城市化進程對近地層大氣風溫結構的影響*

季崇萍,鄒 捍,張美根,周立波,馬舒坡,李 鵬,朱金煥,徐 海

(1.中國科學院大氣物理研究所大氣邊界層和大氣化學國家重點實驗室,北京100029;2.中國科學院研究生院,北京100029;3.北京市氣象局,北京100089)

大氣是生態環境的重要組成部分,正確理解城市化進程中大氣狀態的變化特征既是理解區域乃至全球氣候變化的重要途徑,也是防災減災和國民經濟可持續發展的迫切需求。因此,進行以北京為例的城市化進程中大氣變化特征研究,尤其是對人類生產生活產生直接影響的城市近地層大氣變化特征研究,對于認識低層大氣對城市化進程的響應,理解城市化進程對區域氣候的影響,引導科學城市規劃、推進生態可持續性城市發展對策研究等都具有十分現實的科學意義。

研究城市化進程對局地近地層大氣乃至區域氣候環境的影響,最佳方案是在城市規劃建設之前就開始實施相關監測,并在城市化進程各階段持續進行。通過對比分析不同階段的監測數據,輔以高時空分辨率邊界層數值模擬,可以較完整、細致地揭示城市化進程對局地近地層大氣結構乃至區域氣候環境的影響。林學椿等[1-4]通過對長期地面觀測的分析研究,揭示了北京、沈陽等地區隨著城市化發展,地面氣溫增加、熱島效應加強、相對濕度減小等現象。徐祥德等[5-9]通過對風廓線、系留汽艇、氣象塔長期或一段時期加密觀測的分析研究,得到城市和郊區不同地點大氣邊界層風、溫、濕結構特征;指出隨著城市化進程的推進,城市區域近地層風速有較明顯的減小趨勢,并且城市區域往往較周邊地區具有更為明顯的湍流運動。Uno等[10]的研究表明,城市邊界層內建筑物對湍能的貢獻十分明顯。陳燕等[11-13]根據城市形態特征設計了不同建筑物高度和密度的敏感試驗,結果表明建筑物一般會使城市地區風速減小,最大減小幅度可達1.6 m/s,易引起低層氣流輻合;城市區域湍流動能中的機械產生作用增加,湍流交換加強,大氣層結不穩定性增大,混合層高度增加。

北京于1979年建立了325 m氣象塔,開始對北京區域近地層大氣進行監測。過去30 a期間,氣象塔周邊環境隨著北京城市化進程發生了巨大變化,氣象塔所獲得的長時間序列監測信息忠實地記錄了北京城市化進程對近地層大氣結構的影響,為研究城市化進程中近地層大氣結構變化特征提供了可靠數據支持。針對北京325 m氣象塔觀測資料的分析研究指出[8],1997—2003年北京近地層平均風速存在逐漸遞減的趨勢,這一期間城市冠層厚度在47～63 m之間。此外,對近20 a夏季北京325 m氣象塔風溫觀測的分析研究指出[9],近地層相對風速具有逐年減小的趨勢,并且越靠近地面相對風速減小越明顯。

為進一步認識北京城市化進程對城市近地層大氣風溫結構的影響,本文利用北京地區氣候站和325 m氣象塔風溫梯度觀測,從城市化進程不同階段對比角度分析北京近地層大氣風溫結構變化特征,為認識諸如北京的超大城市高速城市化進程對大氣近地層結構的影響,推動與之相關的城市精細化預報和污染擴散預測模式提供科學參考。

1 資料與質量控制

本文所使用的氣象資料為北京20個氣候監測站的風溫觀測(1971—2008年)和325 m氣象塔風溫梯度觀測(第一階段:1991—1995年;第二階段:2004—2008年)。有關北京城市社會經濟發展指標統計資料來源于1998—2010年北京市統計年鑒[14]。

北京325 m氣象塔的觀測資料由于儀器故障、系統誤差及傳輸記錄系統故障,往往存在虛假數據,需要進行質量控制[15-16]。本文所采用的質量控制方案如下:(1)剔除不符合氣候統計意義的數據:如溫度超過50℃,風速超50 m/s(判斷依據來源于北京市氣候中心所提供《北京氣象匯編資料》);(2)剔除沒有物理意義的數據,如風速為負,風向超過360(°);(3)剔除由于儀器或者數據傳輸故障導致的數據錯誤或數據丟失。

2 北京城市化進程

北京是一座處于快速城市化進程的超大城市。城市發展在社會經濟領域主要體現為城市人口的快速增長、地區人均生產總值的不斷提高和市區及其周邊土地利用的變化等等。新中國成立60 a來,北京全市人口由209萬(1949年)激增到1 695萬(2008年),城市建設用地由100 km2(1949年)擴大到3 377.15 km2(2008年)[14,17]。北京市近30 a城市下墊面覆蓋類型的變化指出(圖略),從1978—2005年,北京市建筑用地范圍明顯擴大,其中昌平、海淀和順義地區建筑用地增加最為顯著。城市的發展使得原有自然植被和裸露土地被建筑物、水泥路面、柏油馬路等人工鋪裝所代替,城市人為熱源、工業煙塵、氣溶膠和顆粒物的排放也隨之顯著增加。人們的生產生活極大地影響著城市地區大氣的熱動力狀況,對氣溫、相對濕度、能見度、風和降水等都造成了不容忽視的影響[5-6]。

圖1給出的是以能源消耗(標準煤)和人均地區生產總值為代表的北京近30 a城市社會經濟發展指標。可以看到,北京城市社會經濟水平在過去30 a中得到了極大提升,其中1978年北京人均地區生產總值為797美元/人,2008年增長到9 618美元/人,增長幅度為1 106.8%。同時,隨著社會經濟的快速發展,城市能源消耗(標準煤)也在大幅增長。1980年北京全市以標準煤折算的能源消耗為1 907.7萬t,1995年為3 533.3萬t,2008年達到6 327.1萬t,自1980—2008年(29 a)增加了3.3倍。

圖1 北京人均地區生產總值和能源消耗Fig.1 Beijing per capita gross domestic product and energy consumption

城市化進程使得局部高度集中的社會生產、生活活動所消耗的燃料迅速增加。一般而言,與自然下墊面區域相比,城市地區會釋放出更多的“人為熱”、“人為水汽”、微塵和污染物。城市地表屬性的改變也會影響到該區域的地表反照率,進而使得地表輻射平衡狀況發生變化。研究表明[1,5,11-13],一般人口在百萬以上的城市地區氣溫約比郊區高0.5～1.0℃,在晴朗無風或微風的條件下,城市熱島日夜間的差異甚至可達3℃。利用數值模式對城市土地利用變化所導致的氣象環境效應研究指出[18],北京地區1980—2004年間城市化進程不同階段土地利用屬性已經對邊界層熱動力結構產生了顯著影響,使得近地層動量、熱量通量增大、近地層物質和能量輸送增強。此外,城市建筑物高度的增長導致地表動力粗糙度增大,增加了對低層風場的擾動作用,促使湍流作用加強。城市群發展對局地和區域氣象條件的影響研究指出[19],密集城市群的出現改變了局地熱力和動力環境,造成大氣流場和湍流特征的變化,使得區域內污染物的擴散、轉化和累積等規律發生變化。珠三角城市群城市化進程不同階段大氣擴散條件的分析指出,城市群的發展使得區域內平均逆溫增強,風速減小,擴散范圍減小,導致空氣污染物更易集中在城市群范圍內。

3 城市化進程不同階段地面大氣風溫結構特征

3.1 地面風場特征

為了更好地說明城市化發展對地面風速的影響,本文主要選取了北京地區具有代表性的站點(標準站:觀象臺;郊區:密云;先郊區后城區:豐臺,石景山;地面測站分布見圖2所示)1971—2008年地面風速觀測資料進行分析,結果顯示(見圖3)1971—2008年北京地區地面風速具有明顯的年際變化特征,其年變化幅度在0.5 m·s-1之間,風速的年際變化主要與對應時期大氣環流狀態及其調整有關。此外,就長期變化而言,各站地面風速呈現出不同變率的減小趨勢。其中,作為北京地區代表站的觀象臺地面風速遞減率為-0.014 m·s-1/a;由郊區發展為城區的代表站石景山和豐臺地面風速遞減率分別為-0.027 m·s-1/a和-0.015 m·s-1/a,在所選代表站中最顯著;郊區代表站密云風速遞減率最小,為-0.005 m·s-1/a。

圖2 北京地面測站分布Fig.2 Location of weather stations in Beijing

圖3 北京地區1971—2008年地面風速Fig.3 Surface wind speed over Beijing area form 1971 to 2008

本研究所關注的2個階段,1991—1995年(第1階段)和2004—2008年(第2階段),觀象臺平均風速分別為2.43和2.31 m·s-1,第2階段較第1階段小0.12 m·s-1(5%);石景山平均風速分別為1.89和1.43 m·s-1,第2階段較第1階段小0.45 m·s-1(24%);密云平均風速分別為2.31和2.04 m·s-1,第2階段較第1階段小0.27 m·s-1(12%)。

地面風速的上述變化表明,郊區(密云)地面風速相對于城區處于較高水平,城區(石景山、豐臺)地面風速隨時間的減小趨勢較郊區顯著。這一現象與城市發展所伴隨的地表覆蓋屬性改變,建筑物高度增長、密度增加,進而導致城市下墊面空氣動力學粗糙度增大,加強了地表對低層氣流的阻尼作用,使得空氣流經城市地區時動量損失,風速減小有關[10-11]。

3.2 地面溫度場特征

城市熱島是城市對氣溫影響的最突出特征。城市發展所帶來的地表屬性、人為熱源和污染物排放等的變化必然會影響到城市熱島效應。多年以來,已有不少研究工作針對北京城市熱島效應進行了分析和探討,得到了北京城市熱島強度變化的基本特征為冬季強、夏季弱。以往的研究工作在探討城市熱島強度時往往采用城郊單個站點(例如,城區:觀象臺;郊區:密云)的溫度進行比較。從北京地區長期氣候觀測資料來看,觀象臺在近30 a中有2次較大的遷移,不適宜作為城區代表站進行熱島強度的分析和討論。為綜合評價城區和郊區的溫度差異,同時考慮到北京地區各測站地形高度的差異,本文采用城區4站平均代表城區溫度,郊區4站平均代表郊區溫度,并將城區平均氣溫與郊區平均氣溫的差值定義為城市熱島強度:

北京城市化進程中2個階段平均溫度和城市熱島強度的分析指出:各站第2階段地面溫度均比第1階段高,其中觀象臺高0.5℃(4%),海淀高0.6℃(5%),石景山高0.8℃(6%),密云站高0.4℃(4%);第1階段平均熱島強度為0.78℃,第2階段平均熱島強度為0.93℃,第2階段較第1階段高0.15℃(19%)。林學椿等[2]對北京地區溫度的長期變化研究指出,近40 a北京郊區的增溫率為0.04℃/10 a,城市中心區的增溫率為0.35℃/10 a,城市發展是城區溫度增率高于郊區的主要因素。

為分析北京城市熱島的空間分布特征,將各站溫度減去郊區4站平均值,得到如圖3所示的北京地區城郊溫差空間分布。由圖4可見:(1)第1階段,城區除朝陽站(觀測站在大范圍綠地內)以外,其余各站熱島強度均大于0.6℃。其中,海淀最大,達到0.91℃,其次為石景山,達到0.86℃;(2)第2階段城區各站熱島強度均有所增加,平均熱島強度達到0.93℃。其中,海淀最大,達到1.11℃,其次為石景山,達到0.99℃;(3)第2階段較第1階段城郊溫差大于0.5℃的范圍明顯增加。除主城區外,通縣、門頭溝、大興等地區的溫度差也超過0.5℃,分別達到0.56、0.54和0.53℃;(4)第2階段較第1階段城區熱島強度增加幅度最大的是南部豐臺(0.2℃)和北部海淀(0.2℃)。這一現象與北京城市北部海淀科技園區、南部住宅和經濟開發區的快速發展密切相關。總體來看,城市熱島的影響范圍與強度隨著城市化進程的推進均有所增加。結合北京城市發展,可知自1991—2008年北京城市用地范圍明顯擴大、人口密度迅速增長、能源消耗顯著增加,這些社會經濟領域的變化必然會影響到局地人為熱源排放、氣溶膠含量和分布、地表熱容量、近地層大氣動量和熱量交換能力,進而影響到局地氣象條件。

圖4 北京城市化進程中不同階段城郊溫差空間分布Fig.4 Distribution of the urban-rural temperature difference fo r two period of Beijing urbanization(Unit:℃)

表1 北京城市化進程中不同階段城市熱島強度Table 1 Urban heat island intensity for different stage of Beijing urbanization/℃

值得說明的是,本研究所得到的北京城市熱島強度基本上在0.5～1.0℃之間。近2 a有研究人員利用北京城區2000年后陸續建立的城區自動站與郊區縣站對比得到的熱島強度一般在2℃左右[20],明顯高于本研究結果。分析其原因,主要在于城市熱島強度與所選取的代表站點密切相關。以往的研究工作在探討城市熱島強度時往往采用城郊單個站點(城區:觀象臺;郊區:密云)的溫度進行比較。從北京地區長期氣候觀測資料來看,觀象臺在1971—2008年期間2次遷移(1981年從位于北京城東南部的郊區大興縣舊宮遷至城區北洼路,1997年4月從城區遷回郊區原址,以上兩地相距22 km),不適宜作為城區代表站進行熱島強度的分析和討論。為綜合評價城區和郊區的溫度差異,本文采用城區和郊區平均溫差進行分析,雖然所得到的熱島強度明顯比利用單個氣候或自動氣象站得到的偏小,但其強度和分布特征具有更加普遍和客觀的代表性。劉熙明等[21]利用城區自動站與遠郊區站溫度資料對夏季熱島強度的分析指出,隨著北京城市化進程的不斷深入,城市熱島強度>2℃的天數在逐年增加(1988年為66次,2001年為101次)。王郁等[22]利用城區自動站和郊區縣站對北京夏季溫度資料的分析也指出,夏季北京城市熱島水平范圍已擴大到近郊區和遠郊區的通州地區,分布特征也由“單中心”轉為“多中心”。

4 城市化進程不同階段近地層大氣風溫結構特征

4.1 近地層大氣風場特征

為了認識北京城市化進程中不同階段近地層大氣風溫垂直結構特征,本節主要利用北京325 m氣象塔風溫梯度觀測進行分析。對比城市化進程中2個階段平均風向分布(見圖5),可以看到:(1)第1階段自氣象塔低層(8 m)至頂層(320 m),各層均具有明顯的偏北-西南主導風頻特征,這與北京地區地面站長期風頻變化特征一致。表明受地形影響,近地層風場具有明顯的山谷風環流特征。就整層平均而言,偏北風頻率為55.0%,西南風頻率為24.2%;(2)第2階段63 m以下各層風向較為紊亂,63 m以上各層風向趨于一致,并與第1階段相同,具有偏北-西南主導風頻特征。就整層平均而言,偏北風頻率為56.1%,西南風頻率為19.2%(較第1階段少5.0%)。第2階段63 m以下各層偏北風頻率較大,達到47.9%;其次為東風,達到7.3%;西南風僅為5.4%,比第1階段減少了17.0%;(3)第1階段63 m以下西南風頻較大(22.4%),且其風速在0.3～6.0 m·s-1之間的比率較大,風速在6.0～9.0 m·s-1之間的比率相對較小。與之相比,第2階段63 m以下西南風頻明顯減少(為5.4%),且所觀測到的西南風風速明顯較第1階段大,其值基本上在6.0～9.0 m·s-1之間(風力約為4級)。

圖5 北京城市化進程中不同階段近地層風頻Fig.5 Wind rose in different period of Beijing urbanization

此外,平均風向的季節變化表明:(1)第1階段63 m以下冬夏季西南風頻率分別為16.0%和25.6%,第二階段63 m以下冬夏季西南風頻率分別為1.5%和4.3%,第二階段較第一階段分別減少了14.5%和21.3%;(2)在西南方向風頻減少的同時,其他方位風頻均有所增加。其中,冬季偏西風增加最為顯著(增加8.7%,達到10.5%),夏季偏東風增加最為顯著(增加11.7%,達到15.5%)。

就2個階段風向垂直分布對比而言,最大不同之處在于第一階段各層風向分布較一致,第二階段63 m以下西南風風頻明顯減少(17.0%)。這一現象與氣象塔周邊地區隨著城市化進程的推進,下墊面屬性發生巨大改變密切相關。第1階段,北京已處于城市快速發展中(見圖1),該階段325 m氣象塔所處區域已經由建塔初期的農田、農舍發展為城市道路和低層低密度建筑物群,此時氣象塔半徑500 m內尚未建設高大建筑物群。因此,第1階段氣象塔附近下墊面對各方向來流擾動較小,近地層各層風向趨于一致。第2階段325 m氣象塔所處區域經過了城市建設的快速發展,特別是在氣象塔以南相距約100～1 000 m范圍內建設完成了高層高密度建筑物群,使得偏南來向氣流明顯受到建筑物阻擋,氣流經過氣象塔南部建筑物群后尚未恢復到與來流一致的方向,就越過了觀測位置,使得氣象塔處于偏南氣流的空腔區[8]。因此,只有當近地層低層風速較大時,繞流的偏南氣流才能夠被觀測得到。反映在風頻的垂直分布上即為近地層低層(63 m以下)西南方位風頻顯著減小,且被觀測得到的西南風風速較大。可以認為,第2階段,城市建筑物群對近地層風場的影響高度約為63 m。參照植物林冠定義[23],第二階段氣象塔周邊地區城市冠層高度約為63 m。

圖6 北京城市化進程中不同階段近地層大氣平均風速及差值的垂直分布Fig.6 Wind speed and it’s difference of surface atmosphere for the different period of Beijing urbanization(Unit:m/s)

對比北京城市化進程中2個階段風速的垂直分布,可以看到(見圖6):(1)第1階段整層平均風速為3.63 m·s-1,第2階段整層平均風速為3.44 m·s-1,第2階段較第一階段小0.19 m·s-1(6%);(2)2個階段63 m以下風速有較大差異,其中第一階段平均風速為2.22 m·s-1,第2階段平均風速1.56 m·s-1,第2階段較第1階段風速小0.66 m·s-1(30%);(3)2個階段63～280 m,風速差異隨著高度的增加迅速減小。第1階段平均風速為4.11 m·s-1,第2階段平均風速為4.00 m·s-1,第2階段較第1階段風速小0.11 m·s-1(3%);(4)320 m高度上,第1階段平均風速為4.47m·s-1,第2階段平均風速為5.32m·s-1,第2階段較第1階段風速大0.85 m·s-1(19%)。近地層風速隨著城市化進程的推進而減小,且其減少幅度隨高度遞減的現象很好地反映了隨著城市化發展,地表粗糙元對風速的削減作用增加,并且粗糙元對風速的影響隨著高度的增加逐漸減弱。

圖7 北京城市化進程中不同階段平均溫度廓線Fig.7 Mean temperature profile for the different period of Beijing urbanization

4.2 近地層大氣溫度場特征

對北京城市化進程中2個階段近地層大氣平均溫度的分析指出(見圖7):(1)第1階段整層平均氣溫為12.91℃,第2階段整層平均氣溫為13.27℃,第2階段較第1階段偏高0.36℃(3%);(2)就溫度梯度變化而言,8～320 m的溫度梯度第1階段為-0.53℃/100 m,第2階段為-0.63℃/100m,第2階段較第1階段溫度梯度增加19%;(3)近地層低層8～63 m的溫度梯度,第1階段為-1.1℃/100 m,第2階段為-0.45℃/100 m,第2階段較第1階段小59%;近地層高層63～320 m的溫度梯度,第1階段為-0.41℃/100 m,第2階段為-0.66℃/100 m,第2階段較第1階段大60%。可以看到,雖然第2階段近地層整層溫度梯度是增加的,但在低層8～63 m溫度梯度明顯減小,這可能與受下墊面粗糙元影響,近地層低層湍流活動較強,大氣混合作用明顯,造成溫度垂直遞減率減小有關。整層(8～320 m)大氣溫度垂直遞減率增加,主要與氣象塔周邊下墊面熱力和動力學性質隨著城市化進程所產生的顯著變化有關。目前氣象塔周邊主要是高層高密度建筑物群和柏油路面,地表熱容量較小,在太陽輻射加熱下能夠迅速升溫,同時耦合高層高密度建筑物群對氣流的摩擦、拖曳作用,使得近地層大氣的通風量和熱力散失能力減弱,感熱通量增加,進而導致溫度垂直遞減率增大。

5 結論

通過對北京325 m氣象塔不同階段(第1階段:1991—1995年;第2階段:2004—2008年)風溫梯度觀測,北京地區標準氣候站長期風溫觀測(1971—2008年,20個站)和北京城市社會經濟發展指標(1978—2008年)的分析,表明北京城市化進程已經導致該地區近地層大氣特征的明顯變化:

(1)1971—2008年北京地區地面風速具有明顯的年際變化,其年變化幅度在±0.5 m·s-1之間。就長期變化而言,各站地面風速呈現不同變率的減小趨勢。其中,由郊區發展為城區的代表站石景山和豐臺地面風速遞減率在所選代表站中最大,分別達到-0.027和-0.015 m·s-1/a。城市化進程第2階段,各站地面風速較第一階段減小5%～24%。這與城市發展所導致的下墊面粗糙度增加,地表對低層氣流的阻尼作用增大,使得空氣流經城市地區動量損失,風速減小有關。

(2)北京城市化進程中的2個階段地面溫度具有較大變化。第1階段平均氣溫為13.05℃,平均熱島強度為0.78℃。第2階段平均氣溫為13.55℃,平均熱島強度為0.93℃。第2階段較第1階段溫度升高0.5℃(4%),熱島強度增加0.15℃(19%)。城區內熱島強度增加幅度最大的區域是南部豐臺(0.2℃)和北部海淀(0.2℃)。這一現象與北京城市北部海淀科技園區、南部住宅和經濟開發區的快速發展密切相關;

(3)北京城市化進程中的2個階段近地層低層(63 m以下)風向風速有較大變化,高層(63 m以上)變化較小。就2個階段風向垂直分布對比而言,最大不同之處在于第1階段各層風向分布較為一致,第2階段63 m以下西南風風頻明顯減少(17%)。近地層低層(63 m以下)第2階段較第1階段平均風速減少0.66 m·s-1(30%),近地層高層(63～280 m)2個階段風速差異隨著高度的增加迅速減小。近地層風向風速特征的變化與氣象塔周邊地區隨著城市化進程的推進,逐漸被高層高密度建筑物群覆蓋,地表粗糙度增加,下墊面對近地層流場產生明顯的阻擋、拖曳作用密切相關;

(4)北京城市化進程中的2個階段近地層溫度梯度具有明顯變化。8～320 m,第1階段溫度垂直遞減率為-0.53℃/100 m,第2階段為-0.63℃/100 m,第2階段較第1階段增加19%。這與氣象塔周邊土地利用屬性變化所導致的下墊面熱容量、粗糙度的改變對近地層大氣感熱通量的影響有關。

(5)2004—2008年近地層大氣風溫結構特征表明,氣象塔63 m以下流場基本反映城市冠層流場特征,325 m氣象塔周邊城市冠層厚度約為63 m。

[1] 林學椿,于淑秋.北京地區氣溫的年代際變化和熱島效應[J].地球物理學報,2005,48(1):39-45.

[2] 林學椿,于淑秋,唐國利.北京城市化進程與熱島強度關系的研究[J].自然科學進展,2005,15(7):882-886.

[3] 鄭思軼,劉樹華.北京城市化發展對溫度、相對濕度和降水的影響[J].氣候與環境研究,2008,13(2):124-133.

[4] 馬明敏,姜曉艷,劉樹華,等.近47年城市化發展對沈陽區域局地氣候的影響研究[J].北京大學學報:自然科學版,2007,2(2):1-7.

[5] 徐祥德.城市化環境氣象學引論[M].北京:氣象出版社,2002:2-3.[6] 徐祥德.城市化環境大氣污染模型動力學問題[J].應用氣象學報,2002,13(特刊):1-12.

[7] 劉輝志,洪鐘祥.北京城市下墊面邊界層湍流統計特征[J].大氣科學,2002,26(2):241-248.

[8] 彭珍,胡非.北京城市化進程對邊界層風場結構影響的研究[J].地球物理學報,2006,49(6):1608-1615.

[9] 徐陽陽,劉樹華,胡非,等.北京城市化發展對大氣邊界層特性的影響[J].大氣科學,2009,33(4):859-867.

[10] Uno I,Wakanatsu S,Ueda H,et al.An observational Study of the Structure of the Nocturnal Urban Boundary Layer[J].Boundary Layer Meteoro,1988,45:59-82.

[11] 陳燕,蔣維楣.城市建筑物對邊界層影響的數值模擬[J].高原氣象,2006,25(5):824-833.

[12] 何曉鳳,蔣維楣,陳燕,等.人為熱源對城市邊界層結構影響的數值模擬研究[J].地球物理學報,2007,50(1):74-82.

[13] 周榮衛,蔣維楣,何曉鳳,等.應用城市冠層模式研究建筑物形態對城市邊界層的影響[J].氣象學報,2008,66(4):489-499.

[14] 國家統計局北京調查總隊,北京市統計局.北京市統計年鑒[M].北京:中國統計出版社,2000.

[15] 洪鐘祥.北京氣象塔觀測系統[M].北京:科學出版社,1983.

[16] 陳明,洪鐘祥.大氣邊界層觀測資料的質量控制方案研究及其應用[J].大氣科學,1993,17:98-105.

[17] 魯奇,戰金艷,任國柱.北京近百年城市用地變化與相關社會人文因素簡論[J].地理研究,2001,20(6):688-696.

[18] 陳燕,蔣維楣,郭文利.珠江三角洲地區城市群發展對局地大氣污染物擴散的影響[J].環境科學學報,2005,25(5):700-710.

[19] 王詠薇,蔣維楣,季崇萍.土地利用變化對城市氣象環境的影響研究[J].南京大學學報:自然科學版,2006,42(6):562-581.

[20] 王喜全,王自發,郭虎.北京“城市熱島”效應現狀及特征[J].氣候與環境研究,2006,11(5):627-636.

[21] 劉熙明,胡非,李磊.北京市夏季城市熱島特征及其近地層氣象場分析[J].中國科學院研究生院學報,2007,23(1):70-76.

[22] 王郁,胡非.近10年來北京夏季城市熱島的變化及環境效應的分析研究[J].地球物理學報,2006,49(1):61-68.

[23] Oke T R.Boundary layer climates[M].2.Ed.London:Methuen-Verlag,1995.