tion, the location of each weather station, the numbers of and the distances among the weather sta鄄
tions, and the records on the weather stations migration, several weather stations in Liaoning Prov鄄
ince were selected as the urban and rural representative stations to study the characteristics of urban
heat island (UHI) intensity in the province. Based on the annual and monthly air temperature data
of the representative stations, the ranges and amplitudes of the UHI intensity were analyzed, and
the grades of the UHI intensity were classified. The Tieling station, Dalian station, Anshan station,
Chaoyang station, Dandong station, and Jinzhou station and the 18 stations including Tai爷an station
were selected as the representative urban and rural weather stations, respectively. In 1980-2009,
the changes of the annual UHI intensity in the 6 representative cities differed. The annual UHI in鄄
tensity in Tieling was in a decreasing trend, while that in the other five cities was in an increasing
trend. The UHI intensity was strong in Tieling but weak in Dalian. The changes of the monthly UHI
intensity in the 6 representative cities also differed. The distribution of the monthly UHI intensity in
Dandong, Jinzhou and Tieling took a “U冶 shape, with the maximum and minimum appeared in Jan鄄
uary and in May-August, respectively, indicating that the monthly UHI intensity was strong in win鄄
ter and weak in summer. The ranges of the annual and monthly UHI intensity in the 6 cities were
0郾 57-2郾 15 益 and -0郾 70 -4郾 60 益, and the ranges of 0郾 5 -2郾 0 益 accounted for 97郾 8% and
72郾 3% , respectively. The UHI intensity in the province could be classified into 4 grades, i. e. ,
weak, strong, stronger and strongest.
Key words: urban heat island effect; urban and rural representative weather station; urban heat
island intensity grading; Liaoning Province.
*公益性科研院所基本科研业务费专项(2011IAE鄄CMA07)和国家自然科学基金项目(41101077)资助.
**通讯作者. E鄄mail: yushuzhang@ 126. com
2011鄄07鄄19 收稿,2012鄄02鄄14 接受.
应 用 生 态 学 报摇 2012 年 5 月摇 第 23 卷摇 第 5 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, May 2012,23(5): 1345-1350
摇 摇 全球城市化进程的加快、城市空间的扩展使城
市热岛 ( urban heat island, UHI) 现象越来越明
显[1-3],其影响范围和强度也在不断增加[4] .城市热
岛对城市生态环境、城市居民的生产生活和身体健
康有较大的负面影响,同时使城市增温更加显著,从
而导致城市能源消耗增加,在夏季还易造成高温热
浪等气象灾害.因此,城市热岛效应已成为城市气候
研究的重点.
城市热岛效应自 19 世纪初提出后,各国学者进
行了大量相关研究,主要集中在城市热岛的分布特
征、影响因子、减缓热岛效应的措施三方面. 大量研
究表明,城市热岛强度存在明显的日[5]、月[6-7]、
季[8]、年[9]和年代际[10]变化. 城市热岛的空间特征
表现为热岛出现在人口密集、建筑物密度大、工商业
集中的地区[11],而郊区的热岛强度较小[12-13] . 影响
城市热岛效应的因子主要分为城市化因子和气候因
子.城市化因子主要包括绿地面积[14-15]、城市化进
程[16]、城市规模[17-18]、城市几何形状[19]、城市下垫
面类型[20]等;气候因子包括风速[21]、相对温度[22]、
云量[23]、相对湿度[24]、降雨量[25]等. 减少人为热的
排放[26]和合理规划城市布局[27-29]是减缓城市热岛
效应的重要措施.
目前,很少有研究对城市热岛强度等级进行划
分.仅周明煜等[30]指出,北京秋季(10 月)和冬季
(1 月)的城区与郊区温差逸4郾 0 益、春季逸2郾 5 益、
夏季逸2郾 0 益时为强热岛,小于上述标准且城乡温
差>0郾 5 益时为弱热岛. 王清川等[25]参考周明煜
等[30]的热岛强度划分标准,对廊坊热岛强度等级进
行了划分:春季城乡温差在 0郾 5 ~ 2郾 5 益为弱热岛,
逸2郾 5 益为强热岛;夏季 0郾 5 ~ 2郾 0 益为弱热岛,
逸2郾 0 益为强热岛;秋冬季 0郾 5 ~ 4郾 0 益为弱热岛,
逸4郾 0 益为强热岛. 由于城市热岛强度等级划分没
有明确的标准,在仅有的相关报道中,既没有对划分
等级的依据进行探讨,也没有对用于计算热岛强度
的气象站的代表性进行分析,而城市化的发展使气
象站的代表性问题突显,尤其是郊区气象站的代表
性.为更准确地计算城市热岛强度、减缓热岛效应,
有必要对热岛强度等级划分进行系统研究.为此,本
文对辽宁省气象站进行筛选,选出具有代表性的城
市气象站和郊区气象站,利用城郊气温差法对辽宁
省的热岛强度特征、范围、变化幅度、不同强度分布
频率等进行分析,进而划分了辽宁省城市热岛强度
等级,旨在为其他城市热岛等级划分提供参考,也可
为城市气候评估、区域和全球气候评估、城市可持续
发展等提供科学依据.
1摇 资料来源与研究方法
1郾 1摇 资料来源
城市热岛效应是由于城市发展而产生,如果资
料时间太早,其城市热岛强度与现在相比的差距较
大,对划分城市热岛强度等级没有实际意义.我国自
改革开放以来,城市发展加快,考虑城市发展时间和
速度等因素,本文选择 1980—2009 年的月和年平均
气温资料进行城市热岛强度计算. 所用气温资料为
地面气象观测月报表资料,源于辽宁省气象档案馆.
1郾 2摇 计算方法
城市热岛强度由城市站与郊区站气温的差值
(城郊气温差法)来确定.如果城市站或郊区站均有
多个,则取平均值.其公式如下:
驻TUHI =Tu-Tr
式中:驻TUHI为城市热岛强度 (益);Tu为城区气温
(益);Tr为郊区气温(益).
城市热岛强度的月和年变化以及热岛强度范围
分布、不同强度出现频率等均采用 Excel VBA 编程
计算,并利用 Excel软件对数据进行统计分析.
1郾 3摇 站点选取原则
选取的城市或郊区气象代表站需在同一气候区
(带),受同等大气环流系统影响,郊区站与城区站
的海拔高度大体一致,郊区站未受或较少受城市化
的影响.城郊气象代表站的选取主要根据资料累积
时间、资料连续性、站点位置、城郊站间距离、站点数
量、迁站情况来确定.资料累积时间指在辽宁省气象
站点中,气象站资料累积时间在 10 年以上;气象站
自建站后资料记录连续、无间隔;站点位置指城市站
必须位于城区内,并且人口数量在 10 万以上;郊区
站必须位于非城区内;站点数量指一个城市的热岛
强度计算至少需要 3 个气象站点资料,城市气象站
至少有 1个,郊区气象站至少有 2 个;站点间距离指
城郊站间的间距必须>30 km 且<100 km[18];迁站情
况指气象站自建站后,从城区(或郊区)某一位置迁至
城区(或郊区)另一位置,且迁站水平距离不超过 5
km的站点,可作为城市或郊区气象代表站,而从城区
(或郊区)迁至郊区(或城区)的站点,需要剔除.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 城郊气象代表站的选取
根据城郊气象代表站选取原则,对辽宁省 61 个
气象站进行筛选,共 24 个气象站可以作为城区或郊
6431 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷
区气象代表站(表 1).剔除的气象站中,新城子站和
苏家屯站因不符合资料累积时间而被剔除;皮口站
和凌海站由于资料不连续而被剔除;阜新站、章党站
和盘山站由于站点位置不在城区内而被剔除,相应
的郊区站彰武站、清原站、新宾站、大洼站因无城市
代表站也被剔除;有 13 个站点(本溪县站、桓仁站、
金州站、庄河站、东港站、兴城站、黑山站、辽阳县站、
灯塔站、康平站、开原站、盖州站和大石桥站)不符
合城郊站点间距离而被剔除;由于郊区站点数量不
足,草河口站和本溪站被剔除;辽阳站因无郊区代表
站被剔除;瓦房店站、连山区站、沈阳站、营口站由于
不符合迁站原则而被剔除;建昌站、绥中站、法库站、
辽中站、新民站、熊岳站由于无城市站被剔除.
筛选出的 24 个气象站的气温资料分别代表丹
东、朝阳、锦州、大连、铁岭和鞍山 6 个城市的城郊气
温,这 6 个城市在地理分布上分别包括了辽宁省的
东、西、南、北和中部地区,所计算的热岛强度可以代
表辽宁省的热岛强度.
2郾 2摇 城市热岛强度变化特征
2郾 2郾 1 年热岛强度特征 摇 1980—2009 年,辽宁省 6
个代表城市的热岛强度年变化有所差异(图 1). 就
年均热岛强度而言,铁岭(1郾 85 益)最大,然后依次
为丹东、鞍山、锦州、朝阳,大连(0郾 80 益)最小(表
2).研究期间,6 城市年热岛强度变化趋势除铁岭呈
微弱下降外,其他 5 市均表现为上升趋势,这与我国
大部分城市热岛强度的年变化趋势一致[10] . 6 个代表
城市中,鞍山和朝阳年热岛强度的增加趋势最大,分
别为 0郾 182和 0郾 181 益·(10 a) -1,其次是锦州和丹
东,大连的增加趋势最小,为 0郾 016 益·(10 a) -1 .不
同城市增加趋势的差异,与城市所处地理位置、城市
化发展进程等有关[31] .
铁岭的热岛强度较强,基本在 1郾 5 益以上;丹东
表 1摇 筛选后的辽宁省城郊气象代表站
Table 1 摇 Selected urban and rural weather stations in
Liaoning Province
城市气象站
Urban weather
station
郊区气象站
Rural weather
station
城市气象站
Urban weather
station
郊区气象站
Rural weather
station
鞍山 台安 Tai爷an 大连 普兰店 Pulandian
Anshan 海城 Haicheng Dalian 长海 Changhai
岫岩 Xiuyan 旅顺 L俟shun
朝阳 建平镇 Jianpingzhen 丹东 宽甸 Kuandian
Chaoyang 北票 Beipiao Dandong 凤城 Fengcheng
羊山 Yangshan 锦州 北镇 Beizhen
建平县 Jianpingxian Jinzhou 义县 Yixian
凌源 Lingyuan 铁岭 昌图 Changtu
喀左 Kazuo Tieling 西丰 Xifeng
图 1摇 1980—2009 年辽宁省 6 城市热岛强度的年变化
Fig. 1 摇 Annual UHI intensity in 6 cities of Liaoning Province
from 1980 to 2009.
玉:铁岭 Tieling; 域:丹东 Dandong; 芋:鞍山 Anshan; 郁:锦州
Jinzhou; 吁:朝阳 Chaoyang; 遇:大连 Dalian郾 下同 The same below郾
热岛强度也较强,在 1郾 0 益以上;朝阳在 1990 年前
的热岛强度基本在 1郾 0 益以下,1990 年后明显上
升,表明该时段朝阳城市化发展快速,而 2005 年又
开始下降,表明城市发展开始注重人居环境,热岛效
应得到了较好的治理;大连热岛强度一直在 1郾 0 益
以下,这与海洋对温度的调节有关;鞍山热岛强度一
直呈波动上升的趋势,原因在于鞍山是重工业城市;
锦州热岛强度基本维持在 1郾 0 益左右,但自 2008 年
开始明显上升,表明近年来锦州热岛强度增加,需要
城市规划部门采取适当措施缓解热岛效应.
辽宁省年热岛强度的变化范围在 0郾 57 ~ 2郾 15
益,其中,锦州年均热岛强度的变化范围最大,为
0郾 80 ~1郾 65 益,变幅为 0郾 85 益,丹东年均热岛强度的
变化范围最小,为 1郾 00 ~ 1郾 45 益,变幅为0郾 45 益(表
2).年均热岛强度最大值出现在 1982 年的铁岭,为
2郾 15 益,最小值出现在 1985年的大连,为 0郾 57 益.
2郾 2郾 2 月热岛强度特征摇 辽宁省 6 个代表城市的月
热岛强度变化有所不同(图2) .丹东、锦州、铁岭的
图 2摇 1980—2009 年辽宁省 6 城市热岛强度月变化
Fig. 2摇 Monthly UHI intensity in 6 cities of Liaoning Province
from 1980 to 2009.
74315 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 李丽光等: 辽宁省城市热岛强度特征及等级划分摇 摇 摇 摇 摇
表 2摇 1980—2009 年辽宁省 6 城市年热岛强度极值和范围
Table 2摇 Extreme values and ranges of annual UHI intensity in 6 cities of Liaoning Province from 1980 to 2009
城市
City
平均值
Average
(益)
最小值
Minimum
(益)
最大值
Maximum
(益)
最小值出现年份
Year of
minimum
最大值出现年份
Year of
maximum
变化范围
Range
(益)
变化幅度
Amplitude
(益)
铁岭 Tieling 1郾 85 1郾 55 2郾 15 2006 1982 1郾 55 ~ 2郾 15 0郾 60
丹东 Dandong 1郾 23 1郾 00 1郾 45 2003,2004 2009 1郾 00 ~ 1郾 45 0郾 45
鞍山 Anshan 1郾 32 0郾 87 1郾 67 1986 2009 0郾 87 ~ 1郾 67 0郾 80
锦州 Jinzhou 1郾 08 0郾 80 1郾 65 1998 2009 0郾 80 ~ 1郾 65 0郾 85
朝阳 Chaoyang 1郾 05 0郾 72 1郾 48 1986 1997 0郾 72 ~ 1郾 48 0郾 77
大连 Dalian 0郾 80 0郾 57 1郾 03 1985 2001 0郾 57 ~ 1郾 03 0郾 47
月热岛强度呈明显的“U冶型分布,其中,丹东热岛强
度的变幅最大;朝阳热岛强度的月变化不大,基本在
1郾 0 益左右;鞍山和大连月热岛强度的变化趋势基
本一致,但鞍山的月热岛强度比大连高. 6 城市最大
热岛强度均出现在 1 月(大连 12 月和 1 月相同),最
大值出现在丹东,为 3郾 09 益;最小热岛强度均出现
在 5—8 月,最小值出现在 5 月的丹东,为-0郾 23 益,
表明丹东热岛强度变化剧烈. 6 城市月热岛强度的
变化表明,辽宁省的热岛强度具有冬季强、夏季弱的
特点,这与文献[7]报道的北方城市月热岛强度变
化一致.
摇 摇 辽宁省月热岛强度变化范围为-0郾 70 ~ 4郾 60
益 .丹东、大连、锦州地区,4—8 月存在冷岛效应,而
3 个内陆城市———鞍山、锦州和朝阳均未出现冷岛
效应.出现冷岛效应的原因可能与丹东、大连、锦州
地区临海,夏季受海风、海温影响较大有关. 6 城市
中,月热岛强度变幅最大的是 12 月的鞍山,为 2郾 73
益,而 9 月的丹东热岛强度的变幅最小,为 0郾 75 益
(表 3).
2郾 3摇 城市热岛强度等级划分
根据 1980—2009 年辽宁省 6 城市月和年热岛
强度变化范围、幅度,将辽宁省热岛强度分为 13 个
强度段进行统计. 年热岛强度有 97郾 8% 集中在
0郾 5 ~ 2郾 0 益,有 78郾 9%集中在 0郾 5 ~ 1郾 5 益(表 4).
月热岛强度中,1 月和 12 月的热岛强度分布范围较
广,在<4郾 5 益的各个强度段均有分布,并且基本上
呈正态分布,峰值出现在 1郾 0 ~ 2郾 0 益,而 5、6、7 和
8 月的热岛强度分布范围较窄,仅在<2郾 0 益的强度
段有分布 (图 3). 月热岛强度有 79郾 6% 集中在
0郾 5 ~ 2郾 5 益,有 55郾 6% 集中在 0郾 5 ~ 1郾 5 益,有
24郾 1%集中在 1郾 5 ~ 2郾 5 益,有 72郾 3%集中在 0郾 5 ~
2郾 0 益,而>2郾 5 益的仅占 5郾 5% (表 4).
摇 摇 辽宁省 6 城市热岛强度的年和月变化范围分别
为 0郾 57 ~ 2郾 15 益和-0郾 70 ~ 4郾 60 益,变化幅度分别
为 1郾 58 和 5郾 30 益 .从概率分布上看,无论是年和月
热岛强度,在 0郾 5 ~ 2郾 5 益范围内的概率约 80% ,表
明辽宁省热岛强度主要集中在这一范围内,其强度
变化在 2郾 0 益之内.因此,可初步确定将 1郾 0 益作为
强度等级差,并且年和月热岛强度可采用同一等级
标准 . 参考周明煜等[30]对北京热岛强度等级的划
表 3摇 1980—2009 年辽宁省 6 城市月热岛强度变化范围
Table 3摇 Ranges of monthly UHI intensity in 6 cities of Liaoning Province from 1980 to 2009 (益)
月份
Month
鞍山
Anshan
大连
Dalian
丹东
Dandong
锦州
Jinzhou
铁岭
Tieling
朝阳
Chaoyang
1 0郾 77 ~ 2郾 17(1郾 40) 0郾 43 ~ 1郾 70(1郾 27) 2郾 15 ~ 4郾 55(2郾 40) 1郾 45 ~ 2郾 75(1郾 30) 2郾 15 ~ 4郾 60(2郾 45) 0郾 30 ~ 2郾 27(1郾 97)
2 0郾 63 ~ 2郾 33(1郾 70) 0郾 40 ~ 1郾 30(0郾 90) 1郾 25 ~ 3郾 40(2郾 15) 1郾 05 ~ 2郾 20(1郾 15) 1郾 75 ~ 4郾 00(2郾 25) 0郾 03 ~ 2郾 20(2郾 17)
3 0郾 37 ~ 1郾 87(1郾 50) 0郾 47 ~ 1郾 70(0郾 93) 0郾 55 ~ 1郾 70(1郾 15) 0郾 40 ~ 1郾 90(1郾 50) 1郾 25 ~ 2郾 35(1郾 10) 0郾 55 ~ 1郾 68(1郾 13)
4 0郾 70 ~ 2郾 03(1郾 33) 0郾 30 ~ 1郾 47(1郾 17) -0郾 65 ~ 0郾 65(1郾 30) -0郾 30 ~ 1郾 65(1郾 95) 1郾 05 ~ 2郾 00(0郾 95) 0郾 60 ~ 1郾 73(1郾 13)
5 0郾 83 ~ 1郾 87(1郾 03) 0郾 33 ~ 1郾 90(1郾 57) -0郾 70 ~ 0郾 45(1郾 15) -0郾 20 ~ 1郾 00(1郾 20) 0郾 75 ~ 1郾 75(1郾 00) 0郾 72 ~ 1郾 55(0郾 83)
6 0郾 57 ~ 1郾 73(1郾 17) 0郾 03 ~ 1郾 60(1郾 57) -0郾 70 ~ 0郾 55(1郾 25) -0郾 20 ~ 0郾 90(1郾 10) 0郾 45 ~ 1郾 70(1郾 25) 0郾 33 ~ 1郾 33(1郾 00)
7 0郾 53 ~ 1郾 87(1郾 33) 0郾 17 ~ 0郾 97(0郾 80) -0郾 45 ~ 0郾 55(1郾 00) 0郾 05 ~ 1郾 55(1郾 50) 0郾 55 ~ 1郾 65(1郾 10) 0郾 27 ~ 1郾 33(1郾 07)
8 0郾 27 ~ 2郾 00(1郾 73) -0郾 13 ~ 0郾 73(0郾 87) 0郾 15 ~ 1郾 25(1郾 10) 0郾 20 ~ 2郾 00(1郾 80) 0郾 60 ~ 1郾 75(1郾 15) 0郾 60 ~ 1郾 45(0郾 85)
9 0郾 70 ~ 2郾 07(1郾 37) 0郾 10 ~ 1郾 03(0郾 93) 1郾 10 ~ 1郾 85(0郾 75) 0郾 80 ~ 1郾 65(0郾 85) 1郾 15 ~ 2郾 25(1郾 10) 0郾 50 ~ 1郾 87(1郾 37)
10 0郾 63 ~ 2郾 30(1郾 67) 0郾 20 ~ 1郾 03(0郾 83) 1郾 40 ~ 2郾 30(0郾 90) 0郾 90 ~ 1郾 90(1郾 00) 1郾 20 ~ 2郾 50(1郾 30) 0郾 27 ~ 1郾 68(1郾 42)
11 0郾 43 ~ 2郾 53(2郾 10) 0郾 13 ~ 1郾 57(1郾 43) 1郾 70 ~ 2郾 60(0郾 90) 1郾 15 ~ 2郾 20(1郾 05) 1郾 55 ~ 2郾 95(1郾 40) 0郾 37 ~ 1郾 87(1郾 50)
12 0郾 87 ~ 3郾 60(2郾 73) 0郾 67 ~ 1郾 67(1郾 00) 2郾 20 ~ 4郾 00(1郾 80) 1郾 25 ~ 2郾 85(1郾 60) 1郾 75 ~ 3郾 90(2郾 15) 0郾 05 ~ 1郾 92(1郾 87)
括号内数据为变化幅度 Data in the bracket were amplitude郾
8431 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷
表 4摇 1980—2009 年辽宁省 6 城市热岛强度在各强度范围
出现频率
Table 4摇 Frequencies of annual and monthly UHI intensity
in 6 cities of Liaoning Province from 1980 to 2009
热岛强度范围
Range of UHI
intensity (益)
年热岛强度频率
Frequencies of
annual UHI (% )
月热岛强度频率
Frequencies of
monthly UHI (% )
臆0郾 5 0 14郾 9
0郾 5 ~ 1郾 0 35郾 6 27郾 6
1郾 0 ~ 1郾 5 43郾 3 28郾 0
1郾 5 ~ 2郾 0 18郾 9 16郾 8
2郾 0 ~ 2郾 5 2郾 2 7郾 3
2郾 5 ~ 3郾 0 - 2郾 8
3郾 0 ~ 3郾 5 - 1郾 7
3郾 5 ~ 4郾 0 - 0郾 8
逸4郾 0 - 0郾 1
图 3摇 辽宁省 6 城市月热岛强度频率分布
Fig. 3 摇 Frequencies of monthly UHI intensity in 6 cities of
Liaoning Province from 1980 to 2009.
a)臆0郾 5; b)0郾 5 ~ 1郾 0; c)1郾 0 ~ 1郾 5; d)1郾 5 ~ 2郾 0; e)2郾 0 ~ 2郾 5; f)
2郾 5 ~ 3郾 0; g)3郾 0 ~ 3郾 5; h)3郾 5 ~ 4郾 0; i)逸4郾 0.
分,以 0郾 5 益为有无热岛的分界点,将辽宁省城市热
岛强度划分为 4 个等级,即无(UHI臆0郾 5 益)、弱
(0郾 5 益和极强(UHI逸2郾 5 益).
3摇 结摇 摇 语
本文中热岛强度等级的划分分为以下 3 个步
骤:1)制定气象站点的选取原则,筛选适合用于城
郊温差法计算城市热岛强度的代表气象站点;2)分
析城市热岛强度变化范围和变化幅度及城市热岛强
度在不同强度段的分布频率,确定城市热岛强度等
级间差值;3)根据城市热岛强度在各强度段的分布
频率,并参考其他地区城市热岛强度划分方式,确定
本研究区城市热岛强度等级数量和等级范围.
本文气象代表站的筛选原则对在同一气候区、
海拔变化不大、受同等大气环流影响的研究区适用,
其他地区进行相关研究时,应根据研究区的实际情
况制定气象代表站筛选原则,如对于海拔变化较大
的研究区,需考虑海拔对温度的影响.根据本文的气
象站点筛选方法,仅对辽宁省 6 个城市的热岛强度
进行了分析,对于其他城市热岛强度的分析,可考虑
对中国气象局近年布设的加密自动站进行筛选,进
而计算其城市热岛强度和划分城市热岛强度等级,
从而使划分的城市热岛强度等级更具有代表性.
对于划分的辽宁省 4 个热岛强度等级,仅适合
辽宁省,其他地区由于所处气候区(带)和地理位置
不同,以及受影响的大气环流系统等不同,城市热岛
强度等级具体划分为几级,以及不同级别间热岛强
度差的选择,需要根据当地实际情况进一步分析.
城市热岛强度除具有月、年的时间变化特征,还
具有昼夜、季节、年代等时间变化特征,本文仅对月
和年城市热岛强度进行了等级划分,对于其他时间
尺度上城市热岛强度等级的划分还需要进行具体
研究.
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作者简介 摇 李丽光,女,1973 年生,博士,副研究员. 主要从
事城市热环境、生态气象和全球气候变化研究,发表论文 20
余篇. E鄄mail: llg7308@ 163. com
责任编辑摇 杨摇 弘
0531 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷