專利名稱：一種城市熱島強(qiáng)度的測量方法及其測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種城市熱島強(qiáng)度的測量方法及其測量裝置。
背景技術(shù)：
"城市熱島現(xiàn)象"是指城區(qū)氣溫比其四周郊區(qū)氣溫要高的現(xiàn)象。近20年對國內(nèi)外大中城 市的熱島現(xiàn)象的研究表明，氣候條件是造成"熱島效應(yīng)"的外部因素，氣溫、風(fēng)速、風(fēng)向、 濕度以及云量等氣象因子都不同程度地影響熱島現(xiàn)象的形成，較小風(fēng)速、較少云量、合適的 風(fēng)向和濕度都是產(chǎn)生強(qiáng)熱島現(xiàn)象的有利氣象條件。然而城市化才是導(dǎo)致熱島形成的最根本原 因，這主要是由于城市化的發(fā)展，城區(qū)修建了大量的建筑物，加大了城區(qū)下墊面的比熱，同 時大量存在的建筑物也增加了城區(qū)熱容量，城區(qū)較小的風(fēng)速也使得城區(qū)熱量不易擴(kuò)散到郊區(qū) 減小了城區(qū)風(fēng)速；另一方面，人類頻繁的生產(chǎn)生活活動也向城區(qū)排放了大量的熱量，直接或 間接地加熱了城市區(qū)域的底層大氣，對城市有明顯的增溫作用。
"城市熱島強(qiáng)度"是城區(qū)氣溫與周圍郊區(qū)氣溫的差值，是定量刻畫城市熱島強(qiáng)弱的物理 量，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為
=丄|>7;=丄仝(化—5) (1)
其中[////(urbanheatisland)表示城市熱島強(qiáng)度，m為城區(qū)站點(diǎn)數(shù)目，i^ m為站點(diǎn)序號，Af 為城區(qū)觀測站與郊區(qū)觀測站的平均氣溫之差，7b為城區(qū)觀測站所測氣溫，^為郊區(qū)觀測站的
平均氣溫。該差值(t////)越大，表示研究城市的熱島效應(yīng)越強(qiáng)烈。隨著城市化進(jìn)程的加快， 城市的容積和功能不斷地擴(kuò)張，城市熱島強(qiáng)度也在逐漸增大。
目前，獲取城市熱島強(qiáng)度資料的觀測方法有兩種。第一種是根據(jù)城市熱島強(qiáng)度的數(shù)學(xué)定 義(方程(l))，直接利用城郊?xì)庀笥^測站的氣溫觀測資料，通過簡單的數(shù)學(xué)計算得到城市熱 島強(qiáng)度，目前對城市熱島強(qiáng)度的觀測方法主要是這種方法。但該方法應(yīng)用比較復(fù)雜，涉及到 多個氣象觀測站點(diǎn)(至少一個城區(qū)代表站點(diǎn)， 一個郊區(qū)代表站點(diǎn))氣溫資料的觀測。第二種 利用衛(wèi)星遙感資料反演地溫，以及利用3S技術(shù)研究熱島的空間變化特征和土地利用/覆蓋變 化的熱環(huán)境效應(yīng)，該方法不足之處主要在于得到的城市熱島強(qiáng)度精度太低。
由于當(dāng)前技術(shù)的限制， 一方面不能對城市熱島強(qiáng)度進(jìn)行適時測量，另一方面，難以獲得 高質(zhì)量的城市熱島強(qiáng)度資料，這極大地局限了相關(guān)氣象問題研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種城市熱島強(qiáng)度的測量方法，其不僅可以保證城市 熱島強(qiáng)度的觀測精度，而且還極為簡便，同時實(shí)現(xiàn)了城市熱島強(qiáng)度的適時觀測，為相關(guān)氣象 問題的研究帶來較大的便利。為實(shí)現(xiàn)以上的技術(shù)目的，本發(fā)明將采用以下的技術(shù)方案該測量方法首先通過在待研究 城市設(shè)置觀測站，對特定氣象因子進(jìn)行適時觀測和收集存儲，所述特定氣象因子至少包括水 平總風(fēng)速、風(fēng)向和氣溫；接著將收集到的水平總風(fēng)速、風(fēng)向和氣溫三個特定氣象因子輸入數(shù) 據(jù)分析處理裝置進(jìn)行分析處理，所述的數(shù)據(jù)分析處理裝置基于待研究城市的城市熱島強(qiáng)度 氣象因子多元線性回歸方程建立，該多元線性回歸方程是利用待研究城市的歷史氣象觀測資 料，通過對歷史熱島強(qiáng)度 氣象因子進(jìn)行多元線性回歸，獲得特定氣象因子對應(yīng)的回歸系數(shù)， 從而建立多元線性回歸方程；所述數(shù)據(jù)分析處理裝置的輸出結(jié)果即為該待研究城巿的城市熱 島強(qiáng)度。
根據(jù)以上的技術(shù)方案，可以實(shí)現(xiàn)以下的有益效果
1. 本發(fā)明人針對各城巿歷史氣象觀測資料的研究表明，影響城市熱島強(qiáng)度最主要的氣象 因子為水平總風(fēng)速、風(fēng)向和氣溫，即建立城市熱島強(qiáng)度 氣象因子多元線性回歸方程時，只要 考慮水平總風(fēng)速、風(fēng)向和氣溫三個氣象因子即可對城市熱島強(qiáng)度進(jìn)行較好的擬合，因此，本 申請所述的測量方法是通過適時地獲取水平總風(fēng)速、風(fēng)向和氣溫三個氣象因子，然后輸入數(shù) 據(jù)分析處理裝置(該裝置基于待研究城市的城市熱島強(qiáng)度 氣象因子多元線性回歸方程所建 立)進(jìn)行分析處理，即可得到該城市適時的熱島強(qiáng)度，本發(fā)明不僅簡化城市熱島強(qiáng)度的測量 過程，同時也能較為準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，有利于開展進(jìn)一步科學(xué)研究工作。
2. 本發(fā)明人針對各城市歷史氣象觀測資料的進(jìn)一步研究表明，地表溫度、濕度、太陽輻 射、云量和穩(wěn)定度這些氣象因子對城市熱島強(qiáng)度也存在一定的影響，因此本發(fā)明所述測量方 法在建立數(shù)據(jù)分析處理裝置時，如果考慮地表溫度、濕度、太陽輻射、云量和穩(wěn)定度這些氣 象因子，將會在一定程度上改善測量結(jié)果，即將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)城市熱島強(qiáng)度的精確測量。
3. 本發(fā)明人針對各城市歷史氣象觀測資料的研究還表明，日變化對城市熱島強(qiáng)度也存在 一定的影響，因此本發(fā)明所述測量方法在建立數(shù)據(jù)分析處理裝置時，如果進(jìn)一步考慮日變化 的影響，則在一定程度上能夠改善測量結(jié)果，更進(jìn)一步地實(shí)現(xiàn)城市熱島強(qiáng)度的精確測量。
本發(fā)明包括以下幾個模塊數(shù)據(jù)采集模塊，用于待研究城市特定氣象因子的適時觀測和 收集存儲，所述的特定氣象因子包括風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫地表溫度、濕度、太陽輻射、云量和 穩(wěn)定度；數(shù)據(jù)分析處理模塊，用于分析處理數(shù)據(jù)采集模塊中收集的氣象因子，該模塊基于待 研究城市的城市熱島強(qiáng)度 氣象因子多元線性回歸方程建立，所述的多元線性回歸方程如下-
眼=C0 * w + Cv * v + Cr * 71 + q * 7; + Ce * e + CA * sinh + C * " + C加* i A (2)
其中，W/是城市熱島強(qiáng)度，w和v是水平總風(fēng)速f/分解到兩個方向的風(fēng)速，即
5、、這里,"表示風(fēng)向；r表示氣溫，7^表示地表氣溫，e表示水汽壓，A表示
太陽高度角，"表示云量'；^表示總體理査森數(shù)，c。、 ca、 c;、 c7、 cn、 cfl、 cA、 c;和 c^為多元線性回歸系數(shù)，利用待研究城市的歷史氣象觀測資料，對城市熱島強(qiáng)度 氣象因子
進(jìn)行多元線性回歸而獲得；城市熱島強(qiáng)度輸出模塊，根據(jù)城市熱島強(qiáng)度 氣象因子分析處理模 塊的輸出結(jié)果，即可完成城市熱島強(qiáng)度的適時測量。
根據(jù)以上的技術(shù)方案，可以實(shí)現(xiàn)以下的有益效果.'通過運(yùn)用本發(fā)明提供的熱島強(qiáng)度測量 裝置可以對待研究城市的城市熱島強(qiáng)度進(jìn)行適時測量，且結(jié)果準(zhǔn)確。


圖1是本發(fā)明所提供測量方法的流程圖2是本發(fā)明只考慮風(fēng)速、風(fēng)向和氣溫對城市熱島強(qiáng)度影響時的觀測結(jié)果(f////2)與現(xiàn) 有觀測技術(shù)所得的城市熱島強(qiáng)度的比較(t////l);
圖3是本發(fā)明考慮水平總風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、地表溫度、濕度、太陽輻射、云量和穩(wěn)定
度對城市熱島強(qiáng)度的影響時的觀測結(jié)果(f/z/n)與現(xiàn)有觀測技術(shù)所得的城市熱島強(qiáng)度的比較
(C/朋)；
圖4是本發(fā)明同時考慮特定氣象因子和日變化對城市熱島強(qiáng)度的影響時的第一種觀測結(jié) 果(W/2)與現(xiàn)有觀測技術(shù)所得的城巿熱島強(qiáng)度的比較(^////1);
圖5是本發(fā)明同時考慮特定氣象因子和日變化對城市熱島強(qiáng)度的影響時的第二種觀測結(jié) 果(t////2)與現(xiàn)有觀測技術(shù)所得的城市熱島強(qiáng)度的比較(t////l);
圖6是本發(fā)明同時考慮特定氣象因子和日變化對城市熱島強(qiáng)度的影響時的第三種觀測結(jié) 果(t////2)與現(xiàn)有觀測技術(shù)所得的城市熱島強(qiáng)度的比較(C/H/l)。
具體實(shí)施例方式
以下將結(jié)合附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明所述的技術(shù)方案。
如圖1所示，本發(fā)明所述的城市熱島強(qiáng)度的測量方法，包括以下步驟 (1)特定氣象因子的選取以及觀測收集
在待研究城市設(shè)置觀測站，適時觀測并收集存儲特定的氣象因子，所述特定氣象因子包 含水平總風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、地表溫度、濕度、太陽箱射、云量和穩(wěn)定度。
但是，所述的特定氣象因子不必全部包括。事實(shí)上，這些特定氣象因子中，最重要的影 響因素是水平總風(fēng)速、風(fēng)向和氣溫，即本發(fā)明所述的測量方法中只要考慮這三個特定氣象因子即能夠較為準(zhǔn)確地對城市熱島強(qiáng)度進(jìn)行測量；但除水平總風(fēng)速、風(fēng)向和氣溫這三個特定氣
象因子以外，如果在測量時加以考慮其他特定氣象因子，則能夠不同程度地改善城市熱島強(qiáng) 度的測量結(jié)果。
(2) 特定氣象因子的數(shù)據(jù)分析處理
將第(1)步驟觀測收集到的特定氣象因子輸入數(shù)據(jù)分析處理裝置分析處理。所述的數(shù)據(jù) 分析處理裝置是基于待研究城市的熱島強(qiáng)度 特定氣象因子的多元線性回歸方程建立的利用 待研究城市的歷史氣象觀測資料，通過對歷史熱島強(qiáng)度 特定氣象因子進(jìn)行多元線性回歸，得 到相應(yīng)氣象因子的回歸系數(shù)，從而建立城市熱島強(qiáng)度 特定氣象因子的多元線性回歸方程，進(jìn) 而建立本發(fā)明的數(shù)據(jù)分析處理裝置。
所述的城市熱島強(qiáng)度 特定氣象因子多元線性回歸方程為
[//// = C。+C * w + Cv * v + C7. * T + Cr, * 7; + Ce * e + CA * sinh十C * " + CS6 *
其中，w和v是水平總風(fēng)速t/分解到兩個方向的風(fēng)速，即^ = " (!^)，這里『/)表示風(fēng)向；
I v = C/ sin(『D)
r表示氣溫，K表示地表氣溫，e表示水汽壓，h表示太陽高度角，"表示云量，i &表示總
體理査森數(shù)；cQ、 cu、 cv、 cv、 qs、 ce、 cft、 c;和c^為多元線性回歸系數(shù)，利用待研
究城市的歷史氣象觀測資料，對城市熱島強(qiáng)度 特定氣象因子進(jìn)行多元線性回歸而獲得。
另外，如果本發(fā)明所述的數(shù)據(jù)分析處理裝置還考慮日變化對城市熱島強(qiáng)度的影響，則可 以進(jìn)一步提高測量精度，即此時所述的數(shù)據(jù)分析處理裝置將每日分割為幾個時間區(qū)段，對每 一個時間區(qū)段建立相應(yīng)的城市熱島強(qiáng)度 氣象因子多元線性回歸方程，每個時間區(qū)段內(nèi)所觀測 的特定氣象因子由對應(yīng)的時間區(qū)段內(nèi)的多元線性回歸方程進(jìn)行分析處理，則能夠明顯地改善 預(yù)報結(jié)果，而且分割的時間區(qū)段越多，所得的城市熱島強(qiáng)度越準(zhǔn)確，比如將每日分割為二十 四個時間區(qū)段，以分別進(jìn)行逐時多元線性回歸，則其精度顯然比只將每日簡單地區(qū)分為白天 和黑夜的要高。
(3) 城市熱島強(qiáng)度的測量結(jié)果輸出
將氣象站觀測收集的適時的特定氣象因子輸入數(shù)據(jù)分析處理裝置后，所獲得的輸出結(jié)果 即為該城市的熱島強(qiáng)度。
本發(fā)明所述的城市熱島強(qiáng)度的測量裝置，包括*.數(shù)據(jù)采集模塊，用于對待研究城市特定 氣象因子的適時觀測和收集存儲，所述的特定氣象因子包括風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫地表溫度、濕
度、太陽輻射、云量和穩(wěn)定度；數(shù)據(jù)分析處理模塊，基于待研究城市的城市熱島強(qiáng)度 氣象因
7子多元線性回歸方程建立，用于分析處理氣象因子預(yù)報模塊所預(yù)報的特定氣象因子，所述的 城市熱島強(qiáng)度 氣象因子多元線性回歸方程如下
<formula>formula see original document page 8</formula>
其中，W/是城市熱島強(qiáng)度，"和v是水平總風(fēng)速f/分解到兩個方向的風(fēng)速，即
太陽高度角，"表示云量，及&表示總體理查森數(shù)，c。、 cu、 cv、 cv、 Qi、 ce、 cA、 c;和
c^為多元線性回歸系數(shù)，利用待研究城市的歷史氣象觀測資料，對城市熱島強(qiáng)度 氣象因子 進(jìn)行多元線性回歸而獲得；城市熱島強(qiáng)度輸出模塊，根據(jù)城市熱島強(qiáng)度 氣象因子分析處理模
塊的輸出結(jié)果，即可完成城市熱島強(qiáng)度的適時測量。
另外，以下將運(yùn)用本發(fā)明所述的測量方法對某城市的城市熱島強(qiáng)度逬行測量，且將其與
現(xiàn)有觀測方法所獲得的城市熱島強(qiáng)度進(jìn)行比較分析，其中tz/f/i為現(xiàn)有技術(shù)方案所得的城市熱
島強(qiáng)度，C7/f/2為本發(fā)明所屬的測量方法所得的城市熱島強(qiáng)度。
圖2是本發(fā)明只考慮水平總風(fēng)速、風(fēng)向和溫度這三個特定氣象因子時所得的城市熱島強(qiáng) 度^////2與現(xiàn)有觀測技術(shù)所得的城市熱島強(qiáng)度[////1的比較。利用所建的氣象觀測站，觀測并 收集存儲水平總風(fēng)速、風(fēng)向和溫度這三個特定的氣象因子，輸入數(shù)據(jù)分析處理裝置進(jìn)行分析 處理，從而得到城市熱島強(qiáng)度C////2。由圖可見，兩種方法所得的城市熱島強(qiáng)度有很好的一致 性，若以現(xiàn)有觀測技術(shù)所得的城市熱島強(qiáng)度LW/1為精確值，那么現(xiàn)有技術(shù)所得的城市熱島強(qiáng) 度的平均誤差約為-0.03'C，可以忽略不計，誤差方差約為0.5rc，相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.47;
圖3是本發(fā)明考慮特定氣象因子水平總風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、地表溫度、濕度、太陽輻射、 云量和穩(wěn)定度對城市熱島強(qiáng)度的影響時，所得的城市熱島強(qiáng)度t/F/2與現(xiàn)有觀測技術(shù)所得的城 市熱島強(qiáng)度 7///1的比較。此時氣象觀測站中收集存儲的氣象因子除包含水平總風(fēng)速、風(fēng)向和 溫度外，還包含地表溫度、濕度、太陽輻射、云量和穩(wěn)定度。由圖3可見，與圖2相似，兩 種方法所得的城市熱島強(qiáng)度也具有很好的一致性，其中兩者之間的平均誤差約為-0.05'C，可 以忽略不計，誤差方差約為0.51'C,相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.48;但由于多考慮了地表溫度、濕度、 太陽輻射、云量和穩(wěn)定度這些氣象因子對城市熱島強(qiáng)度的影響，因此本實(shí)施方案與現(xiàn)有技術(shù) 所得的熱島強(qiáng)度的相關(guān)性較實(shí)施方案1與現(xiàn)有技術(shù)所得的熱島強(qiáng)度的相關(guān)性要好一些；
,這里『Z)表示風(fēng)向；r表示氣溫，R表示地表氣溫，e表示水汽壓，//表示
實(shí)施例1
實(shí)施例2實(shí)施例3
圖4是本發(fā)明同時考慮特定氣象因子和日變化對城市熱島強(qiáng)度的影響時的第一種測量結(jié) 果，此時只是將每日簡單地劃分為白天和黑夜兩個時間區(qū)段，針對不同的時間區(qū)段，建立相 應(yīng)的城市熱島強(qiáng)度 特定氣象因子的多元線性回歸方程，從而建立數(shù)據(jù)分析處理裝置。氣象 觀測站中收集存儲的特定氣象因子輸入數(shù)據(jù)分析處理裝置后，根據(jù)氣象數(shù)據(jù)的觀測時間，選 擇不同的多元線性回歸方程進(jìn)行處理，從而得到城市熱島強(qiáng)度W/2。由圖可見，考慮日變化 對城市熱島強(qiáng)度的影響，可以明顯地改善城市熱島強(qiáng)度的測量結(jié)果，此時，平均誤差約為 -0.06°C，可以忽略不計，誤差方差約為0.47'C,相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.54;
實(shí)施例4
圖5是本發(fā)明同時考慮特定氣象因子和日變化對城市熱島強(qiáng)度的影響時的第二種測量結(jié) 果，此時，將每日劃分為四個時間區(qū)段00 05， 06 11, 12 17， 18 23，比較分析圖5 中兩種觀測方法所得的結(jié)果，可以看見考慮日變化對城市熱島強(qiáng)度的影響，將每日劃分為 比較多的時間區(qū)段，可以進(jìn)一步明顯改善城市熱島強(qiáng)度的統(tǒng)計預(yù)報結(jié)果，其中，平均誤差約 為-0.06'C，可以忽略不計，模擬誤差方差約為0.46。C，相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.56。
實(shí)施例5
圖6是本發(fā)明同時考慮特定氣象因子和日變化對城市熱島強(qiáng)度的影響時的第三種測量結(jié) 果，此時，將每日劃分為二十四個時間區(qū)段，即對每小時的城市熱島強(qiáng)度 特定氣象因子都 建立多元線性回歸方程。比較分析圖5中兩種觀測方法所得的結(jié)果，可以看到考慮日變化對 城市熱島強(qiáng)度的影響，將每日劃分為比較多的時間區(qū)段，可以更進(jìn)一步明顯改善城市熱島強(qiáng) 度的統(tǒng)計預(yù)報結(jié)果，其中，平均模擬誤差約為-0.06'C，可以忽略不計，模擬誤差方差約為0.44 'C，相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.62。
通過以上的實(shí)施例可知，本測量方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，不僅可以較為準(zhǔn)確地反映城市熱 島強(qiáng)度，而且還極大地簡化了測量手段，節(jié)約測量成本，有利于氣象科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，另 外，測量時考慮的特定氣象因子越多，則所得的測量結(jié)果更為精確。
權(quán)利要求
1.一種城市熱島強(qiáng)度的測量方法，其特征在于，該測量方法首先通過在待研究城市設(shè)置觀測站以進(jìn)行特定氣象因子的觀測和收集存儲，所述特定氣象因子至少包括水平總風(fēng)速、風(fēng)向和氣溫；接著將收集到的水平總風(fēng)速、風(fēng)向和氣溫三個特定氣象因子輸入數(shù)據(jù)分析處理裝置進(jìn)行分析處理，所述的數(shù)據(jù)分析處理裝置基于待研究城市的城市熱島強(qiáng)度～氣象因子多元線性回歸方程建立，該多元線性回歸方程是利用待研究城市的歷史氣象觀測資料，通過對歷史熱島強(qiáng)度～氣象因子進(jìn)行多元線性回歸，獲得特定氣象因子對應(yīng)的回歸系數(shù)，從而建立多元線性回歸方程；所述數(shù)據(jù)分析處理裝置的輸出結(jié)果即為該待研究城市的城市熱島強(qiáng)度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述城市熱島強(qiáng)度的測量方法，其特征在于，所選取的特定氣象因子包括 水平總風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、地表溫度、濕度、太陽輻射、云量和穩(wěn)定度，且數(shù)據(jù)分析處理 裝置基于建立的城市熱島強(qiáng)度 氣象因子多元線性回歸方程為其中，w和v是水平總風(fēng)速f/分解到兩個方向的風(fēng)速，艮卩]"-"eM(『")，這里j^)表示風(fēng)"=C/si,Z))向；r表示氣溫，7^表示地表氣溫，e表示水汽壓，h表示太陽高度角，"表示云量，/ &表示總體理查森數(shù)；c。、 c;、 c;、 c7,、 c^、 c;、 cA、 c;和c^為多元線性回歸系數(shù)，利用待研究城市的歷史氣象觀測資料，對城市熱島強(qiáng)度 氣象因子進(jìn)行多元線性回歸而獲 得。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述城市熱島強(qiáng)度的測量方法，其特征在于，對城市熱島強(qiáng)度 氣象因子 進(jìn)行線性回歸時還考慮日變化，至少將每閂劃分為白天和黑夜兩個時間區(qū)段，然后分別對 特定時間區(qū)段的城市熱島強(qiáng)度 氣象因子進(jìn)行線性回歸以獲得相應(yīng)時間區(qū)段內(nèi)的各氣象因 子對應(yīng)的回歸系數(shù)，進(jìn)而獲得相應(yīng)時段的多元線性回歸方程。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述城市熱島強(qiáng)度的測量方法，其特征在于，將每日劃分為四個時間區(qū)段 后，分別對城市熱島強(qiáng)度 氣象因子進(jìn)行線性回歸，獲得相應(yīng)時間區(qū)段內(nèi)的各氣象因子對 應(yīng)的回歸系數(shù)，進(jìn)而獲得相應(yīng)時段的城市熱島強(qiáng)度 氣象因子多元線性回歸方程。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述城市熱島強(qiáng)度的測量方法，其特征在于，將每日劃分為二十四個時間 區(qū)段，然后分別對城市熱島強(qiáng)度 氣象因子進(jìn)行線性回歸，獲得相應(yīng)時間區(qū)段內(nèi)的各氣象 因子對應(yīng)的回歸系數(shù)，進(jìn)而獲得相應(yīng)時段的城市熱島強(qiáng)度 氣象因子多元線性回歸方程。
6. —種城市熱島強(qiáng)度的測量裝置，其特征在于，包括數(shù)據(jù)采集模塊，用于對待研究城市進(jìn)行特定氣象因子進(jìn)行觀測以及收集存儲，所述的特定 氣象因子包括風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫地表溫度、濕度、太陽輻射、云量和穩(wěn)定度； 數(shù)據(jù)分析處理模塊，基于待研究城市的城市熱島強(qiáng)度 氣象因子多元線性回歸方程建立， 用于分析處理氣象因子預(yù)報模塊所預(yù)報的特定氣象因子，所述的城市熱島強(qiáng)度 氣象因子 多元線性回歸方程如下<formula>formula see original document page 3</formula>其中，f/Zf/是城市熱島強(qiáng)度，"和v是水平總風(fēng)速f/分解到兩個方向的風(fēng)速，即示太陽高度角，"表示云量，i 6表示總體理查森數(shù)，C。、 Cu、 Cv、 Cy、 C^、 Ce、 Cfc、 Cn和C^為多元線性回歸系數(shù)，利用待研究城市的歷史氣象觀測資料，對城市熱島強(qiáng)度 氣象因子進(jìn)行多元線性回歸而獲得；城市熱島強(qiáng)度輸出模塊，根據(jù)城市熱島強(qiáng)度 氣象因子分析處理模塊的輸出結(jié)果，即可完 成城市熱島強(qiáng)度的測量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述城市熱島強(qiáng)度的測量裝置，其特征在于，所述城市熱島強(qiáng)度 氣象因 子分析處理模塊還根據(jù)日變化對城市熱島強(qiáng)度的影響，至少將每日劃分為白天和黑夜兩個 時間區(qū)段，然后分別對城市熱島強(qiáng)度 氣象因子進(jìn)行線性回歸，從而獲得相應(yīng)時間區(qū)段內(nèi) 的各氣象因子對應(yīng)的回歸系數(shù)，即針對白天和黑夜兩時間區(qū)段分別建立相應(yīng)的城市熱島強(qiáng) 度 氣象因子多元線性回歸方程。這里『z)表示風(fēng)向；r表示氣溫，7i表示地表氣溫，e表示水汽壓，； 表
全文摘要
本發(fā)明涉及一種城市熱島強(qiáng)度的測量方法及其測量裝置，其通過至少考慮水平總風(fēng)速、風(fēng)向和氣溫三個氣象因子對城市熱島強(qiáng)度測量結(jié)果的影響，運(yùn)用待研究城市的歷史觀測資料，以建立數(shù)據(jù)分析處理裝置，同時，通過觀測獲得該待研究城市的水平總風(fēng)速、風(fēng)向和氣溫等特定氣象因子的觀測結(jié)果，從而達(dá)到較為準(zhǔn)確地進(jìn)行城市熱島強(qiáng)度的測量，為氣象研究、大氣科學(xué)的研究提供一定技術(shù)支撐。
文檔編號G01W1/00GK101587195SQ200910033450
公開日2009年11月25日 申請日期2009年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月22日
發(fā)明者劉紅年, 寧 張, 珍 彭, 戎春波, 焱 朱, 朱蓮芳, 鄭秋萍 申請人:南京大學(xué);蘇州市氣象局