近30年宁波市热环境时空变化分析

以热岛效应为体现的热环境是目前最受关注的城市生态环境问题之一。本文以宁波市为研究区,在利用单窗算法计算1987年～2015年间夏季地表温度的基础上,获取近30年热岛时空变化,结果表明:宁波市夏季热岛效应明显,各行政区域内热岛强度空间差异显著;此外,近30年宁波市强热岛和极强热岛面积增加了352.10 km2,年变化率在1997年～2007年达到最大,且城市内部空间分布逐渐从聚集向多个次级热岛分布方向发展。     

城市热岛效应对我国不同气候区既有居住建筑采暖空调能耗的影响研究

选取严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区和夏热冬暖地区的9个城市典型气象年数据为基准,采用TRNSYS对某实际居住建筑的采暖空调能耗进行了模拟计算。结果表明：同一个气候区的居住建筑采暖能耗降低率与热岛强度呈现出良好的线性关系,空调能耗的增加率与热岛强度的线性关系则不明显。夏热冬暖地区,居住建筑仅为空调能耗,受热岛效应影响总能耗增长率约为8.55%/0.5℃;夏热冬冷地区,热岛效应带来的空调能耗增加和采暖能耗降低相差不大,总能耗基本保持不变;严寒和寒冷地区,居住建筑以采暖能耗为主,受热岛效应影响总能耗降低率分别约为1.74%/0.5℃和2.97%/0.5℃。     

街区尺度城市气候图绘制方法研究及应用

近年来城市气候图的应用对于气候友好型城市建设具有重要意义。本文以湿热地区广州大学城为例,首先提出了面向街区单元的局地气候分区划分理论,并结合城市冠层模型开发出适用于街区尺度的城市气候图绘制方法。通过应用该方法计算获得了广州大学城夏季典型气象日的动态气候参数,结果显示,研究区域的局地热岛强度变化范围处于-3.58℃到1.41℃之间,并呈现出显著的时空特性。此外,本文量化分析了局地气候分区典型地表形态特征参数与局地热岛强度之间的相关性。结果表明,街道峡谷高宽比、平均建筑高度、建筑密度与局地热岛强度之间呈现出显著的负相关,而天空角系数与透水表面比率对局地热岛强度具有较为显著的正相关。合理配置街区的地表形态特征参数可有效地缓解局地区域的热岛效应,有助于街区尺度的热环境改善,为街区单元的空间规划提供优化策略。     

局地气候区改变对城市地表热岛强度的影响

统计了地中海气候范围内的米兰、贝鲁特与伊斯坦布尔2000年以及2020年城市发展变化。借助局地气候区系统,探索分析了城市地表热岛强度(Surface Urban Heart Island, SUHI)的时空变化分布。局地气候区框架直观地展示了城市空间形态的变迁,同时更有针对性地表征了地表热岛强度的区域变化特点,为地表热岛强度的缓解提供有效参考依据。结果表明米兰的城市扩张范围最小,产业升级造成的工业园区(LCZ8)更新是城市过去20年来的主要变动,LCZ 2与LCZ 3对LCZ 8的替代创造了更多的人工排热,使当地地表热岛强度平均提升了1.2℃。贝鲁特的扩张规模是3座城市中最大的,其建成类局地气候分类面积提高了约8%。伊斯坦布尔海岸沿线与近郊出现快速城市化的趋势,近郊的建筑密度不断提升,区域内平均提升了1.3℃。总体来看,在夏季地中海城市,与工业排热相比,人工排热也会使区域产生强烈的地表热岛效应。伊斯坦布尔的结果证明了千万人口城市中的局地气候区变化会产生更强烈的地表热岛强度。大都市的交通排热也是影响城市热环境的重要因素。3座城市展示了不同发展阶段下城市面临的热岛效应问题,研究城市变迁将为...     

南京夏季城市局地气温时空变化特征

城市局地气候分区(Local Climate Zone,简写为LCZ)是一套用于城市气温研究的客观、标准、通用的局地热气候分类方法。基于LCZ方法对南京城市气温进行观测,分析了2016年夏季时段(7—9月)分布于南京城区至郊区的12个不同类型LCZ地块的气温时空变化特征,包括热岛日变化特征、平均热岛强度、日最高/最低温度差异、升温/冷却率差异。结果表明:各LCZ地块的热岛强度在日落后迅速增加,日落后3～5h达到最大值,然后逐渐减小,这一现象与各LCZ地块的升温/冷却率变化特征相对应;城市化强度越高的LCZ地块热岛强度越大;午间部分地块出现城市冷岛现象;水域区(LCZ G)在白天有一定的降温效果,夜间则会产生热岛效应;各LCZ地块的夜间平均热岛强度差异明显,日最低气温差异显著高于日最高气温差异。     

特大城市主城区通风廊道规划控制研究——以天津市为例

为分析特大城市主城区构建通风廊道的必要性和可行性,本文以天津为例,综合分析了城市热岛效应、风环境、下垫面状况及其相互关系,并将研究结果用于通风廊道的构建中。结果表明:天津中心城区存在热岛效应,其中1981～2010年的热岛强度在0.4～1.2℃之间,且以每10年0.13℃的倾向率增加,对2013年夏季和冬季气温空间分布分析发现,夜间气温从城市中心向郊区呈同心圆状递减,昼间气温空间差异较小。对风环境分析发现,1981～2010年的城郊风速差为0.7 m/s,且市区以每10年0.28 m/s的倾向率下降,而郊区仅为0.12 m/s,对2013年1月和7月平均风速空间分布分析发现,这两个季节风速都有从城市中心向郊区递减的趋势。对风速与热岛强度关系分析发现,随城区风速增加,热岛强度有减小趋势。最后,基于地表温度、风环境状况及下垫面通风潜力提出天津主城区三级通风廊道的规划建议及管控措施。     

严寒地区城市冬季室外热舒适研究

为了研究严寒地区城市居民在冬季室外环境下的热舒适,在严寒地区典型城市哈尔滨采用现场环境实测和问卷调查相结合的方式,分析了冬季室外环境下人们对环境温度、湿度、风速、辐射的满意度以及总体舒适度和满意度;最后,通过回归分析得出了适用于严寒地区冬季室外环境的热感觉预测模型和综合舒适度评价模型,并对该地区城市冬季室外环境舒适性的提高提出了一些改善措施。     

建筑密度与夏季热岛的尺度响应机制北大核心

近年来,我国的城市化进程快速推进,城市建筑体量迅速增加,城市建筑布局不断改变,热岛效应日益加剧,而建筑密度作为影响热岛效应的主要因素之一,当前对两者关系的探讨较少。文章以天津市为例,基于3S技术、高精地图数据和高精测试仪器等,利用Arc GIS、MATLAB和SPSS数据分析平台,定量研究建筑密度与夏季热岛的尺度响应机制及防控参数,明确建筑密度与热岛强度的时间与空间尺度敏感性,由此提出在城市规划建设中,应根据建筑密度对热岛强度的削减量化机制构建削减热岛强度的建筑密度等级体系,为城市规划建设中的热岛防控提供应用基础研究。     

建筑密度与夏季热岛的尺度响应机制

近年来,我国的城市化进程快速推进,城市建筑体量迅速增加,城市建筑布局不断改变,热岛效应日益加剧,而建筑密度作为影响热岛效应的主要因素之一,当前对两者关系的探讨较少。文章以天津市为例,基于3S技术、高精地图数据和高精测试仪器等,利用Arc GIS、MATLAB和SPSS数据分析平台,定量研究建筑密度与夏季热岛的尺度响应机制及防控参数,明确建筑密度与热岛强度的时间与空间尺度敏感性,由此提出在城市规划建设中,应根据建筑密度对热岛强度的削减量化机制构建削减热岛强度的建筑密度等级体系,为城市规划建设中的热岛防控提供应用基础研究。     

基于LCZ的广州夏季热岛强度特征分析

城市局地气候分区(Local Climate Zone,LCZ)是按照一定指标对城市空间分区研究城市热环境的通用方法.基于LCZ理论,甄选出广州市9个不同类型的LCZ地块进行空气温度实测,分析多个典型气象日下不同LCZ地块的热岛强度时空特征、气温变化特征和升温冷却率差异.结果 表明:各LCZ地块热岛效应呈现明显的昼弱夜强的日变化规律,日出后逐渐变弱,中午最弱,且部分城市形态区域出现"城市冷岛"的现象,在日落3～5h达到最强,超过4℃;各LCZ地块平均热岛强度夜间差异明显,在0.5～2.3 ℃之间,建筑密度与热岛强度呈正相关.白天差异较小,均在0.5℃左右,高宽比过高的LCZ 1因建筑相互遮阴白天形成"城市冷岛",LCZ A"城市冷岛"效应明显;各LCZ地块日低温差异显著高于日高温差异,且热岛强度日变化特征与升温冷却率变化特征一致.     

上海城市热岛效应及风对其影响的研究

利用上海11个区气象观测站2016年8月～2017年7月的观测资料,分析了上海城市热岛的年变化特征及日变化规律,并进一步分析了风对热岛强度及热岛分布的影响。研究发现,上海热岛强度月变化有明显的双峰现象,夏季5月与秋季10月的热岛强度最大,可达1.3℃。冬季及8～9月是热岛的最小段,在0.6℃左右,全年平均的热岛强度约为0.9℃。上海城市热岛的年平均日变化大致为白天低、夜间高的多峰结构,夜间高峰值可达1.2℃。上海风速表现为春冬大夏秋小、白天大夜间小的趋势,经拟合,发现风速与热岛强度存在很好的负相关,秋冬季的拟合误差在0.2℃左右,相关系数可达0.9。此外风向对热岛分布有很大影响,东南风可以降低热岛强度,并使热岛中心向西北方向移动,西北风使热岛强度增大,热岛中心往东南移。     

应对热岛效应的哈尔滨城市中心区绿化优化策略研究

城市热岛效应普遍存在于城市中心区内,而中心区内的高密度建设与稀少的绿化空间又使得中心区的热岛强度不断加剧。本文以哈尔滨城市中心区绿地为研究对象,对绿地现状及绿地系统规划进行分析,总结城市中心区绿地存在的主要问题,进而提出城市中心区绿化空间的优化策略,从而达到改善城市微气候、减缓城市中心区热岛效应的目的。     

寒冷地区高校校园不同室外空间形态下的热环境长时间尺度测析

如何缓解热岛效应,改善校园局地热环境是校园规划与设计的重要内容之一。本文以寒冷地区高校校园为例,采用长时间尺度热环境实测方法,进行校园室外空间形态和热环境长时间尺度相关性测析,以期为寒冷地区校园室外空间热环境设计提供指引。结果表明:整个测试时段大面积水体下垫面白天为冷岛夜间为热岛,随着气温的升高白天冷岛效应和夜间热岛效应均变显著,且随着土地的进一步开发,室外空间热岛强度增加; 3种围合式布局空间中四面围合空间内部在白天的8:00-15:00热岛强度最强,4月段平均为0.9℃,5月段为1.4℃,南北西三面围合式布局更有利于全天热岛强度的降低;影响不同室外空间热环境的主导因素有差异,室外空间热环境设计过程中应考虑主导因素的影响,通过有效的规划、建筑和景观等设计手段来提高室外热环境质量。     

基于卫星遥感的城市热岛效应体检评估 ——以武汉市为例

城市的快速发展导致建成区普遍出现 了显著的热岛效应，给居民健康与能源负荷带来 了巨大威胁。在“一年一体检，五年一评估”的 背景下，将热岛效应纳入城市体检评估体系，对 建成区热岛强度及相关气候风险开展常态化监 测与周期性评估，是提升热岛问题精准治理能 力的重要手段。在应对热岛效应复杂时空变化 给精准分析所带来挑战的基础上，本研究依托 卫星遥感数据，探索构建了“干扰控制—变化 诊断—风险评估—规划应对”的体检评估框 架，并对2016—2020年武汉市建成区内部热岛 强度及其时序变化开展了评估。结果显示，武汉 市热岛强度呈现出“内外双高，局部集聚、中间 塌陷”的“U”型圈层式分异结构；2016—2020 年，热岛区域面积及强度均呈现增长趋势，且增 加幅度由中心向外逐渐增大；城市工业园区与 老城区的热岛效应最为显著且处于持续恶化阶段，尤其是人口密集的老城区热暴露风险最高。根据热岛强度及相关热暴露风险的时空演变格 局，研究从总体规划、控制性详细及规划管理层面提出了多层次规划协调的规划建议。本研究对 提高城市热岛效应体检评估的科学性，推动热岛问题精准治理、建设高品质宜居城市具有理论与 实践意义。     

基于多源数据的街区形态要素对地表热环境的影响测度与 贡献评估

近年来，受全球气候变暖与快速城镇 化的叠加影响，城市极端高温频发，热环境问 题凸显，严重威胁到城市人居环境质量。城市 形态是影响热环境时空分布的关键因素，如何 通过优化形态要素缓解城市高温问题，降低 城市热浪风险已成为当前学界关注的热点问 题。本研究以西安市主城区410个街区单元为 研究对象，重点关注地表热环境，利用遥感影 像数据、建筑矢量数据、谷歌地图数据，通过 ENVI地表温度反演、ArcGIS空间统计分析、 Fragstats景观格局分析等方法量化了研究区 内地表热环境时空变化特征，并从“二维地表 覆盖—三维空间组合—景观格局特征”三个 维度对街区形态要素进行系统描述，在此基 础上，引入主成分分析方法科学评估了各形态 要素对地表热环境的贡献。研究结果表明：第一，2000—2019年西安市热岛由中心向周边连片式蔓延，一般高温区为商业密集区（如钟楼、小 寨等）、集中工业物流区（如北部工业区、西部物流仓储区、西南部工业区等），低温区为城市公 园、绿地水体周边，总体而言，西安市热环境延展方向与城市扩张方向基本吻合；第二，2000— 2019年研究区内平均地表温度上升7.29 ℃，平均热岛强度上升3.15 ℃，约99.7%为热岛区，总升 温量达3 491.84 ℃/km2 ，其中四级、五级热岛强度区逐年递增，一级、二级热岛强度区逐年减 小，整体升温效果显著，热岛效应不断增强；第三，二维地表覆盖、类型水平景观格局是影响地 表热环境最为主要的两类主控因素，指标权重占比为36.64%、35.50%，其中建设用地占比、建筑 密度正向影响突出，贡献度为0.658、0.319，绿地占比负向影响最大，贡献度为-0.718。建筑高度 变异度、孔隙率、天空开阔度等三维空间指标的贡献则相对较小，该类指标权重仅占9.39%。本 研究结果可为优化城市形态改善局地热环境，缓解其负面效应提供重要科学依据。     

严寒地区广场微气候舒适度与参与人数相关性研究

室外微气候环境对于广场使用者来说至关重要。严寒地区冬季寒冷漫长,广场是居民获取日照,进行室外活动的主要场所。通过对哈尔滨典型广场的长期测试以及问卷调查分析发现影响冬季广场参与人数的主要因素为平均辐射温度,其次为温度与衣着量;室外参与人数与温度,平均辐射温度以及PET温度有较高的相关性。夏季,影响广场参与人数最主要因素为风速与湿度;哈尔滨地区的室外PET热中性温度为9~26℃,可接受范围高于其他地区,热感投票与广场总参与人数相关性较高,微气候因子的改善能够有效提高广场使用效率。     

基于减缓城市热岛强度的建筑设计中典型指标的研究

热岛效应的成因与城市开发建设活动存在着密切的关系。在梳理规划和建筑设计因素与热岛效应关系的基础上,提取建筑设计中影响热岛效应的绿化率、建筑外墙、建筑屋顶反照率以及水体面积比例等4项典型指标,并结合某商业综合体实际项目案例,模拟分析了不同指标取值工况下项目所在场地的热岛强度。最后提出从建筑设计角度出发,采取降低热岛强度的典型指标控制策略,做到对场地热环境的低影响开发。     

热浪背景下大连城市热岛强度反演及缓解策略

提出了一种基于Landsat 8卫星遥感数据建立城市热岛强度地图的流程和方法,为热浪天气条件下城市热环境评估提供了一种快速可靠的依据。以大连市2018年8月连续高温热浪天气为研究背景,实现中山区地表温度反演,将结果与国家气象站观测值进行验证,相关系数达0.813。基于土地利用数据划分城区和郊区,计算其差值得到城市热岛强度并分级,发现高温热浪天气会加重热岛效应;超过31%的区域出现了7级及以上强热岛、超强热岛,强度最高达32.1℃;中心主要出现在中山广场、三七广场及大连市第二中学等地。根据热岛强度分级结果,对重点区域提出了规划缓解和改进策略。     

北京城市绿化与热岛效应的关系研究

采用遥感卫星影像数据结合实地同步测定的方法,对北京规划市区地面热场状况进行研究.对遥感影像进行信息提取和分类,建立北京市热岛分布图和城市绿化现状图,分析了城市热岛的分布和强度特征;进行不同类型下垫面热特性的系统测定,分析了热岛效应与城市下垫面绿化分量的关系研究了热岛的发生规律、影响因素和缓解热岛的措施.     

武汉市主城区热岛空间格局及其影响因素研究

城市空间形态对城市微气候环境的影响一直受到学界及规划管理部门的关注。以武汉市主城区589个控规管理单元为样本,运用RSGIS的技术方法识别热岛空间格局,采用多元线性回归模型揭示热岛空间分布的影响要素。研究发现:武汉主城区地表温度由中心向外围存在规律性起伏,呈现"双U"型结构;高温区团块集中、沿主干路分布,低温区在大尺度水体周边集中分布;热岛空间格局受"大江大湖"的生态格局以及大规模集中工业用地的显著影响,并与公共中心体系相关。为降低热岛效应,城市空间布局应采取相应对策。