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城市形态对城市气温日循环的影响及其能耗效应

城市形态,城市冷岛,城市热岛,气温日循环,建筑能耗,储热

温度日循环是地球气候的基本周期性变化，对人类和自然生态系统都具有重要影响。相较于平均温度而言，对气温日循环的完整分析可以为气候变化提供更多的信息。本研究旨在揭示城市形态对城市气温日循环的影响及其能耗效应。首先，对典型高层紧凑城市香港的气温日循环城乡对比分析发现，香港城区白天存在明显的城市冷岛现象，与绝大多数城市出现热岛存在显著不同。我们进一步在云南昆明石林进行了实地研究，石林中石柱的高度和热物性都跟建筑相似，但没有人为污染和人为热，可以很好地模拟城市形态对城市气候的影响。通过观测发现，高层紧凑石林温度日循环与香港类似，白天存在冷岛现象；而在低层零散石林，”城市”白天和夜间都存在热岛现象，气温24小时循环都比相应“农村区域”高。分析表面，高层紧凑城市中建筑三维表面储热的增加以及通风的降低是白天出现城市冷岛的主要原因。最后，通过全球气象数据分析了不同纬度城市冷岛/热岛与制热/制冷需求间的关系，探究城市形态在不同气候背景下的能耗效应。本研究揭示了通过优化城市形态以设计城市气候并降低能耗的可行性以及潜在路径。