什么是小气候,其主要类型有哪些?_小气候形成原因
1.农田小气候的物理学基础
2.城市气候的形成原因
3.气候和影响气候的因素
4.影响气候的主要因素包括哪些方面
5.为什么了冷岛效应没形成大气环流
6.举例说明如何形成地方小气候
7.热岛效应形成的主要原因
8.森林气候的研究方法
城市气候的出现与人类的活动有关,大量人为热量的释放和特殊的下垫面条件,如城市面积小、人口密集、工业集中等造成了空气污染,形成了独具特点的城市小气候。
城市气候形成原因主要是,现代城市各种建筑物下垫面的材料刚性、弹性、比热等物理特性与自然地表不同,从而使气候反射表面、辐射表面、表面附近热交换和气体动力粗糙度的特性发生了改变。工业生产、交通运输、取暖降温、家庭生活等,所释放出的热量、废气和尘埃等巨量气体和固体污染物改变了城市上空的大气组成。
农田小气候的物理学基础
绿岛效应
定义
“绿岛效应”是指在一定面积(约3公顷)绿地里气温比周边建筑聚集处气温下降0.5℃以上。
森林是最高的植被。在成片的森林地区以及林冠层的下部能形成一种特殊的气候。森林可以减小气温的日变化和年变化,减低地表风速,提高相对湿度,增加降水,形成森林小气候。这就是森林的绿岛效应。
原理
由于森林能改变风向,减弱风速,阻滞沙土,起着防风、固沙、保土的作用,因此,大规模的植树造林往往成为改造小气候的有效措施之一。我国三北地区,风沙大,降水少,蒸发强,大规模的植树造林,建造防风林带,对于改变这些地区的气候,促进农牧业生产,起到很大的作用。
绿化可以调节气温,起到冬暖夏凉的作用。在炎热的夏季,树木和草坪庞大的叶面积可以遮阳,能有效地反射太阳辐射热,大大减少阳光对地面的直射。树木通过叶片蒸发水分,可降低自身的温度,提高附近的空气湿度。因而夏季绿地内的气温较非绿地低3~5℃,较建筑物地区可降低10℃左右。所以,在绿化好的地方,人们会感到空气清新,可为人们提供消暑纳凉、防暑降温的良好环境。在寒冷的冬季,树木较多的绿地中,由于树木能减低风速,减弱冷空气的侵入,树林内及其背向的一侧,温度可提高1~2℃。
实际应用
(一)上海大手笔造绿初现“绿岛效应”
2001年07月05日上海出梅第一天就遭遇酷热,连日持续高温。但申城新建成的片片绿地,此时犹如一台台巨大的“空调”,开始发挥出宜人的“绿岛效应”,使热辣辣的空气中有了一丝凉意。
据此间气象部门近期对上海市中心城区最大的“绿肺”——总面积达二十三万平方米的延安中路绿地建设前后对比测试结果表明,首期建成的七点四公顷绿地,已使周边地区的月平均气温降低零点六摄氏度;该工程近日全面建成后,专家预测可使气温下降一摄氏度左右。事实上大面积绿地具有天然的吸热降温功能,对于缓解市中心城区的“热岛效应”作用十分明显。
上海市区土地一向珍贵,素有寸土寸金之称。位于中心城区的黄浦、卢湾、静安三区,更是高楼林立,商厦集中,住宅密集,交通拥挤,因而也是“热岛效应”最强的地区之一。随着旧城区改造的加快,上海市颇有远见地投入巨资,将延中大型公共绿地建于三个区的交界处,使其发挥出最佳的生态环境效应,既体现出一种国际大都市的气派,也是上海推进经济、社会、人口、、环境协调发展的重要举措。
近年来,上海将生态环境建设作为提高城市综合竞争力的重要组成部分,市区人均公共绿地面积已达到了四点六平方米,绿化覆盖率达到了百分之二十一。仅去年就新建中央公园、虹桥中心花园、金桥公园、华漕公园等七座公园,建成三千平方米以上公共绿地三十块。
作为申城新崛起的浦东新区,别具风格的绿化环境,已成为吸引国内外投资者的亮点。贯通全区的道路绿化,以高大、浓密、粗犷、厚实、多彩为特色,令人赏心悦目;去年新种植的七千七百株各类大树,使绿化景观呈现多样格局;在浦东国际机尝黄楼镇、六团镇建成的百公顷生态林,使新区生态环境提高到新的层次。而人均公共绿地突破十平方米的优势,更使浦东在城市化的进程中,避免了城市“热岛效应”的通玻
成片大型绿地的兴建,提升了周边地区的楼盘的身价。延中绿地建成后,附近的写字楼租金从七千元飚升到万元以上;杨浦区新辟的大型绿地——黄兴主题公园对面的楼盘,随着绿地建设进程,销售一天天旺起来。绿地周围的居民成了生态环境的最大受益者。
2001年上海人均公共绿地面积将达到五点二平方米,绿化覆盖率达到百分之二十二。新建三座公园和二十块三千平方米绿地工程进展顺利;环城绿带中七十五公顷林带建设正在实施;沪郊多个大面积的人造森林工程已进入启动阶段。届时,上海会有更多的绿色。
现在高楼越来越多地与绿地联系在一起,绿地对这部分地区的影响越来越大,绿地和树木对小气候的改善比较明显。就绿地、裸地温度差做过一个比较,时间段以11时到15时的高温时段为主,以公园的乔木林、灌木林、草坪与园内裸地的气温差做比较,发现乔木林、灌木林的温差较小,也就是说,早晚的温度和中午气温最高时的温差小于草坪和裸地,而且温度上升过程慢,高温出现的时间比较晚,高温持续时间较短;而草坪和裸地高温出现时间早,持续时间也比较长,乔木林和灌木林的最高温度出现的时间一般比草坪晚1~2小时,比裸地晚3~4小时;持续时间比草坪短1~2小时,比裸地短3~4小时。
此间有关人士指出,“绿岛效应”给上海带来了生态效益,成为城市可持续发展的巨大财富。有专家曾计算过,七点四公顷的延中绿地一期仅吸热降温一项,就相当于每天节约了开空调所需的七万一千六百四十度电,折合人民币四点三七万元。
(二)成都屋顶建绿岛缓热岛效应
成都全面实施屋顶绿化方案,力争缓解城区“热岛效应”。这套方案将全面规范全城屋顶花园的绿化设施,力争在年底前达到人均屋顶绿化面积0.5平方米的要求。成都市特别规定:凡是12层楼以下、40米高度以下的中高层和多层、低层非坡屋顶建筑必须按要求实施屋顶绿化;凡是成都市范围内建筑竣工时间在近20年以内、产权明晰、满足房屋建筑安全要求的建筑均可实施屋顶绿化等。
热岛效应
一个地区的气温高于周围地区的现象。用两个代表性测点的气温差值(即热岛强度)表示。主要有两种:
城市热岛效应
城市人口密集、工厂及车辆排热、居民生活用能的释放、城市建筑结构及下垫面特性的综合影响等是其产生的主要原因。热岛强度有明显的日变化和季节变化。日变化表现为夜晚强、白天弱,最大值出现在晴朗无风的夜晚,上海观测到的最大热岛强度达6℃以上。季节分布还与城市特点和气候条件有关,北京是冬季最强,夏季最弱,春秋居中,上海和广州以10月最强。年均气温的城乡差值约1℃左右,如北京为0.7~1.0℃,上海为0.5~1.4℃,洛杉矶为0.5~1.5℃。城市热岛可影响近地层温度层结,并达到一定高度。城市全天以不稳定层结为主,而乡村夜晚多逆温。水平温差的存在使城市暖空气上升,到一定高度向四周辐散,而附近乡村气流下沉,并沿地面向城市辐合,形成热岛环流,称为“乡村风”,这种流场在夜间尤为明显。城市热岛还在一定程度上影响城市空气湿度、云量和降水。对植物的影响则表现为提早发芽和开花、推迟落叶和休眠。
城市热岛效应是城市气候中典型的特征之一。它是城市气温比郊区气温高的现象。城市热岛的形成一方面是在现代化大城市中,人们的日常生活所发出的热量;另一方面,城市中建筑群密集,沥青和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的热容量(可吸收更多的热量),而反射率小,使得城市白天吸收储存太阳能比郊区多,夜晚城市降温缓慢仍比郊区气温高。城市热岛是以市中心为热岛中心,有一股较强的暖气流在此上升,而郊外上空为相对冷的空气下沉,这样便形成了城郊环流,空气中的各种污染物在这种局地环流的作用下,聚集在城市上空,如果没有很强的冷空气,城市空气污染将加重,人类生存的环境被破坏,导致人类发生各种疾病,甚至造成死亡。
青藏高原的“热岛效应”
近代地理学的开创者之一、德国科学家洪堡1799-1804年间在南美洲安第斯山脉考察时发现,赤道附近的高山雪线,比中纬度的青藏高原许多高山的雪线低200米左右。例如:贡嘎山西坡雪线高5100米左右,而靠近赤道的厄瓜多尔基多附近的高山雪线仅约4800米多一些。这不符合常理:由于赤道地区热量较高,高山雪线通常应该从赤道向两极递降,到极地附近降至海平面。
据此,洪堡提出了青藏高原的“热岛效应”理论:对流层大气的主要直接热源是地面,或称“下垫面”,青藏高原由于下垫面大面积抬升,(相当于把“火炉”升高),故其热量较同纬度、同海拔高度的其它地区高得多,甚至比赤道附近的同海拔地区也要高得多。
青藏高原的“热岛效应”对环境的多要素影响极大,如冰川、生物等。例如,贡嘎山南坡的垂直自然带和纬度相当的峨眉山相比丰富得多,许多树木的分布界线也设于峨眉山,就是这个原理。
城市气候的形成原因
农田辐射输送和湍流交换两者因地、因时、因天气条件和大气物理状况而发生的变化,是导致农田热量平衡各分量相应改变,从而引起农田小气候变化的基本原因。参与农田辐射输送的有太阳辐射和大气辐射的各种辐射形式,在输送过程中不同形式的辐射收支差额,构成农田辐射平衡,相应地决定了农田热量平衡,并影响到农田中的空气温度与湿度、土壤温度与湿度,以及二氧化碳浓度等多种农业气象要素的量值。农田湍流交换的起因是热力和动力共同作用的结果。一般在晴天的白昼,是热力因素起主导作用,而在夜间和冷季有大风的阴天,则动力因素的作用占首位。农田中的湍流交换,不仅与大气湍流有密切关系,更与作物层中的温度和风的分布息息相关,而其中涡旋体的大小、形状、强度还决定于作物群体结构的特点。它对作物层中热量、水汽、二氧化碳等的输送,起决定性作用。不同的湍流结构,可形成作物层中温度、湿度(见空气湿度、土壤湿度)、二氧化碳(见二氧化碳与农业)等分布的特殊性。此外,湍流交换对农田微粒如花粉、孢子和污染物质等的输送也有重要影响。
气候和影响气候的因素
城市气候是人类活动影响小气候的明显表现。城市面积虽小,但人口密集,工业集中,是人们生活的重要舞台。由于这种高度集中,造成空气污染,大量人为热量的释放和特殊的下垫面条件,使城市和农村的气候产生了明显的差异,形成了独具特点的城市小气候。城市气候的形成原因主要是:
①现代城市以钢铁、水泥、砖瓦、土石、玻璃为材料的各种建筑物下垫面的刚性、弹性、比热等物理特性与自然地表不同,从而改变了气候反射表面和辐射表面的特性,也改变了表面附近热交换和表面气体动力粗糙度。
②工业生产、交通运输、取暖降温、家庭生活等活动释放出的热量、废气和尘埃,是城市内部形成了一个不同于自然气候的人工气候环境。
③由于巨量气体和固体污染物排入空气中,明显地改变了城市上空的大气组成。城市气候不同于周围地区主要表现是:年平均气温和最低温度普遍较高(形成“城市热岛”);年平均相对湿度和冬、夏季相对湿度都较低;多尘埃和云雾;辐射较少;风速较低,多静风;降水量较多等。
影响气候的主要因素包括哪些方面
按楼主要求,回答如下:
1、什么是气候?
气候是长时间内气象要素和天气现象的平均或统计状态,时间尺度为月、季、年、数年到数百年以上。气候以冷、暖、干、湿这些特征来衡量,通常由某一时期的平均值和离差值表征。
气候是地球上某一地区多年时段大气的一般状态 ,是该时段各种天气过程的综合表现。气象要素(温度、降水、风等)的各种统计量(均值、极值 、概率等)是表述气候的基本依据。气候与人类社会有密切关系,许多国家很早就有关于气候现象的记载。中国春秋时代用圭表测日影以确定季节,秦汉时期就有二十四节气、七十二候的完整记载。气候一词源自古希腊文,意为倾斜,指各地气候的冷暖同太阳光线的倾斜程度有关。
由于太阳辐射在地球表面分布的差异,以及海洋、陆、山脉、森林等不同性质的下垫面在到达地表的太阳辐射的作用下所产生的物理过程不同,使气候除具有温度大致按纬度分布的特征外,还具有明显的地域性特征。按水平尺度大小,气候可分为大气候、中气候与小气候。大气候是指全球性和大区域的气候,如:热带雨林气候、地中海型气候、极地气候、高原气候等;中气候是指较小自然区域的气候,如:森林气候、城市气候、山地气候以及湖泊气候等;小气候是指更小范围的气候,如:贴地气层和小范围特殊地形下的气候(如一个山头或一个谷地)
2、影响气候的因素是什么?
气候的形成主要是由于热量的变化而引起的,因而对于气候的形成因素,主要存在以下三个方面:
一、辐射因素
太阳辐射是地面和大气热能的源泉,地面热量收支差额是影响气候形成的重要原因。对于整个地球而言,地面热量的收支差额为零,但对于不同地区,地面所接受的热量存在差异,因而会对气候的形成产生影响。同时,地面接受热量后,与大气不断进行热量交换,热量平衡过程中的各分量对于气候形成也有重要影响。
二、地理因素
地理因素对气候形成的影响表现在地理维度、海陆分布、地形和洋流上,而地理因素对气候形成的影响归根到底还是可以归结到辐射因素上。地理维度不同,所接受到的热量不同,引起不同的气候;由于海洋和大陆具有不同的热力学特性,如容积热容量、导热率等海洋与陆地显著不同,因而海洋和大陆在气候上差异很大,比较而言,大陆上的日较差和年较差比海洋大。温度的年较差是区分大陆性气候和海洋性气候的重要指标,并且,夏季大陆是热源,冬季海洋是热源,热源有利于低压系统的形成和加强,而冷源有利于高压系统的形成和加强,海陆的分布使行星风带分为若干个高低压活动中心,这些高低压活动中心对于气候形成有重要影响,此外,海陆分布的不同也影响天气的变化;地势对气候形成的影响在于,海拔高,太阳直接辐射增强,散射辐射降低,温度降低,湿度减小,而不同的地形也对气候影响不同,高原对气候的影响十分明显;而洋流对气候的影响也是因热量而成,海洋是地球表面热量的重要贮藏。
三、环流因素
包括大气环流和天气系统。
3、向阳坡,背阳坡,迎风坡,背风坡的与气候是什么关系?
阳坡一般为南、西南、东南;阴坡为东北、北、西北坡。
迎风坡是指“迎着风的山坡”,背风坡同理。
迎风空气抬升降温会带来降水,背风空气下沉绝热升温降水相对较小。阳坡阳光比较好气温高,阴坡阳光少同样海拔高度的气温相对低,影响植被分布,在阳坡植物带会比阴坡高。
一般而言,向阳坡,背阳坡,迎风坡,背风坡支影响小气候环境,对大尺度气候而言,可以忽略不计。
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个人宣言:我是hk——honest king——诚实的国王,不是香港的英文缩写,切记切记……
为什么了冷岛效应没形成大气环流
气候,自然科学名词,是大气物理特征的长期平均状态,与天气不同,它具有一定的稳定性。时间尺度为月、季、年、数年到数百年以上。根据世界气象组织(WMO)的规定,一个标准气候计算时间为30年。气候以冷、暖、干、湿这些特征来衡量,通常由某一时期平均值和离差值表征。 扩展资料
气候的影响因素
太阳辐射(根本原因):
太阳辐射是大气运动的根本能源。不同地区的气候差异及同一地区的季节变化主要是由于太阳辐射在地球表面分布不均及随时间变化的结果。
地表太阳辐射分布规律是从低纬向高纬递减。同一个地区的气候变化也主要是由于获得太阳辐射多少不同的缘故。
大气环流:
大气环流在气候的形成中具有双重作用,一方面调整全球热量和水汽的分布,影响各地气候;另一方面,本身也是一种气候现象。
三圈环流不断地把纬度较低地区的热量输送到高纬地区,调节和平衡低纬地区和高纬地区的热量差异。气压带和风带对降水量的影响很大。全球气压带和风带及其移动对中纬大陆西岸气候的形成起着决定性作用,例如大陆西岸地中海气候受副热带高气压带和西风带交替控制,形成冬雨夏干的气候特点。
季风环流是大陆东岸因海陆热力性质差异形成的一种大气环流,同时季风环流本身就是一种气候——季风气候。由于海陆热力性质差异,夏季陆地形成低压,风从海洋吹向陆地,带来降水;冬季陆地形成高压,风从陆地吹向海洋,形成的陆风比较干燥,降水较少。
海陆分布:
海陆分布改变了气温和降水的地带性分布。由于海洋和陆地的物理性质不同,在强烈的阳光照射下,海洋增温慢,陆地增温快;阳光减弱以后,海洋降温慢而陆地降温快。海洋与陆地表面空气中所含水汽的多少也不同,一般说来,在海洋或近海的地区,气温的日变化和年变化较小,降水比较丰富,降水的季节分配也比较均匀,多形成海洋性气候。因此,在相同的纬度,处于同一气压带或风带控制之下的地区,由于所处的海陆位置不同,形成的气候特征也不同。
洋流:
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。
地形:
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,是随高度的升高而增加。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。
人类活动:
人类影响和改变了大气成分和水汽含量,从而影响气候的形成和分布。另外,由于人类活动影响了下垫面性质,从而引起局部地区气候的变化,形成局部地区的小气候,如城市热岛效应等。人类活动对气候的影响越来越大,人类向大气中排放大量的二氧化碳加剧了地球上的温室效应。
举例说明如何形成地方小气候
因为上空形成逆温层,空气不容易对流所致。
夏季绿洲、湖泊的最高气温比其毗邻的沙漠戈壁低30℃左右,水分的蒸发量要少一半,几乎和沿海湿润地区差不多。其原因是由于沙漠戈壁和绿洲、湖泊对于太阳辐射的反射率不同,在白昼阳光辐射下,沙漠戈壁干燥地面强烈增温,通过大气的环流作用,暖空气被带到绿洲、湖泊上空,形成一个上热下冷的逆温层,上下层空气间的热交换难以进行,下层冷空气块得以保持稳定,因而形成一个湿润、凉爽的小气候。这种现象就称之为“冷岛效应”。
热岛效应形成的主要原因
城市小气候
城市下垫面是一个人造的下垫面,其特点是人为的建筑面积占绝对优势,居民的生产、生活活动排放出大量废气和热量,在这些因素影响下,城市出现了与郊区显然不同的局地气候,称为城市气候。
城市气候的主要特征是“城市热岛”现象。“城市热岛”即城市内部气温比郊区高。城郊气温差称为热岛强度。城市热岛主要是由大量人为热排放造成的。
城市人为热源包括燃烧燃料释放的热量、人体散发的热量、交通运输排放、居民炉灶等,在一些高纬度城市,如莫斯科等,平均人为热的排放大于太阳净辐射;中纬度城市如蒙特利尔、曼哈顿等,因人均耗能量大,人为热排放亦大于净辐射,特别是蒙特利尔,冬季因空调取暖耗能特别大,其人为热竟相当于太阳净辐射的11倍以上。低纬度城市,其人为热排放与太阳净辐射相比就微乎其微了。除人为热排放外,造成城市热岛的原因还有以下几点:城市不透水的人为建筑覆盖率大、植物少,消耗于蒸发的热量减少;市区风速减弱,减弱了热量的水平输送;城市上空污染物质多,产生了保温作用,增加了大气逆辐射;城市下垫面的热容量常大于郊区,夜间冷却降温比郊区缓慢。
除城市热岛现象外,城市气候中还有“干岛”,“雨岛”等现象。城市空气的水汽压比郊区水汽压平均低0.3~0.7hPa,相对湿度低4%~6%。由于城市上空存在大量凝结核,加上热岛效应以及城市粗糙表面的阻碍作用,气流作上升运动。因此,城市上空的云量和降水均比郊区多。
一般来说,城市愈大,人口密度越大,城市气候特征愈明显。
森林气候的研究方法
热岛效应形成的主要原因如下:
热岛效应是由于人为原因,改变了城市地表的局部温度、湿度、空气对流等因素,进而引起的城市小气候变化现象。该现象,属于城市气候最明显的特征之一。首先受城市下垫面特性的影响,另一个主要原因是人工热源的影响。工厂生产、交通运输以及居民生活都需要燃烧各种燃料,每天都在向外排放大量的热量。
当然城市中的大气污染也是一个重要原因,城市中的机动车、工业生产以及居民生活,产生了大量的氮氧化物、二氧化碳和粉尘等排放物。此外城市里中绿地、林木和水体的减少也是一个主要原因。
缓解热岛效应的对策:
大量研究表明,城市植被、水体及湿地是城市生态系统中的重要组分,它们可减缓城市的环境压力,减轻热岛效应,最终实现城市生态系统的良性循环。城市植被通过蒸腾作用,从环境中吸收大量的热量,降低环境空气温度,增加空气湿度,同时大量吸收空气中的二氧化碳,抑制温室效应。
启用生态合理的能源规划、城市开发模式、交通规划、绿地系统规划,调节城市产业结构;使用新型建筑材料,提高对太阳光的反射率;使用能降温节能,缓解热岛强度的户外建筑材料。
森林小气候是指由森林以及林冠下灌木丛和草被等形成的一种特殊小气候。在森林小气候的形成中,组成森林的树木品种、林龄、结构、郁闭度以及灌木层和草被的特性等,都起着很大的作用。由于森林的存在和影响,在林内表现出太阳辐射减少、气温日变化缓和、空气湿度和降水量增大以及风速减小等小气候特征。此外,森林小气候还与四周气候条件、地形特征和土壤性质等有关。因之,在研究森林小气候时必须注意分析森林的特征和自然环境的影响。 森林对降水的影响,主要表现在对铅直和水平降水的增大效应以及对降水结留作用等方面。(一)森林对铅直降水的影响森林区域对其上方大气的铅直降水量的增大现象,久已引起人们的注意。经统计分析:平均每年有林区降水量比无林地区增多17%左右。冬季中纬度森林地区降水量的增加,主要是与森林内积雪量比空旷地方增多有关。森林地区暖季降水量增加的原因主要有两点:一是由于森林反射率比四周空旷平地要小,这样被森林表面吸收并用来产生阵雨的热量将比反射率大的裸露地要多;二是森林上方乱流得到加强,由于森林蒸发的大量水汽被迅速输送到高空,因而增加了森林地区的铅直降水量。(二)森林对水平降水的影响:在森林内雾、霜、雨淞的凝聚量比空旷地方多。另外,从森林雾日收集到的降水也比空旷地方多。森林无论对铅直降水还是水平降水的影响,结果都是使森林区的降水量有所增加。(三)林冠对降水的截留作用:由于森林的林冠对铅直降水有大截留作用,真正下落到林内土壤上的降水是有所减少的。雨量较小时,森林的截留作用较明显,雨量大时,森林的截留作用反而减弱。一般来说,落叶松的截留量占裸地降水量的15%,松树占20-25%,云杉占40-60%,冷杉占40-80%。热带森林的截留量占65%以上。森林郁闭度越大,截留量也就越大。
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