《基於地物發射率偏移現象的城市熱環境調控機理研究》是依託重慶大學，由羅慶擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於地物發射率偏移現象的城市熱環境調控機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：羅慶
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
截止2014年底，我國城鎮化率已經達到54.77%，由於城市的快速發展，城市熱環境問題變得越來越嚴峻。然而，目前對城市熱環境的調控手段非常有限，面對當前存在的一些瓶頸問題，急需探索新的解決方案。課題組在前期的城市熱環境領域內進行了大量的基礎研究，首次在城市熱環境研究中採用了數字圖像分析技術，提出了太陽直射輻射圖像分析、天空散射輻射圖像分析、長波輻射圖像分析、多次反射輻射圖像分析、空氣流動換熱圖像分析等方法，並且在數字圖像中實現了輻射、對流、導熱的耦合求解。此次課題申報就是在原有的工作基礎之上，專門以城市地物發射率偏移對城市熱環境的影響為分析對象，研究在不同影響因素下地物發射率的偏移幅度以及對應的波長範圍，分析地物發射率偏移與城市熱環境在不同季節下的調控需求之間的匹配性，建立地物發射率彈性偏移數學模型，並對地物發射率偏移對城市熱環境的調控效果做出評價，力求在城市熱環境調控理論上取得新的突破。
結題摘要
針對城市夏季高溫時間段城市能量大量集聚而不容易散發問題，根據城市下墊面紅外輻射能量在城市大氣視窗區具有良好穿透性能的特點，該項目探索了利用城市大氣紅外視窗區的特性來研究城市向地外空間輻射散熱問題。研究過程中相繼構建了城市大氣視窗區透射率波譜模型，城市下墊面紅外輻射能量值在8-14μm內的發射波譜模型。結合下墊面紅外輻射能量波譜和城市大氣透射率波譜分布，對單波下的下墊面透射能量進行了逐線積分，從而得到城市大氣視窗區內的透射能量。利用透射能量和發射能量的比值來核對不同下墊面材質的大氣透射率過程中，發現了下墊面材質紅外輻射波譜分布對城市大氣透射率具有偏移現象；同時根據水汽的變化對城市大氣透射率的影響，構建了窄波段下透射率與城市水汽含量的數學模型，套用該模型分析了城市大氣視窗區透射率全年變化規律等問題。主要成果包括5個方面：（1）城市大氣在紅外視窗區的透射率波譜研究;（2）城市下墊面紅外輻射能量在城市大氣視窗區的波譜分析；（3）城市下墊面紅外輻射能量透射過程的動態分析；（4）材質輻射能量波譜對城市大氣紅外視窗區透射率的偏移現象；（5）視窗區透射率與城市水汽含量的全年性關係。該項目研究工作的學術價值：在研究城市下墊面紅外輻射在城市大氣視窗區透射問題過程中，揭示了一個非常重要的基本性問題，即下墊面材質輻射能量波譜分布對城市大氣紅外視窗區透射率存在偏移現象，從而構建了城市下墊面材質紅外輻射能量波譜分布對城市大氣透射率的偏移理論，該理論第一次揭示了城市下墊面材質本身對大氣透射率也存在影響關係，對於傳統的大氣透射率僅僅與大氣性質本身有關的認識是一個重大突破，這一研究結果不僅是理論上的突破，也是思想認識上的突破。同時，研究中提出的下墊面輻射能量波譜分布模型，大氣透射率波譜分布模型等均是動態變化的，城市能量在視窗區的交換處於一個動態變化的微妙過程。
