时间：2019-07-01 10:23:34 所属分类：林业 浏览量:
摘要：通过对郭庄春季小气候因子的实地观测，分析各个小气候因子的时间变化规律和空间分布特点以及相互关系，得出：郭庄内部环境对空气温度及相对湿度都有显著调节作用，气温相对园外环境更为稳定，相对湿度更高;遮阴可以有效削弱太阳辐射，显著影响局部空间
摘要：通过对郭庄春季小气候因子的实地观测，分析各个小气候因子的时间变化规律和空间分布特点以及相互关系，得出：郭庄内部环境对空气温度及相对湿度都有显著调节作用，气温相对园外环境更为稳定，相对湿度更高;遮阴可以有效削弱太阳辐射，显著影响局部空间的热环境、湿环境;地表温度主要受到达地面的太阳辐射水平影响，辐射越强温度越高，而环境温度对其影响不明显;因园内水体所占面积比例较大且不同水体相距较近，均匀地调节了全园的气温和湿度，因此各测点的温、湿度没有明显差异;西湖的风岛效应对园内有明显影响，并且主导了园内的主导风向。
关键词：古典园林;春季;小气候因子;实测
随着社会经济增长、城市化进程加速，全球气候变暖已成为既定事实，尤其是21世纪以来，全球变暖趋势越来越严重。有研究指出21世纪末全球平均升温幅度为1.1°C～6.4°C[1]，在全球變暖的大背景下，我国夏季高温热浪事件频繁发生[2～5]，加上近年来城市化进程不断推进引起的城市热岛效应，使得一些城市酷热程度增加的趋势更严峻[6～7]，而户外环境过热导致人体热负荷增大，居民疾病发病率和死亡率明显增高，严重威胁了居民的日常生活和身体健康[8]，城市环境问题和居民室外活动空间舒适度需求的矛盾越渐突出。除了寻找新方法和新途径，传统园林中蕴含的智慧也值得进一步研究和借鉴。刘熙《释名》谓：“阴者，阴也，气在内而奥阴也;阳者，扬也，气在外而发扬也”，释明阴阳向背的小气候[9];在白居易的《庐山草堂记》中有记载“松下多灌丛，萝茑叶蔓，骈织承翳，日月光不到地，盛夏风气如八九月时”，形容植物交织遮蔽，使得阴翳处在盛夏亦如八九月般秋凉;等等。由此可见，古典园林在气候适宜性营造的方面蕴含着丰富的历史经验，前人在造园的过程中进行的深入考虑和对各种园林要素的巧妙布局都值推敲。
目前杭州城市小气候方面的研究主要在于现代园林方面，还未展开古典园林小气候的研究。古典园林是杭州园林的重要组成部分，郭庄又为杭州古典园林的代表作，其气候适宜性体现在多种园林要素相互影响产生的关联效应。在选址方面，郭庄背靠西山，面临西湖，这与风水理论中“背山面水”“左右围护”等理想居所的选址原则相吻合。水体在郭庄中占据比例较大，有调节周围环境温度的作用。各种亭廊建筑连成一体，起到遮阴避雨的作用，同时又有效地遮挡了夏季强烈的太阳辐射，阻挡了冬季的寒风。植物在气候方面具有降温增湿的作用，也是不可缺少的园林要素。研究通过3个工作日的现场实测，用现代小气候的理论和方法，探讨杭州郭庄中各个小气候因子的变化规律和对小气候的影响，为今后城市营造更加舒适宜人的室外活动空间提供参考。
1 研究方法
1.1 场地概况
郭庄位于杭州市西湖区，濒临西里湖，与苏堤相望。园子总体呈长方形，占地9788m2，水面近3000m2，建筑总面积1629m2，分“静必居”和“一镜天开”两部分。今属于浙江省重点文物保护单位，清光绪三十三年(1907)由绸商宋端甫所建，俗称宋庄，也名“端友别墅”，后卖给汾阳郭氏，改称“汾阳别墅”，俗称郭庄[10]。
1.2 实测方法
实测季节为春季，为了较为稳定地获得气象数据，实测日均选择天气为晴朗且风速较小的日期，实测开始时间为8：30，结束时间为17：00(表1)。同时，从杭州上城区气象站获得与实测时间同步的逐时气象数据，与园中小气候因子变化相比较。
测量方法为移动观测法，每2人一组，手持测量仪器，待数据平稳后记录，每半个小时观测一轮。具体实测仪器及实测内容如表2所示。为减小误差，实测选择连续三个晴天进行，将3个实测日数据的算术平均值作为最终结果进行数据分析。
在树阴下、桥上、水边、连廊及凉亭内设置18个测点(图1)，其中以测点1～10为一组，测点1～18为另外一组，两组同时进行测量，测量顺序即为测点序号顺序。
2 实测结果与分析
2.1 太阳辐射
3个实测日中各测点太阳辐射范围为4.2～972.6wat/m2。将各点测得的太阳辐射值进行统计，各测点太阳辐射值差别较大，且变化较为复杂，并不具有明显一致性。其中P2、P6、P10、P11、P13、P14、P15、P18为没有遮阴的测点，太阳辐射值随时间推移而增加，基本在中午达到最大值，之后逐渐回落，有明显峰值，且增幅和降幅较大;A3、A4、A5、A8、A9、A12为全天有建筑遮阴的测点，G1、G7、G16、G17为全天有植物遮阴的测点，在实测时间段内，太阳辐射值始终处于较低水平，并随时间变化而逐渐降低，且变化十分平缓。园内太阳辐射最大值出现在P10的11：30时左右，数值为972.6wat/m2，太阳辐射最小值出现在P8的16：30时左右，数值为4.2wat/m2，最大值为最小值的232倍。此外，不同测点在测试时间段内的太阳辐射差值也有较大差异，其中P10差值最大，为925.8wat/m2，A12差值最小，为20.6wat/m2。说明有太阳直射的空间太阳辐射变化较大，而有遮阴的则相对更为稳定。
各测点的平均太阳辐射差值较大(图2)，P18平均太阳辐射值最高，为604.9wat/m2;A12最低，为16.4wat/m2，最高值约为最低值的37倍。其中低于园内太阳辐射平均值的测点均为有植物或建筑遮阴的测点，而建筑遮阴的测点(A类测点)整体太阳辐射水平较植物遮阴的测点(G类测点)更低，表明遮阴情况类似时，建筑对太阳辐射的削弱作用较植物更为显著。
2.2 空气温度
三个实测日中各测点空气温度范围为18.2°C～32.7°C。比较同一时间段气象站气温和各个测点气温平均值可以看出(图3)，园内气温与气象站气温有一定差异，在不同时间段相差1°C～2°C，在11：30时之前园内气温高于气象站气温，在11：30之后园内气温低于气象站气温，园内最高温度低于气象站最高温度，园内降温早于气象站。总体变化上，园内气温较为稳定，说明郭庄内部对气温有显著的调节作用。
各测点的累积空气温度差异相对较小(图4)，其中P15的累积气温最高，为457.9°C;A4最低，为411.1°C，二者相差46.8°C。结合其他测点累计温度情况可以发现，累计气温较低的测点多为位于水体边、且有植物或建筑遮阴的测点，同时建筑下测点累计气温更低，而位于水体旁有太阳直射的测点空气温度依然保持较高水平。表明太阳辐射水平会显著影响局部气温，而园内水体所占面积较大，可视为园内主要的小气候调节因素，且不同水体间距较小，均匀调节了全园气温，不同水体周边空间及不临近水体空间并未表现出明显气温差异。
2.3 地表温度
三个实测日中各测点地表温度范围为13.9°C～47.7°C，累积地表温度差异相对较大(图5)，P18累积地表温度最高，为639.2°C;A5最低，为345.6°C，二者相差293.6°C。其中明显低于园内累积地表温度平均值的测点有G16、A12、G7、A4、G1、P13、A8、P15、A3、A5，均為地表受植物或建筑遮阴的测点，观察该部分测点在园中的位置分布与所处空间环境并未表现有明显联系。同时，P15处太阳辐射及空气温度整体水平都较高，而地表温度显著低于大部分测点，表明地表温度受空间环境影响并不显著，主要受到达地面的太阳辐射水平的影响。
比较太阳辐射不同的相同铺装材质的测点(图6)，其中有太阳直射、铺装为石材2的测点(P10、P13、P14、P18)地表面温度与太阳辐射的变化规律相同，随着时间先增大后减小;但花街铺地2的测点(P15)并没有明显增幅，与没有太阳直射的测点温度相近，可能由于被周边灌木丛遮挡地面。而全天没有太阳直射、铺装为石材1的测点(G7)和花街铺地1的测点(G1)地表温度变化较小，始终维持在一个较稳定的水平。表明石材铺装的地表温度受太阳辐射的影响显著，太阳照射越强温度越高。
统计实测数据可以得出，各测点地表温度差别较大，其中G1、A3、A4、A5、G7、A8、A12、P15测点在实测时间段内地表均没有太阳直射，数值起伏较小且十分平缓。而P6、A9、P13、P16、G17在部分有太阳直射的时间段内地表温度有明显上升，其余P类有太阳直射的测点，地表温度随着时间变化先升高后逐渐降低，与该测点的太阳辐射值变化趋势十分相似。其中地表温度最大值出现在P14的14：30，为47.7°C，最小值出现在P13的8：30，数值为13.9°C，二者相差33.8°C。整体上园内各测点在同一实测时间段内地表温度差值变化相对较小，9：00–10：00和13：00–15：00时间段内差值相对较大，呈现两个峰值。
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