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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于城市热岛,尤其涉及一种基于大气再分析资料的城市热岛效应评估方法。
技术介绍
1、城市热岛(urban heat islands,uhi)是指当城市发展到一定规模,由于城市下垫面性质的改变、大气污染以及人工废热的排放等使城市气温明显高于郊区,形成类似高温孤岛的现象(广州市城市热岛检测公报,2021)。uhi是人类活动对局地气候影响最显著的例子,此概念最早由luke howard(1833)在《climate of london》一书中提出。uhi具体是指城区温度高于郊区温度的一种现象,由于uhi与高温热浪存在相互作用(dong等,2018)、且对城市热环境评估、城市设计和规划、热环境改善、城市能源供需等具有重要作用,因此关于uhi的研究受到广泛关注。oke(2017)等将uhi简单分为地下城市热岛(uhisub)、地表城市热岛(uhisurf)、冠层城市热岛(uhiucl)和边界层城市热岛(uhiubl)。
2、关于uhiucl强度(urban heat islands intensity,uhii)的计算常采用气象站法和遥感法,这两种方法分别侧重对uhiucl和uhisurf强度的研究。气象站法即即城区平均气温与郊区平均气温的差值,但部分气象观测站点存在迁站情况,且城市化发展使得郊区站点代表性不足,这些因素导致uhiucl强度计算结果差异较大。另外,气象台站的定时气温一般每隔6小时测一次,对于uhiucl日变化特征的研究分辨率太低。
技术实现思路
1、为解
2、为实现上述目的,本专利技术提供了一种基于大气再分析资料的城市热岛效应评估方法,包括:
3、获取城市热岛的相关数据,并对所述相关数据进行预处理;
4、基于预处理后的数据,确定典型热岛形态;
5、基于所述典型热岛形态,获取典型热岛均值,并对所述典型热岛均值进行评估;
6、基于所述典型热岛形态和评估结果,获取典型热岛面积比,根据所述典型热岛面积比,获取城市化影响的热岛范围和程度。
7、可选的,所述相关数据包括:气温、降水量、风速、城市建成区面积数据和城市行政区划数据。
8、可选的,对所述相关数据进行预处理包括:
9、剔除有缺省值的气象要素数据、城市建成区面积数据和城市行政区划数据;
10、对所述气温、降水量和风速根据预设标准进行筛选。
11、可选的,确定所述典型热岛形态包括:
12、基于预处理后的数据,结合面积加权平均法,获取郊区代表值;
13、基于所述郊区代表值,获取热岛强度;
14、根据所述热岛强度,确定所述典型热岛形态。
15、可选的,所述面积加权平均法为:
16、
17、其中,为郊区代表值,分别代表纬向和经向方向权重,m、n为纬向和经向格点数,为背景场格点温度。
18、可选的,对所述典型热岛均值进行评估包括:利用格点值和区域格点均值进行评估;
19、所述格点值为:
20、
21、其中,uhii-1为格点值,为热岛强度,下标表示3.8k等值线;
22、所述区域格点均值为:
23、
24、其中,uhii-2为区域格点均值,k、l分别表示3.8k等值线范围内纬向和经向方向的格点数。
25、可选的,获取所述典型热岛面积比包括:
26、根据所述典型热岛形态和评估结果,获取典型热岛面积;
27、基于所述典型热岛面积和城区面积,获取不同强度的所述典型热岛面积比。
28、可选的,获取所述典型热岛面积的方法为:
29、
30、其中,uhis为典型热岛面积,为格点数。
31、与现有技术相比,本专利技术具有如下优点和技术效果:
32、本专利技术的热岛评估方法简单、科学、客观,可为城市气象研究提供新的角度和工具。本方法与遥感法相比,大气再分析资料获取方便,预处理简单,适用于各种时间尺度冠层热岛效应评估,且更适用于中尺度或城区尺度的热岛效应评估;与气象站法相比较,资料容易获取,时间分辨率高,热岛强度指标代表性强,计算方法更为科学合理。本方法能快捷、客观、科学、合理的评估城市尺度冠层热岛强度的日变化特征,以及衡量城市化发展过程中城市化对热岛范围的影响。
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1.一种基于大气再分析资料的城市热岛效应评估方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种基于大气再分析资料的城市热岛效应评估方法,其特征在于,所述相关数据包括:气温、降水量、风速、城市建成区面积数据和城市行政区划数据。
3.根据权利要求2所述的一种基于大气再分析资料的城市热岛效应评估方法,其特征在于,对所述相关数据进行预处理包括:
4.根据权利要求1所述的一种基于大气再分析资料的城市热岛效应评估方法,其特征在于,确定所述典型热岛形态包括:
5.根据权利要求4所述的一种基于大气再分析资料的城市热岛效应评估方法,其特征在于,所述面积加权平均法为:
6.根据权利要求1所述的一种基于大气再分析资料的城市热岛效应评估方法,其特征在于,对所述典型热岛均值进行评估包括:利用格点值和区域格点均值进行评估;
7.根据权利要求1所述的一种基于大气再分析资料的城市热岛效应评估方法,其特征在于,获取所述典型热岛面积比包括:
8.根据权利要求7所述的一种基于大气再分析资料的城市热岛效应评估方法,其特征在于,获取所
...【技术特征摘要】
1.一种基于大气再分析资料的城市热岛效应评估方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种基于大气再分析资料的城市热岛效应评估方法,其特征在于,所述相关数据包括:气温、降水量、风速、城市建成区面积数据和城市行政区划数据。
3.根据权利要求2所述的一种基于大气再分析资料的城市热岛效应评估方法,其特征在于,对所述相关数据进行预处理包括:
4.根据权利要求1所述的一种基于大气再分析资料的城市热岛效应评估方法,其特征在于,确定所述典型热岛形态包括:
5.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员:罗小青,李凯,徐建军,杨熙昊,薛宇峰,范伶俐,张宇,
申请(专利权)人:广东海洋大学,
类型:发明
国别省市:
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