1956-1998年间中纬度近海与内陆城市年气温与热岛效应的变化趋势

选取纬度相近、发展规模类似的近海（济南）与内陆（西安）城市为研究对象,对比分析了1956—1998年间济南和西安气温与热岛效应的变化趋势.结果表明：1956—1978年间,除济南年均最低气温以0.37 ℃·10 a^-1的速率上升外,2个城市的气温指标均无明显变化趋势;1979—1998年间,2个城市则表现出显著的增温趋势,其中西安年均最高气温和年均气温的增加速率大于济南,济南年均最低气温的增加速率大于西安.1956—1978年间,2个城市均存在城市热岛效应但无显著增加趋势,1979—1998年间的热岛效应明显强化,以西安在年均气温（0.22 ℃·10 a^-1）和年均最低气温（0.32 ℃·10 a^-1）上表现的热岛效应的增加趋势更为明显.济南热岛效应强度和年际波动均大于西安,但其增加速率却小于西安.济南年均最高气温、年均气温和年均最低气温的增温速率和热岛效应强度明显不同,西安则较接近.3个气温指标中以年均最低气温的增加趋势最明显,同时对热岛效应的响应最显著,年均最高气温的波动性最大.地理位置不但影响城市增温的幅度,而且也深刻影响着城市增温的形式与热岛效应强度.     

成都市城市森林格局与热岛效应的关系

城市森林对城市热岛效应有显著的缓解作用,其景观格局对热岛的分布有巨大的影响.以成都市为研究对象,采用该地区2003年的spot、landsat-7卫星影像资料,在对成都市进行城市森林景观格局的定量分析和热量反演算的基础上,结合土地利用分类图、气象观测资料、绿地统计资料,建立动态监测和空间分析模式,对城市热岛的热力分布特征和城市森林格局对热岛效应的缓解作用进行综合分析.研究结果表明: (1)成都市热量分布呈现东南多西北少的格局,这与成都市城市森林西北多东南少的格局成负相关;(2) 城市绿化覆盖率越高,降温效应越明显;(3) 在绿化覆盖率相当的情况下,大面积集中的绿地的降温效应明显高于面积小的绿地.基于研究结果,建议成都市在合理规划城市森林布局的同时,适当增加大面积城市森林公园的建设.     

1961—2007年海口市气候环境变化及其对城市发展的响应

基于海口市1961—2007年的气象资料以及1989—2007年的城市化水平,对海口市气候环境变化及其与城市化水平的关系进行了分析.结果表明：与1961—1990年相比,海口市1995—2007年气温呈明显的增高态势,年均增温0.93 ℃;而相对湿度则明显降低,年均湿度降低了3%;海口市年均气温、年均相对湿度与城市化水平分别呈显著和极显著相关,说明城市化较好地解释了近20年来海口市气候要素的变化.海口城市的发展,不仅改变了气候环境要素,而且影响了大气环境质量,使酸雨次数增加、年均酸雨pH值降低.     

热岛效应下亚热带城市植被叶气孔权衡特征及其与叶功能性状的关系

叶片气孔不仅是植物平衡光合-蒸腾关系的重要门户,也是影响大气碳循环与水循环的关键结构。分析热岛效应下福州市乔木、灌木、草本3种生活型和常绿、落叶2种叶习性植物的气孔性状间的差异及其与其他叶功能性状间的权衡关系有助于探究不同类型植物在热环境下的适应策略。以福州市区的自然和半自然植被为研究对象,测定441个植物样本的气孔特征、化学计量特征和形态特征,结果表明：（1）3种生活型、2种叶习性植物的气孔长度（SL）、气孔密度（SD）差异显著（P<0.05）,潜在气孔导度指数（PCI）不存在显著差异（P>0.05）。草本的SL高于灌木和乔木,乔木的SD最高,灌木次之,草本最低;落叶植物的SL高于常绿植物,SD低于常绿植物。（2）SL与SD间的权衡关系稳定存在于3种生活型和2种叶习性植物中,且随着不同生活型和落叶习性植物的生态策略而呈现各异的权衡特征,即当SL一定时,乔木的SD最大,灌木的SD最小,常绿植物的SD大于落叶植物。（3）气孔性状和叶片形态、化学计量特征紧密联系,SL与比叶面积（SLA）正相关（P<0.01）,与叶面积（LA）负相关（P<0.01）;SD与叶氮含量（LNC）、叶磷含量（LPC）、SLA负相关（P<0.01）,与LA正相关（P<0.01）;PCI与LNC、SLA负相关（P<0.01）,与叶厚度（LT）正相关（P<0.05）。（4）复杂的环境是气孔性状变异的重要驱动因素,SL、PCI均与年均温（MAT）负相关（P<0.05）。     

中国1998—2012 年PM2.5 时空分布与能源消耗总量关系研究

基于1998—2012 年中国PM_2.5 浓度遥感数据, 在对中国PM_2.5 时空分布特征进行分析的基础上, 引入地理信息科学空间相关矩阵方法分析中国PM_2.5 时空分布与能源消耗总量等时空分布的空间相关性。基于省级尺度, 运用灰色理论中的灰色相关方法, 对PM_2.5 和能源消耗指标进行相关分析, 结果表明: (1)中国历史的PM_2.5 空间分布与人口分布、地形特征有着密切的关系, 胡焕庸线成为中国PM_2.5 空间分布的东西界限。(2)整体来看, 中国PM_2.5 的年际变化上, 具有双增长单下降的区域特征:两个快速增长区域(年均增长率大于3.5%)分别为PM_2.5 高值区域——北部沿海以及PM_2.5 相对低的东北地区。下降区域则为西北地区。2007 年前后是中国大部分省PM_2.5 浓度增长的拐点, 但并没有形成高值区域快速下降的趋势。(3)从国家尺度上看, 中国PM_2.5 分布与单位面积煤炭消耗分布呈现强烈正相关性, 与单位面积能源消耗总量分布呈正相关, 与单位面积石油消耗分布没有体现出明显的相关性。(4)从省级尺度上看, 各省PM _2.5 浓度与能源消耗存在明显正相关性, 但各省PM_2.5 浓度受能源种类消耗的影响程度不一致。综合来看, 中国PM_2.5 浓度较高的区域, 受能源消耗种类的影响, 呈现“北煤南油”以及“东油西煤”的规律。     

城市热岛效应与景观格局的关联:从城市规模、景观组分到空间构型

景观格局的改变被视为城市热岛形成的直接原因,但景观格局指标与热岛效应的关联机理仍未厘清。城市规模、景观组分、空间构型作为景观格局的重要表征指标,对热岛效应的影响体现了从整体到局部、从数量到空间的递进关系。其中,城市规模与热岛效应的关联存在地带性规律;景观组分与热岛效应的相关性受昼夜、季节控制;显著驱动热岛效应的关键空间构型指标仍有待遴选。景观格局与热岛效应的非线性关联可能存在拐点,拐点前后对应不一致的因子驱动强度。科学界定城市规模、景观组分、空间构型等景观格局要素显著影响热岛效应的阈值区间,有助于明晰缓解城市热岛效应的关键景观生态途径。     

安徽省2000-2009年不同类型植被的变化及其与气温、降水的关系

为了了解安徽省不同类型植被与气候环境因子的关系,利用2000-2009年的逐月MODIS/NDVI数据、安徽省80个气象站逐日气温、降水资料和安徽省土地覆盖数据,研究了安徽省近10年来植被指数的时空变化特征及其与气温、降水的相关性.结果表明:近10年来,安徽省各覆盖类型的植被指数变化趋势不一致,作物种植区和城镇的植被指数增加显著,其他覆盖类型的植被指数变化不显著;林地的平均植被指数最高,作物种植区次之,城镇最低;植被指数的月变化在作物种植区呈现双峰型,而其他覆盖类型呈现单峰型.安徽省月平均NDVI分别与月平均气温、月降水量呈显著线性正相关和非线性正相关,降水量对植被NDVI的作用存在一个阈值,但年际关系均呈弱正相关.植被指数与气温的偏相关系数林地最高,作物种植区最低,自然植被区的偏相关系数较人工植被区的大,植被指数与降水的偏相关系数恰好相反.安徽省淮北平原中部和江淮之间北部大部分地区(非水浇地)的植被是由气温和降水的共同作用驱动;淮北中部少数格点和少数水体格点的植被是单独由降水作用驱动;除一些水面的格点是非气象因子驱动外,其他大部分地区的植被是单独由气温作用驱动.     

1961—2010年中国植被区的气候与林火动态变化

气候、植被和人为活动的变化影响到区域的林火动态．基于生态地理区研究全国尺度上林火动态的变化是科学林火管理的基础．根据中国地面气候资料日值数据,把1961—2010年气温和降水两个气象要素差值到网格点（空间分辨率0.25°×0.25°）,分析中国8个生态地理区森林分布区域的火险期气温和降水量变化,采用Mann-Kendall法分析气候和火动态的变化趋势．结果表明： 1961—2010年,中国森林分布区的平均气温呈现线性上升趋势,但降水量变化趋势不显著,所有生态地理区的火险期平均气温显著增加,中温带半干旱/干旱地区草原区增温最显著,而大部分区域的火险期降水量变化不明显.研究区火灾次数呈现明显的波动性,受害森林面积显著下降.除中温带干旱地区荒漠针叶林区的火灾次数和受害森林面积呈现显著的增加趋势外,其他生态地理区都表现为双峰型变化曲线.     

近40年沈阳城市森林春季物候与全球气候变暖的关系

1960-2005年期间,沈阳气候受全球气候变暖的影响,年平均气温总体呈上升趋势,气温升幅为0.96℃,但以1982年为界,1960-1982年为偏冷阶段,气温降幅最大值为1.95 ℃:1983-2005年为偏暖阶段,气温升幅最大值为1.60 ℃.一年四季气温处于上升阶段,以冬、春季气温升幅最大,分别为2.3 ℃和1.35℃.城市森林主要树种的春季物候期,在气候偏冷阶段,春季物候期出现较晚,而在偏暖阶段,春季物候期提前发生.同时,物候春季开始日期与结束日期有密切的同步相关性,并与物候季节节奏的长短呈负相关.树木萌动期早晚与冬季和早春气温高低呈显著的负相关,冬春季气温越高,芽萌动越提前.展叶早晚主要受展叶前的春季气温高低的影响,与冬季气温相关性不显著.始花前2-8旬,特别是2-14旬气温对始花期影响最显著.寒冷指数(CI)与树木芽萌动期、展叶始期呈显著正相关,而与开花始期相关性不显著.预测了CO2倍增和气温升高条件下,沈阳城市森林主要树种的萌动期、展叶始期和开花始期分别提前40.41、43.08和24.13 d.     

近40年沈阳城市森林春季物候与全球气候变暖的关系术

1960-2005年期间,沈阳气候受全球气候变暖的影响,年平均气温总体呈上升趋势,气温升幅为0．96℃,但以1982年为界,1960-1982年为偏冷阶段,气温降幅最大值为1．95℃;1983-2005年为偏暖阶段,气温升幅最大值为1．60℃。一年四季气温处于上升阶段,以冬、春季气温升幅最大,分别为2．3℃和1．35℃。城市森林主要树种的春季物候期,在气候偏冷阶段,春季物候期出现较晚,而在偏暖阶段,春季物候期提前发生。同时,物候春季开始日期与结束日期有密切的同步相关性,并与物候季节节奏的长短呈负相关。树木萌动期早晚与冬季和早春气温高低呈显著的负相关,冬春季气温越高,芽萌动越提前。展叶早晚主要受展叶前的春季气温高低的影响,与冬季气温相关性不显著。始花前2—8旬,特别是2—4旬气温对始花期影响最显著。寒冷指数（CI）与树木芽萌动期、展叶始期呈显著正相关,而与开花始期相关性不显著。预测了CO2倍增和气温升高条件下,沈阳城市森林主要树种的萌动期、展叶始期和开花始期分别提前40．41、43．08和24．13d。     

基于源汇指数的沈阳热岛效应

基于2001和2010年Landsat 遥感影像,利用GIS技术识别沈阳城市热岛源区和汇区,利用地表温度(LST)、源区和汇区面积比率指数（CI）和热岛强度指数（LI）,评价分析了沈阳土地利用发展布局模式对热岛效应的影响.结果表明: 2001-2010年,沈阳三环内土地利用类型变化较大,导致热岛源、汇区面积变化明显,且主要发生在二环和三环.2001年,一环内热岛源、汇区面积比例分别为94.3%和5.7%,三环内分别为64.0%和36.0%;2010年,其比例在一环内分别为93.4%和6.6%,三环内分别为70.2%和29.8%,说明10年来“摊饼式”土地利用布局决定了沈阳热岛效应的“摊饼式”布局.研究期间,沈阳地表温度从一环至三环均呈递减趋势,热岛效应强度在2001年以单一中心为主,至2010年发展为多中心态势,热岛效应强度等级有所降低.从一环至三环,CI绝对值均呈增加趋势,LI值均小于1,说明期间研究区土地利用布局变化对改善区域热岛效应没有明显作用.     

Comparison of the urban heat island intensity quantified by using air temperature and Landsat land surface temperature in Hangzhou,China

This study compared different measures of urban heat island (UHI) intensity, which were calculated using both air temperature (T_air) at a height of 1.5 m and Landsat land surface temperature (LST) in Hangzhou, China. Two UHI-driven indicators (range and magnitude) and two land-cover-driven indicators (urban-rural and urban-agriculture) were calculated to quantify the UHI intensity based on hourly T_air from five stations and fifteen Landsat 5 LST images. Pearson correlation testing and a moving average times series of the previous 30 days were used to investigate the relationship between UHI intensities calculated by different indicators and data. The results indicate that the land-cover-driven indicators explain UHI better than the UHI-driven indicators, while the calculated values of UHI intensity using Landsat LST and hourly T_air are not comparable. We also investigated the influence of weather conditions on UHI intensity. Generally, Landsat-LST-based UHI performs best on hot sunny days, while T_air-based UHI has a better chance during the nighttime following a dry sunny day. This study suggests that the value of UHI intensity can be influenced by the selected indicators, the data used, the acquisition time and the weather conditions. Thus, these factors should be considered when comparing UHI intensity between different cities or quantifying their influences (e.g., population size, land use and land cover change) on UHI intensity.     

基于城市控制性详细规划的热岛效应评价

随着城市规划法律地位的提升,控制性详细规划在指导土地出让、规范城市建设空间结构方面发挥着越来越重要的作用.在控规单元尺度上理解各项控制指标的热岛效应,在控规地块尺度上进一步揭示控制指标组合的“热环境绩效”,对于定量评价控规的热环境效应、提出缓减热岛的控制措施具有重要意义.本文利用遥感Landsat8 TIRS热红外遥感数据反演的地表温度来表征热岛效应,结合统计分析与GIS空间分析技术,定量评价城市控制性详细规划主要技术经济指标及其配置结构的热岛效应.结果表明: 绿地率、地块面积、建筑密度、建筑高度在控规单元尺度上对地表温度具有显著影响.通过构建三维模型发现,控规地块对热环境影响最小的组合为绿地率30%,容积率2.5～3.5.研究结果为城市控制性详细规划的优化提供了新的视角.     

辽宁省城市热岛强度特征及等级划分

根据气象站资料累积时间、资料连续性、站点位置、城郊站间距离、站点数量、迁站情况,对辽宁省61个气象站进行筛选,并利用选出的城郊代表站的月和年气温数据,分析了辽宁省热岛强度的变化范围及幅度,确定了热岛强度等级.结果表明:辽宁省铁岭站、大连站、鞍山站、朝阳站、丹东站、锦州站6个气象站可作为城市气温的代表站,台安站等18个气象站可作为郊区气温的代表站;1980-2009年,辽宁省6个代表城市的热岛强度年变化不同,除铁岭为微弱下降外,其他5市均表现为上升趋势,铁岭年热岛强度较强,大连年热岛强度较弱;6个代表城市的月热岛强度变化也不同,丹东、锦州、铁岭的月热岛强度呈明显的“U”型分布,6市最大热岛强度均出现在1月,最小热岛强度均出现在5-8月,具有冬季强、夏季弱的特点.6市热岛强度的年、月变化范围分别为0.57～2.15℃和-0.70～4.60℃,年和月热岛强度分别有97.8％和72.3％集中在0.5～2.0℃.辽宁省热岛强度可划分为无、弱、强和极强4个等级.     

2003-2011年夏季北京城市热景观变化特征

自北京城市总体规划(2004—2020年)以来,城市化快速发展,强烈的人类活动改变了城市的热环境。基于2003年、2007年和2011年夏季同时期的TM遥感卫星影像,采用遥感反演地温的方法,运用RS、GIS以及景观分析工具,对北京城市六环内的热场和热岛变化特征进行了分析。分析结果表明,2003—2011年北京城市六环内的热场分布特征发生了很大变化,2003年城市各环线内的植被覆盖度最低,但是夏季城市的地表辐射亮温分布差异相对较小,热岛特征也并不十分明显,随着城市建设规模扩大和用能的增加,到2011年,尽管城市植被覆盖度提高很快,但城市和城郊的温差达到最大,城市热岛在不断增强,热场向城市中心集聚趋势明显。通过城市热岛等级类型的景观指数分析表明,2011年的高等级的热岛斑块分布范围和强度都明显提高,而且城市五环内高等级的热岛范围基本连成一片。由于城市人类活动的加剧各热岛等级斑块的形状更加复杂。在景观水平上的分析显示,2007年的热景观斑块类型多,在六环内的分布均匀,破碎化程度高,至2011年,景观斑块的蔓延度逐渐下降,低等级的热岛斑块优势度逐渐降低。研究结论可以为城市管理决策部门制定有效的热岛效应缓解措施提供理论依据。     

成都市晴天热岛效应的时空分布特征与成因

基于一种新的郊区温度自动提取方法——圈层温度跃变法、以及2005-2010年99幅Terra卫星遥感资料,分析了2005-2010年成都市热岛效应的时空变化特征,并初步分析了其变化成因.结果表明:研究期间,成都市面积最大、强度最强的热岛强中心区位于城区西南面的金花镇片区;热岛效应在空间上未发生明显改变,但范围在缩小、强度在变弱;年内的各环路热岛强度和面积均呈三峰型分布,峰值分别出现在4、7、10月,其中,7月的热岛强度峰值最大.成都市热岛强度的减弱是气温下降、降水增多和城区植被覆盖度提高共同作用的结果.     

The urban heat island in a small city in coastal Portugal

This project arose from the need to study the phenomenon of the urban heat island, since only by recognising this phenomenon can we moderate it to improve the human and urban environments. Not only big cities develop urban heat islands. This study detected the presence and recorded the characteristics of an urban heat island in the small coastal city of Aveiro, Portugal. The study was developed through the scheduled measurements of air temperature and the analysis of the geographical, meteorological and urban conditions. The form and intensity of Aveiro’s heat island are a response to the interaction of three principal factors: the urban morphology (the hottest zones in the city are those with the tallest and the highest density of buildings, without green spaces and with intense generation of heat from traffic, commerce and services); the meteorological conditions (the intensity of the island is at its maximum when the sky is totally clear and there is no wind, and at its minimum in those situations when there is atmospheric instability, such as wind, cloud and precipitation); and the proximity of the coastal lagoon (which borders the city to the west and northwest and moderates seasonal temperatures. The urban heat island influences the comfort and health of its inhabitants, thus urban planning is very important in the moderation and prevention of this phenomenon. Received: 7 July 1999 / Revised: 24 April 2000 / Accepted: 26 April 2000     

沿海河谷盆地城市热岛时空特征及驱动机制

针对以往热岛研究中缺少自然-人文多维因子组合作用的成因分析,基于landsat TM/OLI遥感影像反演福州市1991、2000及2013年河谷盆地亮温热场,并利用主成分多元回归方法探讨DMSP/OLS夜间灯光、交通密度、地表非渗透面、地面高程、地表植被、水体等多维因素对城市热岛的综合影响及联动关系。研究发现:11991—2013年盆地热岛辐射范围不断蔓延,老城区成为热岛核心区,呈中心向外辐射并沿江扩展态势,盆地"溢出"现象显著;2盆地内平原-山地温差达10—14℃,热岛面积出现两极分化,23年间热岛面积共增加226.9km~2,其中高温区面积增长四倍,年增长率最大(7.50%);3夜间灯光、交通路网密度、地表非渗透面、地表植被、地面高程及水体每变化1个单位,温度将分别变化0.430、0.418、0.103、-0.031、-0.469及-0.096;4人文促进作用大于自然抑制作用,综合作用下盆地升温0.35个单位;5相比地表非渗透面,夜间灯光与交通密度对热岛的增温贡献更为显著;地面高程主导降温作用,其次为水体与地表植被,后两者作用之和仅为地面高程的27%。福州盆地当前的生态环境并不足以缓解城市未来进一步发展而导致的热岛加剧,当保持城市现有发展规模且自然作用进一步增加60%时,降温抑制作用才会明显。