城市绿地缓解热岛效应研究进展

城市热岛强烈地影响着城市生态系统,对城市气候、水文、土壤、大气环境、生物习性以及城市居民健康等产生影响.城市绿地作为城市生态系统重要的组成部分,通过改善城市下垫面的热属性,具有一定的缓解热岛效应作用.因此,选取城市热岛效应研究方法、研究尺度性、城市绿地结构和土地利用类型的降温效果、绿地与其他因素之间的交互作用等角度综述城市绿地缓解热岛效应的关系,并比较分析当前研究手段和方法的优缺点,最后在观测手段、数据来源、长期动态观测和模拟定量研究等方面对该领域的研究进行展望.     

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。     

朝阳市城市热岛效应浅析

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．从城市热岛效应概念入手,分析朝阳市热岛效应的存在,并探讨城市热岛效应的成因,提出切实可行的对策和建议．     

华中地区城市化对区域气候变化的影响研究

选择1961年～2010年郑州、武汉、长沙地区温度、降水、日照、相对湿度的观测数据,以及1981年～2010年3个城市的发展数据,采用城郊对比的方法分析了郑州、武汉、长沙城市气候变化的特征,利用相关分析、主成分分析等方法建立了城市发展指标与气候指标的关系模型.郑州、武汉、长沙的年平均气温对城市热岛的贡献率分别为24.7%、75%、30%;3个城市城区与郊区的年平均降水、相对湿度和日照的差异较小,但存在显著的季节和年代差异.华中地区城市热岛效应随着城市发展先升高后降低,雨岛和暗岛效应的变化特征比较相似,两者随着城市发展先减小、后增大、再减小的变化特点.     

北京地区不同城市热岛指标和城市效应研究方法的对比分析

城市热岛效应是城市气候的突出现象之一,由于观测手段差异和数据代表性的不同,对城市热岛存在多种定义,其中冠层城市热岛和地表城市热岛的应用最广泛,但是目前两者之间的比较工作开展相对较少.“城市效应”是指由于城市的出现对一个地区气候的影响,城市热岛本质上属于城市效应的表征之一.分离“城市效应”常用的方法有“城乡差异”和“城市化前后对比”两种,二者分别从观测资料的空间和时间差异着手计算,目前对两种方法结论的一致性分析尤为欠缺.以北京地区为研究对象,利用地面气象站和卫星遥感观测数据,对比分析了该地区气温和地表温度、冠层热岛和地表热岛的数值与变化情况,并进一步分析了分离“城市增温效应”两种方法的可比性,结果表明：（1）2009-2017年北京地区五种热岛指标均值比较为：由卫星遥感反演得到的日间地表热岛最大,其次为地面观测得到的最低气温冠层热岛和卫星遥感反演得到的夜间地表热岛,二者数值相近,地面观测得到的平均气温冠层热岛再次,而地面观测得到的最高气温冠层热岛远小于其他四类;（2）以通州站为例,1980-2017年用以分离“城市增温效应”的城市化前后差异和城乡对比两种方法的结果分别为0.65℃/（10...     

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。     

利用Landsat资料的南宁近年来城市热岛效应研究

城市热岛效应是一种由于城市建筑及人们活动导致的热量在城区空间范围内聚集的现象,是城市气候最明显的特征之一。遥感作为监测城市热岛效应的重要手段,具有大面积的同步观测、覆盖范围广且成本低的优势。本文收集南宁市2003年～2016年期间的6期秋季(9月和10月)Landsat5和Landsat8遥感数据,反演得到地表温度。在此基础上计算出地表热岛强度指数和热岛比例指数,得到不同时期南宁市区热岛强度和范围,并对城市热岛状况进行了评估。结果表明:①从西北—东南方向剖面线可以看出,地表温度和NDVI呈相反趋势,市区温度高,城郊温度低;NDVI则相反;②2010年以后的城市热岛效应越来越严重,表现在热岛效应的强度和范围呈现大幅度增加趋势;③2006年前,热岛效应集中在快速环道以内区域,2010年前热岛效应集中在快速环道以内及周边区域,之后城市热岛范围在整个研究区内急剧扩张,并且程度加强;④城市热岛效应的产生和发展与城市化进展密切相关,由于未开发的植被覆盖区转变为建筑物、道路等不透水面,导致NDVI植被退化,这与城市热岛现象在空间上具有很好的对应关系。⑤2016年城市热岛效应评价中"急需缓解"的面积占整个研究区域的0.6%,"需要缓解"占18.6%,"警惕状态"占16.3%,"安全状态"占64.4%。     

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。     

合作人工与自动气象站气温观测差异分析及订正方程研究

自动气象站已成为今后我国地面气象观测的发展主流,将逐步取代人工观测。人工观测与自动观测之间不可避免的存在着观测差异,这种差异对历史气象资料的连续性提出了挑战。因此,对比分析两个观测系统之间的差异及两个序列间订正方程的建立是非常必要的。结果表明,合作气象站两种观测数据序列中,自动站日最高和最低气温系统性偏低于人工观测值,平均气温则反之。在分析两个数据序列差异的基础上,建立了各季的气温订正方程。订正后两个序列的差值明显减小,效果良好。     

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.     

基于遥感技术北方城市热岛效应变化定量识别

以城市人口迅速增长和城市用地迅速扩张为显著特征,随着城市化进程快速推进,城市热岛效应也愈 加显著。为快速提取城市地表温度信息,以探究城市热岛效应的时空分布,基于中等分辨率常规易得的 2000-2018时段内Landsat 影像热红外波段的辐射信息,定位于热岛效应显著的北方典型城市长春市,采用单 窗算法,分别对不同年份的影像进行地表温度计算,并生成长春市地表温度专题图。以此为基础,结合相应 时段内的地面观测温度数据识别长春市热岛效应时空变化,探究典型区内热岛效应强度变化规律和影响因 素。结果表明,研究时段内长春市热岛效应的时序变化特征表现为夜晚较白天强,秋冬较春夏强; 空间变化 表现出明显的空间差异性,但整体上为温度高值区增加; 土地类型的热岛效应强弱关系: 建筑用地＞ 绿地＞ 林地＞ 水体。     

城市热岛效应对植被生态环境质量的响应研究——以福州市马尾区为例

城市化发展使得植被生态环境质量(Vegetation Eco-environmental Quality,VEEQ)遭到严重破坏,导致城市生态系统整体功能下降,从而诱发城市热岛效应,因此利用遥感技术定量分析城市热岛效应对VEEQ的响应具有重要意义.本文基于马尾区的Landsat5 TM影像,利用辐射传输方程法反演地表温度(Land Surface Temperature,LST),根据主成分分析法建立VEEQ综合评价模型,并分析了两者之间的定量关系.结果表明:马尾区存在明显的热岛效应;VEEQ劣质区和优质区分别具有增强和消减的热环境效应;LST与VEEQ呈倒数关系,其负相关关系具有明显的尺度效应.     

福州市亚像元不透水面对地表温度影响变化分析

基于Landsat影像,利用全约束最小二乘法混合像元分解的方法,获取福州中心城区不透水面覆盖度信息,利用同期高分辨率影像面积对比法验证分解结果。根据不透水面覆盖度大小进行分级以表示城市发展程度,采用亚像元状态转移矩阵分析2000年至2016年各等级不透水面区域面积的变化,利用景观指数对城市不同发展程度区域斑块分布变化情况进行分析。结合地表温度归一化方法,计算各级不透水面区域的温度贡献率,并对比城市不同发展程度区域分布对城市热岛效应的影响。结果表明,福州城市化进程主要集中于不透水面覆盖度在30%～60%的区域内,城市发展程度不同的区域相互参杂分布于中心城区内;不透水面覆盖度大于50%的区域促进城市热岛效应的产生,随着斑块破碎化程度的增加,加剧热岛效应产生。研究结果可为缓解城市发展过程中的热岛效应提供参考。     

WRF-ARW模式在北京城市热岛模拟研究中的应用

为了分析城市化对北京城市热岛效应的影响程度,利用NCEP 1℃×1℃逐日再分析资料、Landsat遥感产品数据以及中尺度WRF模式,对北京城市下垫面因子的变化进行模拟。分析城市化对北京城市热岛强度的影响。结果表明:白天北京的城市、近郊、远郊存在气温的逐级递减趋势,而夜间热岛分布广且城郊温差小,城市热岛强度总体维持在1℃以上。下垫面由郊区变为城市会使当地的气温升高;并且这种升温效果在夜间比较显著。城区面积的扩张,会进一步增加城市中心区的温度。从不同年份小风区面积的变化看出,城市化在夜晚不断的加剧城市热岛效应,而白天则先增强后减弱。     

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。     

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.     

混合同化方法同化地面站和雷达观测对飑线影响的模拟观测试验

利用中尺度天气预报模式和混合同化方法 ETKF-3DVAR进行模拟观测试验,对比同化地面站观测数据和雷达观测结果对改善中国东部一次飑线模拟的影响.结果表明,无论是采用混合同化方法还是3DVAR,同化地面站观测均能改善分析场和预报场;若再增加同化雷达观测,结果还会进一步改善,其中混合方法对低层要素场和累计降水量的改进更大.     

城市风温场的特征分析

人类活动的影响改变了城市下垫面的性质，引起近地层气象要素的的变化．同时，随着城市化的发展越来越多的污染物质进入大气，影响城市的辐射平衡和热平衡，使城市的风场和温度场分布更加复杂．本文结合实测资料，在总结前人工作的基础上，分析城市气候最明显的特征，即城市热岛的成因及其发展特征，并进一步阐明由于热岛效应引发的局地风系和城市边界风场结构，对一些观测现象给出物理解释．     

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.     

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.