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不同热浪事件下的大气热环境对未来城市扩张的响应

城市扩张,热浪事件,大气热环境,WRF-UCM

城市的快速扩张会通过改变地表能量平衡进而对大气热环境产生深远的影响，但是在不同的高温背景下，区域大气热环境对未来城市扩张的响应有何异同还有待商榷。本研究以中国合肥为例，采用单层城市冠层模型WRF-UCM，探讨了在2017-2019年7月期间发生的两次最严重的热浪事件中（事件1发生在2017.7.22-2017.7.27，事件2发生在2019.7.25-2019.7.30），未来（2050年）城市扩张对区域大气热环境产生的潜在影响，并与平均变化情景作对比。研究发现，扩张区域的日均2 m气温在平均态、事件1和事件2下的增幅分别为1.38 ℃、1.81 ℃和1.18 ℃，即事件1下的近地层气温呈现出城市扩张与高温热浪的协同作用，而事件2则相反，这是因为事件2时，合肥地区位于西太平洋副热带高压西北部边缘，此时不稳定的大气层结容易导致热量的散失。未来城市扩张对城市热岛强度（Urban Heat Island Intensity, UHII）的影响在晚上更为显著，会导致平均态、事件1和事件2下的UHII在晚上分别增加0.23 ℃、0.32 ℃和0.14 ℃，即相较于平均态和事件2，事件1下的UHII不仅在扩张前更大，且其随着未来城市扩张产生的增幅也更大。事件2的不舒适小时数在扩张前后均比事件1高，这与该事件高温高湿的天气背景有关。未来扩张区域的不舒适小时数在平均态、事件1和事件2下可分别增加2.5 h/d、3.9 h/d和2.0 h/d。