4.2 城市热岛及灰霾的观测与分析

城市热岛的观测研究主要有三种方法，即城市和郊区的定点观测、线路（走航）观测和遥感观测。定点观测即在城区和郊区布点同时进行连续的气温测量，可以得到连续的热岛时间变化特征，定点观测如果观测点较少，则其空间代表性就比较差；通过线路观测的方法可以在一定程度上弥补这一缺点，但是定点观测与线路观测之间又存在观测时间不同步的问题，可比性受到一定的影响。遥感观测以其资料的同步性、点位的密集性以及均匀性克服了常规方法的弱点，得到了广泛的应用。遥感在城市热岛研究中的应用主要表现在三个方面：城市热岛的形态与结构、过程与变化、机制与模拟。目前主要的遥感手段有航空遥感和卫星遥感两种，航空遥感方法有较大范围观测数据，时间和空间上的可比性及代表性都优于常规方法，但费用大，难以实施。而卫星遥感具有观测时相多，观测范围广，能长期连续观测，资料同步性好，观测值密度大，均匀性好，图像显示直观，易于分析等特点。但遥感方法研究城市热岛也有一定缺点，因为遥感资料只能得到地面亮温或地温，而不能反演得到地面气温值，这就使遥感资料和定点观测资料的比较存在许多困难。这是目前还没有解决的难点。目前利用遥感研究城市热岛效应空间特征较多，但大多是直接利用亮温进行分析，利用亮温得出的地表城市热岛强度会比气温城市热岛强度大得多。

苏州市是长三角重要城市，也是国家首批生态园林城市，对城市热岛和空气污染尤为关注。这里，利用苏州市气象局的气象资料及大气化学成分资料对苏州热岛特征和灰霾特征进行分析。

4.2.1 资料来源和处理

（1）常规气象观测资料

本节利用的资料来自苏州地区20个自动气象站2005年和2006年夏季（6，7，8月）逐时观测资料以及6个常规气象站2004，2005和2006年三年夏季（6，7，8月）逐时观测资料。经过自动站和常规站观测的平均气温比较，这两种资料由观测仪器造成的误差很小，在观测仪器精度范围内，所以认为这两种资料没有系统差别。在用这些数据分析前做了资料的质量控制，除去明显异常值及缺测值以及一些无效值（主要是那些一天中只有几个观测值的数据）。由于有些观测站的资料缺失，所以做热岛分析时只能选取有观测资料的观测站进行分析。站点分布如图4.2.1。

（2）卫星资料

所使用的卫星资料为Landsat5 资源卫星观测的反演资料。Landsat系列卫星由美国NASA的陆地卫星计划（1975年前称为“地球资源技术卫星——ERTS”）发射，从1972年7月23日以来，已发射7颗。陆地卫星的轨道设计为与太阳同步的近极地圆形轨道，以确保北半球中纬度地区获得中等太阳高度角（25°～30°）的上午成像，而且卫星以同一地方时、同一方向通过同一地点，保证了遥感观测条件的基本一致，利于图像对比。Landsat5 的轨道高度为705 km，轨道倾角为98.2°，卫星由北向南运行，地球自西向东旋转，卫星每天绕地球14.5圈，每天在赤道西移2752 km，每16天重复覆盖一次，穿过赤道的地方时为9点45分，覆盖地球范围北纬81°到南纬81.5°。卫星经过苏州地区的当地时为10点30分。在本部分中我们用到的卫星反演结果为苏州地区的陆地利用类型资料以及2004年7月26日和2006年8月1日的地温观测资料，其分辨率为25 m×25 m。

（3）化学成分观测资料

苏州市气象局大气成分观测站位于苏州市区内的苏州市气象局大楼顶部（经度120.63°，纬度31.27°），采样点属于苏州市行政办公区，周围无明显大气污染源，视野比较开阔，监测数据能很好地代表苏州城市区域大气污染水平及其气象状况。监测项目有PM ₁₀ 、PM _2.5 、黑碳、SO _2、 NO _2、 O ₃ 、CO、散射系数以及气象要素气温、气压、相对湿度、风速、风向、能见度等。

能见度测量采用的是VAISACA公司的visibility sensor PWD 10/20 型能见度仪，测量范围为0.01～20 km；PM ₁₀ 和PM ₂ .5的监测采用Thermo Scientific公司的TEOM 1405-DF环境粒子监测仪，该仪器采用先进的真实微量称重技术，使用采样接口，同时在线测量PM ₁₀ 、PM _2.5 的浓度，测量范围为0～10 ⁶ μg·m ^-3 ，测量精度为0.1 μg·m ^-3 ；散射系数采用澳大利亚Ecotech公司的Aurora-1000积分式浊度仪测量，测量范围为0.25～2000 Mm ^-1 ，其原理是利用一个漫射光源从侧向照射测量腔体，腔内的颗粒物和气体对入射光产生散射，在光源和检测器之间用光阑阻隔直射光线，使得只有颗粒物和气体产生的散射光可以到达检测器；黑碳的监测采用美国MAGEE科技公司研制和生产的AethalometerTM黑碳仪，该仪器利用黑碳气溶胶对光的吸收特性进行测量，采用透光均匀的石英纤维膜采集样品，可同时在紫外、可见光和近红外的7个波长上（370，470，520，590，660，880，950 nm）对大气黑碳气溶胶进行长期监测，本节采用是880 nm波长的测量数据，测量精度为0.1 μg·m ^-3 。

在所有监测项目中，PM ₁₀ 、PM _2.5 和黑碳每5 分钟记录一次数据，散射系数每分钟记录1次数据，对监测数据进行质量控制后，计算得到各监测项目的小时平均值。相对湿度是气象自动站观测资料，每小时记录1次数据，能见度监测也是每小时记录1次数据。

4.2.2 苏州夏季城市热岛特征分析

（1）苏州夏季城市热岛的空间分布

利用苏州地区26个气象站的观测资料可以了解苏州地区夏季的城市热岛空间分布。

图4.2.2是2005年和2006年夏季（6、7、8月）月平均气温分布图。夏季，气温高值中心出现在胥口海事所、吴中、相城一带，以及平望中学和吴江庙港等地。2005 年，6，7，8 月份的月均气温高值约为28.1，29.5，28.1 ℃。2006 年，6，7，8 月份的月均气温高值约为26.4，29.5，30.4 ℃。位于郊区的西山林屋洞、东山、新区镇湖镇、刘家港镇、常熟徐六泾等测站气温相对较低。总体而言，苏州地区的老城区和新兴工业区的气温一般比郊区的气温要高，呈现出城市热岛的明显特征。

（2）苏州城市热岛强度

选择干将桥、市实小、相门桥、长桥、娄葑小学和吴中6个站点作为典型的城市观测站，黄埭、望虞河水闸、新区镇湖镇和东山作为典型的郊区观测站。将城区6站的平均气温与郊区4站的平均气温差定义为城市热岛强度。上述站点中除了吴中、东山两个常规观测站外，其余站点为自动观测站。对常规观测站仪器和自动观测站仪器得到的观测数据进行了对比试验，两者之差在仪器误差范围之内。所有站点的仪器、观测程序（自动）和资料采集均按国家气象部门要求实施。统计得到2005和2006年夏季平均的城市热岛强度如表4.2.1所示。

由表4.2.1可见，无论是城区还是郊区，都是7月份平均气温最高，城市热岛强度也是7月份最大，为1.03 ℃。6月份平均气温最低，热岛强度最小，为0.35 ℃。8 月份平均气温和热岛强度介于6，7月之间。夏季平均热岛强度为0.74 ℃。

（3）苏州城市热岛强度的日变化和年代际变化

利用2007年夏季6—8月份资料统计了苏州城市热岛强度的平均日变化特征（图4.2.3）。

苏州城区热岛强度白天明显大于夜间，一天中热岛强度呈双峰分布（图4.2.3）。最高峰值出现在9—10时，次峰值出现在20—21时。最低值出现在16时左右。可见城区温度不但白天高于郊区；日落以后，城区因建筑物密集散热不易，加之空气中二氧化碳等温室气体和悬浮颗粒物都高于郊区，又有人为热排放，造成夜晚城区气温也比郊区气温高。这两个峰值的出现和人为热的排放有密切关系。8—9 时是上班高峰期，交通运输等排放了大量的汽车尾气，伴随汽车尾气的排放，人为热也被释放到空气中来。在人为热的作用下，城市在上午交通高峰期出现了城市热岛强度的峰值。从10时以后，空气层结较不稳定，上下对流加强。同时，由于水平风速日变化，城区与郊区间大气的混合作用亦加强。因此，城市热岛强度减小，在16时达到最低值。从而使得城区气温下降速度比郊区小，而夜晚峰值主要是因城、郊降温率不同而引起的，在20—21时出现了热岛强度的次高峰。深夜期间城市人为热的排放量减小，城、郊下垫面的温差亦减小，热岛强度又有所减弱。

在分析苏州城市热岛强度的历史变化时，由于缺少城市站的历史数据，选择将苏州站作为城区站；昆山、吴江和常熟作为郊区站，取这3站的平均温度代表郊区温度。图4.2.4是年平均热岛强度的年际变化，由图可知苏州地区总体热岛强度不大，在0.05 ℃～0.37 ℃之间变化，且呈上升趋势，上升幅度约0.0475 ℃/10 年。对热岛强度做11 年滑动平均后得到的曲线可知，在20世纪80年代末以前热岛强度一直增强，80 年代末开始有小幅下降趋势，到90年代中期又开始增强。这可能是因为随着改革开放，周边地区也开始发展，尽管苏州城区及其郊区气温在过去近40年中都是上升的（图略），但是周边地区的加速发展导致城、郊气温差减小或者增大趋势减缓。

（4）利用卫星遥感资料对苏州城市热岛的分析

图4.2.5 ～图4.2.8为利用分辨率为25 m×25 m的Landsat5资源卫星反演的2004年7月26日和2006年8月1日的地温观测资料得到的城市剖面地温分布。

这两次卫星观测的地温资料所作的苏州市地温距平的南北和东西向分布的剖面图。剖面经过点为吴中市气象站所在位置。通过南北和东西的剖面图也可以看出在经济发达，人口密集的区会出现地表温度的高值区。同时也可以发现在城市中的水域上会出现较大的地表温度的负距平，也就是城市中的水域仍是地温的低值区，说明城市中水体可以较明显地减弱城市热岛。这与前人的研究结果和人们的经验也是一致的。

4.2.3 苏州灰霾特征分析

利用2010年1 月1 日至2013 年12 月31 日苏州市气象局大气成分观测站的PM ₁₀ 、PM _2.5 、散射系数、能见度资料和相对湿度等小时观测资料，分析苏州市灰霾特征。

2010—2013年共计35064 h，其中共有4453 h至少缺测1种或多种资料，因此去除这些资料，全部资料齐全的有效小时数为30611 h。

参照《中华人民共和国气象行业标准：霾的观测和预报等级（QX/ T 113-2010）》，对霾的判识条件是：能见度小于10 km，排除降水、沙尘暴、扬沙、浮尘、烟幕、吹雪、雪暴等天气现象造成的视程障碍。相对湿度小于80％，判识为霾；相对湿度80％～95％时，按照地面观测规范规定的描述或大气成分指标进一步判识（“标准”中规定了霾的3种大气成分指标，PM _{2 .5} 浓度限值为75 μg·m ^-3 ，PM _{1 .0} 浓度限值为65 μg·m ^-3 ，气溶胶散射系数与气溶胶吸收系数之和的限值为480 Mm ^-1 ）。按照能见度的高低将灰霾天气分为4个等级，分别为重度灰霾（能见度小于2 km）、中度灰霾（能见度在2～3 km之间）、轻度灰霾（能见度在3～5 km之间）和轻微灰霾（能见度在5～10 km之间）。

（1）小时灰霾频率

在总有效观测小时30611 h中，灰霾小时数为9395 h，出现频率为30.7％，相当于苏州有大约1/3的时间处于灰霾控制之中，其中各等级灰霾频率见表4.2.2。总体而言，苏州灰霾的等级并不高，轻微灰霾出现频率最高，为18.4％，中度和重度灰霾出现频率仅为2.8％和2.2％。将相对湿度低于80％的灰霾定义为“干霾”，将相对湿度在80％～95％之间的灰霾定义为“湿霾”，干霾受高湿度条件下的气溶胶吸湿性增长的影响较小，而湿霾则受到高相对湿度的显著影响。苏州灰霾以干霾为主，频率为26.3％，占灰霾小时数的85.6％，湿霾频率为4.4％，占灰霾小时数的14.4％。在共计9395h的灰霾中，轻微、轻度、中度和重度灰霾的比例分别为60.1％，23.8％，9.1％和7.0％。

图4.2.9是4年期间月均灰霾频率的变化，除2013 年12 月以外，总体上灰霾频率呈下降趋势，但2013年12月，中国东部尤其长江三角洲地区发生大范围长时间灰霾现象，苏州灰霾频率达82.3％。2013年7—10月，灰霾发生频率分别为0.7％，0％，2.5％和0.2％，尤其是2013年8月，灰霾出现频率为0，为4年来最干净的月份，这个月PM ₁₀ 和PM _{2 .5} 的平均值为77.2和40.1 μg·m ^-3 ，月平均散射系数仅为183.8 Mm ^-1 。在灰霾频率最高的2013 年12月，PM ₁₀ ，PM _{2 .5} 和PM _{1 .0} 的月平均值达144，87.7和56.2 μg·m ^-3 ，月平均散射系数和能见度分别为642.3 Mm ^-1 和5.2 km。灰霾的月变化特征总体上冬季高，夏季低，这主要是因为冬夏的气象特征差异造成的，夏季混合层高，降雨量大，有利于污染物的扩散和湿清除。

图4.2.10是4年平均的灰霾频率日变化，灰霾频率峰值出现在上午8：00，达36.3％，这主要是由交通早高峰引起的，从8：00起，随气温上升，混合层抬升，污染物浓度下降，导致能见度也逐渐好转，灰霾频率也逐渐下降，在午后14：00—16：00 时，灰霾频率最低，约为25％左右，随后又逐渐增加，在夜间，23：00—6：00 时，灰霾频率一直维持在较高的水平上，大约为33％。

（2）不同灰霾等级下污染物浓度

灰霾是由颗粒物污染引起的能见度下降现象，灰霾期间，污染物浓度较高，对人体健康影响极大，表4.2.3给出了晴天非灰霾和各等级灰霾期间的颗粒物浓度和散射系数等。

灰霾期间，PM ₁₀ ，PM _{2 .5} 和PM _{1 .0} 分别是非灰霾期间的1.72，2.07 和1.88 倍，灰霾期间散射系数则是非灰霾的2.58倍，随颗粒物浓度增加，灰霾等级也逐步增加，其中PM _{2 .5} 浓度的增加起更重要的作用，重度灰霾期间PM ₁₀ ，PM _{2 .5} 和PM _{1 .0} 分别是非灰霾期间的2.48，3.51 和2.67 倍，PM _{2 .5} 增加最大。随灰霾等级提高，PM _{2 .5} 在PM ₁₀ 中所占比例也从非灰霾期间的0.49逐步增加到重度灰霾期间的0.68，说明细粒子对灰霾起了更大的作用，但苏州四年平均的PM _{2 .5} / PM ₁₀ 比值为52.8％，低于北京、上海、天津、广州、杭州，说明苏州气溶胶中粗粒子仍占有相当大比例，这可能和观测期间苏州地铁等城市建设导致的地表扬尘增加有关。

（3）灰霾和气象条件的关系

在城市地区，如果污染源排放没有较大的变化，气象条件是决定污染物浓度的关键因子，气象因素和污染物浓度的关系比较复杂，如风速较大，一般有利于污染物的扩散，但在北方受沙尘影响较大的区域，大风天气容易引起地表扬尘，高温天气能促进混合层发展，使污染物垂直扩散能力增强，因此一般在午后气温较高时，PM ₁₀ 和PM _{2 .5} 等污染物浓度较低，但高温天气又有利于光化学反应进行，从而使O ₃ 等二次污染物浓度增加。这里利用长达4 年的苏州污染物浓度和气象条件的小时资料，分析了污染物浓度和气象条件之间的相关关系（表4.2.4），表中结果全部通过置信度为0.95的检验。

颗粒物与散射系数的相关系数较高，其中散射系数与PM _{2 .5} 的相关性高于与PM ₁₀ 和PM _{1 .0} 的相关性，颗粒物浓度与能见度呈显著负相关，其中PM _{2 .5} 与能见度的相关性最好，为－0.55。相对湿度（RH）与颗粒物浓度及散射系数的相关性很小，但与能见度呈显著负相关关系，相关系数为－0.36，这是因为气溶胶在高相对湿度条件下，有较强的吸湿性增长，使大气散射能力增强，从而降低能见度。气温与能见度的相关系数达0.35，一般在气温较高的午后和夏季，能见度较好，灰霾的发生频率也较低。风速与颗粒物浓度呈负相关，与能见度呈正相关，但相关系数都不大，低于其他城市的结果。气压与颗粒物浓度及散射系数呈正相关，与能见度呈负相关，这是因为高压控制时多静稳天气，不利于污染物扩散，低压时常有大风、降雨等天气，有利于污染物的扩散和清除，气压和能见度的相关性高于湿度、气温和风速与能见度的相关性。

表4.2.5是不同风向和风速条件下的灰霾频率，总体而言，风速越低，灰霾发生频率越高，在风速＜1.0 m·s ^-1 ，灰霾频率平均为44.4％，而在风速3.0～4.0 m·s ^-1 和5.0～6.0 m·s ^-1 的区间中，灰霾的频率则下降为26.2％和17.2％，低风速情况下的各风向灰霾频率相差不大，这时灰霾产生的主要原因在于污染物的本地排放，低风速使污染物不易扩散。在风速较高时，不同风向下灰霾频率相差显著，如风速＞ 7 m·s ^-1 时，东风、东南风、南风和西南风下的灰霾频率为0，而即使风速＞ 8 m·s ^-1 ，北风和西北风下的灰霾频率仍达到28.6％和30.9％。西北风是最不利的风向，此时苏州位于长江三角洲重要城市南京、镇江、常州、无锡的下风向，这些城市污染物的远距离输送可能对苏州造成重要影响，另外西北风多出现在冬季，冬季较低的混合层高度和较多的逆温现象也是灰霾频率较大的重要原因。比较准确地确定外来污染物输送对苏州灰霾的影响，需要进一步的研究，但一般认为低风速下的灰霾以局地影响为主，高风速下的灰霾以外来输送为主，那么苏州灰霾仍以局地污染物排放为主要成因。

相对湿度（RH）对灰霾有重要影响，细粒子中的二次无机气溶胶硫酸盐、硝酸盐和铵盐有较强的吸湿性，相对湿度较大时的吸湿性增长过程能显著降低能见度，从不同相对湿度区间的灰霾频率看（图4.2.11），重度霾最多出现在RH为90％～95％的情况下，即重度霾以湿霾为主，但是图中显示，并非相对湿度越大，灰霾频率就越高，灰霾频率最高的相对湿度区间为70％～80％。

相对湿度在70％以上和以下的散射系数与能见度的相关性分布如图4.2.12所示，并分别对两种情况的相关性做了拟合。由图可见，相对湿度小于70％的拟合曲线高于70％的拟合曲线。说明颗粒物散射系数相同时，相对湿度大于70％时的能见度较低，或者说能见度相同时相对湿度大于70％的所需散射系数较低，即形成灰霾的门槛较低。这是因为较高的相对湿度有利于气溶胶的形成和吸湿增长，并且水气分子本身对可见光有一定吸收和散射作用。因此，总体上，相对湿度的增加有利于灰霾天气的形成。

（4）大气成分对消光的贡献

能见度下降是大气消光增加所致，对大气消光有贡献的主要包括颗粒物的散射消光、空气分子的散射消光、黑碳（BC）的吸收消光和NO ₂ 的吸收消光，根据其质量浓度可以估算各成分的消光贡献。颗粒物散射消光直接测量得到，BC吸收消光为ext _BC =10×BC（μg·m ^-3 ）；空气分子散射消光估计为常数10 Mm ^-1 ；NO ₂ 吸收消光为 ＝ 0.174×NO ₂ （μg·m ^-3 ）；大气总消光系数为这四者之和。

图4.2.13为按照前述方法估算的不同季节各成分对大气消光的贡献。总体来看，各季节空气分子散射消光和NO ₂ 吸收消光变化不大，两者之和大约为4％，颗粒物散射消光约占82％，黑碳的吸收消光约占13％。秋冬季颗粒物散射消光比例较高，而夏季黑碳吸收消光比例较高，达到15.17％。

（5）晴天条件下气溶胶辐射效应的观测分析

为了研究灰霾对辐射的影响，本节利用2014 年颗粒物和向下短波辐射（downward solar radiation，DSR）资料分析了气溶胶辐射效应。

利用2014年苏州天气现象观测数据挑选出无云日，剔除云对于太阳辐射的影响，选出的2014年全年晴天个例DSR分布如图4.2.14所示。2014年晴天中最大向下短波辐射均出现在每日正午12点和下午13点左右。为了更细致地分析相对湿度的作用，以相对湿度45％和65％为界限，将DSR按相对湿度分为RH＜ 45％，45％≤RH＜ 65％和RH≥65％三档类。RH≥65％时，DSR普遍较小；其次是45％≤RH＜ 65％；RH＜ 45％时，DSR最大，其中可能包括两方面的原因：①由于RH≥65％一般出现在早晚，而此时DSR普遍比较小；②RH越大，越有利于颗粒物吸湿性增长，此时颗粒物的消光能力增强，到达地面的DSR减弱，表现为RH越大，DSR越小。

图4.2.14是晴天日间DSR与PM ₁₀ 和PM _{2 .5} 散点图。DSR与PM ₁₀ 和PM _{2 .5} 呈显著负相关，相关系数分别为－0.34和－0.25。不同湿度条件下，DSR与颗粒物的相关性有明显的不同，普遍表现为相对湿度越大，两者相关性越大。相对湿度RH≥65％一般是日间的早晨和傍晚时刻，此时到达地面的向下短波辐射受太阳高度角变化影响比较小，其主要受到颗粒物的消光作用的影响，所以此时DSR与PM ₁₀ 和PM _{2 .5} 相关系数比较大；同时，相对湿度越大，颗粒物的吸湿性增长越强，对太阳辐射的消光能力越强，颗粒物吸湿性增长在DSR衰减因素中作用越明显，相关性越显著。而相对湿度较小时则相反，向下短波辐射受到太阳高度角变化影响比较大，颗粒物吸湿性增长受到抑制，对短波辐射的消光能力减弱，相关系数相对小一些。

向下短波辐射有明显的季节变化，在冬季，DSR最小，边界层高度偏低且降水较少，不利于污染物扩散稀释，颗粒物浓度一般高于其他季节；而春夏季DSR最大，边界层较高且降水较多，颗粒物经过湿沉降以及更有利的稀释扩散条件普遍偏低，所以上述对DSR与颗粒物浓度相关性分析包含着这种季节变化特征。为了剔除季节变化的影响，显现颗粒物对辐射的直接影响，应用同时刻的大气上界天文辐射AR，引入晴空指数CI（clearness index，Gu et al.，2002），晴空指数考虑的是在一定的太阳高度角下地面太阳短波辐射与大气上界接收到的太阳辐射的比值。AR与CI计算公式如下：

其中，S ₀ 为太阳常数，取值1372 W·m ^-2 ，R ₀ 为日地平均距离，R为日地距离，h为太阳高度角，由sin（h）＝ sin（φ）× sin（δ）＋ cos（φ）× cos（δ）× cos（ω）公式求得，其中φ为地理纬度，ω为时角，δ为赤纬。由于站点经纬度固定，AR仅随日期和时刻变化，因此晴天条件下CI的大小仅与通过路径中大气的各种成分相关。

图4.2.15是晴空指数CI与颗粒物浓度散点图。相对湿度对向下短波辐射的作用在晴空指数散点图中也比较明显，可以从图中拟合线的位置以及表4.2.6的b值看出，相对湿度越大，b值越小，说明晴空指数越小。但是拟合线斜率k则出现了相反的变化趋势，这主要受到CI计算过程的影响。晴空指数CI与PM ₁₀ 和PM _{2 .5} 的相关系数分别为－0.41和－0.34，相关系数显著提高，除RH≥65％，均通过0.01显著水平检验，进一步说明颗粒物对向下短波辐射的削减作用。晴空指数CI与PM ₁₀ 和PM _{2 .5} 的拟合线斜率k分别为0.00177 m ³ ·μg ^-1 和0.00182 m ³ ·μg ^-1 ，在不考虑云和季节变化的情况下，根据AR=S ₀ ×（R ₀ / R） ² × sin（h）式算出日间平均AR为837.5 W·m ^-2 ，通过AR与斜率k的乘积可以得到，PM ₁₀ 和PM _{2 .5} 浓度每增加1 μg·m ^-3 ，太阳向下短波辐射DSR下降1.48 W·m ^-2 和1.52 W·m ^-2 。

4.2.4 小结

本节利用苏州市城市和郊区气象资料、卫星资料以及大气成分资料，分析了苏州市城市热岛、灰霾等气象环境特征。

分析发现苏州市热岛强度的历史变化总体上呈上升趋势，上升幅度约0.0475 ℃/10年。

2005—2006年苏州夏季平均热岛强度为0.74 ℃。由2007年夏季热岛强度日变化分析发现：白天明显大于夜间，一天中热岛强度呈双峰分布，最高峰值出现在9—10 时，次峰值出现在20—21时。

根据2010—2013年小时平均的能见度及大气成分资料分析，苏州市灰霾的小时频率为30.7％。其中干霾频率为26.3％，湿霾频率为4.4％。各等级灰霾中，轻微、轻度、中度和重度灰霾的比例分别为60.1％，23.8％，9.1％和7.0％。小时灰霾频率的日变化中，峰值出现在上午8：00，达36.3％。通过灰霾与气象条件的相关性分析发现，苏州灰霾仍以局地污染物排放为主要成因。灰霾的成因主要是颗粒物浓度增加造成的散射效应增强，颗粒物散射消光约占总消光的82％，黑碳的吸收消光约占13％。

利用2014年颗粒物和向下短波辐射资料分析了气溶胶辐射效应。研究发现，PM ₁₀ 和PM _{2 .5} 浓度每增加1 μg·m ^-3 ，太阳向下短波辐射下降1.48 W·m ^-2 和1.52 W·m ^-2 。

需指出，在不同城市、不同测站、不同时间段，城市热岛及灰霾的分析结论会有所不同，这可能与地理、气候、环境等因素有关。 nKYJY71VRE1p1sA2qptYx7yzEngZRouw1+ceji34vdASzpRDOjFXhpMnn4Oo2u05