《第2章大气与气候精.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第2章大气与气候精.ppt（55页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第2章大气与气候1第1页，本讲稿共55页一、大气圈结构一、大气圈结构o围绕着地球的厚层气围绕着地球的厚层气体称为大气，它是多体称为大气，它是多种气体的混合物，无种气体的混合物，无色、无味，此外还有色、无味，此外还有固体杂质、液体杂质。固体杂质、液体杂质。它形成一个连续的圈它形成一个连续的圈层，称大气圈。层，称大气圈。o国际气象组织（国际气象组织（WMOWMO）按气温随高度的分布按气温随高度的分布特征将大气圈分为五特征将大气圈分为五层：层：对流层、平流层、对流层、平流层、中间层、暖层、逃逸层。中间层、暖层、逃逸层。2第2页，本讲稿共55页层圈层圈高度范围高度范围温度变化温度变化物质成分（变化）物
2、质成分（变化）湿度湿度对流特征对流特征对流层对流层0 010km10km气温随高度增加气温随高度增加而降低而降低N N2 2、O O2 2、COCO2 2及惰性及惰性气体和一些有害气气体和一些有害气体、水气、气溶胶体、水气、气溶胶粒。粒。分布不均匀分布不均匀对流运动显著对流运动显著，形，形成各种成各种天气现象天气现象。平流层平流层52km52km气温受地面影响气温受地面影响较小（气温随高较小（气温随高度增加基本不变）度增加基本不变）臭氧明显增多臭氧明显增多，水，水气含量极少气含量极少湿度低湿度低气流稳定，以气流稳定，以水平水平运动为主运动为主中间层中间层80km80km温度随高度升高温度随高度
3、升高而迅速降低而迅速降低水气含量极少水气含量极少湿度低湿度低产生强烈的产生强烈的垂直对垂直对流流，顶层出现一个，顶层出现一个电离层电离层暖层暖层800km800km气温随高度增加气温随高度增加而迅速升高而迅速升高空气稀薄空气稀薄湿度低湿度低空气处于高度的电空气处于高度的电离状态，离状态，反向无线反向无线电波电波逃逸层逃逸层800km800km温度随高度增加温度随高度增加而升高而升高空气稀薄空气稀薄湿度低湿度低大气质点能大气质点能逸散逸散到到星际空间星际空间大气圈层结构中各层的特征及对比表大气圈层结构中各层的特征及对比表3第3页，本讲稿共55页二、大气环流二、大气环流（一）三圈环流（一）三圈环流
4、全球环流全球环流1 1、全球气压带、全球气压带o赤道低压带赤道低压带：赤道区域，空气受热膨胀上升，近地形成低压区。：赤道区域，空气受热膨胀上升，近地形成低压区。o极地高压带极地高压带：极地区域，空气受冷收缩下层，近地形成高压区。：极地区域，空气受冷收缩下层，近地形成高压区。o副热带高压带副热带高压带：赤道上空流向两极，气流受地转偏向力的作用（南半球：赤道上空流向两极，气流受地转偏向力的作用（南半球向左偏、北半球向右偏），在向左偏、北半球向右偏），在3030o o区域，偏转成与纬线平行，高空气流区域，偏转成与纬线平行，高空气流堆积，气流下层，近地形成高压区。堆积，气流下层，近地形成高压区。o副极
5、地低压带副极地低压带：近地面副高来的气流与极高来的气流相遇抬升，近地形成低：近地面副高来的气流与极高来的气流相遇抬升，近地形成低压区。压区。4第4页，本讲稿共55页高压区高压区高压区高压区高压区高压区高压区高压区高压区高压区高压区高压区高压区高压区低压区低压区低压区低压区低压区低压区低压区低压区低压区低压区全球气压带的形成及其与降水的关系全球气压带的形成及其与降水的关系全球气压带的形成及其与降水的关系全球气压带的形成及其与降水的关系5第5页，本讲稿共55页2 2、行星风系、行星风系 地面盛行风的全球性形式，包括三个盛行风带：地面盛行风的全球性形式，包括三个盛行风带：o信风带信风带：是可以预期在
6、一定季节海上盛行的风系。南北纬：是可以预期在一定季节海上盛行的风系。南北纬30303535之间，副之间，副热带高压和赤道低压之间气压梯度形成。热带高压和赤道低压之间气压梯度形成。o西风带西风带：南北纬：南北纬35356060之间，副热带高压和副极地低压之间气压梯之间，副热带高压和副极地低压之间气压梯度形成。度形成。o极地东风带极地东风带：自极地高压带向外辐散的气流。：自极地高压带向外辐散的气流。6第6页，本讲稿共55页7第7页，本讲稿共55页3 3、三圈环流、三圈环流由于地球自转，空气运动地转偏向力便随发生作用。在地转偏向力作用下，南北半由于地球自转，空气运动地转偏向力便随发生作用。在地转偏向
7、力作用下，南北半球分别形成三圈环流。（否则为单圈环流）球分别形成三圈环流。（否则为单圈环流）（1 1）信风环流圈（）信风环流圈（Hadley Hadley 环流圈）环流圈）o空气在热带受热上升到空中向高纬输送，受地转偏向力作用，气流向东偏转，出现空气在热带受热上升到空中向高纬输送，受地转偏向力作用，气流向东偏转，出现高空西风。空气在副热带纬度下沉分两支，一支流向赤道，高空西风。空气在副热带纬度下沉分两支，一支流向赤道，在低纬地区形成闭合在低纬地区形成闭合环流，即信风环流圈。环流，即信风环流圈。（2 2）中纬环流圈（）中纬环流圈（Ferrel Ferrel 环流圈）环流圈）o从高空到地面盛行偏西
8、风，地面附近具有指向低纬的风速分量，上层具有指向从高空到地面盛行偏西风，地面附近具有指向低纬的风速分量，上层具有指向高纬的风速分量，分别与副热带高压带下沉气流和副极地低压带上升气流相结高纬的风速分量，分别与副热带高压带下沉气流和副极地低压带上升气流相结合，构成一个环流圈。合，构成一个环流圈。（3 3）极地环流圈）极地环流圈o副热带高压带流向极地的气流在地转偏向力作用下，在中纬地区形成偏西风。副热带高压带流向极地的气流在地转偏向力作用下，在中纬地区形成偏西风。当到极地低压带时，与由极地高压过来的偏东气流在当到极地低压带时，与由极地高压过来的偏东气流在6060纬度附近相遇形成极纬度附近相遇形成极峰
9、。暖流空气沿极峰向极地方向上滑，形成偏西气流，最后在极地冷却下沉，峰。暖流空气沿极峰向极地方向上滑，形成偏西气流，最后在极地冷却下沉，补偿地面流失的空气质量，于是在纬度补偿地面流失的空气质量，于是在纬度6060附近和极地之间构成闭合环流圈，附近和极地之间构成闭合环流圈，即形成极地环流圈。即形成极地环流圈。8第8页，本讲稿共55页9第9页，本讲稿共55页（二）季风环流（二）季风环流区域大气环流区域大气环流1 1、季风：、季风：地表海陆热力差异作用地表海陆热力差异作用造成气压场随季节的变化，以及行星风带的造成气压场随季节的变化，以及行星风带的季节位移作用和高大地形作用所产生的一种区域、季节性气流运
10、动，即季季节位移作用和高大地形作用所产生的一种区域、季节性气流运动，即季风环流。较大范围内盛行风向随季节改变的现象称为季风。风环流。较大范围内盛行风向随季节改变的现象称为季风。o一般一般夏季季风由海洋吹向陆地，冬季由大陆吹向海洋夏季季风由海洋吹向陆地，冬季由大陆吹向海洋；o夏季风由暖湿热带海洋气团或赤道海洋气团构成；夏季风由暖湿热带海洋气团或赤道海洋气团构成；o冬季风由干冷的极地大陆气团构成。冬季风由干冷的极地大陆气团构成。2 2、季风的区域分布、季风的区域分布o南亚和东南亚南亚和东南亚是世界最著名的季风区，环流特征主要表现为：是世界最著名的季风区，环流特征主要表现为：o冬季：冷高压偏北风（大
11、陆吹向海洋，气温为低温，干燥少雨）冬季：冷高压偏北风（大陆吹向海洋，气温为低温，干燥少雨）o夏季：热低压偏南风（海洋吹响陆地，气温为高温，湿润多雨）夏季：热低压偏南风（海洋吹响陆地，气温为高温，湿润多雨）10第10页，本讲稿共55页夏季风夏季风11第11页，本讲稿共55页（三）局地环流（三）局地环流地方性大气环流地方性大气环流o由于局部环境如地形起伏、地表受热不均等引起的小范围气流，称局由于局部环境如地形起伏、地表受热不均等引起的小范围气流，称局地环流。包括山谷风、海陆风、焚风等。地环流。包括山谷风、海陆风、焚风等。（1 1）山谷风山谷风：大范围水平气压场较弱时，山区白天地面风由谷地吹向：大范
12、围水平气压场较弱时，山区白天地面风由谷地吹向 山山坡，夜间由山坡吹向谷地，形成山谷环流。坡，夜间由山坡吹向谷地，形成山谷环流。（2 2）海陆风海陆风：滨海地区，白天风从海上吹向陆地，晚间风从陆地吹向海洋，形成海陆：滨海地区，白天风从海上吹向陆地，晚间风从陆地吹向海洋，形成海陆环流。环流。（3 3）焚风焚风：气候受山地阻挡被迫抬升，迎风坡气流上升冷却，背风坡气流下沉，：气候受山地阻挡被迫抬升，迎风坡气流上升冷却，背风坡气流下沉，按绝热直减率增温。当空气温度达到饱和状态时，水汽凝结，气温降低，水分按绝热直减率增温。当空气温度达到饱和状态时，水汽凝结，气温降低，水分在迎风坡降落。气流越过山谷后顺坡下
13、滑，绝热增温，以致背风坡气温比迎风在迎风坡降落。气流越过山谷后顺坡下滑，绝热增温，以致背风坡气温比迎风坡气温高，从而形成干热的风，即焚风。坡气温高，从而形成干热的风，即焚风。12第12页，本讲稿共55页13第13页，本讲稿共55页三、天气系统三、天气系统 o大气中引起天气变化的各种尺度的运动系统，称天气系统。多指气团、锋面、气大气中引起天气变化的各种尺度的运动系统，称天气系统。多指气团、锋面、气旋、反气旋、台风、龙卷风等。旋、反气旋、台风、龙卷风等。1 1、气团及分类、气团及分类o气团气团是广大区域内水平方向上温度、湿度、铅直稳定度等物理属性较均匀的大块是广大区域内水平方向上温度、湿度、铅直稳
14、定度等物理属性较均匀的大块空气团。水平范围是数百千米到数千千米。垂直范围由数千米可连续到对流层顶部。空气团。水平范围是数百千米到数千千米。垂直范围由数千米可连续到对流层顶部。单一气团控制一般天气较好单一气团控制一般天气较好。o分类分类按热力学性质可分为：冷气团、热气团。按热力学性质可分为：冷气团、热气团。14第14页，本讲稿共55页2 2、锋及其分类、锋及其分类o峰峰温度或密度差异很大的两个气团相遇形成的狭窄过渡区域称为锋。范围温度或密度差异很大的两个气团相遇形成的狭窄过渡区域称为锋。范围比气团小。锋面两侧空气温度、湿度、气压、风、云等气象要素有明显差异。比气团小。锋面两侧空气温度、湿度、气压
15、、风、云等气象要素有明显差异。锋面坡度越大，天气变化越剧烈。锋面坡度越大，天气变化越剧烈。o分类分类依据移动过程中冷暖气团替代情况分为：冷锋、暖锋、准静止锋。依据移动过程中冷暖气团替代情况分为：冷锋、暖锋、准静止锋。15第15页，本讲稿共55页16第16页，本讲稿共55页3 3、气旋与反气旋、气旋与反气旋（1 1）气旋）气旋o气旋是由锋面上或不同密度空气分界面上发生波动形成的，占有三度气旋是由锋面上或不同密度空气分界面上发生波动形成的，占有三度空间、中心气压比四周低的水平空气旋涡。气流由四周向中心旋转。空间、中心气压比四周低的水平空气旋涡。气流由四周向中心旋转。o北半球气旋空气按逆时针方自外围
16、向中心运动，形成强大气旋，风速北半球气旋空气按逆时针方自外围向中心运动，形成强大气旋，风速30m/s30m/s，直径在，直径在200200300km300km到到200020003000km3000km之间。之间。17第17页，本讲稿共55页o温带气旋：活动于中纬度地区，如我国华北、东北地区。主要出现在东温带气旋：活动于中纬度地区，如我国华北、东北地区。主要出现在东亚、北美、地中海等地区。亚、北美、地中海等地区。o热带气旋：是形成于热带海洋上的一种具有暖流心结构的气旋性涡热带气旋：是形成于热带海洋上的一种具有暖流心结构的气旋性涡旋。包括：旋。包括：18第18页，本讲稿共55页19第19页，本讲
17、稿共55页20第20页，本讲稿共55页（2 2）反气旋）反气旋o反气旋反气旋占有三度空间的中心气压比四占有三度空间的中心气压比四周气压高的大型空气涡旋。气流由中心向周气压高的大型空气涡旋。气流由中心向四周旋转。北半球为顺时针，南半球为逆四周旋转。北半球为顺时针，南半球为逆时针方向转动。时针方向转动。o分类分类根据温压结构分为冷性（冷高压）根据温压结构分为冷性（冷高压）反气旋、暖性（暖高压）反气旋。反气旋、暖性（暖高压）反气旋。21第21页，本讲稿共55页22第22页，本讲稿共55页23第23页，本讲稿共55页24第24页，本讲稿共55页四、气候的形成四、气候的形成o气候的两大要素：气候的两大要
18、素：气温气温降水降水o气候形成主要由气候形成主要由太阳辐射太阳辐射、大气环流大气环流和和下垫面下垫面等因子综合而成。等因子综合而成。1 1、太阳辐射因子、太阳辐射因子o太阳辐射是气候系统的能源，是大气过程的基本动力，也是主导气候形成的热能渊太阳辐射是气候系统的能源，是大气过程的基本动力，也是主导气候形成的热能渊源。源。o地球有效温度：是大气上界吸收太阳辐射与行星地球长波辐射处于平衡时的所地球有效温度：是大气上界吸收太阳辐射与行星地球长波辐射处于平衡时的所具有的温度。对形成现阶段气候有重要性。具有的温度。对形成现阶段气候有重要性。o与金星、火星相比，金星由于平衡温度太高，水汽永不凝结成水，火星平
19、衡温与金星、火星相比，金星由于平衡温度太高，水汽永不凝结成水，火星平衡温度过低，水汽直接凝固成冰而不经过液态过程，也无液态水出现。只有地球平度过低，水汽直接凝固成冰而不经过液态过程，也无液态水出现。只有地球平衡温度适合于液态水存在。衡温度适合于液态水存在。25第25页，本讲稿共55页2 2、大气环流因子、大气环流因子o大气环流调节或缓和赤道与极地的温差；大气环流调节或缓和赤道与极地的温差；o大气环流调节海陆间的热量；大气环流调节海陆间的热量；o大气环流调节全球蒸发量和降水量；大气环流调节全球蒸发量和降水量；3 3、下垫面因子（地理因子）、下垫面因子（地理因子）o下垫面通过对辐射因子和环流因子的
20、影响而作用于气候。下垫面因子使得下垫面通过对辐射因子和环流因子的影响而作用于气候。下垫面因子使得气候既具有纬度地带性，又具有非地带性特征。表现在：气候既具有纬度地带性，又具有非地带性特征。表现在：海陆分布海陆分布洋流洋流地形地形。26第26页，本讲稿共55页（1 1）海陆分布海陆分布海上气温与陆地气温有明显差异。海上气温与陆地气温有明显差异。o气候差异破坏温度的纬度地带性分布，影响气压、大气运动方向和水平分布，气候差异破坏温度的纬度地带性分布，影响气压、大气运动方向和水平分布，导致出现同一纬度上的海洋性气候与大陆性气候。导致出现同一纬度上的海洋性气候与大陆性气候。（2 2）洋流洋流洋流即大洋中
21、持续不断并主要是呈水平运动的海水。它可以洋流即大洋中持续不断并主要是呈水平运动的海水。它可以从低纬向高纬传输热量，又从高纬向低纬输送冷海水。从低纬向高纬传输热量，又从高纬向低纬输送冷海水。o洋流热量输送影响大陆东西岸的气温差异洋流热量输送影响大陆东西岸的气温差异o冷暖洋流影响其所经之地的降水量冷暖洋流影响其所经之地的降水量（3 3）地形地形海拔高度、地表形态、方位等影响热水条件再分配，对气候产生海拔高度、地表形态、方位等影响热水条件再分配，对气候产生影响。影响。o地形对温度的影响：海拔升高气温降低地形对温度的影响：海拔升高气温降低o地形对降水的影响：水汽含量随海拔高度增加而减少。地形对降水的影
22、响：水汽含量随海拔高度增加而减少。27第27页，本讲稿共55页五、气候带与气候型五、气候带与气候型（一）世界的气候类型（柯本分类法）（一）世界的气候类型（柯本分类法）（一）世界的气候类型（柯本分类法）（一）世界的气候类型（柯本分类法）28第28页，本讲稿共55页（二）中国的气候类型（二）中国的气候类型（二）中国的气候类型（二）中国的气候类型29第29页，本讲稿共55页气候带决气候带决定了植被定了植被带的分布带的分布30第30页，本讲稿共55页（三）山地垂直气候带（三）山地垂直气候带1 1、概念：、概念：山地气候具有明显而特殊的垂直带状变化特征。（空气稀薄；山地气候具有明显而特殊的垂直带状变化特
23、征。（空气稀薄；COCO2 2、H H2 2O O、微粒减少；日照增强，温度与气压下降；地形影响）。、微粒减少；日照增强，温度与气压下降；地形影响）。2 2、分布：出现在、分布：出现在55S55S77N77N之间的大陆高山高原气候。在北半球纬度地区分布较之间的大陆高山高原气候。在北半球纬度地区分布较广，南半球主要分布于安第斯山脉。广，南半球主要分布于安第斯山脉。3 3、特征、特征o山地垂直气候带的分异因所在的纬度和山地本身的高差而异山地垂直气候带的分异因所在的纬度和山地本身的高差而异。（低纬、高差大（低纬、高差大垂直变化明显；高纬、高差小垂直变化明显；高纬、高差小不明显）不明显）o山地垂直气候
24、带具有所在地大气候类型的山地垂直气候带具有所在地大气候类型的“烙印烙印”，最下部的基带气候带，最下部的基带气候带取决于山地所在地理位置取决于山地所在地理位置 。o湿润气候区山地垂直气候的分异主要以热量条件的垂直差异为主。而湿润气候区山地垂直气候的分异主要以热量条件的垂直差异为主。而干旱、半干旱气候区山地垂直气候的分异与热量和湿润状况都有密切干旱、半干旱气候区山地垂直气候的分异与热量和湿润状况都有密切的关系的关系。o山地的垂直气候带与随纬度而异的水平气候带在成因和特征上都有所不同，山地的垂直气候带与随纬度而异的水平气候带在成因和特征上都有所不同，不能把二者等同不能把二者等同。31第31页，本讲稿
25、共55页32第32页，本讲稿共55页33第33页，本讲稿共55页34第34页，本讲稿共55页35第35页，本讲稿共55页36第36页，本讲稿共55页37第37页，本讲稿共55页38第38页，本讲稿共55页（四）局地气候（四）局地气候在较大范围气候类型的基础上，受不同的地形、地貌环境控制或在较大范围气候类型的基础上，受不同的地形、地貌环境控制或下垫面性质不均，导致近地面层热量、水分状况的差异，构成小气候。主要类型下垫面性质不均，导致近地面层热量、水分状况的差异，构成小气候。主要类型有：有：o坡地小气候：与坡面切割程度、坡向、坡度及坡地的物质组成有关；坡地小气候：与坡面切割程度、坡向、坡度及坡地的
26、物质组成有关；o森林小气候森林小气候：森林对太阳的辐射削减并涵养水分而导致；：森林对太阳的辐射削减并涵养水分而导致；o水域小气候：水体热容量大，对局部气候有调节作用而致；水域小气候：水体热容量大，对局部气候有调节作用而致；o城市小气候城市小气候：人类活动加大，大气污染程度加强，下垫面性质改变。如城市大气污：人类活动加大，大气污染程度加强，下垫面性质改变。如城市大气污染物能吸收染物能吸收707080%80%的地面长波辐射，大大加强逆辐射，使城区气温增高，形的地面长波辐射，大大加强逆辐射，使城区气温增高，形成城市成城市“热岛热岛”。39第39页，本讲稿共55页1 1、森林小气候（特征与成因）、森林
27、小气候（特征与成因）（1 1）森林内气温日（年）较差必林外裸露区小，气候的大陆度明显减弱。森林内气温日（年）较差必林外裸露区小，气候的大陆度明显减弱。o树木林冠树木林冠白天吸收太阳辐射，促进光合作用和蒸腾作用，使其本身气温增白天吸收太阳辐射，促进光合作用和蒸腾作用，使其本身气温增高不多。高不多。o林下地表林下地表白天林冠阻挡阳光，气温不会急剧升高；晚上林冠保护热量，热量丧失白天林冠阻挡阳光，气温不会急剧升高；晚上林冠保护热量，热量丧失较慢，故气温不易降低。较慢，故气温不易降低。（2 2）森林中的湿度比林外裸地大（森林中的湿度比林外裸地大（“绿色蓄水库绿色蓄水库”）。o森林林冠截留降水，林下腐殖
28、质层和股指落叶可以蓄水，减少地表径流，增加土壤湿度。森林林冠截留降水，林下腐殖质层和股指落叶可以蓄水，减少地表径流，增加土壤湿度。（3 3）森林可以增加降水量。森林可以增加降水量。o气流流经林冠，受阻挡，强迫气流抬升林区空气湿度大，凝结高度低。气流流经林冠，受阻挡，强迫气流抬升林区空气湿度大，凝结高度低。（4 4）森林可以降低风速森林可以降低风速。o森林阻挡（包括森林阻挡（包括“林前林中林后林前林中林后”均有降低风速作用）均有降低风速作用）（5 5）森林可以有效改善土壤结构。森林可以有效改善土壤结构。o森林根系的分泌物能促使微生物生长，改善土壤结构。森林根系的分泌物能促使微生物生长，改善土壤结
29、构。40第40页，本讲稿共55页2 2、城市小气候（城市、城市小气候（城市“五岛五岛”效应：效应：热岛热岛、雨岛、湿岛、干岛、雨岛、湿岛、干岛、混浊岛混浊岛）（1 1）热岛效应）热岛效应 A A、定义：城市气温比其四周郊区为高，在气温的空间分布上，形成等温线呈闭合状态的高温、定义：城市气温比其四周郊区为高，在气温的空间分布上，形成等温线呈闭合状态的高温区，成为城市热岛。区，成为城市热岛。B B、热岛强度：城市中最高温度地区的气温与郊区农村的同期温度的差值。、热岛强度：城市中最高温度地区的气温与郊区农村的同期温度的差值。C C、成因：、成因：o城市下垫面城市下垫面城市内有大量的人工构筑物，如混凝
30、土、柏油路面，各种建筑墙面等，城市内有大量的人工构筑物，如混凝土、柏油路面，各种建筑墙面等，改变了下垫面的热力属性，这些人工构筑物吸热快而热容量小，在相同的太阳辐射条改变了下垫面的热力属性，这些人工构筑物吸热快而热容量小，在相同的太阳辐射条件下，它们比自然下垫面（绿地、水面等）升温快，因而其表面温度明显高于自然下件下，它们比自然下垫面（绿地、水面等）升温快，因而其表面温度明显高于自然下垫面。垫面。o人工热源人工热源工厂生产、交通运输以及居民生活都需要燃烧各种燃料，每天都在向外排放工厂生产、交通运输以及居民生活都需要燃烧各种燃料，每天都在向外排放大量的热量。大量的热量。o绿地、林木和水体的减少绿
31、地、林木和水体的减少随着城市化的发展，城市人口的增加，城市中的建筑、随着城市化的发展，城市人口的增加，城市中的建筑、广场和道路等大量增加，绿地、水体等却相应减少，缓解热岛效应的能力被削弱。广场和道路等大量增加，绿地、水体等却相应减少，缓解热岛效应的能力被削弱。o大气污染大气污染城市中的机动车、工业生产以及居民生活，产生了大量的氮氧化物、二氧化碳城市中的机动车、工业生产以及居民生活，产生了大量的氮氧化物、二氧化碳和粉尘等排放物。这些物质会吸收下垫面热辐射，产生温室效应，从而引起大气进一步升和粉尘等排放物。这些物质会吸收下垫面热辐射，产生温室效应，从而引起大气进一步升温。温。41第41页，本讲稿共
32、55页42第42页，本讲稿共55页思考：如何降低城市热岛效应？思考：如何降低城市热岛效应？思考：如何降低城市热岛效应？思考：如何降低城市热岛效应？43第43页，本讲稿共55页（2 2）混浊岛效应）混浊岛效应o首先，城市大气中的首先，城市大气中的污染物质污染物质比郊区多。以上海为例，根据比郊区多。以上海为例，根据1986199019861990年的监测年的监测结果，大气中结果，大气中SO2SO2和和NOxNOx两种气体污染物城区平均浓度分别比郊县高两种气体污染物城区平均浓度分别比郊县高8.78.7倍和倍和2.42.4倍。倍。o其次，城市大气中因凝结核多，低空的热力湍流和机械湍流又比较强，因此其其
33、次，城市大气中因凝结核多，低空的热力湍流和机械湍流又比较强，因此其低云量和以低云量为标准的低云量和以低云量为标准的阴天日数阴天日数（低云量（低云量8 8 的日数）远比郊区多。的日数）远比郊区多。o第三，城市大气中因污染物和低云量多，使第三，城市大气中因污染物和低云量多，使日照时数日照时数减少，太阳直接辐射（减少，太阳直接辐射（S S）大大削弱，）大大削弱，而因散射粒子多，其太阳散射辐射（而因散射粒子多，其太阳散射辐射（D D）却比干洁空气中为强。）却比干洁空气中为强。o第四，还表现在城区的第四，还表现在城区的能见度能见度小于郊区。这是因为城市大气中颗粒状污染物多，它小于郊区。这是因为城市大气中
34、颗粒状污染物多，它们对光线有散射和吸收作用，有减小能见度的效应。们对光线有散射和吸收作用，有减小能见度的效应。o第五，由于城市凝结核增多，是的城市的第五，由于城市凝结核增多，是的城市的雾日雾日也增多。也增多。44第44页，本讲稿共55页六、人类活动对气候的影响六、人类活动对气候的影响全球变暖全球变暖（一）原因分析（一）原因分析o1 1、改变下垫面、改变下垫面：破坏森林、坡地、干旱地植被级造成海洋石油污染。：破坏森林、坡地、干旱地植被级造成海洋石油污染。o2 2、改变大气成分、改变大气成分：工业生产：工业生产COCO2 2、CHCH4 4、N N2 2O O、氟氯烃化合物等温室气、氟氯烃化合物等
35、温室气体。体。o3 3、人为热和人为水汽人为热和人为水汽：工业、交通运输、城市化、居民炉灶、空调：工业、交通运输、城市化、居民炉灶、空调大量化石燃料消耗增长大量化石燃料消耗增长人为热人为水汽。人为热人为水汽。（二）如何应对：联系自己专业谈谈如何应对。（二）如何应对：联系自己专业谈谈如何应对。“低碳城市低碳经济低碳社会低碳园林低碳城市低碳经济低碳社会低碳园林”森林的固碳作用森林的固碳作用45第45页，本讲稿共55页（三）全球气候变暖导致海平面上升的危害（三）全球气候变暖导致海平面上升的危害 海平面上升已引起各国政府的广泛关注，海平面上升对人类生存的自然海平面上升已引起各国政府的广泛关注，海平面上
36、升对人类生存的自然环境可产生各种危害，主要体现在：环境可产生各种危害，主要体现在：o 沿海地区大片低洼地被淹没，威胁人类陆地活动空间范围，如果海平沿海地区大片低洼地被淹没，威胁人类陆地活动空间范围，如果海平面上升，世界上很多岛国将可能从地球上消失。面上升，世界上很多岛国将可能从地球上消失。o 加剧风暴潮灾害：海平面上升使水深与潮差加大，海浪与潮流作用加强。加剧风暴潮灾害：海平面上升使水深与潮差加大，海浪与潮流作用加强。海岸侵蚀作用加强，地面较高损失等，使风暴潮发生频率和危害强度都增加；海岸侵蚀作用加强，地面较高损失等，使风暴潮发生频率和危害强度都增加；o 加剧洪涝灾害：海平面上升使河流侵蚀基准
37、面抬高，加强了河流下游加剧洪涝灾害：海平面上升使河流侵蚀基准面抬高，加强了河流下游的淤积作用，使沿海地区泄闸排水能力下降，从而加剧洪涝灾害的发生；的淤积作用，使沿海地区泄闸排水能力下降，从而加剧洪涝灾害的发生；o 引起咸潮的入侵；引起咸潮的入侵；o 降低工程建筑的防御功能。降低工程建筑的防御功能。总之，海平面上升，并不是一件好事。总之，海平面上升，并不是一件好事。46第46页，本讲稿共55页七、园林规划与气候七、园林规划与气候（一）风与规划（一）风与规划1 1、风象、风象风向风速风向风速o风向风向：风吹来的方向。：风吹来的方向。o风向频率风向频率：累计某一时期内各个方位风向：累计某一时期内各个
38、方位风向的次数，并以各个风向发生的次数占该的次数，并以各个风向发生的次数占该时期内观测、累计各个不同风向（包括时期内观测、累计各个不同风向（包括静风）的总次数的百分比来表示。静风）的总次数的百分比来表示。o风速风速：单位时间内风移动的速度。：单位时间内风移动的速度。o风玫瑰图风玫瑰图：根据城市多年风向观测记录汇总：根据城市多年风向观测记录汇总所绘制的风向频率图和平均风速图又称风玫所绘制的风向频率图和平均风速图又称风玫瑰图。瑰图。风频玫瑰图风频玫瑰图风速玫瑰图风速玫瑰图47第47页，本讲稿共55页（1）城市规划中的应用）城市规划中的应用综合考虑综合考虑盛行风向的季节变化盛行风向的季节变化最小风频
39、风向最小风频风向静风频率静风频率风速风速o全年只有一个盛行风向，且与此相对方向的风频最小全年只有一个盛行风向，且与此相对方向的风频最小工业用地因布置在最工业用地因布置在最小风频的上风向，居住区位于其下风向。小风频的上风向，居住区位于其下风向。o全年有两个盛行风向全年有两个盛行风向工业区和居住区一般可分布在盛行风向的两侧。工业区和居住区一般可分布在盛行风向的两侧。o盆地城市或峡谷城市，静风频率一般很高盆地城市或峡谷城市，静风频率一般很高布局在盛行风向的下风带与居布局在盛行风向的下风带与居民区保持一定的距离。民区保持一定的距离。o城市通风城市通风：城市绿地的布局城市道路的布局规划：城市绿地的布局城
40、市道路的布局规划 为引导风向为引导风向大面积的绿地安排成楔状绿地插入城市。大面积的绿地安排成楔状绿地插入城市。为减轻寒风影响为减轻寒风影响道路系统与冬季风成一定夹角。道路系统与冬季风成一定夹角。为防止台风为防止台风道路走向和绿地分布最好垂直其盛行风。道路走向和绿地分布最好垂直其盛行风。48第48页，本讲稿共55页海南琼山市新区绿地系统规划海南琼山市新区绿地系统规划合肥市城市绿地系统规划合肥市城市绿地系统规划49第49页，本讲稿共55页（2 2）居住区设计中的应用）居住区设计中的应用o南方：必须重视居住环境的自然通风问题。南方：必须重视居住环境的自然通风问题。o北方：必须考虑防风问题。北方：必须
41、考虑防风问题。自然通风是借助于风压或热压的作用使空气流动，是室内外得以自然通风是借助于风压或热压的作用使空气流动，是室内外得以交换。一般情况下，风压是主要风源。交换。一般情况下，风压是主要风源。一般建筑越高，深度越小，长度越大时，背面涡旋区就越大，对建筑的通风有一般建筑越高，深度越小，长度越大时，背面涡旋区就越大，对建筑的通风有利，但是对其背后的房屋通风不利。利，但是对其背后的房屋通风不利。50第50页，本讲稿共55页51第51页，本讲稿共55页几条结论：几条结论：o建筑间距愈小，后排房屋受到的风压也较弱。建筑间距愈小，后排房屋受到的风压也较弱。o间距相等时，在入射角间距相等时，在入射角0 0
42、6060度逐渐增大时，相当于逐渐增加建筑间距。度逐渐增大时，相当于逐渐增加建筑间距。o不同间距，风向入射角，风向入射角为不同间距，风向入射角，风向入射角为30306060时，自然通风较为有利。时，自然通风较为有利。o一般情况下，建筑间距越大，越对通风有利。一般情况下，建筑间距越大，越对通风有利。o当间距较小时，不同的风向入射角对通风的影响，差距较小。当间距较小时，不同的风向入射角对通风的影响，差距较小。52第52页，本讲稿共55页为提高通风效果，可以考虑：为提高通风效果，可以考虑：o适当拉大建筑间距；适当拉大建筑间距；o房屋朝向夏季主导风向；房屋朝向夏季主导风向；o保持有利的风向入射角。保持有
43、利的风向入射角。注意：如有昼夜风向变化时：注意：如有昼夜风向变化时：对于白天使用较多的房屋（如办公楼），应迎向白天的风向；对于白天使用较多的房屋（如办公楼），应迎向白天的风向；对于晚上使用较多的房间（如宿舍），为保证晚上休息，则宜朝向晚上的风向。对于晚上使用较多的房间（如宿舍），为保证晚上休息，则宜朝向晚上的风向。53第53页，本讲稿共55页（二）日照与规划（二）日照与规划1 1、日照间距：前后两列房屋之间为保证后排房屋在规定的时日获得所需日照量而、日照间距：前后两列房屋之间为保证后排房屋在规定的时日获得所需日照量而保持的一定间距。通常以一年当中太阳高度角最低的冬至日作规定。一般要求保持的一定
44、间距。通常以一年当中太阳高度角最低的冬至日作规定。一般要求在冬至日中午前后至少有在冬至日中午前后至少有2 2小时的连续日照时间。小时的连续日照时间。2 2、间距计算公式：平地的条件下，若以房屋长边向阳，朝向正南，以正午太阳照、间距计算公式：平地的条件下，若以房屋长边向阳，朝向正南，以正午太阳照到房屋底层的窗台为依据，则：到房屋底层的窗台为依据，则：tanh tanhH HH1/DH1/D 则日照间距：则日照间距：D DH HH1/tanhH1/tanh 式中式中 hh正午太阳高度角正午太阳高度角 HH前幢房屋檐口至地面高度；前幢房屋檐口至地面高度；H1H1后幢房屋窗口至地面高度。后幢房屋窗口至
45、地面高度。例：上海冬至日正午太阳高度角为例：上海冬至日正午太阳高度角为35350 02121，前幢房屋高为前幢房屋高为1010米，后幢房屋窗台高为米，后幢房屋窗台高为1.51.5米，米，求该时的日照间距。求该时的日照间距。54第54页，本讲稿共55页思思 考考 题题o全球气候变暖的人为因素有哪些？联系自己的专业，谈谈本全球气候变暖的人为因素有哪些？联系自己的专业，谈谈本专业如何应对？专业如何应对？o何谓城市热岛效应和混浊岛效应？它是怎样形成的？联系自己何谓城市热岛效应和混浊岛效应？它是怎样形成的？联系自己的专业，谈谈如何降低城市热岛效应，改善城市小气候。的专业，谈谈如何降低城市热岛效应，改善城市小气候。55第55页，本讲稿共55页