济宁市城市化进程对局地气候的影响研究

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本文以济宁、兖州、嘉祥和汶上气象站1981-2010年的气温、相对湿度、降水量、风速资料和济宁市部分城区人口和城市建成面积的统计资料,研究了城市化对济宁局地气候的影响,得到以下主要结论:  1、城市化对济宁气温和相对湿度的影响结论如下:(1)近30年来,济宁城区、郊区年平均气温均呈现上升趋势。济宁城区、郊区平均气温增温均超过1℃,增暖幅度分别大约为0.35℃/10a和0.38℃/10a。一年中济宁城区与郊区增暖均表现为:冬季、春季增暖幅度较大,秋季次之,夏季最弱。尽管城区整体气温仍然高于郊区,但除夏季外,郊区增暖趋势均大于城区,城、郊温差呈逐渐缩小趋势。(2)近30年来,济宁城区和郊区最高气温的增幅几乎一样,而最低气温增幅郊区远高于城区,气温日较差缩小。(3)济宁城区、郊区1981-2010年相对湿度有相同的年际变化趋势,均呈现减少趋势,城、郊年平均相对湿度递减率分别为-0.39%/10a和-0.48%/10a,其中,相对湿度在春季和秋季降幅最大。(4)郊区相对湿度持续减小,且减小速度高于城区,表明济宁城区和郊区正逐步暖干化。  2、城市化对济宁降水量和风速的影响结论如下:(1)近30年来,济宁城区、郊区年降水量均有增多的趋势,相应增加率分别为6.4mm/a和9.4mm/a,从年际变化上看,20世纪80年代到90年代济宁城区、郊区平均降水量相对较少,90年代到21世纪初期降水量波动较大,2003年以后,济宁城郊、郊区的降水量整体略有增加。(2)济宁降水量的增加率郊区远大于城区。济宁城区、郊区降水量变化与平均气温变化有较好的正相关关系。当气温增暖时,降水量也有所增加,但降水量增加幅度并不像平均气温的增幅那么显著,以冬季最为明显,城郊平均气温增暖最大,相应的降水量增幅却不是最大。(3)济宁城区、郊区的降水量的季节变化变化和年际变化一样呈现单一的递增趋势。其中,冬、春、夏三季降水量呈递增趋势明显。此外,一年中济宁城郊均表现为:冬、春、秋季郊区降水量的增加幅度大于城区。(3)济宁城区、郊区平均风速均显著减小,其减幅分别为-0.15m/s-1/10a和-0.19m/s-1/10a,郊区的降幅远大于城区。(4)与年际变化一样,四季的平均风速均呈下降趋势,其中,春季、夏季和秋季平均风速减幅较大。城区平均风速与郊区平均风速相比较,发现2000年之前济宁城区和郊区各季节平均风速基本一致,2000年之后郊区平均风速急剧减小。(5)气象要素在城市化发展对局地气候影响的响应上,平均气温和平均风速表现的更为敏感、更为直接。  3、城市化对济宁热岛效应和干岛效应的影响结论如下:(1)近30年来,济宁城市热岛强度总体呈上升趋势,其平均值为0.5℃,在1990年以前呈上升趋势,但总体低于平均水平,1991-2000年间热岛维持在一个较高的水平,总体幅度达到0.8℃,两个峰值均出现在这个时间段内,2000年以后热岛强度下降明显,总体幅度下降到0.4℃。(2)济宁城市热岛效应冬半年明显高于夏半年;白天的热岛强度明显低于夜间,中午前后最弱。济宁市四季热岛强度的变化规律是冬季最强,夏季最弱,春秋居中。春季热岛总体是呈上升趋势的,其平均值为0.6℃;夏季热岛总体相对较弱,其平均值为0.3℃,秋季的热岛强度呈缓慢下降趋势,其平均值为0.4℃,冬季热岛强度呈缓慢的上升趋势,平均值为0.7℃。(3)近30年来,济宁市在年平均相对湿度上表现为明显的干岛现象.且呈上升趋势,其平均值为2%,但在各个年代又有所不同:在80年代呈上升趋势,但总体低于平均水平;90年代干岛现象较为突出,2000年以后城市于岛现象虽高于平均值,但呈现明显的下降趋势。且济宁市的热岛效应与城市干岛现象有很好的一致性,随着城市的发展,热岛效应的增强,也增强了城市的干岛效应。(4)济宁城市干岛效应具有明显的月季变化特征和四季变化特征:冬半年明显高于夏半年,四季干岛强度均有加强的趋势。变化规律是春秋季节最强,夏季最弱,冬季居中,四季均表现为1991-2000年热岛强度较强,2000年以后热岛效应有所减缓,与年度变化一致。济宁在02时、08时、14时、20时四个时刻的相对湿度的年平均值都反映了干岛效应,02时的干岛强度最大,而在午后14时干岛强度是最小,干岛强度的日变化特征与济宁热岛强度的日变化基本相似。
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