海口主城区蓝绿空间时空演变及冷岛效应

以海口市城区为研究区域,选取2013、2015、2018和2020四个年份的Landsat 8卫星遥感数据,基于最大似然法得到研究区的土地利用分类结果,基于大气校正法得到研究区的地表温度数据,并探讨了蓝绿占比和蓝绿比例等因素对冷岛效应的影响机制.结果表明,2013—2020年:(1)研究区蓝色空间面积基本维持不变,绿色空间面积呈减少趋势,其他空间面积呈增加趋势;(2)研究区低温和次低温等级面积占比呈减少趋势,中温、次高温和高温等级面积占比呈增加趋势,地表温度普遍升高;(3)蓝色空间和蓝绿空间冷岛效应强度呈增强趋势,绿色空间冷岛效应强度呈减弱趋势,不同土地利用类型的冷岛效应强度为:蓝色空间>蓝绿空间>绿色空间;(4)蓝绿空间影响冷岛效应的因素有蓝绿占比和蓝绿比例等,蓝绿占比和蓝绿比例均与冷岛效应呈正相关关系.在城市建设中,最好预留32.6%规划面积的蓝绿空间,同时控制蓝绿比例在0.155∶1左右,在保证最大经济效益的同时,也能极大改善城市的整体热环境,本研究为海口市的旧城改造与新城建设提供了合理方案和有益思索.

城市绿地冷岛效应测度方法比较与验证

降温距离与降温幅度是评价绿地冷岛效应的重要指标,其精度对分析绿地降温效益和影响绿地冷岛效应因素等具有重要作用,当前缺乏评价指标计算方法的精度对比研究。以2014年、2020年上海近郊区域29块大于1 hm2的绿地为样本,将各种方法计算的降温距离和降温幅度与绿地面积进行相关性检验以确定评价指标计算结果的精准性。结果表明:斜率法计算的降温距离与绿地面积显著相关,差值法计算的降温幅度与绿地面积显著相关,因此斜率法和差值法能更精准计算绿地降温距离和降温幅度,更适用于冷岛效应评价指标的测度。研究探讨并对比多种降温距离、降温幅度的计算方法,对提升绿地冷岛效应评价的准确性、合理进行绿地布局和减缓城市热岛效应提供科学依据。

南京市集雨型绿地冷岛效应影响因素研究

该文通过土地利用类型提取和地表温度反演,以集雨型公园归一化指数和内部景观特征为因素,以27个集雨型公园为研究对象,对集雨型公园的冷岛效应影响因素进行分析。结果表明:(1)进行海绵改造或建设集雨型公园对热岛效应的缓解具有积极的正向作用。(2)归一化指数对集雨型公园的冷岛效应的强度和扩散距离有影响,改进归一化水体指数(MNDWI)表现在冷岛效应强度以及扩散距离上;归一化植被指数(NDVI)则表现在冷岛效应强度上,而归一化建筑指数则对扩散距离,具有较强的负向作用。并且,MNDWI相较于NDVI,具有更强的冷却效果。(3)在内部组分上,随着绿地面积的增加,冷岛效应的强度先急剧增加,后趋于平缓,最终稳定。海绵体面积每增加1 hm2,冷岛效应强度增加0.16℃。当海绵体面积占比<30%时,冷岛效应强度急剧增加,而在30%~50%时,则趋于平缓,当占比>50%的时候,则不再具备明显的正向作用,而是维持现状冷岛效应强度。

高密度中心城区蓝绿空间冷岛效应及其影响因素——以北京五环路以内地区为例

蓝绿空间作为城市绿色基础设施的重要组成部分,对促进城市热环境健康、改善局地微气候具有重要作用。利用Landsat 8遥感影像、土地利用等数据,基于辐射传输方程算法、K均值聚类算法、相关性分析等方法,量化了典型的高密度中心城区——北京五环快速路以内地区的1199块1hm2以上的蓝绿空间冷岛效应的表征指标,并分析与蓝绿空间规模、形状复杂度、景观组成、环境组成、植被覆盖等要素的相关关系,还根据蓝绿空间的不同降温特性进行分类,探讨每类蓝绿空间在缓解高密度中心城区热岛效应中的独特作用、优势与机制。结果表明:(1)蓝绿空间的规模、形状复杂度、景观组成等景观要素与冷岛效应的关系显著,如总面积、绿地面积和水体面积与降温幅度、降温范围、降温服务呈显著正相关,与降温效率和降温速率呈显著负相关;周长与降温范围、降温服务呈显著正相关,与降温效率和速率呈显著负相关;周长面积比与降温幅度和降温服务呈显著负相关,与降温效率和蓝绿空间自身温度呈显著正相关,而形状指数则与降温范围和降温服务呈显著正相关。(2)蓝绿空间的环境要素与冷岛效应也存在相关关系。蓝绿空间之间会产生冷岛效应的协同与促进现象,蓝绿空间降温范围内的其他蓝绿空间的总面积与该蓝绿空间的降温幅度、降温范围、降温服务和辐射距离呈显著正相关,与蓝绿空间自身温度呈显著负相关。(3)蓝绿空间的总面积、水体面积、周长与降温幅度之间,周长面积比与降温效率之间存在阈值,为节约土地资源、保证降温效果,建议不应过多超过阈值。(4)基于蓝绿空间在降温幅度、效率、辐射距离等方面的差异,将蓝绿空间划分为4类。高密度中心城区蓝绿空间规划建设应充分评估区域降温需求,了解蓝绿空间降温现状,合理配置具有不同降温特性和优势的蓝绿空间,在土地和资金有限的情况下,充分发挥各类蓝绿空间的冷岛效应。本研究有助于政府和规划师摸清当前蓝绿空间冷岛效应的现状、问题和发展潜力,对理论和实践具有一定参考意义。

上海城郊绿地冷岛效应与影响因素研究

城市绿地具有降温作用,可形成低温区域从而降低环境温度,是缓解城市热岛的有效途径。选取上海市城郊外环和近郊环之间的“双环”区域的30个绿地斑块为研究对象,通过地表温度反演,对城郊绿地的冷岛效应从降温幅度和降温距离两个方面进行评价,并从城郊绿地空间格局特征和外部环境特征两个方面分析了冷岛效应的影响因素。结果表明绿地的选址、布局形态和规模、蓝绿空间耦合、城市开发强度、与夏季主导风向的关系是影响城郊绿地冷岛效应的主要因素。提升上海城郊绿地的冷岛效应应权衡降温距离或降温幅度的需求,进而控制适宜的绿地空间特征,加强蓝绿空间的组合配置,使绿地主轴方向尽量平行于夏季主导风向。

成都市城市公园景观特征的“冷岛效应”研究

城市化的快速发展使中国城市景观格局发生显著改变,热岛效应等生态问题日渐突出。为探究城市公园的冷岛效应,以成都市为例,基于Landsat 8、Sentinel-2遥感影像,借助Arc GIS、ENVI平台,从公园内部景观构成、斑块形态和空间布局3个方面,量化分析了公园景观特征对公园冷岛(Park Cool Island,PCI)效应的影响。结果表明:当公园面积小于32hm~2和大于32hm~2时,最佳降温效应下公园内部景观斑块的构成、形状、空间分布规律呈现不同的规律特征,32hm~2是公园降温效应变化的转折点,综合考虑公园投入的建设面积与其降温效应的收益,公园建设面积小于32hm~2较为合理。

基于ENVI-met模拟冷岛效应指标及差异性分析

【目的】为探明不同绿地配置及不同材质路面发挥冷岛效应的差异性及其微环境影响因素。【方法】选取北京市昌平区某高校教学区为研究对象,使用ENVI-met对研究区建立不同植被群落配置和路面类型的2种模型并对比其冷岛效应指标。【结果】(1)不同的绿地植物群落配置对于冷岛效应有明显影响。2种绿地配置(模型1:草地+灌木+乔木、模型2:草地)的教学区域日均温分别为20.68℃和20.47℃;日均相对湿度分别为60.60%和59.44%。(2)不同材质路面的温度、相对湿度具有差异性,但在2个模型中的温湿度高低上体现了一致性,温度由高到低依次为石砖路面、沥青路面、裸露土壤表面;相对湿度由高到低依次为裸露土壤表面、沥青路面、石砖路面。裸露土壤表面具有相对低温高湿的特性而石砖路面则相反。【结论】绿地植被配置中乔灌草相结合的绿地优于仅包含草地的绿地,不同材质路面中裸露土壤表面具有较高的舒适度。微环境影响因素中太阳辐射强度、CO_(2)质量浓度等对冷岛效应的发挥有一定影响。

首都功能核心区城市森林公园冷岛效应评价

为了研究首都功能核心区新建小型城市森林公园缓解城市热岛效应的能力,以广阳谷城市森林公园为研究对象,基于遥感(remote sensing,RS)和地理信息系统(geographic information system,GIS)完成了2014年、2017年和2019年公园内及周边区域的地表温度反演,同时结合长期定点监测公园内外空气温湿度,分析城市森林公园内及周边冷岛效应。结果发现:广阳谷城市森林公园建成后,在园外100 m范围内有一定的降温效果。相比建成前,2017年和2019年其100 m缓冲区内热岛区域占比分别减少了4.83%和1.38%,地表平均温度比核心区分别降低了0.72℃和1.15℃,说明公园建成以来,充分发挥了冷岛作用;公园内各测点在10:00—17:00的平均温度低于对照点1.65℃,公园内部的相对湿度比对照点高2.68%;3—8月公园内各点的平均温度比对照点低0.67℃,在3月、4月、6月和7月公园内各点的平均湿度比对照点高1.82%,说明森林公园在此段时间发挥着降温增湿的作用。

多元化生态补偿思想下城市冷岛效应优化研究

当下城市热岛效应等生态问题愈发严重,城市绿地破碎化严重,城市生态系统连通性差,导致城市冷岛效应较弱,热岛环境问题修复难度增大。而“一刀切”增加绿地面积,无法兼顾城市经济与服务职能。文章引入多元化生态补偿思想,使用城市生态系统冷岛效应指标,优化生态补偿评估体系,使其便于准确量化,精确测定,与城市人居水平紧密联系。在生态补偿思想与冷岛效应指数基础上,提出建设用地适度扩张、合理优化城市绿地密度、土地混合使用布局等协调方案,并根据冷岛效应指标进一步优化城市生态补偿机制。文章对城市冷岛效应、人居环境舒适度提升、人与城市环境和谐可持续发展具有重要的实践意义。

非均匀下垫面边界层的观测和数值模拟研究 (I):冷岛效应和逆湿现象的完整物理图像

利用HEIFE、DHEX和GAME/Tibet3个观测试验和部分常规气象站观测资料,分析了下垫面非均匀条件下产生的冷岛效应和逆湿现象的完整物理图像以及它们对地表能量和五水转化的影响。分析结果表明,下垫面非均匀特征对五水转化有着明显的影响;冷岛效应和逆湿现象是下垫面非均匀性的必然结果,它们在自然界普遍存在;现有陆面过程模式很难刻画冷岛效应和逆湿现象,通常现有陆面过程模式很难将冷岛效应中的热量平流转化成蒸发潜热,同时陆面过程模式也混淆了逆湿现象和发生在下垫面上的大气水的冷却凝结。这些评述将有助于今后非均匀陆面过程的进一步研究。

夏季金塔绿洲冷岛效应的数值模拟

利用中尺度数值模式MM5对金塔绿洲2003年7月31日～8月2日的观测资料进行了模拟研究,分析了金塔绿洲的温、湿、气压、风场演变.结果表明,绿洲上白天为湿冷中心,气压场表现为低层(850 hPa)高压,高层(700 hPa)低压.受背景场影响,温、湿、气压中心偏离绿洲中心,风场向背景风的垂直向辐散.但绿洲上的感热和潜热场形状不受背景风场影响,不产生变形、偏离,同绿洲形状重合.

绿洲冷岛效应的遥感研究——以奇台绿洲为例

热能是生态系统中极其重要的因子.在中小尺度区域的热量资源和热场分布,对绿洲冷岛效应的研究,评价绿洲的稳定性,具有客观直接的证明力.本文利用landsat-7卫星影像来反映地物辐射温度差异这一特点为基础,以新疆奇台绿洲为研究区,应用遥感数据,探索了基于遥感的“冷岛效应”研究方法.结果表明:(1)遥感在探测绿洲“冷岛效应”和干旱区热量空间分部是一种强大而有效的技术手段;(2)在干旱区,绿洲“冷岛效应”明显,而撂荒地和盐碱地含有较高的热能,甚至高于荒漠地带;(3)本方法的使用为研究绿洲的光、热、水、土的空间分布及区域变化,评价绿洲的稳定性提供了一种新的角度,同时对绿洲与荒漠之间的大气物理模型及动力学有一定参考意义.

绿洲夜间“冷岛效应”的模拟研究

本文利用一维地气耦合模式，并考虑大气长波辐射的影响，模拟ＨＥＩＦＥ期间绿洲、戈壁和沙漠夜间大气边界层的演变，对夏季夜晚绿洲近地面气温低于沙漠的现象作出解释，并运用实际观测资料加以论证。在总结前人研究成果的基础上，利用数值试验，得出绿洲夜间“冷岛效应”形成的主要原因在于风速较小与夜间蒸发，从而排除了归因于绿洲。

城市公园冷岛效应影响机制研究方法进展

城市公园绿地作为减缓城市热岛效应的重要手段已被广泛接受,然而由于其影响因素繁多,研究方法不一,导致其影响机制仍缺少深入研究。通过梳理当前主要的3种研究方法:地面监测研究、遥感与地理信息系统分析研究和数值模拟研究,分析其优缺点以及在不同尺度上的适宜性,认为随着数值模型计算能力和精度的提高,结合地面实测数据验证的数值模型将成为中小尺度上城市公园冷岛效应研究的主要方向,而基于遥感和地理信息系统的分析模型更适宜于景观尺度上的研究,但应加入对公园外部空间格局及局部气候的考虑,以达到提高公园生态效益、减缓城市热岛、改善城市环境的目的。

城市公园的冷岛效应研究——以常州市为例

在长江三角洲地区快速城市化的常州市内研究公园组成与冷岛效应的量化关系.基于Landsat 8TIRS和天地图高分辨率遥感影像提取公园指标以及冷岛效应指标.使用辐射传输方程法反演研究区的地表温度,使用ArcGIS的缓冲区分析和分段回归的方法研究每个公园的地表温度、降温范围和降温幅度作为冷岛效应指标;提取公园的周长、面积,并计算融合指数作为公园组成指标,在天地图高清遥感影像中提取公园的绿地覆盖率、水体覆盖率、不透水面覆盖率以及乔木覆盖率作为公园地表覆盖指标.通过相关性分析和回归模型研究,发现公园的面积为26hm^(2)、周长阈值为3600m,公园的面积和周长在阈值范围内能够发挥较强的降温效率,超过阈值则降温效率下降.公园的融合指数与冷岛效应呈线性相关关系,融合指数较小的公园能获得较大的降温幅度.公园的乔木覆盖率、水体覆盖率与公园内部的地表温度呈显著相关关系,不透水面覆盖率、绿地覆盖率与公园内部的地表温度相关性不显著.公园规划设计需要结合公园的面积、周长阈值,融合指数的数值以及乔木、水体的覆盖率,充分发挥公园的冷岛效应.

精河流域绿洲“冷岛效应”时空格局遥感研究

绿洲“冷岛效应”对干旱地区绿洲节水和农业发展具有明显的生态意义。选取既是国家重点开发区域又是绿洲典型生态脆弱区的新疆精河流域绿洲为对象,基于地表温度进行了绿洲“冷岛效应”研究,结果表明:自1990年以来的近26 a间精河流域绿洲“冷岛效应”呈现不断增强趋势,次热岛减幅较大。相对而言,1990年研究区绿洲“冷岛效应”不很明显,但随着研究区人类活动不断增强,尤其是2000年以来耕地、草地、水体占比的不断增加,进一步提升了绿洲“冷岛效应”。N-S和W-E剖面线分析表明,绿洲“冷岛效应”的影响范围在南北向上占据了主导。研究区绿洲“冷岛效应”增强与年降水量增多有较一致的响应,地表植被覆盖度对绿洲“冷岛效应”的影响显著。

张掖绿洲“冷岛效应”对大气扩散的影响

本文利用1990年夏季在张掖地区的大气环境监测资料,分析研究了该地区边界层风场、温度场的层结特征。指出了绿洲“冷岛效应”对大气扩散具有抑制作用。

沙漠、戈壁中的一种特殊气象现象——冷岛效应

下垫面热力非均匀性在行星边界层内会形成一些特殊的气象现象,如人们所熟知的海陆风(或湖陆风)和城市热岛现象。近几年我们的研究发现,沙漠或戈壁中孤立的绿洲或湖泊。

城市绿色空间的冷岛效应与土地存量调控研究进展

城市绿色空间作为缓解城市热岛效应的“生力军”,所产生的冷岛效应受到越来越多的关注。该文从分析国内外城市绿色空间的内涵与信息提取、冷岛效应和土地存量研究三方面展开综述,系统阐述了城市绿色空间信息提取的主要方法和内涵,分析了城市绿色空间冷岛效应的差异及其影响因素,以及城市绿色空间土地存量调控研究现状,最后提出了城市绿色空间的冷岛效应与土地存量调控研究存在的不足与展望。

武汉主城区长江冷岛效应扩散的影响机制研究

在热岛效应日益严重的快速城市化过程中,高效率地发挥宝贵的城市水体冷岛效应有利于解决城市热岛问题。以武汉主城区长江沿岸为例,主要通过多源数据格网化构建多元回归模型,分析长江冷岛效应扩散影响机制,提出滨水空间的优化策略。研究结果显示:(1)长江冷岛效应的强度随着与岸线距离的增大会出现衰减,并且冷岛主要分布于距江岸线0.5km内,但该范围仍有50.0%热岛现象;(2)长江沿岸冷岛效应扩散阻碍因素的影响力强弱关系为:距江岸线距离(L)>建筑占比(PB)>道路密度(PR)>公共POI核密度(KA)>其余POI类型核密度;(3)滨江0.5km内,当绿地面积与建筑面积和道路面积之和的比例约为7:3时,可基本抵消由建筑和道路带来的增温效应。综上所述,武汉市主城区长江沿岸存在“滨江高热区”,应在规划中对此类空间给予更多重视。