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城市气象学第十一章：城市的空气湿度

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1、城市的空气湿度,城市的空气湿度,一、城市和乡村的湿度差异二、城市干岛和湿岛效应,相对湿度和绝对湿度,相对湿度，指空气中水汽压与饱和水汽压的百分比。绝对湿度，指每单位容积的气体所含水分的重量。水汽压，指大气压力中水汽的分压力。,第一节城市的空气湿度,影响城市空气湿度的因素很多。城市下垫面的不透水性，使降水到达地面后迅速变成径流；城市植被覆盖面积小，使蒸发和蒸腾作用大为减弱；城市近地层湍流交换强，有利于水汽向高层输送；机动车和燃烧过程中排放的碳氢化合物，会增加空气中的水汽含量。,城市下垫面大多为人工铺设的水泥、柏油路面，与郊区农村的田野植被和土壤不同；市区由于排水良好，降水后雨水很快流失，地表层水分含量少，地面比较干燥，蒸发快且蒸发量有限，因此城市的绝对湿度比郊区小。夜间，由于城市的温度比郊外高，城市的绝对湿度往往高于乡村。平均而言，城市的空气湿度比郊区农村小。,一、城市和乡村的湿度差异,一、城市和乡村的湿度差异,一、城市和乡村的湿度差异,一、城市和乡村的湿度差异,1.城市的绝对湿度城市中由于下垫面性质的改变，导致城区的绝对湿度小于附近的郊区。城郊绝对湿度差值的日变化因自然地

2、理条件、季节和当时的天气状况而异。上海城区植被覆盖率较小，而郊区水田面积广，郊区的自然蒸散量比城区要大得多。一年中多数时间是城区的水汽压小于郊区，只有在夜晚或清晨短时间内出现城区水汽压超过郊区的现象。,一、城市和乡村的湿度差异,上海城区月平均水汽压都比同时期的郊区小，其差值的绝对值以盛夏78月为最大，冬季122月最小，且秋季一般大于春季。随着城市的发展，城市绝对湿度小于郊区有逐渐增强的趋势。,2.城市的相对湿度城市平均绝对湿度一般比郊区小，气温又比郊区高，这就使得其相对湿度与郊区的差值比绝对湿度更为明显；特别是在城市热岛强度较大的时候，城市的干岛效应就更为突出。,一、城市和乡村的湿度差异,例如，墨西哥城热岛强度以冷季夜间为最强，其城郊相对湿度的差值也以此时为最大。伦敦城中出现强热岛时，郊区相对湿度在90100之间，愈接近市区相对湿度愈低，在市中心相对湿度仅78，与郊区的最大差值达22。,一、城市和乡村的湿度差异,随着城市的发展，城市相对湿度有逐年减小的趋势。北京城区相对湿度比郊区小。北京远郊年平均相对湿度为5260，近郊约56，城区为54。北京城郊相对湿度差异的季节性变化表现为，冬季

3、城区大于郊区，其它季节都是城区小于郊区。,一、城市和乡村的湿度差异,表5.4 上海年平均相对湿度(%)的年代变化及城郊对比,一、城市和乡村的湿度差异,思考题,1. 影响城市空气湿度的因素有哪些？ 2. 城市的绝对湿度和相对湿度各有什么特点？,城市相对湿度比郊区小，有明显的“干岛”效应，这是城市气象中的普遍特征。城市对水汽压的影响则比较复杂。,二、城市干岛和湿岛效应,二、城市干岛和湿岛效应,“城市干岛”对北京夏季高温闷热天气的影响利用北京19402000年的气候资料, 分析了80年代以来北京地区“城市干岛”的演变趋势。结果表明，但由于城市化发展带来的“城市干岛“效应使北京城区夏季的相对湿度减小.,二、城市干岛和湿岛效应,二、城市干岛和湿岛效应,白天，在太阳照射下，下垫面通过蒸散过程进入空气中的水汽量，城区小于郊区；特别是在盛夏季节，城郊之间自然蒸散量的差值更大。城区下垫面粗糙度大，有热岛效应，湍流运动比郊区强，通过湍流的垂直交换，城区低层水汽向上层的输送量比郊区多，导致城区近地面水汽压小于郊区，形成“城市干岛”。,二、城市干岛和湿岛效应,夜晚，风速逐渐减小，空气层结稳定，郊区气温下降快

4、，饱和水汽压减低，有大量水汽在地表凝结成露水，存在于低层空气中的水汽减少，水汽压迅速降低。城区因有热岛效应，其凝露量远比郊区少，夜晚湍流弱，与上层空气间的水汽交换量小，城区近地面的水汽压就会高于郊区，出现“城市湿岛”。,二、城市干岛和湿岛效应,二、城市干岛和湿岛效应,上海市城区白天水汽压比郊区小，夜间因城区凝露量小于郊区，使其水汽压高于郊区，出现干岛、湿岛昼夜交替的现象。从形成原因上分析，可分为四类：凝露湿岛、结霜湿岛、雾天湿岛和雨天湿岛；其中凝露湿岛最多，全年各月均有出现。湿岛出现时都伴有城市热岛，而且都在风速微弱时存在。水汽压日平均值，绝大多数都是城市小于郊区；在水汽压和相对湿度的月平均和年平均值分布图上，上海市的干岛效应都十分明显。,凝露湿岛由于城郊凝露量不同而形成的城市湿岛，称为“凝露湿岛”；且大都在日落后若干小时内形成，夜间一直维持。但是，在日出以后，因郊区气温升高，露水蒸发，很快郊区水汽压又高于城区，转变为城市干岛。在城市干岛和城市湿岛出现时，必然伴有城市热岛；因为城市干岛是城市热岛形成的原因之一，而城市湿岛的形成又必须先存在城市热岛。,二、城市干岛和湿岛效应,二、城市干岛和湿岛效应,结霜湿岛,二、城市干岛和湿岛效应,雾天湿岛,雾天湿岛常是在有雾时，雾滴与周围空气间进行水分交换，市区较暖，饱和水汽压较高，能容纳的水汽量较郊区为多，形成雾天湿岛。,二、城市干岛和湿岛效应,雨天湿岛,二、城市干岛和湿岛效应,城区平均水汽压比郊区低，再加上有热岛效应，其相对湿度比郊区显得更小。研究结果还表明，即使在水汽压分布表现为城市湿岛的情况下，在相对湿度的分布上仍然表现为城区相对湿度小于四周郊区，即城市相对湿度总是呈现干岛分布。,思考题,1. 什么是干岛？ 2. 什么是湿岛？ 3. 湿岛有哪四种类型？,

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