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北京城区近地面比湿和风场时空分布特征

窦晶晶 王迎春 苗世光

窦晶晶, 王迎春, 苗世光. 北京城区近地面比湿和风场时空分布特征. 应用气象学报, 2014, 25(5): 559-569..
引用本文: 窦晶晶, 王迎春, 苗世光. 北京城区近地面比湿和风场时空分布特征. 应用气象学报, 2014, 25(5): 559-569.
Dou Jingjing, Wang Yingchun, Miao Shiguang. Fine spatial and temporal characteristics of humidity and wind in Beijing urban area. J Appl Meteor Sci, 2014, 25(5): 559-569.
Citation: Dou Jingjing, Wang Yingchun, Miao Shiguang. Fine spatial and temporal characteristics of humidity and wind in Beijing urban area. J Appl Meteor Sci, 2014, 25(5): 559-569.

北京城区近地面比湿和风场时空分布特征

资助项目: 

北京市科委绿色通道项目 Z111100074211010

国家自然科学基金项目 41175015

详细信息
    通信作者:

    王迎春, email: ycwang@bjmb.gov.cn

Fine Spatial and Temporal Characteristics of Humidity and Wind in Beijing Urban Area

  • 摘要: 利用2008—2012年北京城区平均5 km的高密度自动气象站逐时观测数据,分析了北京城区近地面比湿、风向和风速的时空精细分布特征,初步探究了城市下垫面对局地气象要素的影响机制。研究表明:夏季白天北京城区为干岛,冬季城区表现为弱湿岛特征。受城市效应的影响,北京城区与郊区比湿日变化有明显差异。近地面10 m风受到地形、城市和季节性盛行风的共同影响。当气流经过城区时有明显的绕流现象。夏季05:00—10:00 (北京时,下同),受山风、弱的夏季偏南风和城市热岛共同作用,气流向城市中心辐合。冬季15:00—19:00,受季节盛行风偏北气流和谷风偏南气流的共同作用,在城区形成一条西北—东南走向的辐合线。对风速研究发现:城市粗糙下垫面使北京城区风速减小,二环路和三环路之间存在一条“n”状的风速小值带。由此可见,除已开展较多研究的城市热岛效应外,北京城市效应对近地面湿度和风场亦有显著影响。
  • 图  1  研究区域情况 (a) 北京地区地形分布 (黑色圆框内为本研究范围,黑色圆点为本文选取的郊区代表站), (b) 研究区域遥感图像和自动气象站 (黑色圆点) 分布 (白色三角为城区代表站;红色环路分别代表二环路、四环路和六环路)

    Fig. 1  Study area (a) Beijing area with topographic-heights and study area (black square), rural stations (black dots), (b) remote sensing images of study area with AWS sites (black dots) (white triangles denote urban sites; red circles denote the Second, Forth, Sixth Ring Roads)

    图  2  2008—2012年平均2 m比湿水平分布

    (单位:g·kg-1;方框分别为北京二环路和四环路;阴影为地形高度)

    Fig. 2  Seasonal averaged 2-m specific humidity during 2008-2012 in Beijing urban area

    (unit:g·kg-1; circles denote the Second and Fourth Ring Roads, the shaded denotes terrain height)

    图  3  夏季和冬季城区、郊区比湿日变化

    Fig. 3  Diurnal variation of q of urban and rural areas in summer and winter

    图  4  4个季节和年平均Δq日变化趋势

    Fig. 4  Diurnal variation of Δq in different seasons

    图  5  2008—2012年不同时段候平均Δq变化

    Fig. 5  Variations of pentad-mean Δq for five durations

    图  6  不同季节山风、谷风风向 (矢量) 分布 (阴影为地形高度)

    Fig. 6  Wind direction (vectors) of mountain-breeze and valley-breeze in four seasons (the shaded denotes terrain heights)

    图  7  2008—2012年四季平均10 m风速分布

    (单位:m·s-1; 方框分别代表为北京二环路和四环路,阴影为地形高度)

    Fig. 7  Seasonal averaged 10-m wind speed during 2008-2012

    (unit: m·s-1; circles denote the Second and Fourth Ring Roads, the shaded denotes terrain heights)

    图  8  研究范围内平均10 m风速日变化分布

    Fig. 8  Diurnal variation of regional averaged 10-m wind speed in different seasons

    图  9  研究范围内平均城郊风速差日变化分布

    Fig. 9  Diurnal variation of ΔV in different seasons

    图  10  不同环路区域内平均风速与郊区平均风速差日变化

    Fig. 10  Diurnal variation of averaged speed difference between different loop areas and rural sites

    表  1  各季节山风、谷风开始和结束时间

    Table  1  The beginning and ending time of valley and mountain breeze in four seasons

    季节 山风 谷风
    起始时刻 结束时刻 起始时刻 结束时刻
    春季 02:00 10:00 11:00 01:00
    夏季 05:00 10:00 11:00 04:00
    秋季 22:00 12:00 13:00 21:00
    冬季 20:00 14:00 15:00 19:00
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-12-03
  • 修回日期:  2014-06-05
  • 刊出日期:  2014-09-30

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