城市热岛效应对建筑形态的响应及其昼夜变化研究北大核心CSCD

城市建筑三维形态通过改变空气流动和地表能量过程影响城市地表热环境的时空格局。然而,当前多数研究集中于探讨城市建筑二维形态对地表热环境的影响,导致城市建筑二维及三维形态对地表热环境的联合影响机制及其昼夜差异尚不明确。该文以南京市主城区为例,基于多源遥感融合数据量化城市建筑二维和三维形态,并采用梯度提升回归树模型探究昼夜地表温度对建筑二维和三维形态的响应机制。结果表明:建筑二维和三维形态对地表温度的影响具有空间尺度依赖性,对南京市建筑形态与昼夜地表温度之间关系进行研究的最佳空间尺度为450 m;白天地表温度空间变异主要受建筑二维形态影响,而夜间地表温度空间变异的主导因素为建筑三维形态;从城市建筑二维和三维形态关键指标对地表温度的边际效应发现,不同建筑形态指标对地表温度的影响模式不同,且具有昼夜差异性。研究结果有助于从三维视角深化城市建筑对热岛效应的作用机理,从而为城市可持续发展提供理论指导。     

两汉侯国时空特征及其影响因素分析

运用重心迁移模型、标准差椭圆及多元Logistic回归分析,探讨了两汉794座侯国的时空演变特征,揭示了各历史时期侯国分布格局演变和社会经济、地理环境等要素的关系。结果表明：① 各历史时期中侯国数量及其占总量比重、频率基本呈现“高—低—高—低”波浪形起伏的变化趋势。② 各历史时期侯国分布格局均呈现高度集聚状态,分布重心走向经历了由西→东、由东→西的反转,在距离与移动速率上呈现东汉>西汉的规律;西汉标准差椭圆X轴、Y轴、面积呈不断减小趋势,东汉标准差椭圆X轴、Y轴、面积呈不断增大趋势。③ 微观地理选择上影响侯国设置最主要的因素是区位因子,说明两汉侯国设置时更多考虑分布于距离道路、都城、区域中心城市较近的区域,表现出明显的“社会经济指向性”。此外,地形因子与区位因子在方向性上的转变表明各因子对侯国设置的影响并非一成不变,而是伴随社会发展状况及政治体制动态变化,其与政治因素的关联度仍是主导性的。     

近50年珠江流域降雨多尺度时空变化特征及其影响

利用珠江流域38个站点54 a日降水资料,采用Kendall非参数检验法、线性回归及空间克里格插值,对多种降雨指数时空变化及影响进行了研究。结果表明:1珠江流域西部年降雨有减少趋势,流域大部分的降雨日数则有增加趋势;2流域降雨具有季度、月份集中性,其中,季度集中性趋于空间均匀化,月份集中性趋向空间极端化;3极端降雨阈值东高西低,全区极端降雨在20世纪60、80年代末有突变现象,P0.01%设计值在21世纪达到最高。综合多尺度降雨时空变化结果进行分析,将珠江流域划分为广东(包括江西)、广西中北部(包括湖南)、广西西南及云贵4个降雨特征区,广东尤其是珠三角地区及广西中北部地区应注重防洪安全,广西西南与云贵地区应注重保障用水安全。     

阈值选择对高温时空变化特征的影响

在全球变暖的大环境下,极端高温事件的发生频率正在不断增加。尽管国内外已经有许多关于高温发生频率与时空分布特征的研究,但目前学界对于高温仍没有一个统一的定义。为了分析不同阈值检测出的高温事件的差异,基于中国国家级地面气象站均一化气温日值数据集(V1.0)中的1979―2019年的日最高温和日最低温数据,使用绝对阈值和相对阈值2种方法来定义高温,在此基础上计算绝对阈值高温日数、绝对阈值高温积温和相对阈值高温日数3个高温指标,使用Mann-Kendall检验、Sen’s slope、Hurst指数和经验正交函数（EOF）,对比分析不同阈值条件下计算的高温指标的变化趋势和时空分布的差异。结果显示：(1)全国大部分地区的高温呈现增加的趋势,但使用不同阈值的高温指标变化趋势以及持续性存在不同程度的差异。相对阈值法得到的高温日数呈显著增加的站点相比绝对阈值法的更多。绝对阈值法显示高温日数在新疆、华南地区和黄淮海地区的持续性较强,而相对阈值法显示高温日数在东南沿海和西南地区持续性较高。(2)不同阈值的高温指标的EOF反映的高温指标的时空分布模式同样存在明显不同,绝对阈值高温指标的第二模态反映的是华东地...     

COVID-19疫情时空聚集性特征及影响因素分析——以重庆市为例

新型冠状病毒肺炎(COVID-19)在城市内部的病例时空聚集性特征及影响因素对于疫情防控具有重要参考价值。论文以重庆市为例,收集2020年1月21日—2月24日的458例COVID-19确诊病例数据,结合手机信令数据与空间环境数据,采用空间聚集性分析、因子分析与回归分析等方法,探究重庆市新冠疫情在街道尺度上的时空聚集性特征,并分析其影响因素。结果表明：① 时间上,确诊病例前期增长较快,以外地输入为主,后期逐渐趋缓,以本地传播(包括街道间传播、街道内传播、家庭内传播)为主,其中家庭内传播占比最大(23%);② 空间上,病例呈现显著的聚集特征,且聚集性逐渐增强,热点街道分布于重庆市西部、东北部;分类型来看,本地病例热点街道集中于人口密度较大、经济发展更好的西北部、西南部,外地输入病例热点街道集中于地理邻近湖北省的中部、东北部;③ 所有病例密度、本地病例密度、外地输入病例密度与因子分析所得4个因子(即城市交通因子、街道间活动因子、生活服务因子、居民分布因子)的回归结果显示,交通设施水平与病例密度存在密切关联,商店超市餐饮等生活服务地点与病毒传播显著相关,街道间活动是发生聚集性疫情的重要因素,而外地输入型病例多出现于人口密集区域。疫情防控中应根据不同区域疫情传播模式差异实施针对性措施,例如在重庆市中部、东北部关注外地输入防控,西北部、西南部以本地传播防控为重点;同时,应加强城市内部交通与街道居民接触密集区域的防控措施,有效防止疫情反弹。     

大连市中山区城市建筑垂直特征对城市热环境效应的影响

以大连市中山区的遥感和建筑数据为基础,利用单窗算法和相关分析方法,研究2007年、2017年研究区的地表温度空间分异特征,以及地表温度与建筑高度的相关性。研究结果表明： 2007年、2017年研究区最低温度由22.497℃增长到29.015℃,最高温度由36.091℃增长到43.213℃。研究区北部、解放路和中南路沿线、青泥洼-天津街商贸集聚区附近温度明显增高。 2007年、2017年,研究区区域内建筑都有所增高,中山区北部和青泥洼-天津街商贸集聚区附近建筑明显增高,研究区建筑有向南蔓延的趋势。 2007年、2017年,地表温度与建筑高度呈现低相关性,相关系数分别为0.346、0.331。     

基于百度指数的乡村旅游需求时空特征及其影响因素研究

互联网搜索行为是用户需求和行为惯性在虚拟空间的直观表达,为长时间序列、大空间尺度旅游需求分析提供了新的视角。论文以2011—2020年我国31个省级行政区乡村旅游9个关键词的百度指数为数据基础,利用空间自相关、地理探测器等方法分析了我国乡村旅游需求的时空演变特征及其影响因素。研究发现：（1）乡村旅游需求十年间总体呈“倒U”形变化形态,并表现出快速发展期、波动发展期的非线性阶段特征;年内呈现出“两峰两谷”变化特征,淡、旺季和周末效应比较明显。（2）乡村旅游需求整体上呈集聚分布状态,集聚效应随年际变化略有波动;局部空间上呈现东高西低的梯度递减格局,且此特征在十年间基本保持稳定。（3） 5个因子对乡村旅游需求时空特征有持续显著的影响,其解释力表现为地区生产总值>星级饭店数量>人口总量>公路密度>国家级乡村旅游点数量,其他因子解释力相对较低或年际变动较大。论文借助网络大数据从宏观层面揭示了乡村旅游需求的时空演变规律及其影响因素,为优化产业布局、推进乡村旅游供需有效对接等提供了理论指导和实践借鉴。     

河南省气候变化特征及其对旱涝的影响

根据河南省21个气象站点1960-2013年的气温和降水资料,运用趋势线法、Mann-Kendall突变检验、Z指数法、马尔科夫模型、经验正交函数分解等研究了河南省气候变化特征及其对旱涝的影响。结果表明:(1)河南省气温呈现上升趋势,气温突变点是1997年;降水量呈现弱减少趋势。气温从南部向北部逐步降低,中部地区增温趋势明显;降水量由东南向西北逐步减少,中东部地区呈现增加趋势,北部、西部、南部呈现减少趋势。(2)河南省干旱化趋势不断加重。气温变化与旱涝发生次数具有同步性。气温突变点1997年前后对比发现,极端涝灾发生次数明显减少,极端旱灾发生次数明显增加。运用马尔科夫模型预测旱涝随时间变化的趋势,河南省以正常状态概率最大,旱灾状态概率大于涝灾。(3)河南省主要的旱涝空间分布型态分别为整体一致型、南北反位相型、东西反位相型。年际旱涝趋势空间变化与降水量趋势空间变化基本一致;春季的变干趋势从北部向南部逐步加重;夏季的增湿趋势,从西华-南阳一线,分别向东南和西北逐步减轻;秋季整个区域有变干趋势;冬季的增湿趋势从西南向东北逐步加重。     

河西走廊沙尘活动对兰州PM10浓度的影响及其评估

通过分析2001—2005年河西走廊沙尘活动对兰州PM10浓度的影响并对其进行评估,得出如下结论：兰州的PM10浓度具有双峰值特征,两个峰值分别出现在冬半年的12月和3月,河西沙尘发生次数呈单峰型变化,峰值出现在4月,达到9.8次,对比两者的变化可知,河西沙尘活动的峰值对应春季兰州PM10浓度的次高峰。研究认为冬季特殊边界层条件是造成兰州PM10浓度高峰值的主要原因;春季河西沙尘发生次数与同期兰州PM10浓度呈显著正相关,沙尘暴活动的多发对应兰州PM10浓度次峰值。沙尘指数的定量分析认为,兰州年度（3月,4月）PM10浓度的16.4%（32.0%,47.1%）与河西走廊沙尘活动的影响有关系;兰州年度（3月,4月）PM10质量浓度中的8.8%（13.9%,23.1%）是河西走廊沙尘活动向兰州输送PM10颗粒的结果;河西走廊的沙尘活动能使兰州沙尘影响日PM10浓度增加数倍。河西走廊沙尘活动在不同时间段的影响程度不同。     

兰州市城区夏季热场分布与热岛效应研究

对兰州市城区进行了早、午、晚3个时段各气候要素的流动观测,模拟了兰州市城区夏季3个时段的地面热场。结果显示,兰州市夏季地面热场分布存在明显的规律性和动态演变特征。2006~2007年,在城区和郊区利用两套自动气象站连续进行了气候定点对比观测,结合兰州城区台站近70年和郊区台站近40年的常规气象观测资料,分析兰州市气温、热岛效应及热岛强度的变化特征。热场的时空分布与兰州市城市化过程中土地利用类型、人口密度、城市能耗、建筑容积率和下垫面热力性质等因素的变化有着密切的联系。     

地表参数反演及城市热岛时空演变分析

采用TES算法实现了ASTER地表温度的反演,在对发射率估算方法改进基础上,利用单窗算法反演1989年TM地表温度。结合C地形校正,利用线性光谱模型提取植被覆盖度与城市不透水面密度,利用反射率提取NDVI。从多方面对城市热岛时空演变进行综合研究,研究表明,与等间距法相比,均值-标准差法可以较合理地刻画地表热场的分布,一定程度上可以避开不同时相的差异。最后时空对比及空间统计学分析显示,1989~2004年间福州市城市热岛面积、热岛强度都有所增加,城市热岛总体趋势为西北-东南走向,并逐渐向北-南方向偏移,而且城市热岛重心向东南方向偏移。     

兰州市城市热岛效应评价与灰色预测

利用兰州市及其郊区（永登、榆中、皋兰3县）1958—2004年气象观测资料分析了兰州市热岛强度的年变化规律,结果表明,1975年以后,兰州市城市热岛效应呈上升趋势,但热岛强度整体保持在3.0 ℃以下;1981—1998年平均热岛强度为3.30 ℃,1990年以后城郊热岛强度增加到3.6 ℃以上;1996年达到最高为4.25 ℃;根据兰州市社会发展状况及前人的研究结果,分别分析了兰州市城市热岛强度在1971—1980年、1990—1995年和1997—2003年3个时段的季节变化规律,未来兰州夏季热岛效应将会排在第一位。运用灰色关联度分析法对影响兰州市城市热岛效应的因子群进行了贡献测度分析,结果表明,人为热释放是造成兰州市城市热岛效应的关键因素;风速、总云量是影响兰州市城市热岛效应的主要气象因子。最后通过改进GM(1,1)模型的拟合与预测,结果与实际情况具有良好一致性,表明兰州市城市热岛效应有进一步加重的趋势。     

中国城市群热岛效应时空演变及其影响因素分析

基于长期不透水面和MODIS地表温度数据,分析2000—2015年中国城市群扩张及热岛效应时空演变,进而综合采用冗余分析(RDA)、线性回归分析和变异分配分析(VPA)等方法,揭示城市群城市热岛效应的驱动机制。结果表明：城市群内建成区面积快速扩张,不透水面比例从2000年2.08%增长到2015年5.33%,且主要集中于珠江三角洲等沿海城市群;2000—2015年,夏季热岛分布较广,且白天强度高于夜晚。东部以及大部分北部城市群如哈长城市群等,降温强度较大,但其夜晚热岛效应在不同程度增强。冬季夜晚比白天热岛分布广、强度高,北方、西北、东部等地区夜晚热岛效应也在增强;自然环境因素显著影响城市群热岛强度,降水对夏季夜晚热岛强度起显著负贡献(22%),纬度越高,冬季夜晚热岛强度也越高。人为因素显著影响夜晚热岛分布和城市群内热岛强度的平衡,城市植被覆盖显著减少夜晚城市群内热岛分布,灯光强度对夏季夜晚热岛强度起显著负贡献(24%),对热岛比例起显著正贡献(27%),人口密度对夏季夜晚热岛强度起显著负贡献(31%);自然环境因素对热岛强度的贡献占主导,而人为干扰因素对热岛比例的贡献占主导。     

长三角城市群生态安全评价与时空跃迁特征分析

采用“压力?状态?响应”模型、突变级数法和探索性时空数据分析方法,对长三角城市群26市生态安全状况进行定量测度和定性评价,分析了各城市生态安全空间格局和时空跃迁的演变特征。结果表明：① 2005—2015年长三角城市群各市生态安全状况有所好转,但大部分城市处于较不安全和较安全水平区间,总体生态安全水平不高。② 长三角城市群中部和东南部城市生态安全水平的空间结构稳定性更好;南通市具有最大的空间依赖性,而上海市表现出最小的空间依赖性;LISA（Local Indications of Spatial Association）时间路径移动方向的分析则表明长三角城市群在生态安全演变上体现出较强的空间整合性。③ Moran’s Ι 的空间凝聚度 $ {K}_{t} $=0.698,即不发生类型跃迁的概率为69.8%,表明长三角城市群各城市生态安全水平存在一定的格局变动但自身相对位置不易发生改变。探讨区域生态安全的协同增长机制,可为长三角城市群生态安全问题的诊断与调控提供理论基础,同时也可为其他城市群的可持续发展提供参考与借鉴。     

鄂尔多斯地区城市热岛效应初步分析

在针对鄂尔多斯地区的城市热岛效应的研究时发现,找到没有受到人为干扰的站点十分困难,于是本文使用了相对的概念,即是受到人为干扰较少的站点作为对比站点。通过对近50年的气温数据资料,本文发现鄂尔多斯地区年相对城市热岛强度在1.2℃左右,春季的相对城市热岛强度最弱,冬季的最强。本文将发展较为缓慢的1961年—1990年30年划分为一个年代,发展相对快速的1991年—2010年20年划分为一个年代,发现鄂尔多斯地区热岛效应有所增强,但夏季有所减弱,春秋两季加强明显。     

北京城市热岛环境时空变化规律研究

借助北京地区1997年、2004年的Landsat TM热红外图像,在RS和GIS技术的支持下,利用大 气探空数据对图像进行大气校正,采用单窗算法反演得到北京市区和周围地区的地表温度分 布图,地面验证表明单窗算法反演地表温度具有较高的精度.研究发现,北京市存在明显的 城市热岛效应;不同下垫面所对应的地表温度有明显差异,总体上城区地面温度明显高于郊 区,水体温度最低;随着城市规模的扩张,北京市的城市热岛效应有逐年增强的趋势,且人为因素对城市热岛的贡献逐渐加大.     

沙尘对兰州市大气环境质量的影响

利用1951-2010年甘肃省气象局地面观测站沙尘气象资料和2006-2010年兰州环保局PM₁₀、SO₂、NO₂质量浓度资料,分析了兰州市沙尘天气时间变化特征及其对SO₂、NO₂、PM₁₀等大气污染物浓度的影响。结果表明:近60年来兰州市沙尘天气总体上呈现振荡性减少的趋势,沙尘暴、扬沙和浮尘年变化倾向率分别为-0.15 d、-0.72 d和-0.97 d,这与上游沙尘源区沙尘天气振荡性减少有关。沙尘对兰州地区SO₂和NO₂质量浓度影响不大,对PM_2.5质量浓度和PM_1.0数浓度的变化有一定的贡献,但对PM₁₀质量浓度影响非常大,沙尘对春季PM₁₀质量浓度的贡献率在18.4%～43.1%。对2007年5月10日一次强沙尘天气过程研究发现,随着沙尘天气的侵入,兰州市不同粒径气溶胶的浓度陡然上升,然后达到较高的浓度水平,之后由于沙尘天气的减弱、消退或离境,不同粒径气溶胶浓度也逐渐降低并缓慢恢复到正常水平。     

城市空间形态对城市热岛效应的多尺度影响研究进展

随着全球城市化的快速发展和气候变暖及极端高温事件的加剧,城市热岛效应已成为了21世纪影响人类生存发展的重要环境问题。因此,阐明城市热岛强度时空变化特征,揭示多空间尺度下的形成机制是人文地理学和气候学研究的热点和前沿交叉科学问题。从街道峡谷微观尺度、城市街区局部尺度和城市宏观尺度全面总结和系统梳理了城市空间形态对城市热岛效应的多尺度影响和耦合机制,提出了未来通过定量表征城市热岛强度、城市空间形态的空间格局、时间演化特征及规律,构建空间关系分析模型,进而揭示城市空间形态在不同时空尺度对城市热岛强度的作用机制,为城市规划、宜居城市建设以及气候变化的响应与适应研究提供理论指导。