城市热岛研究方法概述

论述了国内外有关城市热岛效应的研究方法,包括传统的气象观测法、基于遥感技术的定量反演法和基于边界层模型的模拟计算法,分析了各种研究方法的进展和优缺点,供城市热岛效应研究方法创新参考。     

热岛效应抑制工程

城市热岛效应是城市中心地区气温明显高于郊区气温的现象,是城市发展过程中的一种伴生灾害。2004年四川省林勘院资源监测中心,首次利用美国对地卫星观测系统MT数据分析成都的城市热岛效应。结果表明,热岛效应的热量公布在以天府广场为起点的东、南地区     

基于投影寻踪模型的屋顶绿化对城市热岛效应影响的模拟方法

屋顶绿化是缓解城市热岛效应及相关问题的有效技术手段之一，但如何定量分析评价缓解效果却是难点，因此需要探究一种可以模拟城市任意区域屋顶绿化对城市热岛效应影响的定量分析方法，为城市规划和热岛治理提供帮助。利用绿色屋顶实验数据和地面观测气象数据代入投影寻踪建模，构建了一种可以全天候模拟原屋面与绿化屋面温差的模型，通过验证实验对模型进行了模拟精度测试，并以南宁市热岛中心区域为例开展了屋顶绿化对城市热岛效应影响模拟。结果表明：基于投影寻踪模型的屋顶绿化对城市热岛效应的影响模拟方法可有效模拟出任意区域在开展屋顶绿化后，热岛效应的缓解情况；通过屋顶绿化，可减少研究区域40.1%的热岛面积，可显著改善该区域的热岛情况。     

关注城市热岛效应

正近来,由于城市人口集中,工业发达,交通拥塞,大气污染严重,且城市中的建筑大多为石头和混凝土建成,热容量低,热传导率高,加上建筑物本身对风的阻挡或减弱作用,使城市年平均气温比郊区高2℃,甚至更多。在温度的空间分布上,郊区气温变化很小,而城区则是一个高温区,城市犹如一个温暖的岛屿,由于这种岛屿代表高温的城市区域,所以就被形象地称为城市热岛。应对城市热岛效应的举措(1)要保护并增大城区的绿地、水体面积。因为城区的水体、绿地对减弱夏季城市热岛效应起着十分可观的作用。(2)控制城市发展的同时,要控制城市人口密度、建筑物密度。因为人口高密度区也是建筑物高密度区和能量高消耗区,常形成气温的高值区。     

城市热岛效应下浅层土中混凝土的酸腐蚀试验研究

针对城市热岛效应引起城区浅层土地温场升高这一观测结果,采用室内快速模拟试验方法,对城区酸性土壤腐蚀混凝土材料的温度效应开展了试验研究.试验研究了在温度为5℃、20℃和40℃条件下,混凝土试样在酸浓度分别为0%、5%和10%的沙土介质中放置30 d、90 d后的抗压强度变化规律,并对混凝土试样在腐蚀过程中的腐蚀系数变化规...     

南京城区近地表不同地面覆盖层热岛效应观测与分析

在2008年7月27～28日南京城郊14个观测点温湿度观测数据的基础上,对南京城区、环玄武湖区和郊区的水泥地面、草地以及地面以上80cm高程近地表处的大气温湿度日变化规律、热岛效应和干岛效应强度进行了分析。结果表明:①南京城区近地表的热岛效应十分明显,城郊最大日平均温差:水泥地为3.1°C,大气为1.9°C,草地为1.2°C;②环玄武湖区水泥地的热岛效应明显,但近地表的大气和草地的热岛效应几乎不存在;③城区干岛效应明显,城区湿度比郊区明显要小,其中水泥地的平均湿度差最大,达到-14.1%;④城区湿度与温度呈相反的日变化规律,且湿度的变化主要取决于大气的温度变化;⑤南京城区雨花台、新街口、南汽和夫子庙等地的热岛效应较强,城市中的湖泊和草地对缓解城市热岛效应有显著的作用,而城市中的水泥地面对城市热岛效应起到明显的加剧作用,长江对城西地区的热岛效应起到消解作用。     

气候变暖对黑龙江省水稻生产影响及对策研究

利用哈尔滨市和佳木斯市1951—2005年的气象资料，结合当地水稻生产的特点，研究了气候变暖对黑龙江省水稻的低温冷害、春季干旱、高温障碍和病虫草害等的影响。并在分析水稻生产中所存在的问题的基础上，提出了今后应对气候变暖、减轻灾害损失和实现水稻生产稳步发展的实用技术对策。同时分析了目前气候变暖研究中存在的问题，并提出了以消除城市热岛效应对气候观测指标的影响为核心，进一步深入研究气候变暖问题的新思路。     

浅议防治城市高温

气象上一般以日最高气温≥35℃作为高温的标准,"高温热浪"通常指持续多天35℃以上的高温天气。夏季城市高温除特定的气象条件,城市"热岛效应"是引发高温的主要元凶。近日我国南方城市高温显著,有的城市已超过40℃,缓解热岛效应是防治城市高温当务之急。城市热岛效应是指在同一时间内,城市城区的气温明显高于城市郊区气温的现象。在气象学近地面等温线图上,城市郊区广阔地区的气温变化很小,如同平静的海面,而城区则是明显高温,如同突出海面的岛屿,所以形象地称之为热岛效应。北京最大城乡温差为9℃,柏林最高城乡差为13.3℃。热岛效应不但影响了人们正常的生活和工作,还成为人们生活质     

热浪灾害对人体健康的影响及其方法研究

由于全球气候变暖和城市热岛效应的影响，热浪已成为世界范围内夏季频繁发生的极端天气灾害事件，加之其对人类健康的显著影响，因此得到了越来越多的组织和机构的关注，同时也取得了许多研究成果。通过对国内外研究现状的概述，介绍了高温热浪对人体健康的影响，并根据相关因子，分单因子、双因子和多因子介绍了热浪对人体健康影响的主要研究方法，指出了目前热浪研究中的一些不足，并对如何降低热浪影响提出了相应的建议。     

深圳城市热岛研究

作为我国发展速度最快、城市化程度最高的地区之一，深圳已明显发现城市热岛效应。选取深圳气象局设立的19个自动气象站2004年全年非降水日逐日各时刻正点的温度数据进行了分析，并比较了它们的区域差异。结果显示，深圳的城市热岛呈现出明显的多中心现象，全年热岛强度平均值高达2.6℃。对热岛强度值日变化的分析发现，13-18点是全天热岛强度最大的时段，与一天中的温度最高时段相符。对各季热岛强度日变化的分析发现，春夏季在午后至傍晚时段热岛强度较大，秋冬季在中午至午后时段热岛强度较大。深圳在少雨的冬半年热岛发展较稳定，变化规律性也比较明显，说明降水、有风等天气要素对热岛发展有很大的影响。     

Mitigation of the heat island effect in urban New Jersey

Implementation of urban heat island (UHI) mitigation strategies such as increased vegetative cover and higher-albedo surface materials can reduce the impacts of biophysical hazards in cities, including heat stress related to elevated temperatures, air pollution and associated public health effects. Such strategies also can lower the demand for air-conditioning-related energy production. Since local impacts of global climate change may be intensified in areas with UHIs, mitigation strategies could play an increasingly important role as individuals and communities adapt to climate change. We use CITYgreen, a GIS-based modeling application, to estimate the potential benefits of urban vegetation and reflective roofs as UHI mitigation strategies for case study sites in and around Newark and Camden, New Jersey.

The analysis showed that urban vegetation can reduce health hazards associated with the UHI effect by removing pollutants from the air. Less affluent, inner-city neighborhoods are the ones in which the hazard potential of the UHI effect is shown to be greatest. However, these neighborhoods have less available open space for tree planting and therefore a lower maximum potential benefit. As the climate warms, these neighborhoods may face greater consequences due to interactions between the UHI effect and global climate change. Results also show that urban vegetation is an effective and economically efficient way to reduce energy consumption and costs at the sites.     

Characterizing the urban heat island in current and future climates in New Jersey

Climate change caused by increased anthropogenic emissions of carbon dioxide (CO₂) and other greenhouse gases is a long-term climate hazard with the potential to alter the intensity, temporal pattern, and spatial extent of the urban heat island (UHI) in metropolitan regions. Particular meteorological conditions—including high temperature, low cloud cover, and low average wind speed—tend to intensify the heat island effect. Analyses of existing archived climate data for the vicinities of Newark and Camden, New Jersey indicate urban to suburban/rural temperature differences over the previous half-century. Surface temperatures derived from a Landsat thermal image for each site were also analyzed for spatial patterns of heat islands. Potential interactions between the UHI effect and projected changes in temperature, wind speed, and cloud cover are then examined under a range of climate change scenarios, encompassing different greenhouse gas emissions trajectories. The scenarios include those utilized in the Metropolitan East Coast Regional Assessment of Climate Variability and Change and the A2 and B2 scenarios of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Special Report on Emissions Scenarios (SRES).

The UHI effect was detected in Newark and Camden in both satellite surface-temperature and meteorological station airtemperature records. The average difference in urban—nonurban minimum temperatures was 3.0 °C for the Newark area and 1.5 °C for Camden. Extrapolation of current trends and the selected global climate models (GCMs) project that temperatures in the case study areas will continue to warm in the current century, as they have over the past half-century. An initial analysis of global climate scenarios shows that wind speed may decline, and that cloud cover may increase in the coming decades. These generally small countervailing tendencies suggest that urban—nonurban temperature differences may be maintained under climate change.

Overall warmer conditions throughout the year may extend the spatial and temporal dimensions of the urban-suburban heat complex. The incidence of heat-related morbidity and mortality are likely to increase with interactions between the increased frequency and duration of heat waves and the UHI effect. Camden and Newark will likely be subjected to higher temperatures, and areas experiencing UHI-like conditions and temperature extremes will expand. Thus, urban heat island-related hazard potential is likely to increase in a warmer climate.     

Book Reviews

Book reviewed in this article: The legacy of Three Mile Island The Need for Change: The Legacy of TMI. Report of the President's Commission on the Accident at Three Mile Island. Three Mile Island: Turning Point, by Bill Keisling. Three Mile bland: Prologue or Epilogue? by Daniel Martin. Three Mile Island: The Hour-by-Hour Account of What Really Happened, by Mark Stephens. Disarmament and World Development, edited by R. Jolly, Bombs for Breakfast, (2nd edition), by Committee on Poverty and the Arms Trade (COPAT), The Effects of War on Ecosystems, by J.P. Robinson. UNEP Studies, Refugee Camp Health Care: Selected Annotated References by Stephanie P. Simmonds and Michel Gabaudan. Refugee Abstracts, Vol. 1, No. 1, International Refugee Integration Resource Centre (IRIRC), How to Make Basic Hospital Equipment, by Roger England.     

澳大利亚城市灾害应急反应规划研究

初步分析和整理了澳大利亚灾害学者们对城市灾害应急反应规划编制的一般认识，然后纲要性地介绍了澳大利亚某城市灾害应急反应的总体规划及分项规划．籍以借鉴国外城市灾害管理的有益经验，提高我国灾害应急反应规划的编制水平．     

增强生态承载力的崇明岛建设模式

运用区域生态承载力理论,根据崇明岛生态系统现状和功能定位,分析了崇明岛生态系统生态承载力的指标要素;建立了崇明岛区域系统因果反馈关系模型,对生态-经济-社会进行了系统分析,遴选了增强崇明岛生态承载力的战略产业,并提出了相应对策.     

基于GIS和AI的地震灾害危险性分析与信息系统

本文介绍了子课题“基于GIS和AI的地震灾害危险性分析与信息系统”的总体研究思路、1994年的进展以及今后的工作安排。在这一年之中,本课题进行了调研,了解了GIS技术的最新进展,总结了当前灾害研究的一些特点;对华北的一部分地区建立了试验性的地震构造信息系统,经过多种空间操作,产生了一系列新的数据集合;在矢量数据与栅格数据转换的基础上,提出了实用的网格单元特征的提取方法;初步研究了GIS与AI的结合途径。     

城市化与生态环境协调发展评价研究——以东北地区为例

21世纪是城市化的世纪,城市可持续发展是城市化发展的基础与目标。在经济全球化、普遍追求可持续发展的背景下,为提高东北老工业基地的城市可持续发展能力,东北地区城市化与生态环境协调发展的研究极为重要。构建了东北地区城市化与生态环境协调系统的评价指标体系,并对东北地区城市化与生态环境协调发展进行了评价,以期为东北老工业基地城市与区域的可持续发展提供科学参考。     

长株潭城市群核心区土地利用生态风险评价

随着长株潭城市群的快速发展,人类活动导致的土地利用结构及方式改变对生态环境构成了巨大压力。运用G IS和景观生态学方法的土地利用生态风险评价,以长株潭城市群核心区为研究区域,选择湘江岸线为典型样带,建立了基于源与汇景观功能的土地利用生态风险评价指标体系,并构建了评价模型,对生态风险进行了空间分析和综合评价。结果表明,长沙市建成区的土地利用生态风险指数整体最高,株洲和湘潭居次。其中,从城市群建成区向外,风险指数逐渐降低,长沙、株洲、湘潭三市交界处生态风险指数也较低。根据研究区域生态风险状况、变化和分布特征,提出了相应的风险调控策略和管理方法,为实现区域土地利用与生态、社会、经济的可持续发展提供决策依据。