Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Mô hình hóa tác động của đô thị hóa đến khí hậu địa phương và khu vực tại Đồng bằng sông Dương Tử, Trung Quốc
Tóm tắt
Đồng bằng sông Dương Tử là một trong những khu vực năng động và phát triển nhất ở Trung Quốc, đã trải qua quá trình đô thị hóa nhanh chóng đi kèm với sự phát triển kinh tế. Mô hình nghiên cứu và dự báo thời tiết (WRF), với sơ đồ tham số hóa tán cây đô thị một lớp, được sử dụng để mô phỏng ảnh hưởng của đô thị hóa đến khí hậu ở quy mô địa phương và khu vực trong khu vực này. Các tháng Giêng và Bảy, trong khoảng thời gian 5 năm (2003–2007), được chọn để đại diện cho khí hậu mùa đông và mùa hè. Hai kịch bản mô phỏng được thiết kế để khảo sát các tác động của đô thị hóa: (1) không có khu vực đô thị và (2) lớp phủ đất đô thị được xác định bởi quan sát vệ tinh MODIS vào năm 2005. Nhiệt độ gần mặt đất, tốc độ gió và độ ẩm riêng được mô phỏng phù hợp tốt với các phép đo tương ứng. Bằng cách so sánh các mô phỏng của hai kịch bản, sự khác biệt về nhiệt độ gần mặt đất, tốc độ gió và lượng mưa đã được định lượng. Việc chuyển đổi đất nông thôn (chủ yếu là đất canh tác tưới) thành lớp phủ đất đô thị dẫn đến những thay đổi đáng kể về nhiệt độ gần mặt đất, độ ẩm, tốc độ gió và lượng mưa. Nhiệt độ trung bình gần mặt đất ở các khu vực đô thị hóa tăng trung bình 0,45 ± 0,43°C vào mùa đông và 1,9 ± 0,55°C vào mùa hè; biên độ nhiệt độ trong ngày ở các khu vực đô thị hóa giảm trung bình 0,13 ± 0,73°C vào mùa đông và 0,55 ± 0,84°C vào mùa hè. Lượng mưa tăng khoảng 15% trên các khu vực đô thị hoặc hướng gió tây vào mùa hè và thay đổi nhẹ vào mùa đông. Tác động của đô thị hóa vào mùa hè mạnh mẽ hơn và bao phủ diện tích lớn hơn so với vào mùa đông do khí hậu gió mùa Đông Á vùng này có đặc trưng là mùa hè ấm áp, ẩm ướt và mùa đông lạnh, khô.
Từ khóa
#đô thị hóa #khí hậu địa phương #khí hậu khu vực #mô hình WRF #Đồng bằng sông Dương TửTài liệu tham khảo
Alpert P, Halfon N, Levin Z (2008) Does air pollution really suppress precipitation in Israel? J Appl Meteorol 47(4):933–943
Arnfield AJ (2003) Two decades of urban climate research: a review of turbulence, exchanges of energy and water, and the urban heat island. Inter J Climatol 23:1–26
Bottyan Z, Kircsi A, Szegedi S, Unger J (2005) The relationship between built-up areas and the spatial development of the mean maximum urban heat island in Debrecen, Hungary. Inter J Climatol 25(3):405–418
Chen Y, Jiang WM, Zhang N, He XF, Zhou RW (2009) Numerical simulation of the anthropogenic heat effect on urban boundary layer structure. Theor Appl Climatol 97(1–2):123–134
Cui L, Shi J, Yang Y, Li G, Fan W (2008) Temperature change characteristics and its influence by urbanization in the Yangtze River Delta. Geograph Res 27(4):775–786, in Chinese
de Laat ATJ (2008) Current climate impact of heating from energy usage. EOS, Transactions American Geophysical Union, 89(51)
Dixon PG, Mote TL (2003) Patterns and causes of Atlanta's urban heat island initiated precipitation. J Appl Meteorol 42:1273–1284
Du Y, Xie ZQ, Zeng Y, Shi YF, Wu JG (2007) Impact of urban expansion on regional temperature change in the Yangtze River Delta. J Geograph Sci 17(4):387–398, in Chinese
Erell E, Williamson T (2007) Intra-urban differences in canopy layer air temperature at a mid-latitude city. Inter J Climatol 27(9):1243–1255
Fan HL, Sailor DJ (2005) Modeling the impacts of anthropogenic heating on the urban climate of Philadelphia: a comparison of implementations in two PBL schemes. Atmos Environ 39(1):73–84
Ferguson G, Woodbury AD (2007) Urban heat island in the subsurface. Geophy Res Lett 34(23). doi:10.1029/2007gl032324
Flanner MG (2009) Integrating anthropogenic heat flux with global climate models. Geophy Res Lett 36. doi:10.1029/2008gl036465
Gong DY, Guo D, Ho CH (2006) Weekend effect in diurnal temperature range in China: opposite signals between winter and summer. J Geophy Res-Atmospheres 111(D18):2321–2324
Jin ML, Dickinson RE, Zhang DL (2005) The footprint of urban areas on global climate as characterized by MODIS. J Climate 18(10):1551–1565
Jones PD, Lister DH, Li Q (2008) Urbanization effects in large-scale temperature records, with an emphasis on China. J Geophy Res-Atmospheres 113(D16). doi:10.1029/2008jd009916
Kalnay E, Cai M (2003) Impact of urbanization and land-use change on climate. Nature 423(6939):528–531
Kaufmann RK, Seto KC, Schneider A, Liu ZT, Zhou LM, Wang WL (2007) Climate response to rapid urban growth: evidence of a human-induced precipitation deficit. J Climate 20:2299–2306
Kusaka H, Kondo H, Kikegawa Y, Kimura F (2001) A simple single-layer urban canopy model for atmospheric models: comparison with multi-layer and slab models. Bound-Layer Meteorol 101(3):329–358
Montaveza JP, Rodriguez A, Jimenez JI (2000) A study of the urban heat island of Granada. Inter J Climatol 20(8):899–911
Montaveza JP, Gonzalez-Rouco JF, Valero F (2008) A simple model for estimating the maximum intensity of nocturnal urban heat island. Int J Climatol 28(2):235–242
Panicker AS, Pandithurai G, Safai PD, Kewat S (2008) Observations of enhanced aerosol longwave radiative forcing over an urban environment. Geophy Res Lett 35(4). doi:10.1029/2007gl032879
Parker DE (2004) Climate—large-scale warming is not urban. Nature 432(7015):290–290
Parker DE (2006) A demonstration that large-scale warming is not urban. J Climate 19(12):2882–2895
Pu LJ, Huang XJ, Peng PZ (2001) Analysis on the guarantee system of policy for balancing the arable land quantity a case study on Yangtze River Delta. J Nanjing University (Natural Sciences) 37:177–189, in Chinese
Raj PE, Devara PCS, Maheskumar RS, Pandithurai G, Dani KK (1997) Lidar measurements of aerosol column content in an urban nocturnal boundary layer. Atmos Res 45(3):201–216
Ren GY, Zhou YQ, Chu ZY, Zhou JX, Zhang AY, Guo J, Liu XF (2008) Urbanization effects on observed surface air temperature trends in north China. J Climate 21:1333–1348
Rizwan AM, Dennis YCL, Liu CH (2008) A review on the generation, determination and mitigation of Urban Heat Island. J Environ Sci-China 20:120–128
Shem W, Shepherd M (2008) On the impact of urbanization on summertime thunderstorms in Atlanta: two numerical model case studies. Atmos Res. doi:10.1016/j.atmosres.2008.09.013
Shepherd JM, Pierce H, Negri AJ (2002) Rainfall modification by major urban areas: observations from spaceborne rain radar on the TRMM satellite. J Appl Meteorol 41:689–701
Taha H (1997) Urban climates and heat islands: albedo, evapotranspiration, and anthropogenic heat. Energy and Buildings 25:99–103
Taha H (2008) Episodic performance and sensitivity of the urbanized MM5 (uMM5) to perturbations in surface properties in Houston, Texas. Bound-Layer Meteorol 127:193–218
Tomita T, Kusaka H, Akiyoshi R, Imasato Y (2007) Thermal and geometric controls on the rate of surface air temperature changes in a medium-sized, midlatitude city. J Appl Meteorol 46:241–247
Unger J, Sumeghy Z, Zoboki J (2001) Temperature cross-section features in an urban area. Atmos Res 58:117–127
Wang W (2009) The influence of thermally-induced mesoscale circulations on turbulence statistics over an idealized urban area under a zero background wind. Bound-Layer Meteorol. doi:10.1007/s10546-009-9378-2
Wilhelm Kuttler SW, Schonnefeld J, Hesselschwerdt A (2007) Urban/rural atmospheric water vapour pressure differences and urban moisture excess in Krefeld, Germany. Inter J Climatol:2005-2015
Zhang H, Sato N, Izumi T, Hanaki K, Aramaki T (2008) Modified RAMS-urban canopy model for heat island simulation in Chongqing, China. J Appl Meteorol 47:509–524
Zhang Q, Zhao CS, Tie XX, Wei Q, Huang MY, Li GH, Ying ZM, Li CC (2006) Characterizations of aerosols over the Beijing region: a case study of aircraft measurements. Atmos Environ 40:4513–4527