本發(fā)明屬于環(huán)境氣象與生態(tài)保護(hù)科學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種城市環(huán)境氣溫效應(yīng)分析的資料整理方法。

背景技術(shù)：

1、城市建筑用地會(huì)引起“城市熱島”現(xiàn)象，即“增溫效應(yīng)”；而植被、水體在白天具有明顯的“降溫效應(yīng)”，因此會(huì)對(duì)城市熱島有一定的緩解作用。近年來，關(guān)于城市熱島的研究比較多，但不同局地環(huán)境的氣溫效應(yīng)特征研究尚不多見，尤其是在城市化環(huán)境下，建筑、植被、水體不同下墊面配比情況下，局地環(huán)境的氣溫效應(yīng)特征如何，目前都沒有相關(guān)報(bào)道。

2、近年來，氣象、環(huán)境、生態(tài)、水文等領(lǐng)域自動(dòng)氣象站的加密布設(shè)，為研究局地環(huán)境的氣溫效應(yīng)特征提供了重要基礎(chǔ)。常規(guī)氣象站（常規(guī)站）設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)的“氣象觀測(cè)場(chǎng)”內(nèi)，“氣象觀測(cè)場(chǎng)”有嚴(yán)格的場(chǎng)地設(shè)置規(guī)范要求，是受人工干預(yù)最小的設(shè)站環(huán)境，其氣溫觀測(cè)值代表了標(biāo)準(zhǔn)觀測(cè)環(huán)境下的氣象背景場(chǎng)的基本情況。加密自動(dòng)氣象站（加密站）的設(shè)站環(huán)境不同于常規(guī)氣象站，其設(shè)站環(huán)境復(fù)雜多樣，這一特點(diǎn)恰好可以用來體現(xiàn)不同局地環(huán)境的氣溫效應(yīng)特征。因此，如何有效利用常規(guī)站與加密站建站環(huán)境不同的特質(zhì)，將二者觀測(cè)資料有機(jī)結(jié)合，進(jìn)而評(píng)定局地環(huán)境的氣溫效應(yīng)特征，對(duì)城市規(guī)劃建設(shè)具有重要現(xiàn)實(shí)意義。在城市局地環(huán)境氣溫效應(yīng)研究中，缺少相應(yīng)的規(guī)范與有效的資料分析方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種城市局地環(huán)境氣溫效應(yīng)特征分析方法，為城市局地環(huán)境氣溫效應(yīng)研究與城市規(guī)劃建設(shè)提供參考。

2、技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種城市局地環(huán)境氣溫效應(yīng)特征分析方法，包括以下步驟：

3、步驟s1，氣溫?cái)?shù)據(jù)準(zhǔn)備：獲取研究區(qū)域一年以上觀測(cè)序列的常規(guī)站和加密站逐日逐時(shí)的氣溫觀測(cè)資料，并剔除氣溫觀測(cè)資料中的歧義值數(shù)據(jù)；

4、步驟s2，建立常規(guī)站泰森多邊形：將研究區(qū)域內(nèi)的常規(guī)站作為基準(zhǔn)站，并建立研究區(qū)域內(nèi)常規(guī)站泰森多邊形，從而確認(rèn)每個(gè)常規(guī)站泰森多邊覆蓋范圍，并將該常規(guī)站作為覆蓋范圍內(nèi)的加密站的基準(zhǔn)站；

5、步驟s3，氣溫效應(yīng)強(qiáng)度計(jì)算：通過下式計(jì)算獲得每個(gè)加密站每日逐時(shí)氣溫效應(yīng)強(qiáng)度，并剔除氣溫效應(yīng)強(qiáng)度歧義值數(shù)據(jù)；

6、（1）

7、式中，δt表示加密站的氣溫效應(yīng)強(qiáng)度，t表示加密站的氣溫，tjz表示對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)站氣溫；

8、步驟s4，逐時(shí)氣溫效應(yīng)定性判定：計(jì)算研究區(qū)域所有加密站逐時(shí)氣溫效應(yīng)強(qiáng)度全部樣本的總體標(biāo)準(zhǔn)差，并根據(jù)下式對(duì)逐時(shí)氣溫效應(yīng)進(jìn)行判定：

9、（2）

10、式中，δt表示每個(gè)加密站每日逐時(shí)氣溫效應(yīng)強(qiáng)度；0，1，2分別對(duì)應(yīng)正常、增溫效應(yīng)、降溫效應(yīng)；

11、步驟s5，不同時(shí)段的氣溫效應(yīng)定性判定：根據(jù)以下規(guī)則對(duì)每日的白天時(shí)段和夜晚時(shí)段分別進(jìn)行氣溫效應(yīng)定性歸類，從而得到每個(gè)加密站每日每個(gè)時(shí)段的氣溫效應(yīng)定性結(jié)果：

12、（1）若一個(gè)時(shí)段內(nèi)，僅有一種氣溫效應(yīng)的連續(xù)時(shí)長(zhǎng)超過三小時(shí)及以上，則將該氣溫效應(yīng)歸為該時(shí)段的氣溫效應(yīng)；

13、（2）若一個(gè)時(shí)段內(nèi)，有多種氣溫效應(yīng)連續(xù)三小時(shí)及以上，或者不存在連續(xù)三小時(shí)的情況時(shí)，則該時(shí)段的氣溫效應(yīng)以累計(jì)小時(shí)數(shù)最多的那種氣溫效應(yīng)歸類；

14、（3）若在（2）的條件下，且存在至少兩種以上累計(jì)時(shí)長(zhǎng)相同的氣溫效應(yīng)，則將該時(shí)段歸類為“非典型”；

15、步驟s6，加密站氣溫效應(yīng)特征統(tǒng)計(jì)：在研究時(shí)段內(nèi)，統(tǒng)計(jì)加密站各種氣溫效應(yīng)的占比情況，結(jié)合土地利用數(shù)據(jù)或遙感影像數(shù)據(jù)，以加密站為中心，對(duì)加密站周邊一定范圍內(nèi)的植被、水體、建筑下墊面占比情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)評(píng)定，從而判定加密站環(huán)境特征與其氣溫效應(yīng)特征的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

16、進(jìn)一步的，步驟s1中所述氣溫觀測(cè)資料中的氣溫?cái)?shù)據(jù)滿足以下條件時(shí)，判定為歧義值數(shù)據(jù)并予以篩除，

17、（3）

18、式中，x表示氣溫觀測(cè)資料中的氣溫?cái)?shù)據(jù)，μ表示氣溫?cái)?shù)據(jù)的均值，σ表示氣溫?cái)?shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差。

19、進(jìn)一步的，步驟s3中所述氣溫效應(yīng)強(qiáng)度滿足以下條件時(shí)，判定為歧義值數(shù)據(jù)并予以刪除，

20、（4）

21、式中，δt表示加密站的氣溫效應(yīng)強(qiáng)度，μδ表示加密站氣溫效應(yīng)強(qiáng)度的均值，σδ表示加密站氣溫效應(yīng)強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差。

22、進(jìn)一步的，步驟s5所述白天時(shí)段和夜晚時(shí)段，以北京時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)，白天時(shí)段為（8:00-20:00]，夜晚時(shí)段為（20:00?-?8:00]。以此為基礎(chǔ)，將一天24小時(shí)分為白天、夜晚兩個(gè)時(shí)段，每個(gè)時(shí)段12小時(shí)。

23、進(jìn)一步的，步驟s6中所述加密站周邊一定范圍，具體范圍值是100-3000m。

24、有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明用常規(guī)氣象站（常規(guī)站）代表基準(zhǔn)站，加密自動(dòng)氣象站（加密站）代表具體環(huán)境站，依據(jù)泰森多邊形判定基準(zhǔn)站代表范圍，通過比對(duì)加密站與基準(zhǔn)站氣溫，判定局地環(huán)境氣溫效應(yīng)特征。資料整理內(nèi)容涉及初始資料質(zhì)量控制、氣溫效應(yīng)強(qiáng)度計(jì)算與歧義值篩查、統(tǒng)計(jì)時(shí)段確定等，該成果可為局地環(huán)境氣溫效應(yīng)研究與城市規(guī)劃建設(shè)等提供參考。

技術(shù)特征：

1.一種城市局地環(huán)境氣溫效應(yīng)特征分析方法，其特征在于包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述城市局地環(huán)境氣溫效應(yīng)特征分析方法，其特征在于：步驟s1中所述氣溫觀測(cè)資料中的氣溫?cái)?shù)據(jù)滿足以下條件時(shí)，判定為歧義值數(shù)據(jù)并予以篩除，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述城市局地環(huán)境氣溫效應(yīng)特征分析方法，其特征在于：步驟s3中所述氣溫效應(yīng)強(qiáng)度滿足以下條件時(shí)，判定為歧義值數(shù)據(jù)并予以刪除，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述城市局地環(huán)境氣溫效應(yīng)特征分析方法，其特征在于：步驟s5所述白天時(shí)段和夜晚時(shí)段，以北京時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)，白天時(shí)段為（8:00-20:00]，夜晚時(shí)段為（20:00?-8:00]。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述城市局地環(huán)境氣溫效應(yīng)特征分析方法，其特征在于：步驟s6中所述加密站周邊一定范圍，具體范圍值是100-3000m。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種城市局地環(huán)境氣溫效應(yīng)特征分析方法，用常規(guī)氣象站代表基準(zhǔn)站，加密自動(dòng)氣象站代表具體環(huán)境站，依據(jù)泰森多邊形判定基準(zhǔn)站代表范圍，通過比對(duì)加密站與基準(zhǔn)站氣溫，判定局地環(huán)境氣溫效應(yīng)特征。本發(fā)明氣溫觀測(cè)資料數(shù)據(jù)處理包括：初始資料質(zhì)量控制、氣溫效應(yīng)強(qiáng)度計(jì)算與歧義值篩查、統(tǒng)計(jì)時(shí)段確定等，該成果可為局地環(huán)境氣溫效應(yīng)研究與城市規(guī)劃建設(shè)等提供參考。

技術(shù)研發(fā)人員：曾燕,邱新法,謝志清,陳兵,林依寧,薛順奎,劉凱,王珂清,許金萍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京氣象科技創(chuàng)新研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30