高层住宅区绿化树种对室外热环境影响研究

城市热岛效应引起都市的高温化,降低居住环境的舒适性,而绿化植物能够调节环境温度、增加空气湿度,改善热岛效应。为了探究不同树种对城市热环境的影响,文章采用无人机摄影测量技术和Arc GIS软件对典型高层住宅区进行三维建模,利用ENVI-met模拟了其室外热环境,并与实测的气象数据进行了对比分析,研究了5类常见树种对城市住宅区室外热环境的调节作用。结果表明:对比实测数据与数值模拟结果发现,空气温度与相对湿度的均方根误差分别为0. 83℃和4. 5%,说明模型精度较高,模拟效果良好; 5类树种在7∶00～18∶00间的降温和增湿幅度分别在0. 06～1. 21℃和1. 99%～7. 22%,其中14∶00时梧桐的降温增湿效果最好;不同树种的3D累积节能效益不同,在10∶00～18∶00内,距地面0～2 m处,5类树种3D累积降温幅度为5. 16～8. 48℃,3D累积节能范围为30. 92～50. 89 k Wh。     

基于GEE 的桂林市主城区热环境变化定量遥感分析

以桂林市主城区为研究区, 基于谷歌地球引擎(GEE)采用随机森林算法对2010、2014 及2018 年3 期Landsat 遥感影像进行土地利用分类, 并采用单窗算法进行地表温度反演, 根据NDVI 像元二分线性模型解算地表植被覆盖度, 最终对土地利用、植被覆盖及地表温度进行动态的统计及对比分析。结果表明:2010-2018 年桂林市主城区平均温度呈上升趋势, 8 年共增加1. 29℃ , 且各级别温区由低温区、较低温区及中等温区转化为较高温区及高温区; 较低温区及低温区主要分布于植被及水体覆盖区域, 而中等温区、较高温区及高温区主要分布于建设用地及未利用土地覆盖区域; 2014-2018 年, 高植被覆盖度面积大幅缩减(缩减 31. 34%)主要原因在于建设用地面积的大幅增长(扩张30. 19%); 基于GEE 的随机森林算法土地利用分类具有较高的分类精度(3 个时期均高于80%)。研究结果可为改善城市热环境提供科学依据,也可为桂林市制定的发展战略提供科学参考。     

锡林浩特市胜利矿区近30a植被覆盖度变化研究

为研究内蒙古锡林浩特市胜利矿区近30 a植被覆盖度变化情况及其影响因素,采用Sen斜率估计和M-K检验法分析NDVI变化趋势;基于像元尺度分析植被变化,研究其空间差异性;通过转移矩阵研究植被覆盖度稳定性、降雨和地形因子对植被覆盖度的影响程度。结果表明:(1)近30 a胜利矿区NDVI均值呈缓慢下降趋势;(2)植被损伤区面积占研究区总面积的23. 02%,分布于矿业景观和城镇建设景观;植被恢复区面积占研究区总面积的3. 11%,分布于人工草场与湿地;(3)植被覆盖度不稳定,易发生转移;(4)排土场高程和坡度与植被覆盖度呈显著负相关,坡向与植被覆盖度关系不显著。     

地表反照率和植被覆盖度对矿区热环境的影响

为分析由于矿产资源的高强度开采导致地表原有植被遭到破坏,使得地表反照率发生改变进而对矿区地表热环境造成的影响。以河北省迁安市马兰庄铁矿为例,利用Landsat遥感影像可见光波段基于统计模型法反演地表反照率,基于NDVI-DFI的像元三分模型反演植被覆盖度,对热红外波段基于辐射传输方程法反演地表温度,借助叠加分析法、相关分析法和回归分析法,定量化和可视化探究了地表热环境时空异质性对光合植被覆盖度和地表反照率变化的响应规律。结果表明:研究区地表热环境空间分布呈现明显的异质性和规律性,高温区主要分布于北部沙河山采场、中部柳河峪排土场和南部未复垦的白马山排土场,中温区主要位于高温区边缘以及其他裸露地表,低温区主要位于北部已复垦尾矿库和已复垦排土场以及境内绿地和水体;光合植被覆盖度和地表反照率的时空变化,导致研究区夏季午间地表热环境异质性较大,3期影像下垫面地表温度均值排序为:矿区采场裸岩>排土场矿渣>复垦植被>水体;光合植被覆盖度和地表温度的回归分析结果表明二者在0.01水平（双侧）呈线性负相关关系（p<0.01）,说明光合植被覆盖度的增加对地表热环境具有降温效应,决定系数R²分别为0.63、0.55、0.65,由回归系数可知,2000年、2008年和2018年,光合植被覆盖度每增加10%,会使地表温度相应下降0.66、0.74、1.09 ℃;地表反照率和地表温度的回归分析结果表明二者在0.01水平（双侧）呈线性正相关关系（p<0.01）,说明地表反照率的增加对地表热环境具有增温效应,决定系数R²分别为0.35、0.40、0.48,由回归系数可知,2000年、2008年和2018年,地表反照率每增加10%,会使地表温度相应上升1.09、1.36、1.76 ℃。研究结果将对矿区地表热环境异质性的评估和优化提供定量参考依据。     

基于局地气候分区的街区地表形态特征与热湿环境的关联性研究

为研究湿热地区街区尺度地表形态特征对城市热湿环境的影响, 基于局地气候分区的分类方法, 在湿热地区广州市选取了7个典型街区并对其进行地表形态特征的参数化表达; 采用实测与ENVI-met模拟相结合的方法, 分析了不同街区地表形态特征条件下的热湿环境参数时空分布特征。结果表明, 具有高层密集建筑群的街区内呈现出较低的空气温度, 而紧凑低层建筑区呈现出高温低湿的热湿环境, 开敞空间的街区内空气温度与相对湿度分布更均衡, 空间差异性较小。此外, 基于实测数据对ENVI-met软件模拟湿热地区街区热湿环境的结果精度进行了验证, 结果表明ENVI-met整体上可以较好地预测湿热地区不同街区内的热湿环境特征, 但对于紧凑低层建筑区的模拟精度偏低。     

基于CA-Markov模型的西安市热环境模拟研究

将元胞自动机理论和马尔可夫模型相结合,构造了可用于城市热环境模拟与预测分析的CA-Markov模型.以西安市为例,基于单窗算法反演了西安市2000年和2006年两个不同时相城市热环境数据,并利用构建的CA-Markov耦合模型,模拟分析了西安市2018年城市热环境格局分布特征.结果表明:(1)CA-Markov模型具有较高的模拟精度,可用于城市热环境的模拟研究;(2)2018年西安市不同热岛类型面积由高到低依次为:常温区绿岛区热岛区强热岛区强绿岛区,所占面积比例分别为:70.20%、13.06%、12.01%、3.67%、1.06%;2006~2018年12a间强热岛区、热岛区、常温区、绿岛区和强绿岛区的面积变化分别为:0.31%、-0.60%、1.2%、-0.84%、-0.08%;(3)2018年西安市热环境状况整体趋于良好,常温区占绝对优势,但局部地区热环境表现为小幅加剧的趋势.因此,建议西安城市规划建设中热环境规划作为一项重要内容予以考虑.     

漓江流域近15年遥感植被覆盖度f_(veg)变化特征

为研究漓江流域近15年植被覆盖度变化情况,以1991、2000、2006年3个时相的TM/ETM+影像为基础,采用基于归一化植被指数(NDVI)的像元二分模型对漓江流域植被覆盖度进行估算,分析了植被覆盖度时空变化特征;结合研究区地质数据,进一步分析地质条件对植被覆盖度的影响。结果表明:①受气候和人类活动的影响,1991—2000年漓江流域植被覆盖度有所增加,表现为高和较高植被覆盖区面积增加,中度、较低和低植被覆盖区面积减少;2000—2006年漓江流域植被覆盖度略有降低,表现为高植被覆盖区面积减少,较高和中度植被覆盖区增加,较低和低植被覆盖区面积减少;②由于地质条件的影响,非岩溶区的平均植被覆盖度高于岩溶区,两者的变化趋势与流域整体变化基本一致;③从空间分布上看,1991—2006年漓江流域植被覆盖度的变化较显著。     

基于归一化植被指数的植被覆盖度时空变化研究——以大运河文化带沧州段为例

快速准确评估城市植被覆盖度质量及变化对于城市生态建设和环境保护具有重要作用。研究选择大运河文化带沧州段2010年和2020年Landsat遥感影像,运用归一化植被指数方法对10年间植被覆盖度(FVC)进行了评估和变化分析,结果发现:2010-2020年研究区植被覆盖度均值由0.466下降至0.411,其中中、北部地区下降明显。2010-2020年间有28.28%的地区植被覆盖度保持不变,48.24%的地区植被覆盖度减少,23.48%的地区植被覆盖度增加。其中减少部分主要集中在沧州市中心城区、泊头县城区、沧县城区、南皮县城区、青县县城区。通过分析10年间植被覆盖度变化,说明近10年沧州城市化进程不断加快,建筑用地面积不断扩张,整体植被覆盖度降低;高覆盖地区面积略有增加,说明在建设大运河文化带过程中,注重绿色、生态发展模式。     

漓江流域近15年遥感植被覆盖度fveg变化特征

为研究漓江流域近 １５年植被覆盖度变化情况,以 １９９１、２０００、２００６年 ３个时相的 ＴＭ／ＥＴＭ＋影像为基础,采用基于归一化植被指数 （ＮＤＶＩ）的像元二分模型对漓江流域植被覆盖度进行估算,分析了植被覆盖度时空变化特征;结合研究区地质数据,进一步分析地质条件对植被覆盖度的影响。结果表明：①受气候和人类活动的影响,１９９１—２０００年漓江流域植被覆盖度有所增加,表现为高和较高植被覆盖区面积增加,中度、较低和低植被覆盖区面积减少;２０００—２００６年漓江流域植被覆盖度略有降低,表现为高植被覆盖区面积减少,较高和中度植被覆盖区增加,较低和低植被覆盖区面积减少;②由于地质条件的影响,非岩溶区的平均植被覆盖度高于岩溶区,两者的变化趋势与流域整体变化基本一致;③从空间分布上看,１９９１—２００６年漓江流域植被覆盖度的变化较显著。     

不同绿化树种景观格局对城市局部小气候的影响

为定量化分析西北地区不同树种在城市局部微气候中降温增湿的特征差异,提出基于高分辨率遥感影像、与实地采样数据相结合的方法进行不同树种对局部地区微气候的影响评估及其价值估算。以西安市为研究样区,以白杨、法桐、国槐、油松4等种树种为分析对象进行研究,结果表明,4种绿化树种均具有良好的降温增湿效应,且植被覆盖度越高,降温增湿效果越显著;不同树种的降温增湿效果有较为明显的差异,具体表现是不同树种降温效应由大到小依次为白杨法桐国槐油松;不同树种增湿效应由大到小依次为白杨法桐国槐油松;不同树种的降温增湿效应都具有明显的影响范围,且随着树种斑块的大小而动态变化。     

西安市城市热岛环境动态演化规律研究

选择全国重要的加工业及旅游热点城市西安市作为研究对象,借助RS、GIS等空间信息分析工具,采用西安市2000年、2007年、2014年3个时相的遥感数据反演地表温度,对地表温度进行归一化处理,根据城市热岛分布特点,分析了城市化进程中城市热岛的变化特征.研究表明:随着建设用地的扩张,热岛区域面积逐渐增加并由城市中心向外围延伸,而绿岛区分布在秦岭附近的自然景区、山林水体区域,说明绿色植被及水域有明显的降温作用.     

大通河源区冻土地温模拟与分类特征分析

以大通河源区为研究区域,分析了植被对多年冻土分布的影响.以等效高程为基础,根据实测的多年冻土地温数据和植被调查数据,建立了不同植被类型条件下的冻土地温-等效高程关系模型.借助于TM遥感数据、DEM数据和GIS技术模拟了大通河源区植被覆盖区的多年冻土地温分布特征.以地温数据为基础,参照青藏高原多年冻土分带方案,对多年冻土的分类特征进行了研究.结果表明:大通河源区多年冻土年均地温为-8.66～1.72℃,多年冻土和季节冻土的面积比例分别为95%和5%,其中极稳定型、稳定型、亚稳定型、过渡型和不稳定型多年冻土各类型的面积比例依次为1%,12%,31%,35%和16%.     

城市地表热环境季节变化及与下垫面特征关系

为进一步揭示城市地表热环境的时空分异机制,利用遥感信息技术提取深圳市西部地区不同季节的地表温度、植被覆盖、不透水面、水分状况等下垫面特征参数,在此基础上分析地表热环境的季节变化特征及与下垫面生物物理参数的定量关系.结果表明:研究区地表热力景观的空间分布、强度随季节发生显著变化;不透水面指数、湿度指数与地表温度分别呈指数正相关、线性负相关且在不同季节表现稳定,而植被指数与地表温度呈非线性关系并随季节变化;多元线性逐步回归分析表明,不透水面对地表温度的调节作用最大、地表湿度次之、植被覆盖最小.     

遥感数据的城市不透水面估算及增温效应

为了更精确地估算城市不透水面信息以及探索城市不透水面的增温效应,以合肥市为研究区,对landsat 8数据进行处理,使用单通道算法反演地表温度(LST).提出改进的归一化不透水面指数(MNDISI),使用该指数估计不透水面分布信息和不透水面盖度(ISC).将不透水面盖度进行划分,结合遥感数据和气象数据对不透水面的热环境效应加以研究,分析不透水面盖度变化所导致的地表温度和气温变化.结果表明,不透水面盖度与地表温度之间呈指数关系,与气温之间呈线性关系.地表温度和气温随着不透水面盖度的增加而升高.当某区域内的不透水面盖度在43%时,区域内不透水面增温效应和其他地物的降温效应达到动态平衡.     

酸压中液氮伴注对裂缝内降温作用研究

采用Fluent软件模拟了酸压伴注液氮时裂缝中温度分布,分析了酸压注入过程中裂缝温度场的变化规律,并对比了液氮伴注对缝内温度场的影响。模拟结果表明,酸液注入后降温作用明显,裂缝入口比裂缝尖端温度低近50℃;液氮比(液氮与混合液体积比)越高,裂缝中温度越低,液氮比高于13%后,增加液氮比,降温作用明显减弱,对于模拟使用的条件,推荐液氮比13%;液氮伴注降温作用明显,其它条件相同时,伴注液氮能造成约15 ℃温度差异,因此,液氮伴注能明显增加活酸作用距离。     

降温方式对乘用车舱体内热舒适性影响的研究

乘用车舱内的热环境对驾驶员和乘客的身心状态有明显影响,而降温是提升夏季乘用车舱体内热舒适性的主要手段。文章以家用轿车为实验研究用车,采用现场测试和数值模拟相结合的方法,对比研究了开窗降温和空调制冷两种降温方式对汽车乘员舱内部热环境和热舒适性的影响。结果表明:采用开窗降温方式,舱内环境平均温降约为8℃,降温过程前20 min舱内温度变化较为明显;采用空调降温方式,舱内环境平均温降约为13℃,降温整体效果好于开窗降温;利用计算流体力学软件模拟的空调制冷结果与实验数据吻合较好,说明使用空调进行降温效果明显。     

遥感和GIS技术支持下的乐山城市“绿心”地温特征

乐山"绿心"因面积大、地势高、临江河、覆盖度高,成为调节城市生态环境的重要景观。采用多时相Landsat-5 TM遥感数据和GIS技术获取绿心的地温信息,研究表明:区内地温的最大值、最小值、平均值、标准差等指标在四季均表现出低值→高值→低值的变化过程,各项指标基本满足绿心建成区乐山地区的规律,绿心的相对低温特征最为稳定;绿心平均地温11.16~29.71℃,冬季最低,夏季最高,绿心的降温效应随地温升高而递增;绿心平均地温在四季比建成区低1.29℃、比乐山地区低0.13℃,绿岛效应明显;绿心地温的四季标准差1.54℃,比建成区低3.30℃,比乐山地区低1.46℃,绿心的地温分布最集中;绿心比建成区小规模绿地的地温低2.0℃以上,绿心低温的规模效应最显著。鉴于绿心地温与植被、湿度、气温的联系,绿心地温的多重生态意义值得研究。     

西安办公建筑相变蓄热通风技术的季节适宜性研究

以西安地区一栋典型办公建筑为例,运用EnergyPlus数值模拟软件研究了相变蓄热通风技术在过渡季节和炎热季节的应用情况。采用日累计降温幅度ΔT和降温潜力百分比J两个指标对其降温效果进行评价,分析了相变材料充分发挥相变潜能时室外干球温度的日气温特征,并基于ASHRAE 55热舒适模型评价了该技术对室内热环境的改善情况。结果表明：当室外干球温度最大值高于相变区间上限值3℃时,最低温度低于相变区间下限值3℃,且日平均温度处于相变区间范围内时,相变蓄热通风技术能够充分发挥相变蓄能作用;该技术在过渡季节的应用效果优于炎热季节,与夜间自然通风技术相比,该技术可使整个过渡季节室内空气温度降温幅度提高14%,室内操作温度满足ASHRAE 55标准的80%,可接受温度范围的小时数提高8%,而整个炎热季节室内空气温度降幅只提高5.6%,室内操作温度满足ASHRAE 55标准的80%,可接受温度范围的小时数仅提高1%。     

遥感和ＧＩＳ技术支持下的乐山城市“绿心”地温特征

乐山“绿心”因面积大、地势高、临江河、覆盖度高,成为调节城市生态环境的重要景观。采用多时相Ｌａｎｄｓａｔ-５ＴＭ遥感数据和ＧＩＳ技术获取绿心的地温信息,研究表明：区内地温的最大值、最小值、平均值、标准差等指标在四季均表现出低值→高值→低值的变化过程,各项指标基本满足绿心＜建成区＜乐山地区的规律,绿心的相对低温特征最为稳定;绿心平均地温１１.１６～２９.７１℃,冬季最低,夏季最高,绿心的降温效应随地温升高而递增;绿心平均地温在四季比建成区低0.２９℃、比乐山地区低０.１３℃,绿岛效应明显;绿心地温的四季标准差１.５４℃,比建成区低３.３０℃,比乐山地区低１.４６℃,绿心的地温分布最集中;绿心比建成区小规模绿地的地温低２.０℃以上,绿心低温的规模效应最显著。鉴于绿心地温与植被、湿度、气温的联系,绿心地温的多重生态意义值得研究。     

机械化学与同步热激活法结合制备SrCoO2.5+δ透氧膜及其分离性能

采用机械化学激活与同步热激活相结合的固相反应法制备SrCoO2.5 δ(SC)透氧膜材料.借助热失重分析方法优化出反应物同步活化反应的温度条件:当以10 ℃/min升温到950 ℃进行固相反应时,参加反应的成份会同时被激化到活性状态,使合成SC产物的转化率提高,且所获得SC陶瓷膜样品的稳定性增加.氧渗透实验结果表明:氧空位无序的SC具有较高的透氧性能,随温度降低出现氧空位有序时,SC基本失去透氧性能;并且在升降温过程中,上述转变过程具有明显的回滞现象.