文摘

增加夏季气温恶化人类健康尤其是城市气候变暖趋势的加剧了城市热岛。Human-biometeorological研究阐明辐射条件的主要作用在夏季热应力的发展。然而,只有有限数量的现场调查进行。范围基于长期复杂的辐射测量,本研究提出了发展差异在一个中等大小的矩形广场塞格德,匈牙利。除了评估木本植被的影响和立面方向辐射的热负荷,不同的建模软件程序(ENVI-met SOLWEIG,和雷曼)评估在繁殖平均辐射温度()。虽然白天可以达到一个极端的水平在暴露的地方(65 - 75°C),成熟的遮荫树可以减少到30 - 35°C。然而,阴影从建筑物附近人行道也扮演一个重要的角色在减轻行人热应力。人行道上面临SE、年代和SW不受益于建筑物的阴影效果;因此,阴影的树木或人工阴影设备非常重要。度量模型比较小的或大的差异透露,提高认识的谨慎适应任何建模软件和高分辨率的实地测量的相关性。

1。介绍

区域气候变化预计将上升的气温值和频率增加,长度,在中欧热浪和严重程度,因此在匈牙利(1,2]。结合城市的特殊气候,特点是增加空气温度和减少通风由于大量的人工材料,植被率低,复杂的表面形态3),极端高温事件预计将有更严重的对城市环境的影响4]。没有适应热浪的人将面临恶化的热舒适条件,进而导致工作效率下降(5]。此外,强化热应力预计会增加死亡率,尤其是弱势群体,如婴儿、老年人和那些有心血管疾病(6]。在这方面值得强调的是,在大陆,欧洲最大的比例(24%)的人口老龄化60岁或以上(7]。此外,73%的欧洲人已经生活在城市地区,而到2050年这一比例预计将增长超过80% (7]。提到的变暖,老化,和城市化倾向,减轻极端高温事件的影响应该是最重要的一个问题在城市规划8- - - - - -10]。

研究领域的城市human-biometeorology表明辐射热负荷,量化通常平均辐射温度()[[11- - - - - -13),参见2。2),是在夏天白天热应力的主要因素在情理之中,因此阴影,减少是最有效的缓解热应力在户外城市空间14- - - - - -18]。实地测量和仿真研究在不同气候区(大陆、干旱和热带)表明,更大的树树冠覆盖率和更高的街道纵横比(即由建筑物阴影)通常是最有效的设计策略对城市热应力(19- - - - - -27]。城市一般以温带气候的研究发现,阴影提供了最大的human-biometeorological改善(28- - - - - -34]。必须强调,只有数量有限的田间试验进行依赖最准确的六向辐射测量技术到目前为止,因为这种技术需要昂贵和重型仪器[[11- - - - - -13),参见2。2]。

数值模型是流行和易得的耗时、耗资源的替代现场调查确定 。为此常用仿真软件程序是ENVI-met [35- - - - - -39],雷曼Pro [40- - - - - -42],SOLWEIG [43- - - - - -46]。虽然模拟研究的数量迅速膨胀,只有少数的建模结果与准确验证现场测量。除了[47]调查几个技术在他们的能力来获得 ,可用的验证研究通常只关注其中一个模型所提到的,虽然比较他们的性能在不同的条件下,揭示他们的好处和缺点,将对专业感兴趣的城市规划师和景观设计师。实验德国弗莱堡的值被用来验证ENVI-met [30.,37,38),而雷曼的性能测试在不同的城市,也就是说,在瑞典Goteborg [12),德国弗莱堡(40- - - - - -42),英国格拉斯哥(48),甚至在华为,台湾[22,49]。后者三个验证研究依赖于实地调查利用球形温度计,尽管这种技术已经被证明是不合适的在户外条件下(50]。相比之下,还有其他研究model-measurement比较是基于最准确的六向辐射测量技术(例如,12,30.,37,38,42,47])。数量少这样的验证研究可以解释为昂贵的传感器,和这些测量的时间和人力资源密集的性质。

根据上述,本研究将有助于城市human-biometeorological知识进行详细分析的进化辐射条件(从6个主要方向辐射通量密度)和结果塞格德差异在一个中等大小的矩形广场,匈牙利的最热的城市之一。特别强调的重要性,人行道上的接触直接照射,广场周边建筑的立面取向和木本植被在缓和热应力的作用。旁边评估遮荫树的影响和不同的立面方向辐射热负荷在复杂的城市环境中,本研究旨在评估和比较ENVI-met, SOLWEIG,雷曼在他们的繁殖能力 。

2。材料和方法

2.1。研究区域

塞格德市的进行了实地测量(46.3°N, 20.1°E),东南地区中心的匈牙利的城市化地区40公里²(51]。塞格德为城市提供了一个理想的学习环境气候和human-biometeorological调查,因为它是建立在一个平坦的地形与微地形差异(海拔78 - 85米),使获得的推广结果,(见,例如,18,52])。城市土地使用模式不同,从密集的市中心地区稀少的郊区风景,使发展的几种当地气候区类型(53]。塞格德有一个温暖的温带气候,而统一的年度降水的分布。基于1971 - 2000年的气候正常塞格德的数据,每年的降水量较低(489毫米),而阳光的小时数高(1978 h)。年平均气温为10.6°C,七月和八月是最热的月份,一月是最冷的54]。最热的城市之一在匈牙利塞格德的城市气候变暖预计将影响集中的喀尔巴阡盆地(55]。此外,塞格德是第三个人口最多的城市常住居民超过162000的国家。这些属性使这个城市一个适当的地方城市气候和human-biometeorological调查。

中等大小的矩形巴托克的广场(图1;核心面积:110米×55米,加上周围的街道)被选为研究区实地测量和评估的小规模辐射模型。广场坐落在一个“紧凑型midrise”当地气候区(LCZ 2)在市中心51]。这是一个重要的公共交通枢纽和行人交通在其两端有两个公交车站。广场为休闲提供了机会和社会化:有一个asphalt-covered basketball-football法院WNW,几个小亭向一侧,和长椅坐落的地方。因此,这个地方是各个年龄段的人的需要。well-vegetated中央广场和东南偏东地区的特点是高10 - 20米落叶树(例如,法国梧桐×acerifolia,椴树属cordata,榆属procera,槐花,Fraxinus精益求精,和Celtis occidentalis)。从树旁边的树荫下,地方的广场也受益于邻3-4-story建筑的阴影。

5测量站点选择探讨辐射负载行人走在广场周围的人行道或成熟的遮荫树下徘徊在中央区域(图2):(我)P1, P2, P3, P4建筑环绕广场附近。最近的外观这些点位于量WNW,向,ESE两侧,分别在ca。1.3米的距离。(2)P5在广场的中间,在10米高槐花树与应用。约13米宽的皇冠;车站被2 m北从树的树干。

2.2。实地测量

两个human-biometeorological站是用来记录一分钟平均值的大气参数影响人体热舒适(图3)。车站之一是不断移动的四个侧测量分(P1-P4)每隔15分钟,而另一个仍在大树P5点在整个测量周期。两站都配有Vaisala WXT 520天气发射机记录空气温度()、相对湿度和风速。他们还配备了一个可旋转的Kipp & Zonen净辐射仪监测三维辐射环境,记录短波和长波辐射通量密度从六个垂直方向(和(Wm⁻²), :上,下,东、西、南、北)。通过伸缩三脚,传感器被设定在1.1 - -1.2 m地面水平海拔推荐human-biometeorological调查(10]。

通常情况下,在第一个位置,净辐射计的手臂指着南方,而传感器面临向上和向下。这意味着,在这个位置上,两个日射强度计和两个地面辐射强度计测量和分别从上下半球(, , , )。三分钟后,净辐射仪手动旋转到第二位置传感器面对东方与西方(, , , )。另一个3分钟的测量后,手臂被转90°测量辐射通量密度来自南和北, , , )。考虑到我们一起测量期间,这个过程需要数以百计的旋转。考虑到传感器的响应时间,以及时间延迟由于旋转,第一个和记录旋转后被移除。此外,记录条件的代表一个新的热环境,搬迁后的第一个3分钟的数据也被省略了。

平均辐射温度([°C]),一个参数与主要human-biometeorology领域的重要性,结合所有的长波和短波辐射通量密度成一个单一的价值°C。的均匀温度被定义为一个虚构的黑色body-radiating周围,导致相同的辐射换热对人体在这个假设的环境真正的、复杂的三维辐射环境(11,13]。在这项研究中,基于六个决心和六个通量密度获得连续三个位置的净辐射仪。 在(1),(2)和(3)和是短期和长波辐射负载,即吸收之和短期和长波辐射通量密度( )穿human-biometeorological参考人站的位置。和人体的吸收系数是穿在短期和长波辐射域(假定为0.7和0.97,分别),σ斯蒂芬玻尔兹曼常数(5.67×10⁸Wm²K⁻⁴),是一个direction-dependent权重因子。假设站(或步行)参考主题在这项研究中,是设置为0.06(0.22垂直和水平方向11]。

长达26场活动进行连续两晚天晴空条件(图4)。测量周期开始日落之前在8月7日,8月8日日落之后结束,2016年。根据获得的数据从最近的城市气象站由匈牙利气象服务(HMS),空气温度范围从17.1°C到26.9°C测量期间,和全球辐射钟形曲线达到峰值848 Wm⁻²。清晰和冷静的天气特征测量期间支持小气候差异监控网站的发展充分。

2.3。数值模型

三个数值模拟模型的繁殖能力评估在复杂的城市环境辐射条件:ENVI-met(版本4.0预览III), SOLWEIGβ(2015年版)和雷曼(3.1 Beta版)。这项研究还利用MATLAB和MS Excel的分析结果。

广场的数字模型是利用开发的GIS地图(i), (ii)最近的城市树塞格德的库存,根据综合野外调查的气候学和景观生态学,大学的塞格德(56,57),(3)额外的天线使用谷歌地球图片和现场调查分析。天气数据作为输入,每个模型利用48小时长(从2016年8月7日到2016年8月9日)距离最近的官方气象站记录的HMS。每个模型跑同样的48小时内(从2016年8月7日)与模型输出保存每隔15分钟。关键数值模型具体设置如下。

ENVI-met而言,116×151型区域有3米水平分辨率。除了巴托克的广场,模型域包含八个相邻城市街区。垂直分辨率使用伸缩设置。在这里,四个网格被设置为0.5米,最低而从2米每个顺向电网的高度增加了20%。3 d模型的顶部是在105米高楼是38米。模型树从软件的预定义的选择,菌种,和三维树目录通过调整他们的身体形状和大小只与调查值。分配给地面表面的材料如下:碎石沥青道路、砂质壤土土城市街区,广场内的混凝土路面铺设表面。碎石沥青和混凝土表面的反射率是设置为0.25和0.35,分别。屋顶和墙壁的反照率设置为0.35,均匀。在大气条件下,一个简单的模型迫使应用与空气温度和相对湿度值取自附近的城市气象站。 In order to match the measured maximum global radiation values a solar adjustment factor of 0.98 was applied.

对于SOLWEIG数字表面模型(dsm)的建筑物和树的树冠来自城市的GIS地图使用1米分辨率。477×424数字模型包含几个广场周围的街道和城市街区。基于一个长期树树荫调查在塞格德58,59),夏季透射率的平均值0.0678计算塞格德的最常见的形式,Celtis occidentalis——用于这项研究。墙壁和地面的反照率设置为0.35和0.25,分别。输入气象数据编译从上述城市气象站记录。

类似SOLWEIG,文件描述三维物理环境在雷曼Pro得到城市GIS的地图。为雷曼生成数字模型的过程需要“观察”轴马力插件,把观察的坐标点和相邻建筑物和树木所需的格式。派生的五个数字模型包含200 m×200 m领域描述观察点的环境。一样的其他两个模型,输入气象数据来自附近城市气象站。在模拟中,“减少全球辐射((Wm⁻²])预设定障碍”功能的软件被激活。

2.4。数值模型的评估

模型的评估是基于15分钟从实地测量数据计算,从数值模拟中提取。首先,模型误差,模型之间的差异和计量值计算和说明。

然后利用模型的统计学评价也实现了计算推荐的三个参数(60,61年]:平均绝对误差(MEA),均方根误差(RMSE)和协议(IA)的索引。

在(5),(6)和(7)model-measurement数据对的总数,在26例P1, P2, P3, P4, 104的P5。在Microsoft Excel分析完成。仿真结果可以被视为可靠的如果 ,美和RMSE值接近于零,如果IA值接近1.0。

3所示。结果与讨论

3.1。巴托克广场内的辐射条件的差异

正如图所示5时间和空间变化的短波辐射通量密度()大于长波通量密度()。日出后,从0 Wm稳步上升⁻²和有最大价值约900 Wm⁻²(见如在调查点P2和P3)。相比之下,所有的组件保持在一个相当狭窄的范围内(360年至600年间Wm⁻²在所有情况下)一整天。的最高价值测量这些地区的巴托克广场直接暴露于辐射的中午时间(P2、P3)。这里的高峰值甚至高于全球辐射测量在附近的气象站,这可能是解释与反射的辐射组件从附近的外墙。的复发在周日课程标明在每个测量建筑物和树木的阴影效果,,影响相邻的能源预算的外墙和人行道上,间接地也会影响加热表面,因此他们的长波辐射。

由于其向曝光,P1收到直接太阳辐射仅为短暂和曲线在P1,图5)。然而,这个简短的收入足以热身相邻表面后,有点延迟辐照的影响变得明显轻微升高值。自P1网站,因此邻外墙直接暴露于太阳辐射只是短暂的,表面没有成为真正的重要来源长波辐射(与P2和P3点,下面讨论)。因此,只有小的差异组件和最大的还是没有达到500 Wm⁻²在这个调查。

由于其ESE暴露和缺乏树木的阴影,P2收到长期直接太阳辐射(图5)。清晨收到了来自北方的太阳直射位置(见值在P2)。这一点是良好的曝光太阳辐射是由其高表示 , ,和值。然而,通过时间组件将成为重要,网站成为相邻建筑物的阴影。相比,P1, P2有大量的反射辐射导致100 - 200 Wm⁻²高 ,和白天值。由于充足的太阳辐射的上午,路面和ESE facade吸收相当大的精力,通过热身,成为有效的长波辐射的来源在上午和下午的时间。这是明显的,而高(超过530 Wm⁻²) , ,和P2的价值观。由于缺少阴影,甚至和值高于P1的情况下,仍然阴影几乎一整天;在500年达到顶峰Wm⁻²和最大是大约485 Wm⁻²在P2,而在P1的案例中,这些组件仍低于470 Wm⁻²在整个测量周期。

P3,曝光量和没有任何树提供阴凉,接受太阳辐射的最大数量(图最长的时期5)。ca的原状辐照。10点直到日落是反映在持续高 , , ,和值。除了直接的太阳辐射负载,反射的短波辐射SSW-facing外观导致ca 200 Wm⁻²高和下午的价值观。首先在ESE-exposed P2然后成为占主导地位的水平组件。对于SSW-exposed P3领先水平的短波分量在上午晚些时候,呢最后主导了整个下午。由于原状和密集的辐照,类似于P2,长波组件在P3截然不同的运行。而高值可以观察到的情况 , ,和(约600、565和560 Wm⁻²分别)。甚至和可以认为高(由于照射在上午达到顶峰500 Wm以上⁻²)。

同样,在P4的情况下,我们预期高辐照负载由于其WNW曝光(主要是由于相邻建筑物阴影直到下午提供)。然而,由于存在排沿街成熟的树木阴影人行道在下午的大部分时间里,这个位置的特点是不仅通过最阻碍天空视图还通过最少的直接太阳收入(图5)。直接照射发生只有大约下午两点了 , ,和值在这个网站。因为它的WNW曝光,组件主要在短波通量密度在下午晚些时候。然而,尽管直接辐射导致800 Wm⁻²高值在P3,没有长时间的直接照射组件在P4构成主要由扩散和反射辐射导致少于200 Wm⁻²。不像其他的观察点和值有一个独特的课程(通常较低和一般高横向磁通密度相比),因为P4收到数量非常低的直接太阳辐射,它组件白天跑紧密合作。

在P5,位于中间的广场和公园树木掩映下,成熟,和组件变化超过那些P4-the被着色点的其他调查树(图5)。没有附近的建筑物,在P5只是提供的树木遮荫,尤其是大槐花树下,仪器安装。然而,这棵树有一个相对较高的树干高度和提供有效的阴影只在太阳角度高,因此,直接太阳辐射可能达到仪器定期在上午( , )和下午( , )。由于这些射线,树下的区域热身,在多的情况下更有效地遮挡P4。这就解释了小峰的过程中P5,超过500 Wm⁻²在短时间内。

在每个站点上,暴露于太阳直射,意味着高 , , ,和值,增加了长波辐射通量密度( , , ,和)(图5)。最低的组件总是观察天空部分阻塞“冷”()。长波辐射组件发散的P2和P3,收到直接太阳辐射最长的时期。在P1和P5的情况下,曲线(除了)一起运行,而在庇护P4的情况下,组件很难区分。

图6说明了短期和长波辐射通量密度吸收站立或走动“参考人”( , ),一个典型的主题通常假定在human-biometeorological研究的情况计算(=×× ; =××)。吸收辐射组件从不同的方向说明累积的方式来表示短期和长波辐射的吸收能量的总和,也就是说,短期和长波辐射负载( , )。此外,采用相同的纵坐标的每个短期和长波图形chart-pair允许容易和准确地比较他们的贡献产生的收入的人体辐射整体(因此他们的角色了)。

晚上没有太阳辐射、长波的辐射预算由组件。虽然在白天,在整个辐射的时空差异(因此,在预算)主要是由于短波组件()。由于采用directional-dependent权重站人,竖直分量的影响( , , ,和)大大降低。也就是说,如果一个人穿过区域或走在人行道上的建筑,那么他/她的辐射负荷主要源自横向方向:主要来自直接太阳辐射(和/或和/或)和发射长波辐射的辐射外墙( , , ,和)。

图6表示观测辐射负荷差异五个测量位置。人们不得不面对的最大辐射负载P3和P2点由于相邻的取向外墙(ESE和f)和缺乏遮荫的树木或任何人造设备。白天,总结是相当高的,而长时间在这些点:在P2的最大大约是250 Wm⁻²(9点至10点),在P3最大大约是280 Wm⁻²(14:00到15:00)四个小时超过250 Wm⁻²。相比 , 变化逐渐推迟高峰值。计算出P2达到最大的中午和超过500 Wm⁻²了两个小时。在P3的情况下,超过500 Wm⁻²超过五个小时,导致最大扩展在大部分的下午。而值超过450 Wm⁻²存在了8到9小时在P2和P3的10个小时,其他测量位置只是短暂的下午到达这个值。在P1的情况下,仍然每天要低得多。而低和值主要是有利的结果向P1的接触点,在P4和P5低辐射收入的结果树阴影。值得强调的是,WNW曝光,P4将受到相当大的辐射负载在下午如果它不会被树木阴影。

图7说明了获得值(由于上述条件讨论),空气温度(()值及其差异为每个站点)。而言, ,几乎没有区别的网站;当夜幕降临,值保持在0.5°C的范围内,而白天,3°C的最大区别是观察最热的P3和最冷的P1点之间。相比之下,五个站点之间的差别更大。而言, ,P3是最热的最多74°C和值超过70°C下午四个小时。每日最大仍有所降低(68°C)和发生早在P2的情况下。然而,在P2,长,四个小时的时间,而压力条件(值超过65°C)下午可以观察到。相比之下,在P1仍低于30°C对整个下午。的三个主要阴影点(P1、P4和P5)值更接近和仍低于55°C即使在短的辐照时间。

每天的大部分时间里,几乎没有区别和在P1。在P4的情况下,超过只有几度在下午。在这些点,区别仅增长到31°C (P1)和23°C (P4)在短时间内照射。由于太阳直射在上午和下午,差异在P5升至20 - 30°C间隔。相比之下,在高太阳能角度皇冠提供足够的保护,这种差异仍在5°C。在压力最大的位置(P2、P3),超过了超过40°C,持续大约四个小时的条件。

3.2。模型验证

图8介绍了值通过不同的模型相比,计量的和的过程模型错误()。每个观测值计算站点(P1-P5)和每个数值模型。模型错误是在白天比晚上。更大的偏离测量值通常发生在日出日落,因为不同模型的决议。一个很好的例子,这个错误是在6点到7点在P1, P2, P3网站。这里,ENVI-met(粗模型与3 m×3米×0.5米分辨率)落后于SOLWEIG和雷曼Pro。促进视觉分析,日出(SR)和日落的时间(SS),以及时间的直接太阳辐射,表示每个图(图的底部8)。

一般来说,极限偏差(即。,peaks and valleys) are the outcome of the mismatch between observed and modeled times when a given observation point becomes irradiated or shaded. A good example for this kind of error is the graph of P2. Here, ENVI-met’s error curve dips at 8:00 (indicating that the place is still shaded according to the model), but it rebounces by 9:00 in the morning. Similarly, when the observation point becomes shaded in the afternoon at around 14:00, each model still indicates the presence of direct radiation and hence significantly overestimates the actual值。然而,这种极端错误消失下观察在接下来的小时。这些错误可能出现从粗模型决议或从实际和建模之间的差异阻碍身体(即。、树木、建筑物、或遮阳设备)。

除了基于模型的错误(由于模型不准确和粗模型分辨率)其他建模误差趋势也可以推导出的结果:(我)首先,所有模型低估了夜间由5 - 10°c除了SOLWEIG,在网站,主要是保持树木掩映的情况下(P4, P5)。(2)第二,对于那些白天当调查点被建筑物阴影了很长一段时间通常是由ENVI-met高估和SOLWEIG,而雷曼Pro徘徊在接近或略低于零(P1, P4)。对于那些白天当调查分被树木阴影我们可以推断出类似趋势,除了雷曼在P5。(P5由雷曼大大高估了结果后来发现模型的故障建模的树上面观测点缺乏它的皇冠。虽然进口障碍文件是正确的,作者是无法解决这个不寻常的错误雷曼在这一点的情况下)。(3)第三,所有模型低估了白天当观察点被太阳辐照和雷曼尤其如此。在我们验证、SOLWEIG和ENVI-met表现更好的建模这些复杂的城市环境中的辐射条件。

表1总结了统计模型的计算性能分别为每个测点。考虑到美和RMSE值,最大的差异可以观察到P3,大多是辐照测点。最好的模型(即性能。,the smallest MAE and RMSE values) was achieved by SOLWEIG in the case of P4, P2, and P5, while at P1 RayMan and at P3 ENVI-met performed the best. For ENVI-met, we cannot observe large variations among the survey points; MAE values are between 6.45 (P4) and 8.27 (P2), while the corresponding RMSE values are 6.94 and 9.94. In the cases of SOLWEIG and RayMan much greater variations can be detected among the survey points. The lowest MAE and RMSE values were achieved in the case of the mostly shaded survey point of P4 (best model performance) and the greatest MAE and RMSE values were calculated for the most irradiated survey point P3 (worst model performance), probably because the utilized models are unable to handle the irradiated and thus warmed surfaces’ prolonged heat emitting effect.

IA,值接近1.0表明更好的模型性能。指数最高的协议是通过SOLWEIG P2和P4的地点,而ENVI-met擅长P3和P5点。在P1,雷曼的结果最接近测量值。IA而言,模型表现更好的调查分没有树的树荫下。在P1, P2, P3 IA的值通常是接近或高于0.9,而在树的阴影(P4, P5) IA值总是低于0.85。最低的IA(0.67)得到的P4与雷曼的模拟。一个相对好的IA 0.96通过雷曼在P1, SOLWEIG在P2和P3 ENVI-met。

考虑到所有的上述分析(图的图形分析8和计算统计数据表1),SOLWEIG显示之间的最佳性能评估模型。ENVI-met SOLWEIG发表了类似的性能。然而,由于应用粗分辨率数字模型,ENVI-met相比略微低于前者。

图9表明该模型验证的成果研究的早期研究。研究结果的直接比较是极其困难由于差异采用仿真模型,模型版本,建模选项,验证技术,调查时间,和采用的方法和措施,指出模型的性能。例如,尽管有一些验证雷曼模型的研究中,他们中的一些人采用了完全不同的全球thermometer-based“Tg-technique”来获取实验数据。此外,在相同的情况下验证六向测量技术,无论是上市验证研究利用雷曼的障碍文件建模选项。相反,他们依靠进口的更容易实现的选项调查分的鱼眼镜头的照片。在这项研究中,我们选择了文件的使用障碍使雷曼验证的结果类似的其他仿真软件。所强调的(42),现有的结果验证可用的不一致,因此,有必要对模型验证的标准化流程。

4所示。结论

城市人口的75%左右,尤其是在人口老龄化的欧洲国家,减少副作用的热浪和维护状况在城市是非常舒适的城市规划和景观设计的重要问题。Human-biometeorological研究,进行了在欧洲中部城市,阐明辐射条件的主导作用在夏季热应力的发展。到目前为止,然而,只有数量有限的现场调查旨在地图在精细的空间和时间分辨率热应力的变化由于景观设计已经进行了。尽管如此,他们的研究结果展示的潜力climate-conscious climate-adaptive城市规划和可用于验证数值模拟的结果。

我们复杂的研究是由实地测量和数值模拟的研究辐射条件及其建模繁殖在复杂的城市环境中一起度过一段塞格德,匈牙利。从五个测量获得的现场测量数据点比较和性能的三种常见的小气候模型在繁殖值评估。

测量证实,在明确的夏日可以达到一个极端的水平在暴露的地方(65 - 75°C)。然而,阴影通过成熟的树木可以减少白天每次30 - 35°C。阴影从建筑物附近人行道上扮演重要的角色在减少行人热应力,但这只能当门面所在,年代,或SW人行道,也就是说,当人行道NW, N,或不。因此,它是非常重要的遮荫树或人工设备那些脸SE的人行道,年代,西南,因为他们不受益于建筑物的阴影效果。当测量相邻点外观变得直接暴露于太阳辐射,辐射负载的增加明显由于额外的横向组件,在某种程度上由于反射的短波辐射(从建筑墙),但在很大程度上由于发射长波辐射加热的外观。

数值模型评估发现,模型通常低估了夜间由5 - 10°C,除了位置SOLWEIG遮荫树在场(P4, P5)。类似地,每个模型低估了白天的辐射条件当观察点成为直接暴露于太阳辐射。相比之下,ENVI-met和SOLWEIG普遍高估,而雷曼在繁殖白天Pro是最精确的在阴影下的值。(除了P5,一个令人费解的模型故障已被确认可能的缺点之一雷曼采用模型版本。)最极端的模型的错误(高峰和低谷)模型不准确和粗模型决议的结果。此外,测量模型比较小的差异透露,来自模型的治疗冠树:对于SOLWEIG和雷曼表示为完美的外形和均匀的身体。由于这些简化,偶尔的缝隙直接阳光透过树冠观察到在大多数地方没有重现。

我们的研究表明,详细的实地测量可以增强我们的理解在精细的小气候条件,可以使用,反过来,景观设计师和建筑师climate-responsive城市设计。最近计划指令的欧洲委员会(EC)给自然优先解决方案(国家统计局)因此复性城市62年]。国家统计局最近推出了概念在环境研究和管理,促进自然作为一种手段来解决气候变化带来的挑战。国际范围内Nature4Cities项目(https://www.nature4cities.eu)培养使用国家统计局在城市地区,国际米兰和跨学科研究是进行评估原型的性能自然的解决方案(不同类型的绿色墙壁,绿色屋顶,城市树木,公园,等等),以解决各种城市的挑战,如减轻热在城市地区。在欧洲城市,特别是在那些密集的历史性城市核心,精心策划,妥善维护遮荫树构成最有效的国家统计局减轻极端热环境,同时提供几个cobenefits。

的利益冲突

没有相关的利益冲突。

确认

提出了分析的框架内进行Nature4Cities项目,已经收到了欧盟资助的地平线2020研究和创新计划根据授权协议。730468年。这项研究是由欧盟资助支持匈牙利格兰特efop 3.6.1 - 16 - 2016 - 00008。作者想表达他们的感谢那些支持实地测量,特别是伽柏阅读Marton吻,艾格尼丝·塔卡克斯,Zsuzsa Győri。