基于城市环境气候图的大气环境分析与调控对策——以宁波市为例

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城市化的蓬勃发展改变了城市气候和环境,产生了诸多气候环境问题,需要有效的城市气候环境信息与调控对策来应对和缓解,城市环境气候图在城市气候环境的规划与调控方面提供了重要指导。本研究在传统城市环境气候图的基础上,提出了多季节、多环境要素相结合的城市环境气候图构建方法。在此基础上,以具有复杂下垫面和明显季节性气候特征的宁波市区为案例,综合运用遥感反演、GIS空间分析、中尺度数值模拟等技术手段,重点分析城市热岛和大气污染问题,进一步对城市热负荷、大气污染、通风潜力和风场及整体的城市气候环境进行多季节分析与评估,并提出风道规划方案及制定相关调控对策。  研究结果表明:  (1)城市热岛方面,热岛强度在春季和夏季明显强于秋季和冬季,热岛面积在春、夏和秋季的分布面积较广。大气污染方面,春季和冬季的气溶胶光学厚度值较高,夏季有所减少,秋季值最小。城市通风潜力的空间格局在季节上则具有高度的相似性,空间分布具有显著的区域差异性,通风潜力较好的区域主要分布于水体、农田和森林地区,通风潜力较差的区域主要分布于建筑和人口密度较高的地区。风环境方面,春季以东风和东南风为主导风向,夏季以东北风为主导风向,秋、冬两季以北风、西北风为主导风向。  (2)对城市气候环境的整体分析发现,城市气候环境高价值区和中价值区主要分布于山林、农田和水体,高风险区位于北仑、镇海和杭州湾南岸的沿海重化工业带,中风险区分布于江北区东部、鄞州城区东西两翼、慈溪城区和奉化城区东北部等工厂厂房密集的区域。  (3)在前述分析的基础上,提出了城市风道规划方案和气候环境调控对策,包括2条一级风道、5条二级风道、3条受海陆风影响的三级双向风道、12条受海陆风影响的三级单向风道、13条受山谷风影响的三级单向风道和七类城市气候环境调控对策。  本研究提出的多季节、多环境要素相结合的城市环境气候图构建方法适用于季风气候地区复杂气候环境的分析与评估研究,能够提高城市气候环境分析的综合性和准确性,并能够通过风道规划及相关调控对策的制定和实施改善城市热负荷和大气环境质量,缓解各季节的城市气候环境问题,为城市环保、气象、规划等部门提供重要的决策支持,从而促进城市可持续发展和生态城市建设。
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