中国中东部地区不同气候背景下城市乡村气温差异研究

摘要

本文利用中国中东部424个气象站常规观测资料与再分析气象资料,研究了1981—2014年中国中东部地区(京津冀、黄淮和长三角)不同气候背景下城市和乡村的气温差异(ΔT城乡)。研究发现,中国中东部ΔT城乡昼夜基本皆为正,北部的京津冀和南部的长三角地区ΔT城乡存在显著昼夜差异:白天长三角地区ΔT城乡大于京津冀地区;夜间则反之,京津冀地区ΔT城乡大于长三角地区;黄淮地区昼夜ΔT城乡特征介于前两个区域之间。分析发现,各地区昼夜ΔT城乡与城市和乡村的地表温差(ΔT d城乡)有很好的相关关系。城市规模不是造成南北方昼夜ΔT城乡差异的原因。结合大气热源(汇)Q 1和水汽汇Q 2等要素进一步分析其物理机制发现,大气热源(汇)Q 1是表征南北方ΔT城乡昼夜差异的较好物理指标:(1)白天,南方乡村和城市比北方乡村和城市Q 1皆较大,但南北方城市下垫面类型类似导致其Q 2基本相同,而南方乡村地表蒸散发强烈、地表大气升温较慢,使得南方地区ΔT城乡大于北方地区ΔT城乡;(2)夜间,北方乡村地区Q 1负值绝对值高于南方乡村、也高于北方城市,即北方乡村感热降温显著强于南方乡村和北方城市,而南北方城市Q 1值基本相同,使得北方地区ΔT城乡大于南方地区ΔT城乡。本文研究结果表明,高温湿润地区白天城乡温差更大,而低温干燥地区夜间城乡温差更大。