城市热岛效应的成因和改善策略探究

在全球气候变暖和高速城市化的大背景下,世界上许多城市都出现了高强度的城市热岛效应,城市热环境质量日趋恶化.分析和评价城市热岛效应已成为当前城市气候与环境研究的重要内容之一,也是全球变化研究的重要方面。文章在简述城市化进程中城市热岛效应内涵的基础上,分析了城市热岛效产生的原因和危害,探讨了改善城市热岛效应的策略及意义.     

广佛都市圈热场的空间格局分析

城市热环境是城市空间环境在热力场中的综合表现,通过对城市热环境的研究可以揭示城市空间结构及城市规模的发展变化.本文利用1988年12月10日和2001年11月20日两期的TM图像对广佛都市圈的热场进行研究,从反演结果可以看出,广佛都市圈城区地表温度比其郊区地表温度高,山区温度较低,总体上广佛都市圈城市热岛效应显著.     

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.     

加强城市热环境控制，减轻热岛效应，推动“绿色北京”建设

随着城市化的发展,世界包括中国的许多大城市普遍出现城市热岛效应增强现象,降低了人居舒适度,加剧了城市污染,危及居民健康,增大了能源消耗,影响了城市可持续发展。本文在分析北京城市热岛效应产生的主要原因和广泛借鉴有关热岛效应产生机理研究成果上,提出了"调整城市绿化考核指标,提高城市绿化生态服务功能"、"在城市规划中增加热环境控制的要求"、"实行建筑"换装"计划,推动建筑节能"以及"实施道路降温计划"等综合控制城市热环境、减轻热岛效应的具体城市环境管理政策建议。     

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。     

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。
     

科学绿化指标可改善城市热岛效应

近日,市科委、市园林局、市政府外办共同承办了“城市热岛效应研究国际研讨会”。研讨会旨在通过加强国内外各大城市间的学术交流,共同探索缓解城市热岛效应的技术措施,为建设最适宜人居环境和城市可持续发展献计献策。在市科委的支持下,北京市园林科研所进行的《北京城市绿化缓解城市热岛效应的研究》,首次定量分析了15年来北京城市热岛的分布、强度和变化特征,研究了城市下垫面地物特征与热岛强度的定量关系,明确了城市热岛效应的发生规律和影响因素;定量分析了城市化过程中建设用地扩张、绿色空间锐减以及实施城市绿化和生态建设后城市热…     

城市热岛效应现状及监测方法

近年来城市规模的扩大和城市建筑物不断的增加引发了城市生态环境空间格局的变化,其中热岛效应的加强就是一个比较突出的环境改变的问题.热岛效应是城市中环境恶化的直接表现,同时也会产生种种不利的影响,因此备受重视.本文通过对城市热岛成因、危害及其现有的监测方法的阐述,指出利用高光谱和偏振光对城市热岛效应监测方法的发展趋势.     

泉州中心城区城市热岛效应的研究

城市热岛效应一直是城市环境研究的重点。城市化进程中引起的城市热岛效应已经深深的改变了泉州市区的城市气候。城市热岛效应具有明显的时空分布特征,它的形成与城市植被、农作物等下垫面性质和城市主导风向等许多因子有关。文章通过对泉州热岛效应的时空变化现象与规律进行分析和归纳,总结出泉州热岛效应的成因特点及其与其他气象因素的相互影响,从而提出若干减弱热岛效应的措施。     

滇中地区夏季城市热岛效应的数值模拟研究

为了探究滇中地区不同城市化程度和湖泊下垫面对城市热岛效应的影响,利用中尺度气象模式WRF(the weather research and forecasting model)对昆明等城市的夏季城市热岛效应进行模拟研究。结果显示,夏季夜间,昆明等城市的热岛现象具有明显的下游效应,城市的扩张使得城市热岛下游效应的影响范围扩大,但热岛的强度不会明显地增强。城市的存在会增加地表的粗糙度,使得夜间的近地面风速减小。在白天,湖泊和城市下垫面主要通过改变局地的热力差异影响近地面的风速,城市的存在会加强湖泊与陆地间的热力差异,促进湖陆风环流,进而加大近地面的风速。城市的存在还会减少下垫面对低层水汽的供应,但城市面积的增加对低层水汽的影响相对较小。清晨,城市地区表现为湿岛(湿度较周边地区略大),这与城市地区的近地面辐合流场有关;而在其他时段,城市地区多为干岛(湿度比周边地区低),且干岛现象也存在下游效应。     

城市不透水面遥感提取方法研究进展

城市不透水面比例是城市热环境研究的重要指标之一,利用遥感技术提取城市不透水面对于城市热岛效应研究具有重要意义.在综合了国内外关于不透水面遥感提取方法的文献基础上,本文对现有的不透水面遥感提取方法的原理、特点及应用范围进行了介绍分析,并对不透水面提取方法的未来发展进行了展望.     

建筑围护结构热工性能对城市热岛强度影响研究

城市区域环境对建筑节能设计影响复杂,目前城市气候影响因素研究中建筑热工参数常被忽略.以大连市为例,利用WRF分析了高精度土地利用数据下建筑热工设计对城市夏季热岛强度的影响.首先,对模拟结果的误差检验表明WRF能够准确反映大连市区域气候特征.当建筑围护结构传热系数减小,日间和夜间气温分别可降低约0.15 K和0.61 K,说明良好的热工性能可以缓解城市热岛效应,改善区域热环境.此外,当建筑屋面反照率由0.2增至0.6时,屋面温度最大降幅为5.50 K,近地面气温可降低0.15 K,城市热效应也有所减弱.因此未来建筑在满足节能设计标准时,采用反照率较大的表面材料,可有效缓解城市热岛效应,营造良好的室内外环境.     

不透水面时空变化及其对城市热环境影响的定量分析——以福州市建成区为例

城市空间的快速扩展使得大量的不透水面取代了以植被为主的自然地表景观,对城市生态系统造成了明显的负面影响.福州市经过近30年的城市扩展,城市建成区中的不透水面大幅增加,植被急剧减少,城市生态发生了明显变化,其中最显著的就是严重的城市热岛效应.为此,基于Landsat系列遥感影像获得福州1989和2014年2个时相影像的不透水面、水体、植被和地表温度信息,运用多元回归模型定量分析了1989～2014年间福州城市不透水面的时空变化对城市热环境产生的影响.结果表明:(1)1989～2014年间,研究区不透水面净增了87. 16km~2,增加了161%;(2)不透水面和地表温度呈指数函数关系,高不透水面比例地区升温明显快于低不透水面比例地区;(3)1989～2014年间增加的87. 16km~2不透水面及相应减少的70. 09km~2和14. 92km~2的植被和水体对研究区地表温度上升的综合贡献达16. 54℃.     

城市热岛效应对城市规划的影响

在综合分析城市热岛效应的基础上,论述了城市热岛效应对城市规划的影响。城市热岛效应是城市化形成的特殊城市气候,是现代都市的典型气候特征之一。城市热岛效应具有明显的时空分布特征,它的形成与城市下垫面性质和城市能耗等许多因子有关。城市热岛效应对城市空气动力学、城市森林规划、城市色彩规划、城市能源规划以及城市规模等方面都具有极大的影响。城市规划部门和有关专家应根据城市热岛效应的形成机制及其时空分布特征,制定合理的城市规划,以期最大限度地消除或缓解城市热岛效应,实现经济、社会和自然的和谐发展。     

分形理论支持下的城市土地利用热环境效应研究——以武汉市为例

传统的城市土地利用热环境效应研究主要以统计分析方法为主,无法从本质上反映城市土地利用与热环境在空间上的内部关联性.该文引入分形理论方法,构建了半径维数,定量描述从热岛效应中心向四周低温辐射过程中土地利用空间格局的变化特征,并以武汉市为例展开案例研究.从分析结果来看,武汉市农用地、林地、水域、未利用地和建设用地5种土地利用类型的半径维数从大到小分别是2.343,2.333,2.218,2.304和1.715,说明建设用地对城市热环境表现为正效应,林地、农用地及水域表现为负效应,未利用地效应不显著.研究结论表明,半径维数能够有效区分各种土地利用在空间结构上对热环境效应的聚集或缓解的作用效果,可以科学地指导政府部门通过城市土地利用规划手段来降低城市热岛效应影响范围与程度.     

城市街谷热岛效应研究进展

随着城市化水平不断提高及城市空间密度日益增加,城市热岛效应不断加剧,导致极端气候发生范围和强度增加,对城市居民的身心健康构成威胁。城市热岛效应现已成为多学科研究关注的热点。本文对现有尺度下热岛效应研究方法的技术发展进行了梳理,分析其优缺点以及在不同尺度上的适用性;此外,对街谷尺度下热岛效应的影响因素进行分析;最后,就当前研究过程中存在的问题,从数据及评价方法等方面提出街谷尺度下城市热岛的研究进展与发展趋势。本文旨在为紧凑型城市发展模式背景下,深入研究城市街谷热岛效应提供参考,为缓解城市热岛效应提供有效途径。     

基于道路布局的城市区域热环境数值模拟研究

对整个长沙市城区建筑及道路进行建模,并采用CFD软件Fluent对长沙市区域热环境进行模拟分析,结合红外线温度图对比验证.研究结果表明:绿地、水体覆盖面积对缓解城市热岛效应、改善城市空气质量有很大的作用;城市道路布局与城市区域热环境有很大的关联,城市道路的合理设计和布局可以很好地利用城市主导风进行自然通风;高层建筑布局与道路走向设计应当相契合,前后、高低错落布置,减少大面宽建筑,充分利用城市道路通风改善城市区域热环境.     

城市热岛效应现状及监测方法

近年来城市规模的扩大和城市建筑物不断的增加引发了城市生态环境空间格局的变化,其中热岛效应的加强就是一个比较突出的环境改变的问题。热岛效应是城市中环境恶化的直接表现,同时也会产生种种不利的影响,因此备受重视。本文通过对城市热岛成因、危害及其现有的监测方法的阐述,指出利用高光谱和偏振光对城市热岛效应监测方法的发展趋势。     

基于遥感技术的城市热岛效应研究综述

该文对城市热岛效应的概念、产生原因及其危害进行了介绍,着重论述了遥感技术在城市热岛效应研究与监测过程中的作用,并综述了福州、北京、南京和武汉四个城市的热岛效应研究。     

1990-2019年我国城市风热环境的演变分析

近几十年来中国经历了快速城市化,而城市的快速发展也带来了如城市热岛效应等问题,影响了城市居住生活环境的舒适度与城市的可持续发展.本文基于1990-2019年的气象数据、土地利用数据和Landsat遥感影像数据,以中国不同气候区的10个省会城市的城区作为研究对象,对各城市的风热环境与建筑密度的演变进行了分析,得出如下研究结论.(1)研究区城市整体处于升温状态,城市平均风速的变化对城市平均气温的影响有限,背景风环境的变化对城市气温上升的影响不如城市建筑密度的增加;(2)研究区城市热环境的变化与城市建成区的空间扩展和城市建筑密度具有较好的时空一致性,并且城市建筑密度的增加与城市热环境的加剧具有一致的趋势特征,但在不同城市的年际变化上存在较大差异;(3)城市扩张虽然会导致城市高温区的增加,但这并不是导致高温区集中的主要原因,在局地地表覆被类型等地理环境因素的影响下,城市风热环境表现出了不同的地域特征.通过对国内多个城市风热环境的变化与演变趋势进行对比分析,可以为促进城市的可持续发展,制订城市发展的相关决策提供理论和参考依据.