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赵春红等:《 GIScience & Remote Sensing》应用局地气候区探究表层城市热岛效应

发布时间:2021-04-21 11:05 点击数:

城市致密化和扩张扩大了建筑面积和不透水层面积。在城市冠层,这些城市下垫面特征加剧短波辐射吸收、增加长波辐射和显热存储、降低蒸散量、增加总湍流热传递。因此,相比乡村,城市地区的温度更高,这种现象被称为城市热岛效应(UHI)。与传统空气测温相比,基于地表温度的遥感测量和相关分析技术有助于更深入地了解热环境的空间格局,成为表层城市热岛效应(SUHI)刻画的主要形式。而区域大尺度或城乡二元的城市热环境量化研究在国际范围内已经被广泛研究和报道,但在街区尺度对城市微气候环境效应的评估和量化较为匮乏。城市局地气候区(Local Climate Zones, LCZs)映射方案的提出,使得LCZs这一概念可以实地应用于刻画城市微观生态环境类型。这种标准化分类方案使得LCZs概念可以应用于不同地区SUHI的比较研究。

本研究将LCZs概念应用于测度美国Texas三大城市群的表层城市热岛效应,并进行了城市群间的对比研究 (图1)。首先基于GIS-RS技术,收集美国Texas三大城市群三维地物信息、城市建筑物覆盖率、天空可视角、建筑物与街道纵横比、植被透水层覆盖率、地表粗糙度等属性因子,建立了基于决策算法的应用于城市热环境研究LCZs映射方案,进而刻画了研究区17类LCZs分布。 本文进一步通过Landsat 8遥感影像获取了2015年冬夏两期地表温度,初步量化了研究区表层城市热岛效应。然后,利用LCZs 对地表热环境进行了实证与统计对比研究。在城市热环境效应方面,本文发现不同LCZs在城市群间的热环境存在显著差异。本文进一步从微观尺度上揭示了城市热环境机制,从而验证了LCZ分类对研究城市热环境问题的普适性和有效性。LCZ和LST之间的关联性表明,LCZ对于不同城市群间的SUHI比较分析有助于探测SUHI随时间演变趋势。并且,这种空间关联特征可以进一步为城市群热环境和热岛效应的精准应对策略制定可量化的方案。

以上研究成果以Use of Local Climate Zones to investigate surface urban heat islands in Texas为题,发表在 SCI期刊GIScience & Remote Sensing (IF2019=5.965)上。澳门十大正规网站网址赵春红为第一作者和通讯作者。


图1 文章技术路线图


原文链接:https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/15481603.2020.1843869