WRF、 MM5、 CMAQ、 SMOKE

环境常用软件报告

班级姓名学号日期

项目名称 WRF、 MM5、 CMAQ、 SMOKE （一）实验目的

了解 WRF、 MM5、 CMAQ、 SMOKE 软件的安装；熟悉 WRF、 MM5、 CMAQ、 SMOKE 软件的使用方法。

（二）实验准备

下载以上软件的安装文件，从图书馆或者网络上借阅或者下载相关软件的介绍，仔细阅读。

(三) 实验操作步骤及要求：

1)、WRF

WRF（Weather Research and Forecasting Model）模式是由美国环境预测中心（NCEP）,美国国家大气研究中心（NCAR）等美国科研机构中心着手开发的一种统一的中尺度天气预报模式。模式分为ARW(the Advanced Research WRF)和NMM(the Nonhydrostatic Mesoscale Model)两种，即研究用和业务用两种形式。

①、WRF模式流程和WRF模式运行

2)、MM5

MM5 模式是由美国大气研究中心( NCAR) 和美国宾州大学(PSU) 在MM4 基础上联合研制并发展起来的，是较先进的中尺度数值预报模式之一，已被广泛应用于各种中尺度现象的研究

3）、SOMKE 排放源模块

在 Models-3 的官方网站中，针对排放源的部分以 MEPPS （Models-3 Emission Processing and Projection System）模块来进行，不过此一模块在 Sun 工作站上执行效率却不理想，并需要昂贵的 SAS 及 Arc/Info 等软件支持。最新版的排放量数据处理模块

已于2001年05月释出（US-EPA已于2001年8月释出SMOKE的操作手册），称为 SMOKE （Sparse Matrix Operator Kernel Emission System），这个排放量处理模块不但免费，并且已包含 SAS 与 Arc/Info 的功能在其中

SMOKE模式的特色为：此模式包含了固定源、移动源、面源及生物源的处理模块，可将排放源分成四种情况分别处理，此外，此模式支持 IDA （Inventory Data Analyzer）格式，因而排放源前处理亦变的单纯。由于台湾地区使用的排放量数据库（TEDS4.2）已将排放源分成点、线、面源，其中，移动源以面源的型态表示之，因此仅需以固定源、面源与生物源之资料型态进行排放量处理即可。

4）、CMAQ 模块

在气象资料与排放库资料模块处理完毕之后，便进入 Models-3 的核心 CMAQ 模块处理。CMAQ 中，主要包含下列数个模块：

o 初始值模块（Initial conditions processor (ICON)）；

o 边界值模块（Boundary conditions processor (BCON)）；

o 光解速率常数模块（Photolysis rate processor (JPROC)）；

o 化学反应机制处理（CMAQ Chemical-transport model processor (CCTM)）。

BCON/ICON：初始值与边界值条件根据模拟的状况，可分为固定值与由外层网格提供的型态，通常固定值为最外层网格的输入型态，至于内层网格则以外层的仿真结果带入，以增加模式的准确度。

5）、Models-3的空气质量预报与分析系统

①、气象模式(MM5):为排放模式以及CMAQ提供气象场数据资料，如大气运动状况、气压

场、湿度场、温度场、动量和热量、湍流扰动特征量、云和降水、大气辐射特征等。通常采用美国国家大气研究中心（NCAR）和宾夕法法尼亚州立大学联合研制的第5代中尺度气象模式系统MM5。

②、排放模式系统(SMOKE):根据周围环境的气象条件和社会经济活动对空气中污染源的

排放情况进行计算，为CMAQ提供排放源数据资料。

③、通用多尺度空气质量模式 (CMAQ):利用气象模式和排放模式系统对城市或区域尺度

的对流层臭氧、能见度和颗粒物等物理和化学过程进行预报和模拟。有一个可视化和分析系统，可以对Models-3的三大模式的输出结果进行处理并画图。

（四）结果讨论

各种模式的引进确实可以在一定程度上提高预报准确率，也使得提供精细化的气象服务成为可能。但要使模式在定时、定点和定量的预报中真正发挥作用，还需要用相当长的时间和大量的个例进行对比分析，以检验模式长期的、整体的预报效果，并对不足之处予以改进。只有对模式预报中出现的问题不断地进行总结和纠正，实现模式的本地化，才能更好地为航空气象服务。

南京市四种下垫面气温日变化规律及城市热岛效应

南京市四种下垫面气温日变化规律及城市热岛效应 黄良美;黄海霞;项东云;朱积余;李建龙 【期刊名称】《生态环境学报》 【年(卷),期】2007(016)005 【摘要】为了监测城市热岛特征、热场空间分布及综合评价城市环境质量,探讨消减城市热岛效应对策,2005年7-9月期间,通过对南京市的中心城区夫子庙、城市湖泊玄武湖、城市森林紫金山、城市郊区浦口四个观测点选取水泥地、草地、林地和水体四种下垫面进行温度、湿度、风速等气象因子的24 h同步观测,结果表明,(1)四个观测点的四种下垫面白天气温呈林地＜水体＜草地＜水泥地的变化趋势,夜晚则是相反,但草地的温度最低;与水泥地比较,其他3种下垫面白昼期有明显的降温效应,均幅度为0.2 ～2.9 ℃,而夜晚林地与水体有轻微的保暖效应,晴好无风天气时这种效应更明显.(2)南京市的热岛强度平均为0.5 ～3.5 ℃,凌晨3:00左右热岛强度较大且平稳,当日出后热岛强度减小,但在中午12:00左右有一个明显回升,然后下降,至傍晚18:00 ～21:00,热岛强度有个强烈提升的高峰.(3)利用各观测点温度的时间标准差、空间标准差及时空数据正规化的标准差定量与定性的揭示了城市景观与城市下垫面对城市热岛效应变化的影响机理.(4)不同观测点舒适度指数表明观测期间人们对温度、湿度和风速日变化的综合生理感觉是暑热到较舒适间的变化过程,紫金山和浦口有时给人舒适的感觉.基于实验观测数据,对南京市不同下垫面的温度日变化规律、热岛强度特征、舒适度指数以及相关成因机理进行了全面分析与探讨,为城市生态建设、城市规则、城市环境治理及城市绿化建设提供重要的理论参考. 【总页数】10页(1411-1420)

南京市四种下垫面气温日变化规律及城市热岛效应

生态环境 2007, 16(5): 1411-1420 https://www.wendangku.net/doc/bc9826353.html, Ecology and Environment E-mail: editor@https://www.wendangku.net/doc/bc9826353.html, 基金项目：国家自然科学基金项目（30070432）；广西林科院青年科技基金项目（2005-f-02） 作者简介：黄良美（1977－），男，博士，从事城市生态方面的研究。E-mail: huangliangmei@https://www.wendangku.net/doc/bc9826353.html, *通讯作者，E-mail: xianggfri@https://www.wendangku.net/doc/bc9826353.html, 收稿日期：2007-01-05 南京市四种下垫面气温日变化规律及城市热岛效应 黄良美 1, 2 ，黄海霞2 ，项东云1 *，朱积余1 ，李建龙2 1. 广西林业科学研究院，广西 南宁 530001； 2. 南京大学生命科学院，江苏 南京 210093 摘要：为了监测城市热岛特征、热场空间分布及综合评价城市环境质量，探讨消减城市热岛效应对策，2005年7—9月期间，通过对南京市的中心城区夫子庙、城市湖泊玄武湖、城市森林紫金山、城市郊区浦口四个观测点选取水泥地、草地、林地和水体四种下垫面进行温度、湿度、风速等气象因子的24 h 同步观测，结果表明，（1）四个观测点的四种下垫面白天气温呈林地＜水体＜草地＜水泥地的变化趋势，夜晚则是相反，但草地的温度最低；与水泥地比较，其他3种下垫面白昼期有明显的降温效应，均幅度为0.2 ~ 2.9 ,℃而夜晚林地与水体有轻微的保暖效应,晴好无风天气时这种效应更明显。（2）南京市的热岛强度平均为0.5 ~ 3.5 ℃，凌晨3:00左右热岛强度较大且平稳，当日出后热岛强度减小,但在中午12:00左右有一个明显回升，然后下降，至傍晚18:00 ~ 21:00，热岛强度有个强烈提升的高峰。（3）利用各观测点温度的时间标准差、空间标准差及时空数据正规化的标准差定量与定性的揭示了城市景观与城市下垫面对城市热岛效应变化的影响机理。（4）不同观测点舒适度指数表明观测期间人们对温度、湿度和风速日变化的综合生理感觉是暑热到较舒适间的变化过程，紫金山和浦口有时给人舒适的感觉。基于实验观测数据，对南京市不同下垫面的温度日变化规律、热岛强度特征、舒适度指数以及相关成因机理进行了全面分析与探讨，为城市生态建设、城市规则、城市环境治理及城市绿化建设提供重要的理论参考。 关键词：城市下垫面；热岛强度日变化；成因与机理分析；舒适度指数 中图分类号：X16 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2007）05-1411-10 城市热岛是指城市地区整体或局部温度高于周围地区的一种异常温度分布现象，除了当地天气条件、城市地理位置的影响外，城市的街道走向，建筑群密度，工厂生产，植被覆盖率降低，大量人为热排放等，都是导致城市热岛效应产生的因素。城市热岛以其独特的气候变化对城市生态环境和人类生产活动产生着重大的影响，因此城市热岛现象的研究受到普遍关注和重视。早在19世纪初，英国科学家Howard 就指出伦敦城市中心的气温比周围的乡村高[1]；此后各国学者对不同纬度、不同类型的城市陆续做了大量的城、郊气温对比观测,都发现城区气温高于郊区的热岛现象，并对其时空分布、成因机理、数值模型及其环境生态影响作了深入的研究。Manley 将这种城区气温高于郊区的现象命名为“城市热岛”[2]，而Oke 则定义从地表面到建筑物屋顶面附近为城市覆盖层, 从屋顶面附近到上空积云层为城市边界层，并将城市中心区的温度“高峰”值与郊区温度的差值定义为“热岛强度”[3]。 国内外学者对北京、上海、天津等城市的热岛效应已作了大量的研究报道[4-6]，而作为“长江上的三大火炉”城市之一的南京城市热岛效应研究还少见报道[7, 8]。随着南京市城市化的迅猛发展，出现了较多的工、商、贸、居住等混杂的区域，城市的 环境因子非常复杂。而城内绿化在各功能区不均匀，较多地方出现较大斑块的绿化空缺及薄弱区，城市生物多样性下降，绿地种质资源锐减，城内绿地面积下降，城效生态环境不断恶化等问题，城市生境较以往更为复杂。为了监测城市热岛特征、热场空间分布及综合评价城市环境质量，探讨消减城市热岛效应对策，为城市规则、城市环境治理及城市绿化建设提供科学依据，我们通过观测实验，对比分析了2005年7、8、9月间南京市夫子庙、玄武湖、浦口、紫金山四种景观用地的日温变化规律及南京市城市热岛强度特征，综合评价了风、湿、热温因子的环境舒适度。 1 实验地与研究方法 南京是江苏省的省会城市，地处长江下游平原，居长江三角洲顶点，北纬31o14’~32o37’，东经118o22’~119o14’，距上游的武汉722 km ，距下游的上海380 km ，长江穿越境域；现辖11区4县，面积6597 km 2。南京属暖温带向北亚热带过渡地带，四季分明，全市年平均气温16 ℃，年度最佳气节为秋季9~11月。南京三面环山，西北方向滨临长江，形成向西北开口的“簸箕”地形。由于热季东南群山阻挡了海洋季风，热空气不易扩散，所以炎热高温，热岛效应明显。

不同下垫面环境对近地面气温的影响

不同下垫面环境对近地面气温的影响 摘要：城市化建设中采用了大量人工构筑物如铺装地面、各种建筑墙面等，引 起下垫面发生变化，改变了下垫面的热属性，再加上较多气象观测站的探测环境 遭到破坏，导致观测的气象要素记录有所偏差，严重影响了气象探测数据的代表性、连续性。本文以世界气象组织（WMO）发布的地面观测站环境分级标准为切入点，创建台站环境模拟试验场并开展不同场景观测试验，获取不同下垫面环境 因素对要素影响的试验数据集，为分析试验资料获得定量结论提供基础资料。 关键词：不同下垫面；环境；地面气温；影响；分析 引言：气温作为一项气象要素，在农业生产中一直具有重要的影响。不仅气 温本身的变化对农作物生长发育具有重要作用，与气温有关的灾害性天气如高温、干旱、寒潮等也对农业生产影响较大，因此气温变化特别是每日的最高最低气温 异常越来越受到民众的关注。对气温在不同下垫面环境下的精细化预报，特别是 对气温日最高最低的精细化预报成为基层防灾减灾和农业生产的重要内容 1.温度变化分析 城市中不同下垫面对城市温度的影响是多方面的，首先，不同下垫面的反射 率存在差异，使得地面接收到的太阳辐射不同；另一方面地表与大气之间的物质（主要是水汽和二氧化碳）、能量交换也取决于下垫面的性质，这些都会直接或 间接地影响近地层气温。由于城市中各种下垫面空间尺度较小，相邻较近，其温 度特点很大程度受到城市区域气候条件的制约。冬季，4种下垫面的温度在1～7℃间变化，最低温度和最高温度的出现时间分别为7时和14时（北京时，下同）。其中，玄武湖的夜间温度最高，但白天温度与其他站点相近；植物园在夜晚温度 最低，低于玄武湖1℃，8时以后温度上升较快，正午过后温度高于玄武湖，但 16时以后温度下降也较快，以至于夜晚温度低；光华东街夜间温度接近玄武湖， 白天温度最高；河海大学校园在夜间温度较低，只是稍高于植物园，在白天高温 时段温度最低。夏季，不同下垫面之间的温度日变化差异与冬季有很大不同，各 站点最低温度出现时间为6时，最高温度除光华东街以外均发生在13时。光华 东街的夜晚温度一直最高，白天高温特点更加明显，12时以后，光华东街的温度 比其他站点高出1.5℃，并且其升温趋势一直持续到16时，最高温度超过32℃； 玄武湖和河海大学校园的夜间温度稍低于光华东街，而植物园的夜间温度则要低 于光华东街2℃以上，这3个站点白天温度比较一致。春季，玄武湖在夜间温度 最高，白天温度与其它站点温度相近；光华东街夜间温度接近于玄武湖，白天温 度变为最高，在15时其温度高于其他站点1℃左右；植物园在夜间温度最低，低 于玄武湖2℃以上，但白天温度上升很快；河海大学校园在夜间的温度低于光华 东街，高于植物园，白天温度变为最低。 2.温度变化速率 自动气象站获得的逐小时温度资料，为我们分析不同下垫面上温度变化速率 的日变化提供了条件。本文以相邻2 h（整点北京时）的平均温度差表示温度变 化速率，得到了四种下垫面上的温度变化速率在不同季节的日变化特征。白天的 温度变化明显比夜晚时快，各站点温度变化速率的差异也主要在白天。冬季，夜 晚的情况不同于其他季节，各站点的温度变化速率起伏较大，有时还会出现小幅 度增温。8时以后，各站点开始稳定增温。植物园早晨升温剧烈，到10时左右增 温速率达到最大值1.4℃/h，但11—15时内其升温速率却低于其他站点，进入降 温阶段后其降温速率一直最高，并在18时达到最大值－1.2℃/h。玄武湖早晨升

影响气候的因素(下垫面)(二)

影响气候的因素（2） 三、下垫面（下垫面是指大气底部的地球表面）因素对气候的影响： 1、海陆差异： ①沿海地区，海洋对气温有调节作用，温差更小 ②沿海，受海洋的影响大，海洋性气候显著，降水更丰富 ③深居内陆，远离海洋，受海洋的影响小，气候干燥，降水稀少 ④四面环海、受海洋影响大 2、地形： （1)盆地、(谷地)： ①盆地（谷地）海拔低,地形较封闭(深而狭长)，热量不易散失。 ②位于盆地(谷地)，海拔低，盛行下沉气流，气流在下沉过程中增温。 ③气流越过背风坡山地下沉时，形成焚风效应； ④盆地（谷底和谷坡共同吸收太阳辐射），地表升温快，加热大气； （2）山脉： ①山脉大致呈什么走向，阻挡阻挡什么方向的风，形成多雨区和雨影区； ②地形高差大，形成气候垂直差 ③三面环山，风力大，形成风的狭管效应 ④因山脉阻挡，冬季受北方冷空气（寒潮）影响较小 ⑤阳坡气温高、阴坡气温低 ⑥山地多地形雨、气旋雨 （2）高原 ①高原地区、气候垂直差异显著 ②海拔高，气温低，每升高100米，气温下降0.6度 3、洋流： ①暖流增温增湿、寒流降温减湿 ②寒流经过降温，使水汽凝结，易形成海雾 4、地表物质组成： ①地处内陆（且缺乏植被覆盖）的荒漠地区，植被稀少，地面热容量小，升温快； ②地面物质不同，对太阳辐射的反射率不同，新雪的反射率最高

③绿地气温日、年较差小于裸地 5.人类活动:热岛效应、温室效应 ☆影响气温的因素： 1.纬度（决定因素）：影响太阳高度、昼长、太阳辐射量、气温日较差，年较差（低纬度地区气温日、年较差小于高纬度地区） 2.地形（高度、地势）：阴坡、阳坡，不同海拔高度的山地、平原、谷地、盆地（如：谷地盆地地形热量不易散失，高大地形对冬季风阻挡，同纬度山地比平原日较差、年较差小等） 3.海陆位置：海洋性强弱引起气温年较差变化 4.洋流（暖流：增温增湿；寒流：降温减湿） 5.天气状况（云雨多的地方气温日、年较差小于云雨少的地方） 6.下垫面：地面反射率（冰雪反射率大，气温低）；绿地气温日、年较差小于裸地 7.人类活动：热岛效应、温室效应等 ☆气温日较差与年较差规律： 气温日较差，是一天中气温最高值与最低值之差。其大小与纬度、季节、天气情况及地表性质等有关。 ①．气温日较差与纬度的关系：纬度越高，日较差越小。 原因：纬度越高，太阳高度的日变化越小。 ②．气温日较差与天气的关系：阴天比晴天日较差小。 ③．气温日较差与海陆的关系：沿海比内陆日较差小。 ④．气温日较差与海拔的关系：山顶的气温日较差比山下平原小；高原山地地区，则海拔越高，日较差越大。 气温年较差：一年中月平均气温的最高值和最低值之差，称为气温年较差，或称气温年振幅。其大小与纬度、海陆分布等因素有关。 ①．气温年较差与纬度的关系：纬度越高，年较差越大。 原因：纬度越高正午太阳高度的年变化越大，昼夜长短的年变化越大，因而气温的年较差越大；低纬相反。 ②．气温年较差与海陆的关系：离海越远，年较差越大。

下垫面对气候的影响

下垫面对气候的影响 ——高三复习课探究教学设计 昌吉州第一中学廖军 一、教学目标：1、掌握下垫面的概念 2、掌握地形、地势对气候的影响 3、掌握洋流、海陆分布等因素对气候的影响 二、教学重难点：1、重点知识：地形、地势、洋流、海陆分布等因素对气候的影响 2、难点知识：下垫面的定义 三、教学方法：多媒体教学、探究教学、案例法、对比法、讲授法 四、探究教学过程 （课前热身）投影：气候分布规律模式图 情况，为下面将要进行的教学内容服务。 教师：请同学分别就填表的情况做解答，并及时纠正出现的问题。 （承接）同学们，我们已经学习了气候在形成过程中主要受地带性因素如太阳辐射、大气环流的共同影响；太阳辐射直接影响某一气候的温度而大气环流直接影响着气候的水分。除这两大因素的影响外，气候在形成过程中还会受到哪些因素的影响呢？这就是我们今天这节课需要解决的问题。 投影：下垫面对气候的影响 投影：下垫面的定义------包围在地球外部的一层气体总称为大气或大气圈。大气圈以地球的水陆表面为其下界，称为大气层的下垫面。它包括地形、地质、土壤和植被等，是影响气候的重要因素之一。

教师：讲解阐述 （目的）帮助学生学习了解什么是下垫面 探究活动1 投影：世界气候类型分布图 探究问题：同为赤道地区。为什么东非高原上形成了热带草原气候，没有形成热带雨林气候？（学生4-5人一组，讨论分析） 教师引导提示：热带雨林气候的分布范围是多少？ 学生小结：同为赤道地区的东非高原，由于地势较高，受地势和海拔的影响，气温和降水都有不同程度的递减，因此在该地区形成了热带草原气候，而没有形成热带雨林气候，说明地势会影响气候的形成。 教师点评 探究问题2 投影：第一张图片是热带雨林景观，第2张图片是热带草原景观（请同学们判断回答） 展示问题：在马达加斯加岛的东部你能看见斑马吗? 学生思考并讨论总结：在马达加斯加岛的东部看不见斑马。 师追问：其原因是什么呢？ 学生：因为马达加斯加岛的东部是热带雨林气候，而斑马生活在热带草原气候地区。 师继续问：那么，在马达加斯加岛的西部能否看见斑马呢？ 学生：可以，因为马达加斯加岛的西部是热带草原气候，适合斑马的生存。 师问：为什么一岛会有两种不同的气候类型呢？ 学生：因为马达加斯加岛的东部是山地迎风坡，降水多；同时还受到暖流的影响，导致这里气温高，降水多，形成热带雨林气候。而岛的西部是山地背风坡，降水较少，形成了热带草原气候。 教师点评：说明在地形里的迎风坡和背风坡也可以影响气候的形成。 （小结）地形的起伏能破坏气候分布的地带性。地形是一个非地带性因素，不同的地形对气候有不同的影响。在同一纬度地带，地势越高，气温越低，降水在一定高度的范围内，是随高度的升高而递减。因此，在热带地区的高山，从山麓到山顶，先后出现从赤道到极地的气候变化。另外，高大的山脉可以阻挡气流的运行，山脉的迎风坡和背风坡的气温与降水有明显的差异。 （承接）刚才同学们说到了暖流对气候的影响，说明洋流对气候也会有影响，请同学们举例说明洋流对气候的影响。 探究问题3 投影：给出世界气候类型分布图 学生思考并回答：秘鲁寒流对沿岸气候的影响 师给出探究问题：南美洲的热带沙漠气候为什么分布的纬度较低？ 学生思考讨论并回答：由于秘鲁寒流的影响使该地区气温降低，降水减少，加剧了干旱程度，导致热带沙漠气候向赤道方向延伸。 教师点评：说明洋流对气候的影响表现在温度和水分的变化。 小结：洋流对其流经的大陆沿岸的气候也有一定的影响。从低纬度流向高纬度的洋流，因含有大量的热能，对流经的沿海地区，起有增温增湿的作用；从高纬度流向低纬度的洋流，水温低于周围海面，对所流经的沿海地区有降温减湿作用。因而在气温上，洋流可以调节高、低纬度间的温差，在盛行气流的作用下，使同纬度大陆东西岸气温显著不同，破坏了气温纬度地带性的分布。 探究问题4 投影：亚寒带针叶林景观图 学生读图并给出判断

伊洛河流域气候与下垫面变化对洪水径流的影响

伊洛河流域气候与下垫面变化对洪水径流的影响 李致家，张萍，李晓，吴勇拓 河海大学水文水资源学院，南京（210098） E-mail：adelineqiqi@https://www.wendangku.net/doc/bc9826353.html, 摘要：为了探讨伊洛河流域气候及下垫面变化对径流的影响，采用Kendall秩相关检验对伊洛河黑石关站以上地区1960—2000年的实测降雨径流资料序列进行趋势检验，并重点对伊洛河段水库群集中的长水-白马寺区间进行了分析，结果表明，该地区的降雨径流都随时间有减小的趋势，而水库调蓄是造成流量变化的主要原因。 关键词：Kendall检验；伊洛河流域；下垫面变化 中图分类号：P333 1. 引言 伊洛河是黄河中游下段最大的支流，发源于陕西省洛南县，发育穿行在熊耳山的南北两麓，自西南向东北方向汇入黄河，干流全长974km,黑石关站为伊洛河最下游控制站，流域面积18563㎞2[1]。近几十年来，随着气候变化和人类活动的影响，尤其是流域内大小水库的扩建、封山育林、种植结构的改变，河川径流已经发生了一系列深刻的变化[2]，其演变过程受气候、地貌、土壤和植被等自然条件以及人类活动的耦合作用，分析伊洛河的径流特征，认识其演化规律和趋势，对深入了解流域开发对径流产生的影响和流域的水资源合理规划利 用有重要意义。 位于东经110°—113.5°、北纬 33.5°—35°之间的伊洛河黑石关站以上流域，是本次研究的重点，流域地形及站点分布图如图1所示。采用卢氏、故县、长水、新安、白马寺、东湾、陆浑、龙门镇、黑石关这九个观测站。通过对伊洛河黑石关以上流域1960—2000年降雨径流关系的年际变化和汛期变化的分析，并重点对水库群集中的长水-白马寺区间进行了分析，结果表明，该地区的降雨径流都随时间有减小的趋势。 2. 降雨量变化分析 2.1 年降雨量变化 由于该地区资料情况比较差， 个站点，分别是：卢氏、长水、新安、白马寺、龙门镇、东湾、黑石关。选用1960—2000年的实测降雨资料，按各站点控制流域面积对7个站点的降雨量进行加权平均，得到伊洛河黑石关站以上流域逐年平均降雨量，如图2所示。 由图2可见，黑石关以上流域的年降雨量呈峰谷相间的状态，一般枯值出现的历时为2—4年，趋势线方程为y=—1.6533x+523.14，在这41年中年降雨量减少了近70mm，平均每年减少约1.7mm。同时，点绘黑石关以上流域五年平均降雨量变化过程，如图3，可以发

不同下垫面环境对近地面气温的影响

不同下垫面环境对近地面气温的影响 发表时间：2018-12-02T13:26:59.313Z 来源：《基层建设》2018年第29期作者：栗景翔 [导读] 摘要：城市化建设中采用了大量人工构筑物如铺装地面、各种建筑墙面等，引起下垫面发生变化，改变了下垫面的热属性，再加上较多气象观测站的探测环境遭到破坏，导致观测的气象要素记录有所偏差，严重影响了气象探测数据的代表性、连续性。 山西省大宁县气象局山西省临汾市 042300 摘要：城市化建设中采用了大量人工构筑物如铺装地面、各种建筑墙面等，引起下垫面发生变化，改变了下垫面的热属性，再加上较多气象观测站的探测环境遭到破坏，导致观测的气象要素记录有所偏差，严重影响了气象探测数据的代表性、连续性。本文以世界气象组织（WMO）发布的地面观测站环境分级标准为切入点，创建台站环境模拟试验场并开展不同场景观测试验，获取不同下垫面环境因素对要素影响的试验数据集，为分析试验资料获得定量结论提供基础资料。 关键词：不同下垫面；环境；地面气温；影响；分析 引言：气温作为一项气象要素，在农业生产中一直具有重要的影响。不仅气温本身的变化对农作物生长发育具有重要作用，与气温有关的灾害性天气如高温、干旱、寒潮等也对农业生产影响较大，因此气温变化特别是每日的最高最低气温异常越来越受到民众的关注。对气温在不同下垫面环境下的精细化预报，特别是对气温日最高最低的精细化预报成为基层防灾减灾和农业生产的重要内容 1.温度变化分析 城市中不同下垫面对城市温度的影响是多方面的，首先，不同下垫面的反射率存在差异，使得地面接收到的太阳辐射不同；另一方面地表与大气之间的物质（主要是水汽和二氧化碳）、能量交换也取决于下垫面的性质，这些都会直接或间接地影响近地层气温。由于城市中各种下垫面空间尺度较小，相邻较近，其温度特点很大程度受到城市区域气候条件的制约。冬季，4种下垫面的温度在1～7℃间变化，最低温度和最高温度的出现时间分别为7时和14时（北京时，下同）。其中，玄武湖的夜间温度最高，但白天温度与其他站点相近；植物园在夜晚温度最低，低于玄武湖1℃，8时以后温度上升较快，正午过后温度高于玄武湖，但16时以后温度下降也较快，以至于夜晚温度低；光华东街夜间温度接近玄武湖，白天温度最高；河海大学校园在夜间温度较低，只是稍高于植物园，在白天高温时段温度最低。夏季，不同下垫面之间的温度日变化差异与冬季有很大不同，各站点最低温度出现时间为6时，最高温度除光华东街以外均发生在13时。光华东街的夜晚温度一直最高，白天高温特点更加明显，12时以后，光华东街的温度比其他站点高出1.5℃，并且其升温趋势一直持续到16时，最高温度超过32℃；玄武湖和河海大学校园的夜间温度稍低于光华东街，而植物园的夜间温度则要低于光华东街2℃以上，这3个站点白天温度比较一致。春季，玄武湖在夜间温度最高，白天温度与其它站点温度相近；光华东街夜间温度接近于玄武湖，白天温度变为最高，在15时其温度高于其他站点1℃左右；植物园在夜间温度最低，低于玄武湖2℃以上，但白天温度上升很快；河海大学校园在夜间的温度低于光华东街，高于植物园，白天温度变为最低。 2.温度变化速率 自动气象站获得的逐小时温度资料，为我们分析不同下垫面上温度变化速率的日变化提供了条件。本文以相邻2 h（整点北京时）的平均温度差表示温度变化速率，得到了四种下垫面上的温度变化速率在不同季节的日变化特征。白天的温度变化明显比夜晚时快，各站点温度变化速率的差异也主要在白天。冬季，夜晚的情况不同于其他季节，各站点的温度变化速率起伏较大，有时还会出现小幅度增温。8时以后，各站点开始稳定增温。植物园早晨升温剧烈，到10时左右增温速率达到最大值1.4℃/h，但11—15时内其升温速率却低于其他站点，进入降温阶段后其降温速率一直最高，并在18时达到最大值－1.2℃/h。玄武湖早晨升温最慢，其一天最大升温速率只有0.7℃/h，15时左右开始降温，降温速率较小。光华东街和河海大学校园内的温度变化速率稍大于玄武湖。 3.温度季节变化 通过分析可以得出，秋冬两季玄武湖的温度最高，尤其在秋季最明显；春夏两季，光华东街的温度最高。植物园4季温度都是最低，但这种特征在夏季最为突出，其温度低于其他站点很多。另外，在季节转换过程中各种下垫面上的温度变化特征一致，均为冬季降温最明显，春季升温最明显（这和代表4季的月份选取有很大关系，但我们的重点是下垫面的改变所造成的温度变化差异）。4种下垫面中，光华东街温度的季节变化在全年均较明显。玄武湖从秋季到冬季降温最大，为－16.91℃，春季升温幅度较大，但在夏季升温和秋季降温过程中温度变化都没有其他站点显著。植物园温度的季节变化特征正好与玄武湖相反，在从秋季向春季转换过程中温度变化相对较小，特别是在从秋季向冬季转换期间，温度变化低于玄武湖1.1℃，而在从春季向秋季转换过程中，植物园的温度变化较玄武湖明显。由此可见，在气温较低的月份，即冬半年，近地层温度的月际变化城市水体较大、城市绿地变化较小，而在气温较高的夏半年，温度的月际变化城市绿地较大、城市水体变化较小。通过分析可知，02时，5—10月各站点的温度差别较大，玄武湖的温度最高，植物园的温度要比其他站点低1-2℃，因此其温度年较差较小。08时，各站点的温度变化特征在各个月份比较一致，年变化范围为2-28℃。14时，在6—8月间，光华东街的温度高出其他站点1℃，其他的月份各站点温度比较一致。 4.试验设计 4.1试验站点选址 综合考虑场地环境科学合理性、试验安装的便利性、移动无线传输的稳定性以及水电和防雷条件等，经过现场勘查评估，确定成都信息工程学院综合气象观测场为试验站点布设并开展观测试验。 4.2试验站点布局 根据选址要求，定义下垫面因子为：人工建筑包括水泥路面、建筑物等，分别对100、30、10m范围选取不同下垫面因子的位置作为试验站点，每个站点分别绘制100、30、10 m的距离圈以表征各站点的观测环境；根据“温度观测环境标准”，站1、站2均为2级站点，100 m圆内下垫面因子均超过10%，而30m圆内下垫面因子小于10%；站3、站6为3级站点，10m圆内下垫面因子小于10%，站4、站5均为四级站点。 4.3试验设备标定及仪器误差确定 利用标准化观测试验前所进行的一致性对比观测得到各站温度仪器误差，以测站2为参考标准站，测站1、测站3、测站4、测站5、测站6与参考标准站气温的相关系数均为0.99，各站与参考站气温差的方差均为0，说明测站1到测站6的温度数据具有很好的一致性 总结：由于实际预报中影响气温变化的因素较多，且不同因素在不同下垫面和天气条件下的作用也在发生变化，因此实际的气温精细