基于envi-met的北京典型住宅区微气候数值模拟分析

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1、第31卷第3期气象与环境学报Vol．31No．32015年6月JOUＲNALOFMETEOＲOLOGYANDENVIＲONMENTJune2015秦文翠，胡聃，李元征，等．基于ENVI-met的北京典型住宅区微气候数值模拟分析［J］．气象与环境学报，2015，31(3):56－62．QINWen-cui，HUDan，LIYuan-zheng，etal．NumericalsimulationofmicroclimateinBeijingtypicalresidentialareabasedonENVI-metmodel［J］．JournalofMete

2、orologyandEnvironment，2015，31(3):56－62．基于ENVI-met的北京典型住宅区微气候数值模拟分析1，2222秦文翠胡聃李元征郭振(1.西南大学地理科学学院，重庆400715;2.中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室，北京100085)摘要:基于三维微气候模拟软件ENVI-met，以北京典型住宅区为研究对象，建立实况及设有屋顶绿化两种场景下的三维数值模拟模型，对研究区的微气候特征进行模拟分析。结果表明:微气候ENVI-met模型经过多次参数校正后，模型模拟结果与实测结果较接近，能较好反应微尺度气候的

3、分布特征;屋顶经过简单的绿化后具有较好的降温增湿效果，使研究区平均温度降－1－1－1低了2—3℃，相对湿度增加了2.7%，风速由0.32—2.70m·s降低至0.40—1.11m·s，整体下降了0.34m·s。ENVI-met通过三维模型可有效地应用于微气候模拟评价中，对评估当地微气候设计和城市规划具有一定的应用性。关键词:ENVI-met模型;微气候;住宅区;数值模拟中图分类号:P463.3文献标识码:Adoi:10．3969/j．issn．1673-503X．2015．03．009入，更重要的是现场实验受外界干扰较大，且不易获引言表1气候系统分类

4、近年来，随着城市的快速发展，城市建成区内建Table1Climateclassificationsystem筑物和沥青柏油路面等人工构筑物日益增多，给人气候特性的空间尺度/km们带来方便的同时，也使城市下垫面的性质和城市气候系统类型时间范围水平范围垂直范围［1－4］热环境发生了巨大改变。城市化的推进不仅造全球性风带气候20003—101—6个月［5］成了城乡尺度上的热岛效应，同时对城市街区微地区性大气候500—10001—101—6个月气候造成的影响日益突显，相关研究表明人类疾病局地气候1—100.01—1.001—24h［6］与气象气候条件有一定的

5、关系。城市气候是由城微气候0.10.124h市区域的人为因素和局地气象条件的共同作用形成［7］得连续分布的气象格点数据。因此，在研究复杂多的，在人为因素中，以下垫面的改变、人为热输出变的城市微气候中，数值模拟方法更具有优［8－10］和大气污染物的排放等最重要。气候的形成和［13，18－20］势。本文利用Quickbird遥感影像数据对研变化是当地的太阳辐射、大气环流和人文地理环境究区进行三维数字建模，并结合现场实测数据，选取等长期作用的结果，在不同时间尺度内变化并形成ENVI-met非静力流体力学数值计算模拟软件，对城［11－12］［13］不同时期的

6、气候特征，根据气象学家Barry气市微气候环境的影响进行分析和评估;比较城市中候尺度分级标准，按照空间尺度将气候分为全球性风基础设施空间配置对区域微气候的影响，在研究区带气候、地区性大气候、局地气候和微气候(表1)。设置了屋顶绿化的对比分析，以期为城市空间的优城市微气候是指城市内街区尺度的气候状况，化布局提供参考。它除了受局域太阳辐射、风和大气湿度等自然要素1资料与方法影响外，还受小尺度的下垫面性质及城市中基础设［14－16］施的配置格局等人为因素的影响。街区内下1.1微气候数值模拟软件简介垫面、建筑、植被和大气之间的热过程是形成城市微城市微气候软件

7、ENVI-met是由德国波鸿大学［17］气候的重要原因。以往对微气候的研究大多采用的MichealBruse和HeribertFleer在1998年开发的［21］现场实验分析方法，需大量的人力、物力和资金投一个三维微气候模拟软件，该软件基于计算流体收稿日期:2014－11－14;修订日期:2015－01－26。资助项目:国家自然科学基金项目(41171442、70873121)和城市与区域生态国家重点实验室项目(SKLUＲE2013－1－01)共同资助。作者简介:秦文翠，女，1989年生，在读硕士研究生，主要从事城市生态学研究，E-mail:maom

8、ao．395872330@163．com。通信作者:胡聃，E-mail:hudan@rcees．ac．cn。