北京城市热岛效应与强降水事件的关系研究

The urban heat island（UHI）effect is a new climate phenomenon which is produced in the process of urbanization. According to the urban climate research, the study of the relation between UHI and heavy rainfall events remains unsolved. This project is based on hourly data of encryption automatic stations of more than 10 years within Beijing area. The data will be under quality controlled, and we will dynamically construct multi-element hour information data set of the Beijing area. The project will be based on objective recognition technology of rural stations. Then, by using this data set, we will reveal the refined features and the new facts of the UHI effect at different spatial-time conditions in Beijing area. In addition, in the basis of the observations, using multi- kinds of mathematical statistics and numerical model simulation technology, we will explore possible links between the UHI and heavy rainfall. The research is of significance for better understanding of urban climate and the occurring mechanism of heavy rainfall events. It is also meaningful to raise the accuracy of prediction on heavy precipitation.

城市热岛效应是城市化进程下产生的局地气候现象。在城市气候研究中，城市热岛效应与城市强降水事件的关系及其影响机理是一个尚未解决的难点问题。本项目利用北京地区近十多年积累的加密自动气象站小时数据资料，在对数据资料进行质量控制的基础上，建立北京地区多要素自动气象站小时资料数据集；基于郊区站点客观识别技术定义城市热岛强度，结合数理统计方法，揭示北京城市热岛效应在不同时空尺度下的精细化特征，挖掘城市热岛与不同类型强降水事件存在的可能联系；以观测研究为基础，利用数理统计方法和区域数值模式，探究不同城市热岛环境下强降水事件的影响机制和发生途径。研究成果对于更好地认识城市气候及城市气象灾害的发生机制、提高城市强降水预报能力，具有理论和实际意义。

城市热岛效应是城市化进程下产生的局地气候现象，在城市气候研究中，城市热岛效应与城市强降水事件的关系及其影响机理是一个尚未解决的难点问题。本项目基于北京地区近十多年加密自动气象站小时数据资料，在对数据资料进行质量控制的基础上，整理和构建气温、降水、相对湿度、气压、风向和风速的小时资料数据集，为项目开展精细化城市气候特征研究工作提供了数据支撑；基于数理统计方法，项目揭示了北京城市热岛、城市干岛效应的精细化特征，研究了不同降水条件下城市热岛强度的特征，探讨了北京城市热岛效应与短历时强降水之间的相互作用，发现了城市热岛与强降水事件的强相关关系；以典型降水和降雪过程进行个例试验，开展了不同城市冠层方案对分叉降水的模拟研究，初步建立了城市热岛影响降水的模式，开展了城市复杂环境对冬季云和降雪影响的机理研究，从动力热力角度初步探索了城市复杂因素对典型降水和降雪事件的影响机制。研究成果对于更好地认识城市气候及城市气象灾害的发生机制、提高城市强降水预报能力，具有理论和实际意义。