2001年至2009年中国分省人为热通量的计算和分析

【作者】 陈曦； 王咏薇；

【机构】 南京大学大气科学学院；

【摘要】 随着城市化速度的加快,人为热的排放对于局地天气的影响越来越明显,本文对中国各省人为热的排放量和对以南京为例的单个城市人为热通量的具体时空分布进行初步的统计和分析,旨在为今后的人为热参数化引入方案提供一定的依据。对于全国大范围的人为热排放进行统计和分析,本文主要考虑工业热源、交通热源和生活热源三类热源对于人为热的贡献,然后利用《中华人民共和国统计年鉴》数据计算出中国各省人为热排放量,利用ENVI软件处理的MODIS卫星遥感数据计算出受人为活动影响的各省的水泥下垫面面积,两者相除从而得出各省人为热通量值。分析得出中国人为热通量的基本分布情况如下:各省的水泥下垫面的面积变化不大,人为热通量的变化主要由人为热源的排放量变化引起的,且在三项人为热源中工业热源占有最大比重;人为热通量主要分布在东部沿海的人群聚集区,交通繁忙区和经济发达地区,如上海,江苏。人口稀少,交通和工业不发达的西部地区的人为热通量值较小。本文又以南京为例研究了单个城市人为热通量具体时空分布。对于人为热的水平空间分布,本文假设居民生活排放人为热与建筑物高度及密度有关,对人为热根据城市密度等级进行加权分配;交通排放人为热则根据道路在网格内的密度进行分配;由于工业源区及分布的资料难以获得,假设工业排放热在城市区域平均分布。对于人为热的垂直分布,按照不同区域的建筑物高度和密度进行分层考虑。对于人为热的时间分布,本文结合南京人为热分布的具体特征采用了Kimura统计东京人为热的方法和佟华计算北京交通排放源的日变化的计算方法。结论如下:水平方向上,南京市人为热的排放主要分布于人口集中地段,建筑物集中的繁华地段人为热通量较大。玄武湖,长江等水域和城市绿地的人为热通量明显较小;垂直方向上,建筑物密集,人为热释放最多,越往高层,建筑物密度越小,人为热通量也相应减少。8:00到20:00是人为热排放的集中时间段,从20:00到次日8:00人为热通量较小,其中凌晨4点是一天中人为热通量最小时间。更多还原