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城市下垫面的热特性和空间结构是影响城市热环境的主要因素之一。本论文以现场实测为主要技术手段,结合数值模拟,重点研究了湿热地区夏季晴热气候条件下不同地表类型对室外热环境的影响。主要开展了以下工作:
(1)对下垫面表面温度两种测量方法(点触式温度自记仪与红外热像仪)的误差范围及影响因素进行分析。
(2)对页岩砖地面、混凝土地面、草地、草地灌木混合区、树荫下硬地面、水体等下垫面表面温度和近地空气温湿度的时空分布特征进行了实测。结果表明:页岩砖地面、混凝土地面全天对空气的增温效果明显;水体白天对空气起降温作用,夜间起增温作用,全天对空气的增湿效果显著;白天树荫对人行高度处空气温度的降温作用明显,夜间降温效果不明显;夜间草地的降温效果显著;各地表类型0.3m~1.5m高度范围内空气温度垂直梯度不明显;不同地表类型上的空气绝对湿度差异越接近地表越明显,1.5m高度处差异已不明显。
(3)基于实测数据,采用回归分析方法分别建立太阳辐射强度与混凝土地面表面温度,太阳辐射强度与草地冠层温度,混凝土地面、草地、树荫下硬地面表面温度与1.5m高度处空气温度的经验关系式。
(4)利用城市小尺度三维微气候模拟软件ENVI-met对室外热环境进行模拟分析。首先对软件的适用性和稳定性进行验证,然后对本次测试区域的室外热环境进行模拟并与实测值进行对比,结果表明:模拟结果所反映的各类型地表表面温度和近地空气温度的空间分布特征、日变化规律、数量级及动态变化过程与实测结果基本一致,说明ENVI-met模型具有实际应用意义。
本论文通过对广州微尺度室外热环境的研究,为今后湿热地区城市多尺度热环境的深入研究提供了参考。