北京地區(qū)夏季降水變化特征及城市熱島對小時強降水的影響分析
發(fā)布時間:2020-10-10 02:27
利用北京地區(qū)1977-2013年18個觀測站點逐小時降水資料,將小時降水分為弱降水、中等強度降水以及強降水三個等級,對北京山區(qū),郊區(qū)以及城區(qū)夏季小時尺度的降水的氣候特征及其變化特征進行了全面細致的分析與研究。對其氣候特征的分析表明:山區(qū)的弱降水貢獻比郊區(qū)和城區(qū)高,但是中等強度降水和強降水方面則明顯偏少,城區(qū)的中等強度降水和強降水的年均貢獻和郊區(qū)有著相似的特征。北京地區(qū)的降水以短歷時降水為主,強降水事件的持續(xù)時間最長,弱降水事件的持續(xù)時間最短。在降水日變化方面,弱降水表現出清晨和晚間雙峰值的結構,中等強度降水和強降水僅表現出晚間單峰值的特征,郊區(qū)的弱降水清晨峰值時刻相對城區(qū)和山區(qū)略微超前,郊區(qū)和城區(qū)弱降水晚間峰值較之山區(qū)略微滯后。城區(qū)中等強度降水的峰值時刻在22時刻,滯后于郊區(qū)和山區(qū)。城區(qū)和郊區(qū)的強降水峰值在21時刻,山區(qū)在17時刻。從降水變化角度看:北京地區(qū)夏季降水量存在顯著的減少趨勢,這種減少趨勢主要是由于弱降水和中等強度降水的顯著減少引起的,強降水沒有表現出明顯增多或減少的趨勢。與郊區(qū)相比,2004年之后城區(qū)的強降水對夏季總降水量貢獻的比重越來越大而弱降水的比重減小。雖然降水持續(xù)性特征沒有顯著的變化特征,但是北京地區(qū)降水過程不對稱性特征十分明顯,其中以強降水的不對稱性最強,相對于郊區(qū)和山區(qū)來說,近幾十年城區(qū)強降水過程的不對稱性越來越強。在清晨峰值時刻,山區(qū)、郊區(qū)和城區(qū)三個地區(qū)在弱降水方面都表現出一致的顯著減少趨勢;夜間峰值時刻,山區(qū)的各等級降水變化不顯著,2004年之后,城區(qū)弱降水少于郊區(qū),強降水則多于郊區(qū)。城市化對小時強降水的影響分析表明,城市熱島強度隨著城市的發(fā)展呈現顯著的增長趨勢,且有著明顯的日較差特征,夜間時分的熱島強度比之白天時分更強。日益加強的城市熱島強度會引起城區(qū)和郊區(qū)的氣壓異常,城區(qū)低層的空氣受熱膨脹上升,從而使得局地的氣壓變低,氣壓變低使得空氣產生輻合上升運動,進而促進城郊環(huán)流的形成,這種現象在夜間尤為明顯,導致了城區(qū)小時強降水事件在夜間更為多發(fā)。
【學位單位】:南京信息工程大學
【學位級別】:碩士
【學位年份】:2017
【中圖分類】:X16;P426.6
【部分圖文】:
2.2方法介紹逡逑2.2_1觀測站點的分類逡逑北京地區(qū)的地形特征和18個氣象觀測站的空間分布如圖2.1所示?梢钥吹奖本┑貐^(qū)逡逑的西南部,西北部,以及東北角都是山地,白色區(qū)域為平原地區(qū)。根據衛(wèi)星影像資料,我逡逑們定義灰度值55以上為城市區(qū)域,圖2.1中紅色填色表示1992年的城區(qū)范圍,黃色表示逡逑2010年的城區(qū)范圍。以此為依據所以我們將18個觀測站分成三類:綠色圓點表示山區(qū)站,逡逑藍色圓點表示郊區(qū)站,黑色圓點表示城區(qū)站。這一方法也和前人的研宄類似161]。這一方法逡逑的意義在于區(qū)分了有地形影響和沒地形影響的山地和平原區(qū)域,以及區(qū)分了有城市下墊面逡逑特征和沒有城市下墊面影響的城區(qū)和郊區(qū)。逡逑S邋1邋iio逡逑I邐i逡逑116E邐117E逡逑圖2.1北京市地形和站點分布圖,灰色陰影為海拔高度(單位:m),其中紅色陰影表示1992年北京市城市逡逑區(qū)域,黃色陰影表示2
為定義某一時刻開始降水量大于等于0.1mm為一次降水過程的開始,逐時累積降水量大于逡逑或等于0.1mm的時次定義為有降水時次,否則視為無降水,在最后一個時次發(fā)生降水之后,逡逑隨后的兩個時次內均無降水發(fā)生,則視為這一次降水過程結束。如圖2.2所示,此次過程逡逑是一次持續(xù)時間為9小時的降水過程。逡逑9逡逑
3.1小時降水空間分布特征逡逑3.1.1小時降水空間差異逡逑圖3.1a給出了邋1977?2013年北京市夏季年均降水量的空間分布,可以看到對于夏季平逡逑均降水量而言,整體上山區(qū)降水量偏少,僅300mm左右,平原地區(qū)降水量偏多,均在350_逡逑以上。平原內部郊區(qū)地區(qū)(平原東北部區(qū)域)降水量多于中心城區(qū),郊區(qū)地區(qū)年均降水量逡逑可達450_以上,山區(qū),郊區(qū)以及城區(qū)的降水量有著明顯的區(qū)域差別。然后,夏季平均逡逑降水時數的空間分布,卻有著獨特的特點,如圖3.1b所示,平均降水時數的高值區(qū)分布在逡逑北京市東北部和西南部,降水總時數可達160小時以上;低值區(qū)在北京的東南地區(qū)(通州,逡逑大興等地)以及延慶地區(qū),降水總時數在150小時左右。逡逑112一邋I邋I邋I邋I邋I邋I邋I邋1邋I邋I邋?邐41^邋■邋1邋1邋1邋1邋1邋1邋I邋I邋■邋■邋I邋I.邋-逡逑^(a)邐“b)邐'邋I,逡逑3::逡逑..g邐r-)i'邐0>^i邋-1逡逑1154邋115.6邋115.8邐116邐1167邋1164邋116.6邋116.8邐117邐1175邋117.4邋117.6邐115.4邋115.6邋115.8邐116邐1162邋1164邋116.6邋116.8邐117邐1172邋1174邋117.6逡逑圖3.1邋1977?2013年北京市夏季平均降水量(單位:mm)邋(a)
【學位單位】:南京信息工程大學
【學位級別】:碩士
【學位年份】:2017
【中圖分類】:X16;P426.6
【部分圖文】:
2.2方法介紹逡逑2.2_1觀測站點的分類逡逑北京地區(qū)的地形特征和18個氣象觀測站的空間分布如圖2.1所示?梢钥吹奖本┑貐^(qū)逡逑的西南部,西北部,以及東北角都是山地,白色區(qū)域為平原地區(qū)。根據衛(wèi)星影像資料,我逡逑們定義灰度值55以上為城市區(qū)域,圖2.1中紅色填色表示1992年的城區(qū)范圍,黃色表示逡逑2010年的城區(qū)范圍。以此為依據所以我們將18個觀測站分成三類:綠色圓點表示山區(qū)站,逡逑藍色圓點表示郊區(qū)站,黑色圓點表示城區(qū)站。這一方法也和前人的研宄類似161]。這一方法逡逑的意義在于區(qū)分了有地形影響和沒地形影響的山地和平原區(qū)域,以及區(qū)分了有城市下墊面逡逑特征和沒有城市下墊面影響的城區(qū)和郊區(qū)。逡逑S邋1邋iio逡逑I邐i逡逑116E邐117E逡逑圖2.1北京市地形和站點分布圖,灰色陰影為海拔高度(單位:m),其中紅色陰影表示1992年北京市城市逡逑區(qū)域,黃色陰影表示2
為定義某一時刻開始降水量大于等于0.1mm為一次降水過程的開始,逐時累積降水量大于逡逑或等于0.1mm的時次定義為有降水時次,否則視為無降水,在最后一個時次發(fā)生降水之后,逡逑隨后的兩個時次內均無降水發(fā)生,則視為這一次降水過程結束。如圖2.2所示,此次過程逡逑是一次持續(xù)時間為9小時的降水過程。逡逑9逡逑
3.1小時降水空間分布特征逡逑3.1.1小時降水空間差異逡逑圖3.1a給出了邋1977?2013年北京市夏季年均降水量的空間分布,可以看到對于夏季平逡逑均降水量而言,整體上山區(qū)降水量偏少,僅300mm左右,平原地區(qū)降水量偏多,均在350_逡逑以上。平原內部郊區(qū)地區(qū)(平原東北部區(qū)域)降水量多于中心城區(qū),郊區(qū)地區(qū)年均降水量逡逑可達450_以上,山區(qū),郊區(qū)以及城區(qū)的降水量有著明顯的區(qū)域差別。然后,夏季平均逡逑降水時數的空間分布,卻有著獨特的特點,如圖3.1b所示,平均降水時數的高值區(qū)分布在逡逑北京市東北部和西南部,降水總時數可達160小時以上;低值區(qū)在北京的東南地區(qū)(通州,逡逑大興等地)以及延慶地區(qū),降水總時數在150小時左右。逡逑112一邋I邋I邋I邋I邋I邋I邋I邋1邋I邋I邋?邐41^邋■邋1邋1邋1邋1邋1邋1邋I邋I邋■邋■邋I邋I.邋-逡逑^(a)邐“b)邐'邋I,逡逑3::逡逑..g邐r-)i'邐0>^i邋-1逡逑1154邋115.6邋115.8邐116邐1167邋1164邋116.6邋116.8邐117邐1175邋117.4邋117.6邐115.4邋115.6邋115.8邐116邐1162邋1164邋116.6邋116.8邐117邐1172邋1174邋117.6逡逑圖3.1邋1977?2013年北京市夏季平均降水量(單位:mm)邋(a)
【參考文獻】
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1 梁圓;千懷遂;張靈;;中國近50年降水量變化區(qū)劃(1961—2010年)[J];氣象學報;2016年01期
2 金煒昕;李維京;孫丞虎;左金清;;夏季中國中東部不同歷時降水時空分布特征[J];氣候與環(huán)境研究;2015年04期
3 宇如聰;李建;陳昊明;原韋華;;中國大陸降水日變化研究進展[J];氣象學報;2014年05期
4 殷水清;王楊;謝云;劉安麟;;中國降雨過程時程分型特征[J];水科學進展;2014年05期
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6 李建;宇如聰;孫n
本文編號:2834581
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