城市高层化及高密度化发展模式对城市气候的影响研究.pdf

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1、FEATURETHEMEI主髓专栏城市高层化及高密度化发展模式对城市气候的影响研究lMPACTS0FURBANHIGH—RISEANDHIGH—DENSITYMODEONURBANENVlRONMENTANDCLlMATE周雪帆李保峰陈宏lZhouXuefanLiBaofengChenHong国家自然科学基金重点项目(编号：51538004)中国清洁发展机制基金地方科技系统干部队伍应对气候变化教材编写与培训资助项目(编号：2013049)华中科技大学院系自主创新研究基金资助项目(编号：0118220

2、100)2015年中国博士后科学基金第57}E面上资助项目(编号：0108220007)摘要城市人口增长，城市化进程加速使得城市向着更高、更密的方向发展，高层化和高密度化城市发展模式带来城市空间形态的改变的同时，还影响城市热收支平衡．改变了城市环境及微气候。本研究以统计数据为基础，预测2050年武汉市人口增长速率不变的情况下，随着建筑面积的增长带来的城市高层化及高密度化发展对城市气候的影响。为实现城市尺度的气侯模拟预测研究．本文详细介绍并采用耦合了城市冠层模型(uCM)的中尺度气象预测模拟模型(WR

3、F)．并通过对武汉市内典型路段的实地测量验证此模拟模型的精确度。在研究方法得到验证的基础上．本研究设计了高层化及高密度化两组六个案例。通过对这六个案例的模拟分析，比较探讨了应对人口增长的城市高层化及高密度化发展模式对夏季城市气温、风速等的影响程度．并进一步比较分析了这两种城市发展模式对日益增长的人工热排放的应对。最终．总结、归纳出高密度化和高层化发展模式的适用区域、优缺点及适用策略．为城市规划设计决策者提供定量化的数据依据和理论基础。关键词中尺度气象模拟模型城市冠层模型城市环境及气候Abstract

4、Recentyears，theprocessofurbanizationisspeedingupinChina．Urbanizationforcescitiestobecomecompactandextensive，furthermore，tochangeitsmorphology．Hence，urbanizationmayaffecttheheatbalanceofurbanandchangeurbanenvironmentandclimate．Inthisstudy，weaimtoevaluat

5、etheimpactofurbanmorphologychanges(high—densityandhigh—risecases)onurbanenvironmentandclimate．Toachievethegoal，mesoscale—metrologicalmodelofWRF(WeatherResearch&Forecasting)coupledwithUCM(UrbanCanopyModel)isdetailedintroducedandappliedtothisstudy．Toclar

6、ifytheaccuracyofthismodel，validationusingmeasurementdatacollectedinWuhanisgivenbeforetheapplianceofthismodel．Tocompareandanalyzetheimpactoftwomodesofurbanwhicharehigh—densityandhigh—riserespectivelyonurbanthermalandwindenvironmentinsummer,2groupsofcase

7、s(6casesintotal)ofWuhan，Chinaasanexampleareset．Moreover，theincreasinganthropogenicheatreleaseisaddedtothesetwomodes，todiscusstheclimateadaptationin2050ofWuhanalongwithitsdevelopment．Withquantifiedanalysis，strategiesofurbanplanningbaseonenvironmentandcl

8、imatetooptimizeurbandevelopmentwillbesummarizedinthisstudy．KeywordsMesoscalemeteorologicalmodel，Urbancanopymodel，Urbanenvironmentandclimate一、引言城市人口增长．城市化进程加速使得城市向着更高、更密的方向发展。在城市不断发展的过程中．随着城市下垫面属性的改变．城市高层化及高密度化发展带来的城市空间形态的变化，都会或多或少地对城市气候