【摘 要】
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2021年联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)明确指出全球气候变化已经严重威胁着人类社会的生存发展,多类极端天气气候事件呈多发、频发的趋势。城市作为人类社会生产和经济活动的主要聚集地,气候变化对城市的负面影响往往会危及城市居民的生命健康。立足城市规划学科对城市风环境进行科学合理的研究,不仅有助于应对气候变化带来的危机,更有助于改善城市的生态环境,推进城市生态文明建设。我国是一个多山地的国家,
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2021年联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)明确指出全球气候变化已经严重威胁着人类社会的生存发展,多类极端天气气候事件呈多发、频发的趋势。城市作为人类社会生产和经济活动的主要聚集地,气候变化对城市的负面影响往往会危及城市居民的生命健康。立足城市规划学科对城市风环境进行科学合理的研究,不仅有助于应对气候变化带来的危机,更有助于改善城市的生态环境,推进城市生态文明建设。我国是一个多山地的国家,不同于平原城市,山地城市由于自身复杂的地形地貌和下垫面特征,使得山地城市的气候条件尤为复杂,容易存在大尺度背景风缺失、年静风频率较高等问题。这样的情况下,局地环流可能是这类城市重要的风源。尽管目前已经有大量学者意识到局地环流的重要性,但是对于山地城市中常见的山谷风环流仍缺少相应的定量研究。在城市通风廊道规划成为流行性技术的当下,更需要客观研究局地山谷风环流的基本特征及在构建通风廊道的可用性,以更好的支撑山地城市合理运用科学技术改善城市空气质量。本文以重庆市沙坪坝老城区中梁山至嘉陵江区域作为研究对象。首先对研究区域2020年的逐日、逐时气象数据进行分析,利用气象学方法将局地环流从气象站观测数据中加以剥离,从观测事实上判定山谷风环流的客观存在。筛选出所有观测到的山谷风日,确定将2020年8月27日和8月28日的气象数据作为模拟参数条件。在技术方法上利用CFD软件模拟区域内的局地山谷风环流现象,研究复杂地形存在的温度热力差异能否驱使局地山谷风环流发育。设置了27T15(8月27日15:00)和28T04(8月28日04:00)两个实验组分别进行谷风、山风环流的模拟,模拟结果表明现实条件下单一的热力差异作用足以产生局地山谷风环流。白天15:00的谷风环流模拟结果发现风速最大区域位于中梁山脉东侧山坡距地50米高度处,风速大小约为0.17m/s,发育高度在300米左右;凌晨04:00的山风环流模拟结果发现风速最大值并不存在于山脉两侧,而是在嘉陵江一带,中梁山脉东侧距地20米高度处风速最大约为0.21m/s。为进一步探究影响局地山谷风环流发育强度的因素,以温度热力差异和海拔高度差为条件设置了两类敏感实验。结果表明,扩大温度差异能够明显的促进局地山谷风环流发育,敏感实验组模拟结果显示中梁山东侧的谷风最大风速为0.28m/s,山风最大风速为0.4m/s;海拔高度敏感实验组一共设置了六个不同高度的实验组,分别是600m、1000m、1400m、1800m、2200m和2600m。模拟结果显示在一定范围内增加山体海拔高度能够促进局地谷风环流发育,即山体海拔高度越高,谷风风速越大。但是当山体海拔高度超过1960m后谷风风速开始随着高度增加而减弱。本研究以城市规划为立足点,融合气象学专业知识,通过检验重庆市沙坪坝和中梁山脉的山谷风现象与位温之间的关系后,进行山谷风的数值模拟得到全域不同点位的局地特征细节,从而发现位温差异和海拔高度对山谷风发育的潜在影响。基于气象学和城市规划的综合分析后认为虽然局地山谷风环流的风速较小,但是从相对风速而言,山谷风环流对城市风环境的影响是不容忽视的,对于城市建设区的风环境能起到积极的影响作用。同时根据本文的研究方法对成都市的通风廊道规划实践进行了分析研究,并对通风廊道规划中局地环流的通风作用进行了初步评价。认为城市通风廊道的构建不仅要注重通风潜力评价,还需要重视廊道通风能力。为今后山地城市利用局地山谷风环流构建通风廊道提供了一定的借鉴作用。
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