2. Методы

2. 1 Области моделирования и сценарии смягчения

Местный микроклимат в Дарвине, Алис-Спрингсе и в Западном Сиднее был смоделирован с использованием ENVI-met V4. 1. 3 для реальных и смягченных сценариев. Эта программа представляет собой трехмерную модель микроклимата, основанную на вычислительной гидродинамике и термодинамике. Она предназначена для имитации влияния зданий, характеристик поверхности, растений, почвы и климатических взаимодействий на городскую среду (Bruse, 2004; BruseandFleer, 1998). Этот инструмент используется для моделирования распределения основных климатических параметров в городской среде. Сценарии смягчения были разработаны на основе конкретных климатических условий и особенностей городов, и, следовательно, они различны для Дарвина, Алис-Спрингс и Сиднея (Таблица 1). Области, рассматриваемые в этом исследовании: городские центры Дарвина и Алис-Спрингс в Северной территории (NT) и восемь участков Западного Сиднея в Новом Южном Уэльсе (NSW). Участки включают Бэнкстаун, Кэмпбеллтаун, Кентербери, Холсворти, Хорсли Парк, Олимпийский парк, Пенрит и Ричмонд. Мы смоделировали городские центры Дарвина и Алис-Спрингс (площадью 780 м на 1390 м и 1422 м на 1464 м соответственно), тогда как в Западном Сиднее площадь 858 м на 780 м рассматривалась для каждого выбранного участка. Пространственное разрешение, используемое при моделировании, составляет 6 м по горизонтали. Сетка на оси z телескопическаяс более толстой ячейкой рядом с землей, что позволило повысить точность краевых эффектов.

Таблица 1: Сценарии смягчения

Сценарии	Дарвин	Алис-Спрингс	Сидней
Несмягченный (эталон)	Альбедо: стены, крыши и бетон дорожные покрытия = 0, 2; асфальтированные тротуары = 0, 05; почва = 0, 15. Зелени менее 10% от площади без застройки.	Альбедо: стены и крыши = 0, 2; асфальт = 0, 05; бетонныетротуары = 0, 15; почва = 0, 15	Альбедо: стены, крыши и бетонные покрытия = 0, 2; асфальтовые покрытия = 0, 05; суглинистая почва = 0, 15. Трава используется как зелень.
Озеленение	1) Зелени 30% от общего количества тротуаров и открытых пространств 2) Зелени 20% от общего количества тротуаров и открытых пространств	Нет данных	Увеличение городских зеленых насаждений за счет посадки 192 взрослых деревьев в районе
Зеленые крыши	Зеленые крыши на всех зданиях	Нет данных	Нет даннх
Холодные материалы	1) Холодные крыши 2) Холодные тротуары 3) Общееальбедо = 0, 6, зелени менее 10% от площади без застройки 4) Общееальбедо = 0, 4, зелени менее 10% от площади без застройки	Увеличение отражательной способности горизонтальных городскихповерхностей до 0, 5, а зданий - до 0, 6	Увеличение общего альбедо до 0, 5, с помощью холодныхкрыш и тротуаров
Защита от ветра	Нет данных	Посадка 121 взрослых деревьев для защиты города от жарких ветров	Нет данных
Вода	10 фонтанов каждые 18 метров	56 фонтанов каждые 42 м в 56 местах	16 фонтанов в каждом районе
Озеленение и вода	Нет данных	Нет данных	Комбинация двух сценариев
Холодные материалы и вода	Нет данных	Нет данных	Комбинация двух сценариев
Комбинации	1) Альбедотерритории = 0, 6, зелени 30% и затенение (уменьшение падающейсолнечнойрадиации на улицах и автостоянках на 30% с помощьюзатенения) 2) Альбедо территории = 0, 6, зелени 30%, затенение и фонтаны	Общее альбедо застройки = 0, 6, общее альбедо тротуаров = 0, 5, затенение (уменьшение количества падающей солнечной радиации на улицах и автостоянках на 90% с помощью затенения), защита от ветра (посадка 121 взрослого дерева), вода (применение 56 фонтанов)	Нет данных

Геометрия зданий и городских районов была определена с помощью GoogleMap. Для моделирования растительности в сценарии без потерь, использовались два разных простых типа растений: деревья 15 м высотой с очень густой листвой и отчетливой кроной и трава со средней плотностью. Однако в Алис-Спрингсе 5-метровые деревья с мелкой листвой (альбедо = 0, 2) использовались в качестве типичных деревьев для данного города (то есть эвкалипт). В рамках более крупного исследования были проведены экспериментальные кампании в Алис-Спрингсе и Дарвине, в которых применялись воздушные инфракрасные (IR) съемки с помощью беспилотных летательных аппаратов и наземного метеорологического мониторинга температуры воздуха, влажности, скорости и направления ветра, а также измерения излучения. Данные, полученные из полевых измерений, были использованы для сравнения с результатами моделирования для калибровки модели микроклимата и инструмента моделирования. Моделирование было выполнено для сценария без перерыва в тот же день и сразу после периода мониторинга. Результаты подчеркивают надежность модели для прогнозирования городского микроклимата в исследуемых городах.

2. 2 Данные погоды и пограничные условия

Моделирование проводилось типичного теплого летнего дня. Среднечасовые значения температуры воздуха и относительной влажности на смоделированный день были предоставлены выбранными близлежащими метеостанциями. Климатические данные в Дарвине и Алис-Спрингсе были получены от метеостанций аэропорта в качестве эталона (таблица 2), а в Западном Сиднее входные параметры и пограничные условия были определены на основе данных, полученных от синоптических станций Бюро метеорологии (BoM) (Австралийское бюро метеорологии, 2017), расположенных вблизи от выбранных участков. Была применена простая модель форсирования, которая позволяет динамически изменять метеорологические фоновые значения температуры воздуха и относительной влажности в течение 24-часового цикла.

Таблица 2: предоставленные метеостанцией Бюро метеорологии данные, использованные в исследовании.

	Широта	Долгота	Расположение	Высота	Расстояние от моделируемого участка
Дарвин	-12. 411	130. 878	Побережье	30. 4 м	6 км
Алис-Спрингс	-23. 7951	133. 889	Внутренняя часть материка (20-30 км от побережья)	546 м	12 км
Западный Сидней
Бэнкстаун	-33. 918	150. 986	Внутренняя часть материка (20-30 км от побережья)	6. 5 м	5 км
Кэмпбеллтаун	-34. 062	150. 774	Внутренняя часть материка (20-30 км от побережья)	112 м	3 км
Кентербери	-33. 906	151. 113	Внутренняя часть материка (20-30 км от побережья)	3 м	2 км
Холсворти	-33. 993	150. 949	Внутренняя часть материка (20-30 км от побережья)	68. 2 м	3 км
Хорсли Парк	-33. 851	150. 857	Внутренняя часть материка (20-30 км от побережья)	100 м	2 км
Олимпик Парк	-33. 834	151. 072	Внутренняя часть материка (20-30 км от побережья)	4 м	3. 5 км
Пенрит	-33. 720	150. 678	Внутренняя часть материка (около 50 км от побережья)	24. 7 м	4 км
Ричмонд	-33. 600	150. 776	Внутренняя часть материка (около 50 км от побережья)	19 м	3. 5 км

⇐ Предыдущая 1 234 5 Следующая ⇒