用流动观测数据计算城市热岛强度的数学模型

为了解决用流动观测数据计算城市热岛强度过程中的同时性修订问题,克服流动观测方法获取数据非同时性的不足,在分析城市热岛强度计算方法的基础上,通过同时性修订,提出1个计算流动观测时段内任一时刻热岛强度的数学模型。结合重庆市热岛效应的流动观测,对模型的参数进行解释,并将该模型计算得到的不同时刻热岛强度进行对比。研究结果表明:该模型能很好地解决用流动观测数据计算城市热岛强度过程中的同时性修订问题。     

基于DTR的城市热岛强度指数构建与应用——以福州市为例

城市热岛强度是城市热岛研究和应用中的一个重要度量指标,但其定量计算一直是一难点.由于中国城市发展基本现状与气象设施条件的制约,目前常用的基于气象站的城乡温差计算法,较难准确客观地计算中国城市的热岛强度.当前卫星热红外数据反演的地表温度已广泛应用于城市热岛的研究中,因此,本文根据温度日较差(DTR)变化趋势分析,通过地表温度遥感影像的剖面数据,构建了基于DTR的城市热岛强度指数(UHII_(DTR)),并将其应用于福州市1989~2013年间的城市热岛强度计算,以定量评价城市热岛强度变化情况.研究表明,新建立的UHII_(DTR)可以客观、准确地反映出福州的城市热岛变化.福州市在1989~2013年间UHII_(DTR)逐渐下降,从1989年的5.22℃下降至2013年的3.01℃,城市热岛效应不断加剧.从UHII_(DTR)的年际变化趋势来看,福州未来的热岛现象仍将进一步加剧.     

京津冀城市群热岛强度时空变化及对比研究

作为城市气候的典型特征之一,城市热岛不仅影响着城市局域及区域气候,而且对城市居民生活舒适度以及能源消耗等也有明显的负面作用,城市热岛研究对于气候变化以及指导城市规划具有重要的理论和实践意义。研究利用1958—2015年长时间序列气象数据,包括最高温度、最低温度和平均温度等3个温度指标,对京津冀地区4个典型城市(北京、天津、张家口和唐山)的热岛强度变化趋势及其影响因素进行对比分析和研究。结果显示,研究时段内,除了北京冬季平均温度下降之外,其他3个城市的夏季和冬季的平均温度均呈现明显上升趋势,而城市热岛强度均呈现不同程度的上升趋势,且冬季明显高于夏季。通过对比研究发现,研究区内,张家口热岛强度最高,北京次之,唐山最低。研究表明,时间上城市热岛强度变化趋势与城市化水平相关,空间上城市热岛强度则受城市背景如地理位置、区域气候等影响。     

闽东南沿海城市的热岛效应分析

本文分析了闽东南沿海城市的热岛强度的平面分布和周期性变化。在统计分析城市热岛强度与气象条件关系的基础上,建立了热岛强度与气象要素的多元回归方程。本文还建立了热岛强度的趋势方程和城市建设对城市气温变化影响的趋势方程。     

上海市城市热岛效应的时间多尺度特征

取上海市区各站点的平均温度与近郊站点的温度之差作为衡量城市热岛强度的指标，利用上海市城区和郊区的6个Davis自动气象观测仪每小时观测的记录，对2000年的温差序列进行小波变换，分析上海市城市热岛强度时间-频率的多时间尺度的演变规律.结果表明：小波分析能在波幅的时间-尺度图上进行宏观分析，低频小波波幅的发展、加强与城市热岛的强弱相对应.上海城市热岛的周期变化在时间域上分布不均匀，冬季热岛变化以14 h和26 h尺度为主，而夏季以12 h和28 h尺度较为明显.同一尺度上冬季上海市热岛强度变化明显，变化幅度大（热岛强度最大达5.6 ℃），相对应的波的振荡频率快，振幅较大；夏季反之.     

一种城市热岛强度的计算方法——以合肥市为例

城市热岛是指城市化过程中城区高空以及近地面大气温度高于城区以外郊区的现象。城市热岛强度是城市热场分布的重要表达手段,目前,对专门研究城市热岛强度的计算方法讨论较少。本文利用Landsat5数据,基于遥感相关理论,以合肥市为例,反演出城市地表亮温,同时引入城市形态分维理论,使用改进的半径法对合肥市的城市热场状况进行研究,发现亮温的水平分布在城市建成区与非城市建成区间有突变现象,并以此分析城市热力场的空间分布,得到热岛强度计算公式,从而得出城市热岛强度的表达方式。在城市热岛强度计算过程中,着重考虑了城市热场分布特征,克服了在研究城市热岛时寻找郊区气温值的困惑,这对于城市热岛强度的表达研究具有一定的指导意义。     

基于MODIS地表温度的京津冀地区城市热岛时空差异研究

利用2000, 2005 和2010年土地利用数据识别城市和郊区, 基于2000-2010年 1, 4, 7, 10月MODIS地温产品探究京津冀地区城市热岛效应的时空差异, 讨论城区土地利用对城市热岛效应的影响。结果表明,京津冀地区城市热岛效应的昼夜、季节特征突出。白天热岛与夜间热岛差异较大, 夜间92.8%以上的城镇表现为热岛, 且季节差异小。夏季白天热岛最强, 冬季白天85%的城市呈现冷岛效应。白天水体减弱城市热岛强度, 夜间相反。春、夏季草地增加白天城市热岛强度, 冬季白天为减弱作用, 夜间四季均为增强作用。农田和林地在春、夏、秋季白天减弱城市热岛强度, 冬季白天为增强作用, 夜间四季均为减弱作用。     

云南高原蒙自城市热岛效应分析

根据蒙自市和屏边县气象站1951-2002年52年的气象资料,分析了蒙自城市热岛变化特征.结果表明蒙自城市存在热岛效应且有逐年增大的趋势.通过分析得知,近10年来蒙自热岛平均强度为1.56℃,热岛春季最强,夏季最弱;一天之中热岛强度08时最弱14时最强.利用灰色关联度分析法,分析了影响蒙自热岛效应的主要气象因子,得出影响蒙自城市热岛效应的主要气象因子是风速.     

京津冀城市群热岛强度遥感监测及其城市规模效应分析

本文利用MODIS月度地表温度产品(MOD11C3、MYD11C3)获取2001、2010和2016年京津冀城市群年平均和季平均地表温度数据,并结合夜间灯光数据和土地利用数据估算京津冀城市群各地级市城市热岛强度.分别从年度、季度、月度三个方面分析京津冀城市群各地级市2001—2016年城市热岛情况,并结合城市发展规模对其进行相关分析,以期为京津冀城市群后期城市规划提供参考依据.结果表明:2001—2016年间,京津冀城市群建成区面积扩大明显,且城市规模越大,建成区面积增长越大;京津冀城市群热岛强度与城市规模有关,一二线城市整体热岛强度高于三四线城市.根据京津冀城市群年度数据分析得出,年平均夜间热岛强度高于日间热岛,且二者差异随城市规模扩大而减小;从季度数据可以看出,冬季夜间热岛强于日间热岛,而在夏季日间热岛和夜间热岛的强弱关系则与城市规模有关,城市规模越大,日间和夜间热岛强度之间差异增大;通过分析逐月数据发现,日间热岛呈现出夏季高、冬季低的特点,峰值多在8月份出现,而夜间热岛各月份间无明显变化.     

遥感监测城市热岛强度及其作为生态监测指标的探讨

“热岛效应”现象是现代城市气候的主要特征之一。利用TM卫星遥感数据的分析结果,根据地理相似准则,提出以相对亮温来表示热岛强度,并将此无量纲因子应用于比较不同城市同一的不同小区;或同一小区不同时期中的热岛强度的差异,以此探讨利用遥感技术监测城市热岛强度的可能性。并提出将城市热岛强度作为城市生态环境状况的监测指标之一。     

临汾市城市热岛特征分析

利用气象资料分析了1996—2005年临汾市与周围16个县之间热岛强度的布局和变化特点,描述了临汾城市热岛效应的动态演变过程,指出1996—2005年期间,临汾地区城市热岛效应呈现出逐年增强的趋势,临汾地区月平均热岛强度最大的为2月,热岛强度最小的为12月,临汾地区日平均热岛强度在凌晨02时最高,午后14时最弱。     

上海城市对风速的影响

本文根据上海城市和郊区实测的风速资料,首先论证了由于上海城市的发展,建筑群增多、增密、增高,导致下垫面粗糙度加大,其摩擦阻障效应消耗了空气水平运动的动能,因而使城区的年和月平均风速减小。其次,分析了上海城市热岛效应与风速的相互影响:盛行风速小,有利于热岛的形成;热岛强时,容易发展垂直湍流,有使城区风速增大的效应;在背景风场微弱时,热岛温度场会导致热岛环流。最后,阐明上海城市与郊区的风速差异有一临界风速v_0。当盛行风速大于v_0时,城市下垫面粗糙度大,使风速减小的效应突出;相反,当盛行风速小于v_0时,热岛湍流使城区风速增大的效应显著。上海v_0的年平均值在2米/秒左右。     

长江三角洲秋季热岛特征及演变分析

近年来,伴随着长三角地区经济快速增长,区域资源消耗加速和环境污染加剧现象突出,环境瓶颈日益凸显。利用MODIS陆地温度产品对地理带上的长江三角洲区域的城市群的城市热岛特征及演变进行研究。结果表明,经过十年的变迁,热岛分布向东南方向偏移;热岛强度总体呈现增强趋势。2010年呈现出清晰的"Z"字型分布。同时重点分析了南京、上海、杭州这几个大城市热岛强度的年际变化,其高温区的特征,均表现为"摊饼状",即以主城区为中心向周边扩展。     

基于TM数据的合肥市城市热岛效应研究

城市热岛的空间分布与其下垫面环境极其相关。基于Landsat TM数据反演出合肥市市区地表温度;并分析合肥城市热岛分布、变化情况以及城市地表温度与其下垫面土地覆盖类型之间的关系。对合肥市市区2007年7月17日的地表温度分布图的分区统计显示出较大的温度差异:城镇用地具有高的平均温度(31.19℃),自然地表具有较低的平均温度(30.15℃),而水体的平均温度更低(26.88℃)。分别用%ISA(不透水面率)、NDVI值和MNDWI值来提取城市的不透水面、植被和水体信息;并对地表温度与%ISA、NDVI、MNDWI进行回归分析。结果表明,地表温度与%ISA和NDVI值有较好的相关性。     

城市热岛与热量平衡

奥克曾用热量平衡方程解释城市热岛.但该方程忽略了植物光能富集和分解在城市热岛形成中的作用,本文弥补了此一不足.提出了绿色植物将光能转化为潜能.城市燃烧干物质将潜能转化为热能.这是城市热岛形成的重要原因之一.     

城市气温与其人为影响因素的关系

为减轻城市的热岛效应，为今后城市的科学规划合理改造提供基础性的借鉴资料，使用城市规划图和航空图片对某市区下垫面分类，并根据实地大气温度的监测数据，运用相关分析法和多元回归分析法，探讨了城市气温与下垫面和人为排热等影响因素之间的关系。研究发现南开区全天、白天气温与区域绿化率、水面比率、建筑容积率和人为排热具有较显著的线性相关关系，夜晚气温仅与人为排热具有较显著的线性相关关系；且各影响因素对不同时段气温影响的显著性不同。     

上海城市对风速的影响

本文根据上海城市和郊区实测的风速资料,首先论证了由于上海城市的发展,建筑群增多、增密、增高,导致下垫面粗糙度加大,其摩擦阻障效应消耗了空气水平运动的动能,因而使城区的年和月平均风速减小。其次,分析了上海城市热岛效应与风速的相互影响:盛行风速小,有利于热岛的形成;热岛强时,容易发展垂直湍流,有使城区风速增大的效应;在背景风场微弱时,热岛温度场会导致热岛环流。最后,阐明上海城市与郊区的风速差异有一临界风速v_o。当盛行风速大于v_o时,城市下垫面粗糙度大,使风速减小的效应突出;相反,当盛行风速小于v_o时,热岛湍流使城区风速增大的效应显著。上海v_o的年平均值在2米/秒左右。     

基于能量平衡的城市热岛效应研究进展

快速的城市化过程中产生了一系列环境问题,备受关注的有水资源短缺、生态环境脆弱以及城市热岛效应等.其中城市热岛效应问题日益突出,降低城市生态环境质量和生活质量.研究城市热岛效应的产生机理对缓解这一问题具有非常重要的理论和现实意义.本文从能量平衡的角度归纳总结了以往城市热岛效应形成机理的研究,探讨研究能量平衡方程中各分量的方法并对研究成果进行归纳总结,认为应用遥感图像与气象资料相结合分析城市地表热通量来研究城市热岛效应的成因及特征在目前是非常有效可行的方法.本文认为目前基于能量平衡研究城市热岛效应还存在不足,如相关研究仅仅在少数的城市或者针对特定的季节;城市的储热通量相对被高估;应考虑如何合理地将人为热引入能量平衡方程进而研究人为热的贡献率;增加实地测量并研究提高地面观测水平的新途径和新方法来验证所得的模拟结果.     

上海大气环境中的城市干岛和湿岛效应

本文根据上海城区１１个气象站和近效４个县站近７年的气象观测资料，进行大气湿环境的城、交了对比分析，阐明了上海城市干岛与城市湿岛的出现频率，强度变化，时空分布规律和形成原因。     

合肥城市热岛强度及绿化效应

通过对合肥城市热岛效应的研究 ,发现合肥全年存在热岛效应 ,热岛强度 (ΔTu-r)年变化表现为 6、7月份最强 ,1 2、1月份最弱 ;ΔTu-r日变化出现两个峰值 ,与市中心人流、车流高峰一致 ;合肥城市热岛中心位置随季节变化 ,合肥热岛强度(ΔTu-r)随人口增长而逐年增强 ,1 998年最高值达 5.9℃。根据灰色预测 ,到 2 1世纪初随着人口增长ΔTu-r可能达 9.2℃ ;绿化效应的研究为城市规划、绿化建设选择有利于减弱夏季热岛强度的绿地类型及树种提供了科学依据