广州城市热岛空间分布及时域－频域多尺度变化特征

利用广州47个自动气象站小时数据计算2001年1、4、7和10月各站平均热岛强度,用克里格方法研究广州城市热岛的空间变化,发现其受下垫面、人为热、大气污染、天气系统等影响较大.利用2001年—2002年2月每小时气象数据,用Morlet小波变换方法分析广州热岛周期变化,发现其在频域上具有多尺度的周期振荡,尺度主要是24、168和1 490 h,即日、周、2个月,其次是3个月. 海陆风、下垫面长波辐射、人为热、近地层热量交换等影响其日变化周期,人类活动影响其周变化周期,太阳辐射及天气系统影响其2个月变化周期,季风影响其3个月变化周期.研究表明,广州城市热岛时空变化是天气系统、地表长波辐射、下垫面、大气污染、人为热、地表热量交换等共同作用的结果.     

城市化进程中广州市景观格局的时空变化与梯度分异

以广州市为研究对象,利用1985、1990、1995、2000和2004五期遥感影像,研究了广州市20年来景观空间格局的时空变化特征.结果表明,广州市1985～2004年间景观格局变化明显,斑块数和斑块密度增加,斑块的形状更加不规则,景观结构更加复杂,景观各指数的动态变化反映了景观格局明显分异变化的特征,但变化速率、强度和发展态势在全市和不同行政区表现出梯度变化特征.番禺区受城市化过程和人类活动的干扰主要发生在1990年以后,花都区的重要城市化过程主要发生在1985～1995年间,但整体受干扰程度和幅度相对小.增城和从化的景观组分变化主要发生在1990～2000年间,城区受城市化过程影响表现出的趋势和整个研究区最相似,表现为受城市化干扰程度大、城市化过程时间长、开始时间早等特点,表明不同分区的景观格局呈现出不同的时空变化特征.     

珠江三角洲城市群热环境空间格局动态

以广州为中心的珠江三角洲城市群发展十分迅速，区域内热岛强度与规模日益加剧，受研究方法和技术的限制，热岛空间格局及其动态研究不深入。因此，研究城市特别是城市群热环境空间格局的日变化特征具有重要的现实意义和理论意义。采用遥感反演和中尺度模式MM5模拟的结果研究城市热力景观及其日变化规律，其中MM5模拟采用四重嵌套网格，最高分辨率为1km，遥感数据采用ETM＋的热红外波段。结果表明该区域热岛具有多中心的特征，两种方法得到的热岛空间分布特征一致，其精度均较高，但遥感反演结果更为细致。两者的空间格局与自相关性较接近，数值模拟结果的空间自相关程度呈近似余弦曲线变化；热力景观格局指数白天波动明显、夜间波动较小，且斑块数和景观形状指数白天大于夜晚，并在5：00出现小波峰；景观水平上的景观指数11：00～14：00出现最大值，夜间较小，其中景观分离度和面积一周长分维数在5：00出现小波峰，21：00出现拐点；下垫面性质、地表热量交换、局地环流等对热力景观格局影响较大。以数值模拟为基础，借助3S技术能较好研究城市热力景观空间格局的日变化特征。     

快速城市化区域城市热岛及其环境效应研究

以广州为中心的珠江三角洲区域城市化十分迅速,城市热岛对城市生态环境影响极大。城市热岛及其环境效应的研究有利于城市合理规划和可持续发展。利用中尺度模式MM5模拟广州地区的城市热岛效应,模式采用四重嵌套网格,最高水平分辨率为1km。研究通过数值模拟结果与自动气象站观测的气温和ETM+热红外波段反演的地温的对比,表明该方案能准确模拟地表的温度状况和城市热岛的环境效应。研究还表明城市干岛与热岛相伴而生,02时和11时广州热岛强度较小,相对湿度较高,20时热岛强度达到最大,城区相对湿度则最低;因城市热岛的存在,改变了原盛行风向,减弱了风速,且湿地、绿地、河流廊道等景观分割了城市热岛和干岛,增加了其破碎度,调节了城市气候。