城市热岛与空气污染物特性分析及其影响参数研究

【摘要】摘要：近年来,随着城市化进程的加快,城市环境污染日益严重。城市空气污染物可以进入人的呼吸系统对人体健康造成负面健康效应,并且影响城市微环境气候和能见度。城市热岛效应进一步造成城市空气中污染物的累积,并引发许多疾病。恶劣的城市空气质量不仅影响了人们正常的生活和工作,而且成为城市发展的制约因素。因此,研究城市环境问题,对于提高人们的生活质量,促进城市可持续发展具有重要的意义。鉴于此,本文的研究工作主要包括以下几个方面：研究分析了长沙市热岛强度的分布规律,结果表明：最大小时热岛强度多发生在晚间。城市不同区域点的热岛强度在晚间差异大,白天差异小,但最大热岛强度分布规律基本一致。风速及风向对热岛强度大小及空间分布影响显著。与风向平行的区域,不同地点的热岛强度差值随风速的增大而减少,而与风向垂直的区域,不同地点的热岛强度差值与风速的变化无关。颗粒物浓度的统计分析及预测模型研究结果表明：在寒冷季节其浓度比暖和季节浓度高,长沙PM10天平均浓度大多发生在50μg/m3至150μ∥m3之间；春夏季节工作日的平均浓度略高于周末平均浓度,秋季两者基本一致,冬季周末平均浓度明显高于工作日,工作日的小时平均浓度略大于周末小时平均浓度；PM10天平均浓度越低,浓度的小时变化曲线双峰趋势越明显,说明颗粒物浓度越低,交通源的贡献越大,反之亦然。提出两种提高颗粒物浓度预测精度的方法。一种为加入热岛强度作为自变量；二为根据自变量与颗粒物浓度的正负相关性对白变量参数进行选取。污染物扩散模型研究表明,不同大气稳定状态条件下污染物的扩散程度差异显著,不同高度的污染物浓度分布趋势存在很大差别,地面一直呈下降趋势,近地面处污染物浓度先升高而后下降,存在一个浓度峰值。研究了在不同气象条件下热岛强度与颗粒物浓度的相互关系。结果表明：热岛强度与颗粒物浓度在四季都呈现为显著正相关,颗粒物浓度越大则两者呈现的相关性越好。不同温度和相对湿度条件下,热岛强度和颗粒物浓度相关性变化规律一致,高温高湿和低温低湿时两者的相关性比处于中温中湿时相关性好。理论模型研究表明热岛对污染物的扩散影响显著,热岛效应对远离热岛中心处起到增大污染物浓度作用,在中心附件地带热岛效应反而具有降低污染物浓度作用。提出了从天气系统、大气边界层和单一气象参数等不同尺度参数相结合的方法来研究气象条件对热岛强度和污染物浓度的影响。单一参数影响分析结果表明风速与相对湿度影响比其他气象参数影响大。中尺度范围,天气系统与大气边界层的动力学特征对热岛强度与污染物浓度影响明显。反气旋、高压脊等高压天气系统中,污染物浓度高,热岛强度大；气旋、冷锋等天气系统中,不易形成高污染和强热岛事件。大气边界层的稳定状态对污染物和热量的扩散具有十分重要的作用,大气边界层处于不稳定状态,即内部的风速大、逆温现象少、混合层高,十分有利于污染物和热量的扩散,此种条件下城市空气质量好；当大气边界层处于风速小、逆温显著、混合层低的稳定状态下时,高污染、强热岛等事件容易发生。图84幅,表37个,参考
【作者】贺广兴；
【导师】邓启红；
【作者基本信息】中南大学，土木工程，2014，博士
【关键词】城市环境；大气颗粒物；城市热岛；天气系统；气象参数；大气边界层；

【参考文献】
[1]李清涛.珠三角地区商业银行电子商务发展问题研究[D].东北师范大学,金融学,2012,硕士.
[2]彭华.CRH动车轮对超声相控阵全矩阵成像技术研究[D].西南交通大学,光学工程,2014,硕士.
[3]陈甘明.樟树遗传转化体系的优化及抗寒基因的转化[D].华中农业大学,园林植物与观赏园艺,2014,硕士.
[4]王立永.细胞内维生素C的荧光探针的设计合成及动态可视化分析[D].山东师范大学,分析化学,2013,硕士.
[5]陈丽芳.《走向未来》丛书出版研究[D].西南交通大学,传播学,2013,硕士.
[6]艾小川,陈建华,陈华,张四兰.高次高斯和均值的精确计算公式[J].数学杂志.
[7]韩蕙心.基于CTCS-3的地面设备仿真研究[D].西南交通大学,电力电子与电力传动,2013,硕士.
[8]刘雷.中轨卫星信道模拟器的研究及实现方案[D].西安电子科技大学,通信与信息系统,2012,硕士.
[9]张洪宾.多组分纱线拉伸性能的研究[D].青岛大学,纺织工程,2013,硕士.
[10]费运丰.向列相液晶中强非局域空间光孤子[D].哈尔滨工业大学,光学,2014,硕士.
[11]王昌.端村音乐会研究[D].河北大学,艺术学,2014,硕士.
[12]薛鹏飞.多传感器目标特征提取方法研究[D].沈阳理工大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[13]豆飞飞.基于Sketch的数据流频繁项集挖掘研究[D].西安电子科技大学,计算机应用,2012,硕士.
[14]王磊.基于B/S架构的建筑能耗监测管理系统的设计与实现[D].山东大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[15]廉晨龙.基于DSP的新型交流伺服控制系统研究[D].浙江大学,2004.
[16]杨囡.企业STI/DUI学习对技术创新绩效影响[D].浙江理工大学,管理科学与工程,2013,硕士.
[17]王景锋.A型流感病毒RNA节段特异性非编码区在病毒复制中的作用研究[D].北京协和医学院,病原生物学,2014,博士.
[18]白晓波.建立统一规范灵活的昆明人力资源市场对策研究[D].云南大学,公共管理,2012,硕士.
[19]李坤.两亲性氟硅接枝共聚物的溶液胶束化行为[D].浙江理工大学,纺织化学与染整工程,2013,硕士.
[20]王彪.超精密机床误差补偿技术和切削性能研究[D].哈尔滨工业大学,机械工程,2013,硕士.
[21]黄珏.论我国网络隐私权的法律保护[D].安徽大学,法律,2014,硕士.
[22]施建军.合欢皮总皂苷提取工艺路线的优化和质量标准的初定[D].江南大学,微生物与生化药学,2012,硕士.
[23]刘维慧.碳纳米管吸附海水中氯化盐的理论计算研究[D].中国海洋大学,2014.
[24]赵美娜.利用细胞表面展示系统改造大肠杆菌利用木聚糖[D].天津大学,制药工程,2013,硕士.
[25]戚永武.基于DSP的电动汽车用开关磁阻电机控制系统开发[D].合肥工业大学,车辆工程,2013,硕士.
[26]刘雪姣.我国农村休闲体育开发研究[D].华中师范大学,体育人文社会学,2013,硕士.
[27]姜莲君.中国中小企业海外上市动因、现状和对策研究[D].上海交通大学,工商管理,2013,硕士.
[28]张亮亮.论我国小额诉讼程序之完善[D].暨南大学,民商法,2013,硕士.
[29]张瑞杰.专利循环诉讼研究[D].西南政法大学,知识产权法学（专业学位）,2012,硕士.
[30]韩鲁.有机锡Schiff碱衍生物的合成表征及性质研究[D].曲阜师范大学,有机化学,2013,硕士.
[31]徐文恭.图形用户界面外观设计保护制度研究[D].四川省社会科学院,法律（专业学位）,2014,硕士.
[32]王贶煜.基于收益管理的客运专线差别定价和存量控制研究[D].西南交通大学,交通运输规划与管理,2013,硕士.
[33]邓光睿.新型张弦结构张拉及静力性能试验研究[D].西安建筑科技大学,建筑与土木工程,2013,硕士.
[34]谷焕娜.基于双目视觉的农田作物三维信息获取[D].内蒙古大学,计算机科学与技术,2013,硕士.
[35]郭晓君,刘思峰,方志耕,周伟杰.灰色GM(1,1,t~α)模型与自忆性原理的耦合及应用[J].控制与决策,2014,08:1447-1452.
[36]李文芳.调节匹配对网络购物中消费者感知价值及态度的影响研究[D].中国矿业大学,企业管理,2014,硕士.
[37]具隆会.关于《周易》哲理与《内经》思维几点认识[D].中国社会科学院研究生院,中国古代思想史,2003,硕士.
[38]豆龙.地下潜孔钻机智能炮孔定位技术研究[D].长沙矿山研究院,机械设计及理论,2013,硕士.
[39]王健.座舱环境下热舒适性别差异的实验研究[D].重庆大学,供热、供燃气、通风及空调工程,2014,硕士.
[40]王礼信,周俊荣.关于MRASLandau设计方法的一个注记[J].自动化学报,1987,03:229-231.
[41]刘希照.货币替代与货币跨境流通研究[D].东北师范大学,金融学,2014,博士.
[42]承志荣.江苏省水土保持区划研究[D].南京农业大学,生态学,2013,硕士.
[43]施学骄.酸橙果实不同采收期化学成分动态变化及枳实、枳壳药材质量评价研究[D].成都中医药大学,药物化学,2012,硕士.
[44]季亚娟,王醒宇.国内外大学生阅读情况比较及高校图书馆阅读教育与推广的反思[J].图书馆杂志,2014,08:65-69+52.
[45]路意.基于小波变换的视频对象编码[D].大连理工大学,信号与信息处理,2004,硕士.
[46]石璐.浅析基金份额持有人对基金管理人不当行为的监督机制[D].华东政法大学,民商法学,2012,硕士.
[47]陈华茂.S公司电动工具附件新供应商的选择研究[D].华南理工大学,项目管理,2012,硕士.
[48]付臻.小说《宠儿》中前景化技术运用及效果探析[D].河北师范大学,英美文学,2014,硕士.
[49]冯卓津.城市有轨电车发展前景[J].城市公共交通.2002(03)
[50]权伟.基于联想记忆神经网络的纳税预警研究[D].西安电子科技大学,计算机技术,2011,硕士.