前言

近几个世纪以来，全球人口急剧膨胀，而且有越来越向城市集中的趋势。在城市中道路和建筑物鳞次栉比，参差不齐，形成了特殊性质的下垫面；工商业和交通运输频繁，是大气污染物的源地，在一定程度上改变了大气的组成成分；再加上城市中居民的生产和生活活动大量消耗能源，产生越来越多的人为热、温室气体和人为水汽进入大气。因此，人类活动对气候的影响在城市中表现得最为突出，可以说城市是研究人类活动与气候关系的理想实验室。所以，研究城市气候非常有实际意义，它一方面在论证人类活动与气候变化的关系上有着重要的理论意义，另一方面在城市气候预报、城市规划、城市建筑物设计、环境保护、能源使用、居民保健、城市灾害防御和生态平衡的改善上都有着非常重要的应用价值。

第一章 绪论

第一节 城市气候学的定义、研究对象和任务

一、什么是城市气候

1、城市气候：是在区域气候背景之上，经城市化后，在城市这一特殊的下垫面和人类活动的影响之下形成的一种局地气候。

2、城市化地区的特点

⑴ 它是非农业人口高度密集的区域

据统计世界人口密度平均为每平方公里28人，而城市人口每平方公里却有数百人乃至数万人。

⑵ 它是高强度的经济活动区

城市交通发达，工业生产、商品流通和消费水平很高，使得生产资料、生活资料和能源使用都高度集中，高速运转，是人类高强度经济活动的所在，使城市环境发生了巨大的改变。 ⑶ 它具有特殊的下垫面 坚硬密实、干燥不透水

城市中人工建筑物、构筑物高度集中，以坚硬密实、干燥而不透水的建筑材料代替了原来疏松和植物覆盖的土壤或空旷的荒地。道路纵横交错，建筑物参差不齐，使城市的轮廓忽升忽降。这种“人为的立体下垫面”无论在物质构成上还是几何形状上都与郊区大不相同。下垫面是气候形成的重要因素，它与空气间存在着复杂的物质交换和能量交换，又是下层空气运动的边界面。它对空气的温度、湿度、风速、风向等都有很大的影响，这是导致城市气候与郊区不同的重要原因之一。

同时城市用地由于使用目的不同，又可分为不同的类型，各种用地的功能不同，其下垫面性质也相应地有很大差异，这是造成城市内部气候区域差异的主要原因之一。

⑷ 它是污染物、人为热、人为水汽的大量释放区

⑸ 城市的供水、排水方式与自然地表截然不同，从而影响其与大气的热量和水分的交换。

二、城市气候的研究范围

1、城市覆盖层：城市建筑物屋顶以下至地面，属于“小尺度”气候，还可细分为建筑物气候、城市街道峡谷气候、住宅区气候、工业区气候、商业区气候等

2、城市边界层：城市建筑物屋顶向上至积云中部高度，上限高度因天气条件而异，白昼和夜晚也不同，属于“中尺度”气候

3、城市尾羽层：城市的下风方向郊区边界层以上至积云中间高度

4、乡村边界层：在城市尾羽层下

城市气候学的研究对象就是包括这几层在内的局地气候。

三、城市气候学的研究任务

㈠ 城市气候观测