城市化与气候变化对长三角地区城、郊云量分布的影响

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随着城市化进程的加快,城市面积逐步扩大,耕地、林地面积减少,这种土地利用类型的转变势必对区域气候产生一定的影响。目前,针对城市化引起的温度、湿度、降水等气象要素变化的研究较多,但针对云量变化的研究相对较少。而云是气候变化的重要指标,也是影响气候变化的重要因子,深入研究城市化对云量的影响能更加全面的了解城市区域气候,为城市规划以及城市生态系统管理提供科学依据。本文以经历了快速城市化发展的长江三角洲地区为研究区,并结合土地利用数据和人口密度分布数据划分城郊站点。考虑气象站云量观测数据的缺测,以2003年为界,划分研究时段为城市化慢速发展阶段和快速发展阶段两个时期,利用1980-2003年气象台站云量观测资料和2003-2018年MODIS卫星遥感云量资料,采用城郊对比法分析了近39年来年平均和季节平均总云量的城郊差异及其变化趋势,并进一步探讨了城市化发展引起的气温和大气水汽变化对总云量变化的影响。主要结论如下:(1)1980-2018年长三角地区年平均总云量约为64%,总云量的空间分布呈现南多北少的带状分布特征,高值区主要分布在浙江南部山区,低值区主要分布在江苏北部地区。总云量在夏季最多,达70%左右,春季次之,秋冬最少,低于60%。(2)城市化慢速发展阶段(1980-2003年),长三角城市站和郊区站总云量均呈下降趋势,城市站的下降趋势比郊区站更显著,各季节变化趋势与年际变化的规律一致,说明这一时段城市化导致城市总云量呈降低趋势。城市化快速发展阶段(2003-2018年),长三角城市站和郊区站总云量均呈上升趋势,城市站的上升幅度大于郊区,与慢速阶段的变化趋势相反,但城郊差异不明显。两个时期的城市总云量均低于郊区。(3)长三角大部分站点年平均总云量与气温呈现负相关关系,与水汽压和相对湿度呈现正相关关系。年平均总云量还与饱和水汽压差呈现显著负相关关系,无论是城市还是郊区的总云量都在随着这个区域的VPD升高而下降,表明影响云量变化趋势的因子是水汽的饱和程度。(4)近39年来,长三角地区存在城市热岛、干岛效应。与城市干岛效应相比,城市热岛与城郊云量差存在显著的负相关关系,即:热岛效应越强(ΔT越大),城郊云量差越大(ΔC越小,|ΔC|越大),表明长三角云量的城郊差异受城市热岛影响更大。
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