长三角地区夏季地表热环境的季节内和日夜变化特征

基于中分辨率成像光谱仪(MODIS)遥感反演的地表温度数据、土地利用数据以及植被覆盖数据,对长三角城市群及周边地区2013～2017年夏季地表热环境的时空分布特征及其驱动因子进行了研究.结果表明:①夏季地表高温风险区(即高温区和亚高温区)在日间主要分布在皖北农田覆盖地区、长三角城市群的城市建筑覆盖地区以及浙南的少数城市建筑和农田用地;夜间地表高温风险区转换为长江流域沿线的水体覆盖区域和城市群建成密集区.②季节内变化表现为从6月份到8月份地表高温风险区在空间上逐渐从长三角的皖北和苏北区域向长三角城市群片区转移;长三角北部区域地表高温风险区比例逐渐减小,而长三角城市群片区地表高温风险区比例逐渐增加.③地表热环境的空间分布与下垫面覆盖类型的空间分布有很好的对应关系,城建用地区域的高温风险比例要显著高于其他下垫面覆盖类型区域;皖北地区的夏季农作物轮作改变了地表的植被覆盖度,导致该地区的季节内和日夜变化特征不同于其他地区;地表高温风险季节内变化规律则表明植被覆盖度的提高对于减少高温风险区比例具有显著作用.     

多尺度下京津冀地区地表热环境与景观变化的关系分析

基于M ODIS地表温度数据和土地覆被数据,分析了2000—2015年的京津冀地区景观时空变化和地表热环境效应演变规律,按1 km×1 km、5 km×5 km、10 km×10 km、15 km×15 km、20 km×20 km五个空间尺度将京津冀地区进行格网划分,定量分析多尺度下下垫面景观结构变化与地表温度的相关...     

基于地表裸露度和地表反照率影响的喀斯特地区热环境变化分析

在自然和人为因素的影响下,喀斯特地区地表覆盖受到破坏,导致大面积地表裸露,同时影响着地表反照率的变化,进而引起周围地表温度发生改变。以典型喀斯特区域安顺市为例,基于大气校正法反演2006—2017年地表温度,并结合同时期的地表裸露度和地表反照率变化情况分析喀斯特地区热环境变化特征。结果表明:地表裸露度、地表反照率与地表温度在空间上整体变化趋势相一致,是影响地表温度的因素之一;在时间上呈持续下降趋势,地表裸露度总体下降了53%,地表反照率和地表温度分别下降了37.1%和2.4%,表明热环境得到有效改善;地表裸露度,地表反照率与地表温度均呈线性正相关,地表温度随着地表裸露度和地表反照率的增加而上升,反之,地表温度则会降低。     

北京市土地覆盖变化对地表温度的影响

为研究北京市土地覆盖变化对地表温度的影响,选取1991年和2011年的Landsat-5专题制图仪影像,采用单窗算法和基于专家知识的决策树分类方法,提取期间地表温度和土地覆盖变化信息,分析了研究区20年来的土地覆盖变化对地表温度影响的空间分布格局和变化规律。研究结果表明:1991年到2011年间北京市土地覆盖类型的变化改变了地表温度的空间分布特征。在土地覆盖类型未发生变化的区域,6种土地利用类型的地表温度都升高,在土地覆盖类型发生变化的区域,地表温度有升有降,但总体上城市地表温度的空间分布与土地覆盖类型的空间变化格局存在明显的一致性。     

上海地区夏季地表热通量特征及其影响因素

通过土壤温度预报校正(TDEC)法验证了地表下5 mm处测量土壤热通量的准确性,并以此代表地表热通量.总结了上海地区3种典型日(晴天、多云、雨天)地表下5 mm处土壤热通量的日变化情况,并通过控制变量法综合分析不同因素(太阳辐射量、土壤含水量、云量等)对土壤热通量的影响.结果表明:土壤热通量的波动晴天时最剧烈,波动范围为-23.62～111.81 W/m~2;随着土壤深度的递减,土壤热通量在多云和雨天的波动范围依次减小;未下雨时太阳辐射量与土壤热通量之间的相关性较强(R~20.74);土壤热通量的波动范围随土壤含水量的增加而缩小;在不同典型日,土壤热通量受到不同因素的影响.     

绿地格局对城市地表热环境调节作用的多尺度分析

城市绿化是协助城市应对气候变化、缓解城市热岛效应的有效途径,而分析影响绿地降温效应的因素及机制是合理改善城市绿化措施的理论基础。     

土地利用/覆盖变化对城市地表参数的影响

植被覆盖、地表水分有效性和地袁温度组成的地袁参数的变化和分布,受土地利用/覆盖类型和开发强度的影响.这些变量均可从多光谱卫星影像获得.以珠江三角洲的广州市老八区为例,前人研究的方法为支撑,通过运用陆地卫星TM和ETM 影像进行非监督分类,结合反演的地表温度与归一化差值植被指数之间的散点图,确定了土地利用/覆盖类型,估计并描述了这些参数的时空分布特征,从空间和时间方面评估了这些参数与研究区不同土地利用/覆盖类型之间的关系.结果表明,由于广州城市用地的发展,城市植被覆盖比例从1990年的72.39%减少到2000年的46.95%.研究还表明,凡是作为城市用地的土地利用/覆盖类型(包括高密度城市用地和低密度城市用地),从1990年到2000年,其归一化地表温度值增加都是最高的.     

福州市主城区土地覆盖变化对城市生态脆弱性的影响分析

基于福州市主城区2000-2014年土地覆盖数据,采用VSD模型和多因素综合评价模型,通过暴露度-敏感性-适应潜力获取生态脆弱性,探讨土地覆盖变化与城市生态脆弱性的关系.结果表明:不同土地覆盖类型的生态脆弱性水平差异显著,林地以微度和轻度脆弱为主,耕地主要表现为轻度和中度,且整体呈上升趋势,建设用地以中度、中强度和强度为主,区域差异明显且脆弱性水平逐期向强度脆弱转化,未利用地以中强度和强度为主;林地和耕地转为建设用地和未利用地造成的生态脆弱性变化最为显著,生态脆弱性程度加深,且盆地地区比山地丘陵地区变化更为明显,建设用地和未利用地转化为林地、未利用地转化为耕地,其生态脆弱性降低;研究区土地覆盖变化程度增强,且整体上造成城市生态脆弱性的提高.     

喀斯特城市桂林地表温度时空变化及地物覆盖影响分析

【目的】定量分析喀斯特城市桂林1990—2015年快速扩展对热环境的影响。【方法】提出喀斯特山峰混合像元比辐射率估算方法,对Landsat卫星12景遥感图像用模型反演地表温度并分析地表温度时空变化规律;提出建筑覆盖率、水体覆盖率和裸土率估算方法,反演植被覆盖度、建筑覆盖率、水体覆盖率、裸土率和裸岩率,分析混合像元中各地物覆盖率变化对地表温度的影响。【结果】1)研究地的建筑/道路、喀斯特山峰裸岩、干燥裸土的地表温度相对较高,水体和茂密植被覆盖的喀斯特山峰阴坡地表温度最低,茂密植被覆盖的喀斯特山峰阳坡的地表温度也相对较低;在太阳辐射下,喀斯特山峰阳坡地表温度比阴坡地表温度高1~3℃。2)1990—2015年研究地的地表温度高于喀斯特山峰茂密林地的高温像元比例呈逐渐上升的趋势,由61.9%变化到75.2%。3)研究地的地表温度因植被覆盖度、水体覆盖率增加0.1而分别降低0.5~0.7℃,0.2~0.4℃;因建筑覆盖率、裸土率和裸岩率增加0.1而分别升高0.4~0.7℃,0.4~0.6℃和0.3~0.5℃。【结论】喀斯特城市桂林的地表温度明显受人为因素、植被覆盖和地形的影响。     

黔中城市群地表覆盖变化及驱动因素分析

地表覆盖变化是生态环境变化的缩影,研究地表覆盖变化及驱动因素可为地区生态环境恢复、资源合理利用、人地关系协调提供参考。基于Globeland 30数据,通过年变化率、转移矩阵、地理探测器等方法,探究黔中城市群2000—2020年地表覆盖变化及驱动因素。结果如下：1)耕地、林地、草地为城市群主要地表覆盖类型,期间以耕地、林地、草地收缩,灌木地、水体、人造地表扩张为总体趋势;2)地表覆盖转移面积呈先小后大的特点,转移方向为草地转林地、人造地表、耕地、水体,林地转耕地、人造地表、水体,耕地转人造地表、水体;3)耕地为东南角扩张其余各地收缩,林地为北部扩张南部收缩,草地为整体收缩、局部扩张,水体为整体扩张、局部收缩,人造地表为全域扩张;4)黔中城市群地表覆盖变化受地形、气候、人口、经济、交通、政策等因素的共同影响,并且因素间的交互作用总体呈增强效果。     

热湿气候盆地区域民居不同尺度中庭夏季热环境实测与分析

适宜尺度的中庭可以起到缓解夏季室外炎热气候影响的作用.为掌握地处热湿气候盆地区域中不同尺度中庭的热环境状况以及为该地区的中庭尺度设计提供参考,以广西东南部传统村落为对象,测绘了20栋民居的中庭,并在夏季典型晴天日选取不同尺度的中庭进行热环境实测,根据测试结果分析不同尺度中庭空间的热环境分布状况.将实测期间的空气温湿度等数据作为计算条件,采用Ecotect软件分析了各中庭夏季的气候适应性状况.基于上述实测和分析结果得到了适应于热湿气候盆地区域的中庭尺度模型,即中庭尺度的宽高比小于1∶1且进深宽度小于3 m,并对该区域中庭的热舒适改善提出建议.     

近10年来青藏高原地表温度时空变化特征分析

基于2008-2017年青藏高原地区133个地面气象站的地表温度观测数据和五套地表温度模拟资料(ERA-5、ERA-Interim、GLDAS2.1-Noah、JRA-55、MERRA-2),分析了近10年以来青藏高原地区地表温度的时空变化特征以及多种地表温度模拟资料在青藏高原的适用性。结果表明：(1)青藏高原地区的地表温度呈现边缘地区高、中心地区低,由边缘地区向中心地区递减的变化趋势,地表温度的空间分布主要受海拔高度影响,同时服从纬度的地带性规律;(2)五套地表温度模拟资料均能够描述青藏高原地区地表温度的空间分布特征,但是均出现了低估现象,可以基于模拟资料所使用的高程数据与实际观测之间的高程差,对地表温度模拟结果进行修正;(3)近10年,青藏高原地区的地表温度呈现变暖趋势,且随着海拔高度的降低,地表温度增暖趋势越剧烈;(4)在青藏高原多年冻土区3个地面气象站,五套地表温度模拟资料与观测资料呈显著相关(相关系数>0.96),模拟误差具有季节性特征,在夏季和冬季偏差较大,在春季和秋季偏差较小。     

基于遥感的福州主城区土地利用/覆盖及景观格局变化研究

基于GIS和RS技术,利用Fragstats平台提取统计分析了福州主城区1993—2013年间的土地利用/覆盖变化及其景观格局演化特征。研究表明,(1)这一时期,福州市主城区生态用地(林/草地、水体、湿地和农田)总面积减少较为明显,多以向建设用地类型转变为主。其中农田转化面积最大,其次是林/草地和水体;湿地面积损失最小,减幅却最大。(2)景观指数演化特征明显。2000年前,生态用地仍保有较高的优势度,后由于城市化的快速发展,导致大量生态用地向建设用地转移,破碎化程度增加;同时景观均匀度减少,多样性降低,研究区土地利用朝着相对不均匀方向发展。(3)通过空间重心法分析发现,城市重心与生态用地重心的空间转移方向存在较强的相关性,城市化是下垫面用地类型发生改变的最主要因素之一。     

三江并流地区兰坪县地表覆盖类型变化及驱动力研究

本研究运用国家基础地理信息中心提供的GlobeLand30,分析兰坪县2000-2020期不同地表覆盖类型之间的转变趋势;借助GIS空间分析功能,研究高程、坡度、坡向、居民点、道路和耕地对林地变化的影响。结果表明：该县林地、灌木地和湿地面积呈先增后减趋势,草地为持续减少趋势,人造地表呈先减后增趋势,水体和耕地为持续增加趋势,且2010-2020期的总变化率是2000-2010期的17.8倍。该县林地转换率由2000-2010期的6.03%增加到2010-2020期的8.17%,草地由30.90%增长到44.82%,灌木地由45.08%上升为45.24%,主要是由于耕地导致,表明人类活动对林地、灌木地、草地的蚕食较严重。林地变化的活跃度与高程和坡度呈反比,林地变化像元数量与居民点、道路的距离呈三次方衰减,与耕地的距离呈逆模型衰减,表明林地变化受到高程、坡度、坡向的影响,且与居民点、道路、耕地的区位密切相关。本研究结果将有利于兰坪县遗产地的管理规划,为制定合理的生态移民和退耕还林政策提供理论依据。     

福建省平潭岛植被覆盖变化及其对地表温度影响的定量研究

以福建省平潭岛为例,利用1990-2013年3期Landsat卫星遥感影像,基于归一化植被指数提取植被覆盖度,利用Qin单窗算法定量反演地表温度.对不同年份的植被覆盖与地表温度的空间变化特征及两者相关性进行分析,以揭示热环境效应的内在机制.研究结果表明:植被覆盖度与地表温度呈较显著负相关,植被覆盖每增加10%,最大可使归一化地表温度降低0.049.2002-2013较1990-2002年时间段的植被覆盖与地表温度变化幅度大.同时,对1990-2013年的植被覆盖变化值与归一化地表温度变化值进行相关性分析,发现变化值之间也具有较显著的相关性,且其相关性为0.513.     

喀斯特城市桂林地表温度时空变化及地物覆盖影响分析

【目的】定量分析喀斯特城市桂林1990—2015年快速扩展对热环境的影响。【方法】提出喀斯特山峰混合像元比辐射率估算方法,对Landsat卫星12景遥感图像用模型反演地表温度并分析地表温度时空变化规律;提出建筑覆盖率、水体覆盖率和裸土率估算方法,反演植被覆盖度、建筑覆盖率、水体覆盖率、裸土率和裸岩率,分析混合像元中各地物覆盖率变化对地表温度的影响。【结果】1)研究地的建筑/道路、喀斯特山峰裸岩、干燥裸土的地表温度相对较高,水体和茂密植被覆盖的喀斯特山峰阴坡地表温度最低,茂密植被覆盖的喀斯特山峰阳坡的地表温度也相对较低;在太阳辐射下,喀斯特山峰阳坡地表温度比阴坡地表温度高1~3 ℃。2)1990—2015年研究地的地表温度高于喀斯特山峰茂密林地的高温像元比例呈逐渐上升的趋势,由61.9%变化到75.2%。3)研究地的地表温度因植被覆盖度、水体覆盖率增加0.1而分别降低0.5~0.7℃,0.2~0.4℃;因建筑覆盖率、裸土率和裸岩率增加0.1而分别升高0.4~0.7℃,0.4~0.6℃和0.3~0.5℃。【结论】喀斯特城市桂林的地表温度明显受人为因素、植被覆盖和地形的影响。
     

北京地区夏季中间尺度云团形成的环境特征

使用对比度分析方法对影响北京地区夏季的中间尺度云团形成的环境特征及其与强天气的关系进行详细分析,研究得出６～８月云团发生具有局地强风暴和暴雨的综合环境特征,加深了对中间尺度云团的了解,对改进强天气的预报有参考意义     

地表热通量的变化对边界层热力对流卷的影响

以1995年8月14日在Florida观测(SCMS实验期间)的位温、水汽和风速等为初始化的大涡模拟结果,分析研究了边界层对流卷的发展及地表热通量对边界层热力对流卷的影响。分析了热力对流卷的位温、垂直速度及水汽混合比的关系。结果表明在边界层对流卷中,上升气流较暖湿,下沉气流较干冷。还研究了边界层对流卷的演变,结果表明当地表热通量增大时,对流会变得非常活跃,对流层发展的高度也会加深。而当地表热通量增大致超过对流卷维持的临界值时,已经无法观察出对流卷的线性特点。利用地表热通量对对流卷形成和消散的敏感性实验模拟结果,分析得出地表热通量改变时,对流卷的组织性和对流的强度发生的相应变化。减小地表热通量时,对流的强度明显减弱。对流卷的组织性较显著。增加地表热通量时,对流的强度增大,对流会变得很不规则,但当地表热通量太大时,已经看不到有组织的对流卷。研究结果表明对流卷的维持需要一定的地表热通量。     

快速城市化地区景观格局对地表热环境的影响研究

以杭州城区为例,基于Landsat8数据完成土地利用分类和地表温度反演,并利用Fragstats软件完成景观格局分析,实现了城市地表温度与绿地景观格局的关联分析.结果表明:1)典型地物的地温均值呈现"林地草地水体裸土建设用地"的趋势.2)建成区绿地破碎度最大、面积最小;林区较为规整,绿地破碎度最小、面积最大.二者景观多样性均偏低.3)绿地景观格局对地表温度影响作用不一.其中,绿地破碎度与分维数普遍与地表温度呈现显著正相关关系;而绿地面积与地表温度均呈现显著负相关关系.由此可见,通过降低城市区域绿地景观的破碎程度,提升其连通完整性,适当降低绿地景观边界的复杂程度和增大绿地面积,可有效缓解城市热岛效应.