[畢業(yè)設(shè)計精品]滿都海公園小氣候效應(yīng)的研究

1、 本科畢業(yè)論文 滿都海公園小氣候效應(yīng)的研究 study on microclimate effect of manduhai park 學 院：林學院 專 業(yè)：林 學 姓 名： 學 號： 指導教師： 職 稱：講 師 論文提交日期：二 一 年六月 摘摘 要要 本文以呼和浩特市滿都海公園為研究對象，采用 3500 小型手持氣象儀，在 2010 年 5 月 21 日對公園內(nèi)的氣溫、相對濕度、平均風速等進行實地觀測，然后通過對呼和浩特 市滿都海公園各氣象要素的實測數(shù)據(jù)與當天呼和浩特市各實況氣象要素進行對比，最后 得出結(jié)論。就是，公園小氣候與市區(qū)整體氣候相比，公園內(nèi)晝涼夜暖，氣溫日變化幅度 小，相對濕度

2、大,平均風速低，且平均風速低的日變化幅度較小，所以城市公園中的小氣 候總體較穩(wěn)定，且能提高人體的舒適程度。 城市公園小氣候環(huán)境對人們的生產(chǎn)、生活產(chǎn)生直接影響,而公園綠地所能提供的增濕 降溫、遮蔭、調(diào)節(jié)風速和緩解城市熱島效應(yīng)等效益也越來越受到關(guān)注和重視。因此下墊 面的小氣候探索和研究是保障城市綠地同城市小氣候的前提，對于指導城市公園綠地系 統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計提供一定的理論基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：小氣候 人體舒適度 綠地規(guī)劃 abstract this paper will take man duhai park in hohhot as a research object,by using small

3、portable type 3500 weather instrument, we will observe the temperature, the relative humidity, the average wind speed on may 21st,2010. then we can draw a conclusion through a contrast of meteorological elements between man duhai park in hohhot and this city. we an see clearly that it has a cold day

4、 but warm night, a lower change of temperature per day, a higher relative humidity, a lower average wind speed and a lower change of average wind speed per day in the park micro-climate compared with the whole climate of the city. so, the urban park micro-climate is steady, and it can enhance the sa

5、tisfication of our bodies. the urban park micro-climate directly affect peoples life and work. obviously, what the park greenbelts can bring many benefits is more and more recognized by us. thus the study on underlying surfaces micro-climate is a precondition for guaranteeing urban greenbelts and ur

6、ban micro-climate. it also offers a theoretical basis on the planning and scheduling of urban park greenbelts. keyword: micro-climate satisfication of our bodies planning of greenbelts 目目 錄錄 1 引言 .1 1.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .1 1.1.1 國外的研究現(xiàn)狀 .1 1.1.2 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀 .1 1.2 研究目的和意義 .1 1.3 呼和浩特市氣候概況 .1 2研究方案 .2 2.1 實驗地概況 .

7、2 2.2 實驗設(shè)計 .2 2.2.1 實驗設(shè)計要求 .2 2.2.2 實驗設(shè)計內(nèi)容 .2 2.2.3 實驗設(shè)計方案 .2 2.3 測定方法 .2 2.4 分析方法 .2 3 結(jié)果與分析 .2 3.1 空氣溫度 .3 3.2 相對濕度 .4 3.3 平均風速 .5 3.4 人體舒適度 .5 4 結(jié)論與討論 .6 4.1 結(jié)論 .6 4.2 討論 .6 5 建議 .7 致 謝 .8 參 考 文 獻 .9 0城市公園不同下墊面小氣候效應(yīng)的研究 1 1 引言引言 1.11.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 小氣候(microcfimate)也稱微氣候，是指由于下墊面的某些構(gòu)造特征所引起的近地面大 氣

8、中和上層土壤中的小范圍氣候。 l.j.batten 認為小氣候主要是指從地面到十幾米至 100m 高度空間內(nèi)的氣候2。下面我簡單的介紹一下城市公園小氣候的研究現(xiàn)狀。 1.1.1 國外的研究現(xiàn)狀國外的研究現(xiàn)狀 近些年，國外城市公園研究專家為更加客觀、準確地研究分析城市公園小氣候效應(yīng)，根 據(jù)不同的地理與氣候條件分成十幾個氣候區(qū)。他們針對不同的自然環(huán)境條件建立了不同的分 析模型，他們建立的量化分析模型根據(jù)分析目標、類型的不同又可細分為幾類分析模型11， 做到了全面細致。再則，隨著遙感(rs)技術(shù)和地理信息系統(tǒng)(gis)的不斷發(fā)展，對城市景觀格 局的研究也逐步深入，突破了傳統(tǒng)的對距地 1.5m 高的溫

9、度觀測手段的限制，在城市區(qū)域尺 度上進行宏觀研究。通過遙感技術(shù)可以獲得城市區(qū)域的各個植被指標，然后對城市森林小氣 候進行定量化的研究2。可以說國外在此方面的研究已進人相對成熟的階段。 1.1.21.1.2 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀國內(nèi)的研究現(xiàn)狀 國內(nèi)在城市區(qū)域?qū)Τ鞘芯G地小氣候的相關(guān)研究大都是時空差異下的指標的定量化比較， 測量的高度一般是距地面 1.5m，所用的儀器多樣，包括紅外線溫度測定儀，通風干濕溫度計， 電子溫濕度記錄儀，溫度記錄表等。在測定的空間和時間上盡量能體現(xiàn)出變異性。而在這方 面運用遙感技術(shù)比較少，與國外有一定的差距。 1.21.2 研究目的和意義研究目的和意義 城市化是人類社會經(jīng)濟發(fā)展的

10、必然趨勢，是人類走向文明和社會走向進步的重要標志。 隨著城市在工業(yè)化和城市化的發(fā)展過程中，人口與物質(zhì)以及廢棄物在城市的聚集速度加快， 導致我們的生存環(huán)境不斷惡化，而城市環(huán)境不斷惡化所帶來的種種生態(tài)危機終于使人們認識 到，人類面臨著嚴重的全球性環(huán)境挑戰(zhàn),尤其是城市生態(tài)環(huán)境由于森林破碎化的加劇而越來越 惡化，所以環(huán)境問題越來越受到人們的關(guān)注。 城市公園不僅是人們娛樂休憩的地方,而更重要的是城市生態(tài)系統(tǒng)中重要的組成部分,為 越來越多的城市居民提供安全的生存保障。城市小氣候環(huán)境對人們的生產(chǎn)、生活產(chǎn)生直接影 響,而城市綠地所能提供的增濕降溫、遮蔭、調(diào)節(jié)風速和緩解城市熱島效應(yīng)等效益也越來越受 到關(guān)注和重視

11、。因此下墊面的小氣候探索和研究是保障城市綠地同城市小氣候的前提，對于 指導城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計,改善人居環(huán)境質(zhì)量,提高人民的文化素質(zhì)，增進人民健康水平以 及節(jié)能環(huán)保等方面都有著十分重要的意義。 1.31.3 呼和浩特市氣候概況呼和浩特市氣候概況 呼和浩特市屬于中溫帶大陸性季風氣候，四季氣候變化明顯，差異較大，其特點：冬季 漫青山區(qū)僅在 2左右，南部達到 6.7。最冷月氣溫- 12.716.1；最熱月平均氣溫 1722.9。平均年較差為 34.435.0，平均日較差為 l3.513.7。無霜期:北部山區(qū) 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學本科畢業(yè)論文1 為 75d，低山丘陵區(qū) 110d，南部平原區(qū)為 113134d

12、：日照年均 1 600h，冬季長而嚴寒，夏 季短暫炎熱，春秋兩季氣候變化劇烈。年平均氣溫由北向南遞增，北部大時。年平均降水量 為 335.2534.6mm，其地域分布是西南最少，年雨量僅 350mm；平原區(qū)在 400mm 左右；大青 山區(qū)在 430500mm；最多是大青山鄉(xiāng)一前響村，年均降水達到 534.6mm，其次是井鄉(xiāng),年均降 水量為 489.3mm，最少是在南坪鄉(xiāng)、黑城鄉(xiāng)、新營鎮(zhèn)一帶，年均降水量僅為 335.2362.8mm。 2 2研究方案研究方案 2.12.1 實驗地概況實驗地概況 實驗地是呼和浩特市滿都海公園。滿都海公園位于呼和浩特市賽罕區(qū)烏蘭察布西路，是 區(qū)域性的文化休閑公園,占

13、地面積為 18hm2 ,水面面積 4.6 hm2,綠化面積 10.1 hm2,硬化面積 3.3 hm2。滿都海，原本是歷史上一位蒙古族女政治家的名字，其名譯作漢語便是昌盛的意思。 也許正是沾了這個名字的喜氣，始建于 1973 年的滿都海公園，歷經(jīng) 32 年不斷改建，成為首 府呼和浩特一處頗具魅力的休閑佳境。 滿都海公園有樹木 2 萬余株，有上個世紀 50 年代保留下來的 5000 余株楊柳，現(xiàn)在樹干 粗大，枝葉繁茂；有 300 余株油松、松柏、杜松，四季常青；還有 3000 余株丁香、榆葉梅、 紅玫瑰、黃剌梅上岸臺階 4 處，打水源井 2 眼，構(gòu)成一道湖溪相連的雙循環(huán)水系。公園 有樹木 60

14、余種，木本花卉 50 余種，草本花卉 10 余種。 2.22.2 實驗設(shè)計實驗設(shè)計 2.2.12.2.1 實驗設(shè)計要求實驗設(shè)計要求 選擇具有代表性、典型性、一致性的地點，并選擇晴天觀測。人不能影響儀器的觀測。 2.2.22.2.2 實驗設(shè)計內(nèi)容實驗設(shè)計內(nèi)容 主要研究內(nèi)容是滿都海公園的氣溫、相對濕度、平均風速等。 2.2.32.2.3 實驗設(shè)計方案實驗設(shè)計方案 研究方法是先選擇具有代表性的公園綠地，選擇晴天，應(yīng)用 3500 小型手持氣象儀對各個 小氣候因子進行定量測定，在中國天氣網(wǎng)上查取并記錄呼和浩特市當天的實況氣象要素，通 過對比分析得出結(jié)論。 2.32.3 測定方法測定方法 試驗地為滿都海公

15、園，選擇有代表性、典型性、一致性的點為測點，并選擇晴天觀測。 觀測時間為早上 7:00 時到晚上 20:00 時，每整點進行一次觀測，并記錄數(shù)據(jù)。具體方法是在 每個整點將儀器架到離地 1.5m 處，然后進行觀測。在觀測平均風速時，儀器必須與風速正面 垂直。 2.42.4 分析方法分析方法 通過對呼和浩特市滿都海公園各氣象要素的實測數(shù)據(jù)與當天呼和浩特市各實況氣象要素 進行繪制曲線圖，通過對比分析，然后得出結(jié)論。 2城市公園不同下墊面小氣候效應(yīng)的研究 3 3 結(jié)果與分析結(jié)果與分析 3.13.1 空氣溫度空氣溫度 圖 1 空氣溫度日變化曲線圖 由圖 1 可以看出：從 7:00 時到 20:00 時不

16、同下墊面的溫度變化基本上是同步的。公園與 呼和浩特市的溫度都是從 7:00 時到 16:00 時處于上升階段，16:00 時以后下降，最高氣溫出 現(xiàn)在 16:00 時，但不同下墊面造成溫度的變化速率不一樣。因為太陽高度角從 7:00 時到 12:00 時是逐漸增大的，12:00 時以后又逐漸減小，所以氣溫也是先升高后下降。又由于不同 下墊面的性質(zhì)不同，導致溫度的變化速率不一樣。 在 7:00 時到 11:00 時期間，公園內(nèi)各時刻的氣溫高于呼和浩特市區(qū)各時刻的氣溫，在 11:00 時到 20:00 時期間，公園內(nèi)各時刻的氣溫低于呼和浩特市區(qū)各時刻的氣溫。16:00 時兩 地溫度都達到了最高值，

17、公園內(nèi)最高為 27.2，呼和浩特市區(qū)最高位為 27.7，且公園內(nèi)最 高氣溫比市區(qū)低 0.5。由此可看出，公園與市區(qū)相比，公園內(nèi)白天氣溫較低，同時也可預(yù) 測出公園夜間較暖，日變化幅度較小。原因就在于公園內(nèi)有較高密度的綠色植被，在白天它 能夠有效的阻擋太陽輻射，使植被下的地面接收的光照較少，吸收的熱量也就較少。公園內(nèi) 的綠色植被和湖泊的熱容量都很大，與市區(qū)平均下墊面情況比較，在吸收同等熱量的情況下， 溫度上升的幅度較小。另外二氧化碳是一種溫室氣體，它能夠吸收太陽輻射中的長波輻射， 而長波輻射有顯著的增溫作用，由于公園內(nèi)較高密度的綠色植被在光合作用時要吸收二氧化 碳，使得公園內(nèi)的二氧化碳濃度要低于整

18、體市區(qū)的平均值，因而公園內(nèi)的大氣吸收的熱量也 低于市區(qū)整體水平。又公園內(nèi)的植被要將吸收的一部分太陽輻射利用在光合作用過程中，這 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學本科畢業(yè)論文3 樣也可有效的緩解太陽輻射后的升溫。再則湖泊水的蒸發(fā)和植被在蒸騰作用過程中要消耗大 量的熱量。在 7:00 時到 11:00 時期間，公園內(nèi)各時刻的氣溫高于呼和浩特市區(qū)各時刻的氣溫。 因為在夜間，公園內(nèi)的地被植物可阻擋林內(nèi)長波輻射向外的熱失散，即公園內(nèi)的地面有效輻 射相對較小，因而在夜間地面單位面積上儲存的熱量公園要比市區(qū)的高。又 7:00 時到 11:00 時期間，地面所儲存的熱量仍以夜間儲存的熱量為主，所以在此時段公園內(nèi)的氣溫要比市區(qū)

19、的高。 3.23.2 相對濕度相對濕度 圖 2 相對濕度日變化曲線圖 由圖 2 可以看出：滿都海公園和呼和浩特市區(qū)相對濕度日變化曲線都表現(xiàn)為先降低后升 高，一天之中有一最大值和一最小值，其基本與氣溫的日變化恰好相反，最大值都出現(xiàn)在早 晨 7:00 時，滿都海公園為 40.2%，呼和浩特市區(qū)為 36%；滿都海公園最小值出現(xiàn)在 16:00 時， 為 14.9%，呼和浩特市區(qū)最小值出現(xiàn)在 17:00 時，為 13%。原因是相對濕度就等于蒸發(fā)進入空 氣中的水汽量與飽和水汽壓的比值，當氣溫升高時，蒸發(fā)進入空氣中的水汽量和飽和水汽壓 都在增大，但此時飽和水汽壓比蒸發(fā)進入空氣中的水汽量增大的幅度大，所以相對

20、濕度隨著 氣溫的逐漸升高而降低，而氣溫下降時，蒸發(fā)進入空氣中的水汽量和飽和水汽壓都在降低， 但此時飽和水汽壓比蒸發(fā)進入空氣中的水汽量下降的幅度大，所以相對濕度隨著氣溫的逐漸 降低而升高，因此相對濕度的日變化與氣溫的正好相反，表現(xiàn)為先降低后升高。 由圖 2 還可看出：滿都海公園相對濕度值整體要大于市區(qū)值，公園比市區(qū)相對濕度最高 值高 4.2%，最低值高 1.9%。這是由于植被有涵養(yǎng)水源的作用，因而植被自身含有大量的水分， 4城市公園不同下墊面小氣候效應(yīng)的研究 而公園里的植被密度較市區(qū)整體水平高，且公園內(nèi)有小型湖泊，所以公園地表單位面積上的 含水量就比市區(qū)高，因而公園地單位面積的蒸發(fā)量就大，又公園

21、內(nèi)氣溫相對較低，所以它的 相對濕度較高。 3.33.3 平均風速平均風速 圖 3 平均風速日變化曲線圖 從圖 3 可看出：公園內(nèi)的平均風速日變化曲線比較平緩，即日變化幅度較小，而市區(qū)的 平均風速日變化曲線比較陡，變化率大，當風速不大時，兩者的差距不大。公園的平均風速 日變化曲線位于市區(qū)平均風速日變化曲線之下，表明公園內(nèi)的平均風速低于市區(qū)的平均風速。 公園內(nèi)的平均風速最大值在 17:00 時為 1.0m/s，而市區(qū)平均風速最大值在 14:00 時為 6.2m/s，差值為 5.2m/s。由于在一個區(qū)域內(nèi)，致使空氣流動形成氣流，即風，是由于氣壓差 造成的，而影響氣壓差很重要的一個因素就是溫差。由于公

22、園的下墊面構(gòu)成與市區(qū)不同，公 園內(nèi)不同地點的熱容量相差較小，而市區(qū)不同地點下墊面的熱容量相差較大，又公園內(nèi)下墊 面的平均熱容量比市區(qū)的大，因而同一時刻公園內(nèi)不同地點的溫差較市區(qū)的小，氣壓差就較 小，空氣流動就較弱，即風速也就較低。再則就是公園內(nèi)高大的喬冠木對空氣流動有很強的 摩擦和阻擋作用。所以公園內(nèi)的平均風速低于市區(qū)的平均風速，且公園內(nèi)的平均風速相比市 區(qū)日變化幅度小。 3.43.4 人體舒適度人體舒適度 人體舒適度是以人類機體與近地大氣之間的熱交換原理為基礎(chǔ)，從氣象角度評價人類在 不同氣候條件下舒適感的一項生物氣象指標。人體感覺是人的各種感官對外界環(huán)境的綜合反 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學本科畢業(yè)論文5

23、 映，人體對外界氣候環(huán)境感覺是否舒適，不能用單一的某個氣象要素來判斷，而是采用能綜 合反映氣象要素的指標-舒適度來表示。不同生境中人體的舒適度，可通過有效溫度 et=ta-0.4(ta-10)(1-rh)計算。式中 et：有效溫度（） ，ta：氣溫（） ，rh：相對濕度（%） 。 et24人體感覺舒適，et24感覺悶熱，et30感覺極不舒適而無法忍受。據(jù)有效溫 度的公式可知，有效溫度的大小主要取決于空氣溫度以及空氣相對濕度。 表 1 滿都海公園與市區(qū) 8:0020:00 時不同時段有效溫度 時間8:0010:0012:0014:0016:0018:0020:00 公園17.118.519.62

24、0.721.320.919.8 呼市16.018.119.721.221.620.819.6 據(jù)表 1 可知，在公園與呼和浩特市區(qū)從 8:0020:00 時人體感覺都很舒適。但在 12:0016:00 時氣溫高的時候，公園內(nèi)比市區(qū)更舒適。所以公園內(nèi)的綠色植被在改善小氣候， 凈化空氣，增進人體舒適感等方面均有顯著效應(yīng)。 4 4 結(jié)論與討論結(jié)論與討論 4.14.1 結(jié)論結(jié)論 公園與市區(qū)的下墊面有很大的差別，公園的下墊面有種類和數(shù)量豐富的植被，且有小型 湖泊，由于下墊面性質(zhì)不同，導致其接受太陽輻射熱、熱傳導及蒸發(fā)量不同，因此在城市公 園中就會形成小范圍特有的氣候狀況。具體有以下結(jié)論： (1)公園由于

25、植被遮擋的緣故，使得空氣溫度在白天比市區(qū)的要低一些，同時預(yù)測在夜間相 對高一些，且氣溫的日變化幅度較小。 (2)公園由于有大量的綠色植被和小型湖泊，所以蒸發(fā)量大，且氣溫低，因此公園內(nèi)相對濕 度大。 (3)公園內(nèi)的大量綠色植被對氣流有摩擦和阻擋作用，所以公園內(nèi)平均風速低，且平均風速 的日變化幅度較小。 (4)在氣溫高的時候公園的人體的舒適度要比市區(qū)的高，由于公園內(nèi)的綠色植被在夏季有遮 蔭、降溫、增濕等效應(yīng)，所以能夠提高人體的舒適度。 4.24.2 討論討論 (1)由于實驗儀器和人為操作都存在一定誤差，使得實驗數(shù)據(jù)不能準確反映滿都海公園小氣 候要素。 (2)由于儀器和實驗人員缺乏，沒能測多組數(shù)據(jù)以

26、及取其平均值，所以所測數(shù)據(jù)不夠精確。 (3)實驗時段是從 7:00 時到 20:00 時，未進行 24 小時觀測，因此得出的結(jié)論不太全面。 (4)由于本人學識水平有限，因而對數(shù)據(jù)的分析不夠透徹，得出的結(jié)論不太全面以及論述的 語言不夠準確等。 基于以上，本論文難免存在許多不足之處，希望老師和讀者提出寶貴的意見和建議，以 6城市公園不同下墊面小氣候效應(yīng)的研究 便完善本文，提高本人的學識。 5 5 建議建議 城市公園小氣候環(huán)境對人們的生產(chǎn)、生活產(chǎn)生直接影響，而公園綠地能起到增濕降溫、 遮蔭、調(diào)節(jié)風速和緩解城市熱島效應(yīng)等效益，從而可提高人體的舒適度，而更重要的是城市 公園是城市生態(tài)系統(tǒng)中重要的組成部分

27、。為了使城市公園能夠很好地發(fā)揮它應(yīng)有的作用，本 人建議在公園內(nèi)合理搭配綠色植被的種類，大量的進行綠化，從而來提高城市公園內(nèi)的小氣 候效應(yīng)。 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學本科畢業(yè)論文7 致 謝 悠悠四載，轉(zhuǎn)瞬而逝，在臨近畢業(yè)之際，回顧四年來的學習時光，感慨萬千。首先十分感謝我尊敬的 導師-一王美蓮老師，王老師治學態(tài)度嚴謹、科學，使我受益非淺，令我終生敬重。從論文研究開題、外 出實習、確立研究方法到論文的撰寫修改等，王老師以認真、嚴謹?shù)目茖W態(tài)度對我進行耐心的指導。其嚴 格的治學態(tài)度、深厚的學術(shù)造諧、創(chuàng)新求實的工作作風、忘我的工作精神及無私奉獻的品格，使我深受教 誨，受益匪淺。在此致以最誠摯的敬意和深深的感謝!其次，感謝四年中對我進行傳道授業(yè)的各位老師。 感謝孫大龍同學在實驗方面對我的幫助。感謝所有在學習、生活上曾給予我支持和幫助的同學和朋友。在 此向他們表示由衷的感謝。最后，還要特別感謝對我四年來的學習做出巨大貢獻的親人們一父親、母親、 兄弟等，感謝他們對我學業(yè)的理解、支持和幫助。 8城市公園不同下墊面小氣候效應(yīng)的研究 參 考 文 獻 1劉夢飛,北京市綠地覆蓋率與大氣質(zhì)量的關(guān)系j,