基于形态学的城市建成区绿色空间与地表热岛演化关系研究——以西安市为例

以形态学视角,厘清城市绿色空间（urban green spaces,UGS）与地表城市热岛（surface urban heat island,SUHI）形态演化的关系为存量背景下如何微调绿地改善城市热环境提供了新途径。本文以西安市建成区为例,基于形态学空间格局分析法,分析2002—2021年UGS形态演化特征,同时识别SUHI范围,以地表城市热岛扩张指数拆分SUHI形态演化过程。在此基础上,采用皮尔逊分析法与随机森林模型相结合的方式,探讨UGS与SUHI形态演化的动态关系,同时参照西安市国土空间总体规划草案,提出具体的UGS改造方案并进行空间落位,进而预估改造措施实施后的效果。结果表明：(1) 2002—2021年,UGS面积缩减,整体呈现大斑块破碎,小斑块消失,相互间连通性降低的趋势。(2) 2002—2021年,地表温度最高值逐年攀升,温度增幅下降;SUHI覆盖范围蔓延程度大于收缩程度。SUHI收缩由建成区中央点状收缩转变为建成区边缘点状收缩。2002—2012年,边缘式扩张为主要扩张类型,存在于城市边缘地带,2012—2021年,边缘式扩张和填充式扩张比例相当,在研究区均匀分...     

北京地形和热岛效应对一次β中尺度暴雨的作用

针对2010年7月9日北京地区一次典型的β中尺度暴雨过程,利用常规天气观测资料、地面加密自动站资料、风廓线雷达数据以及VDRAS（Variational Doppler Radar Analysis System）提供的精细化分析资料,研究了本次过程中地形、热岛效应以及两者相互作用对暴雨的影响。研究表明：地形的抬升作用对暴雨有明显的增强作用,降水过程中有地形雨带的生成;降水前城区热岛效应明显,由此造成的风场垂直切变和边界层辐合为β中尺度系统提供了有利的触发和加强条件,边界层辐合线的位置对暴雨落区有一定的指示意义;降水在西部山前城区发生后低层偏东风与降水之间形成了明显的正反馈,是β中尺度暴雨得以维持和发展的重要机制。     

石家庄气象站记录的城市热岛效应及其趋势变化

利用石家庄市区站和4个郊区站1962—2009年的气温资料,采用城乡气温对比和线性趋势分析方法,探讨了石家庄站地面城市热岛(UHI)强度特征及其随时间变化情况,以及城市化因素对城市站地面气温长期变化趋势影响.结果表明:石家庄站地面UHI效应明显,且UHI效应在最低气温上表现更突出;UHI强度冬季1月最大,夏季7月最小;UHI强度具有明显的日变化,最高值出现在早晨7—8时,最低值出现在午后14—16时;近48 a,石家庄站附近UHI强度呈显著增加趋势,且最低气温UHI强度比最高气温的增加趋势更明显;从UHI强度增加对地面气温观测记录的影响来看,石家庄站附近1962—2009年期间年平均UHI增温率达到0.19 ℃/(10 a),UHI增温贡献率为67.9％,即该站近48 a记录的年平均地面气温上升趋势,有2/3以上可归因于城市化因素影响.     

风电场会使夜间气温升高

一项新研究表明,大型风电场会使夜间气温明显升高,从而影响局地气候。研究人员利用辨别城市热岛气温趋势的分析技术,审察了德克萨斯州中西部1万km2的卫星图像,该地区有着世界上最大的4个风电场。研究小组     

城市气象与边界层数值模拟研究

综合评述关于城市气象与边界层数值模拟的近期研究进展,主要就城市气候研究、城市能量平衡、城市热岛研究以及城市陆面过程与城市地表能量平衡模式等方面国内外主要研究工作,结合作者近期的研究工作和认识作一评述.从中提出一些现实与观点方面的问题,给出一些看法和讨论.最后,就当今比较流行并显示十分有效的城市气象和城市边界层数值模拟作一些讨论,着重对这一领域面临的现行研究和未来的挑战,提出一些思考.评述结果表明:①今后需针对我国不同气候区、不同城市特点和建筑物形态特征,开展城市气候、城市地表能量平衡、城市热岛等方面的观测与模拟研究;②在城市气象观测方法与技术导则、观测站网布局、新型观测手段的综合使用等方面的深入研究需进一步展开;③需建立基于时间、天气条件、建筑特征的简单的城市热岛强度预报方法;④可探索采用计算流体力学(CFD)模式作为"桥梁",检验并改进中尺度模式对城市地区的模拟效果.     

基于ＬａｎｄｓａｔＴＭ／ＥＴＭ ＋数据的北京城市热岛季节特征研究

利用１９８８—２００６年２０景ＬａｎｄｓａｔＴＭ和ＥＴＭ＋数据分析了北京市城市热岛的季节变化特征。通过反演地表温度,建立统一的城市和农村区域,计算了城市热岛强度,并采用多项式拟合获取了城市热岛强度的季节变化曲线;同时,分析了热岛强度季节特征与气候因子的关系。另外利用４景２００５—２００６年不同季节ＬａｎｄｓａｔＴＭ影像,分析了不同季节城市热岛的空间变化特征,并选择穿越北京城区的两条不同方向剖线（ＳＥ ＮＷ 和ＳＷ ＮＥ）,分析了沿剖线方向城市热岛与地表类型的关系。结果显示,北京城市热岛具有明显的季节变化特征,与总云量的季节变化关系显著。最大热岛强度出现在夏季,呈现片状发散和零星热岛并存的空间分布特征。冬季为冷岛特征,其空间分布与夏季热岛一致。春秋两季热岛强度最小,但春季热岛空间差异较大。在相同季节,城市热岛强度和空间尺度在不同剖线方向具有明显的差异,这与不同地类的空间分布有关。     

基于Landsat卫星资料的苏州城市热岛效应遥感分析

为了对苏州市快速城市化进程中的热岛效应进行研究,采用三个时期的Landsat/TM遥感影像资料来反映地表热辐射信息。基于CART决策树分类得到每个时期的土地覆盖分类图,然后通过单通道算法反演得到地表温度,并对2个时期的地表温度进行标准化分级处理,计算得到采取本文定义,1986,1995及2004年的热岛面积指数分别为4.87%,11.10%和37.87%。研究了城市化过程中城市热岛强度和空间分布变化,分析了土地覆盖变化对热岛效应的影响。结果表明,苏州市存在比较明显的城市热岛效应,并且在20多年中随着城市化过程热岛范围进一步扩展。     

城市台站周边热岛效应和土地利用与覆盖变化关系

以合肥市气象站为中心,利用1990～2006年的Landsat TM影像,获取不同半径圆形缓冲区范围内下垫面土地分类信息以及对应年份的气温年均值、极值、日定时数据资料,分析了下垫面各土地类型及其变化和站点周边热岛效应的关系.分析得出:城市热岛与建设用地有着最强正相关,与林草地和耕地有着显著负相关,与夜晚水体有着较强正相关.下垫面类型对城市热岛的影响随着每天的不同时刻而变化.4种下垫面类型对城市热岛的影响范围上,建设用地一般在6km以内、林草地4km以内、耕地在4km时最显著,水体则随着距离的增加,其影响范围缓慢上升到8 km.同时,通过分析土地利用年变化和城市热岛效应变化的关系,进一步验证了城市发展对城市热岛效应起着至关重要的作用.最高温和14时(北京时间)热岛强度年变化与土地利用年变化有着较强的相关性.另外,迁站后热岛效应明显减弱.最后,重点探讨了下垫面类型和热岛效应关系的可能原因.     

基于热红外遥感的四川省内江市城市热岛效应评价

利用四川省内江市1988年6月23日、2000年5月10日和2007年5月6日的Landsat TM/TM+热红外遥感数据,定量反演亮度温度,并利用均值-标准差法对温度进行分级.1988-2000-2007年间,内江市最大热岛强度分别为15.682℃,16.016℃和15.498℃;加权平均热岛强度分别为1.476℃,1.991℃和0.674℃;城市热岛比例指数分别为0.617,0.775和0.406.三个评价指标的变化趋势具有一致性,即先升高再降低,表明1988-2000-2007年间内江市城市热岛效应先增强再减弱.这说明2000年以来尽管城市化进程加剧,但是随着对城市生态环境保护的重视,城市化导致的热环境问题比2000年以前有所缓解.     

基于MODIS数据的上海市热岛效应研究

采用2003～2005年EOS／MODIS数据，运用分裂窗算法定量反演了上海市地表温度，以间接反映城市热岛的变化规律。研究表明，上海市冬季地表平均最高温度为13．9℃，春季、夏季和秋季分别为32．5℃、45．7℃和29．0℃；地表相对高温区的分布具有明显的季节变化特征，冬季地表相对高温区分布在市区东南方向，春季、夏季地表相对高温区向西北方向移动，秋季地表相对高温区开始向东南方向收缩；冬季市区表现为弱冷岛中心，春季、夏季和秋季均为热岛中心，其中夏季的热岛效应最为显著；冬季弱冷岛中心的地面温度低于郊区温度2．6℃，春季、夏季和秋季的平均热岛强度分别为5．7℃、10．4℃和4．2℃。