城市蓝绿空间对热岛的温度影响分析

为研究蓝绿空间与城市热环境之间的相互关系,文章以哈尔滨主城区为研究区,以城市热岛作为研究对象,从降温幅度及降温范围两个方面探究蓝绿空间对周围环境温度的影响,构建了蓝绿空间热环境拟合模型。研究结果表明:(1)城市蓝绿空间对四周温度的影响可通过六次多项式进行表示;(2)蓝绿空间的下垫面类型、面积、景观指数等指标会在不同程度影响温度。

多维协同的城市蓝绿空间降温效应情景模拟——以上海市中心城为例

高温热浪叠加热岛效应导致城市夏季温度日益升高,布局蓝绿空间是有效应对途径。蓝绿空间降温效应受多重因素影响,认知不同建筑环境中其面积、配置、构形维度如何协同降温,是提升降温能力的关键。在厘清上述影响因素的基础上,基于情景模拟统筹分析多维度指标对蓝绿空间降温效应的影响,并采用广义相加模型其的交互作用。以上海市中心城为例开展实践,结果显示,单一维度提升情境中,面积提升带来的降温幅度最大,其次为配置优化,但小斑块优化配置、构形效果不佳。协同多维度更能提升蓝绿空间降温效应,尤其在建设强度低的社区。

绿地空间降温效应综述:景观调控视角

在全球变暖和极端热事件加剧的背景下,绿地空间优化已经成为一种有效调控热环境的基于自然的解决方案,明晰绿地空间的降温过程、效应特征和景观调控作用对区域绿地空间结构和格局优化至关重要。梳理当前景观调控视角下绿地空间降温效应相关的理论、方法与案例,回顾了植被降温过程。植被通过遮荫、蒸散、固碳、湍流等过程直接或间接地实现降温效果,但同时受到了大气和土壤含水量、环境温度、风系统等背景气候的影响。从内部视角(绿地景观变化对本地温度的影响)和外部视角(绿地景观对外部区域温度的影响)总结了降温范围、强度、梯度、效率等特点,分析不同度量指标的空间差异与关键阈值。内部视角厘定降温效应主要模拟区域内土地覆被变化(如造林、植被类型转换等)和植被覆盖度变化的影响;外部视角强调以绿地景观为中心的距离变化及其温度序列关联的特征曲线。进一步归纳了景观视角下绿地空间对温度的调控途径,梳理绿地景观组分(景观的类型、结构和规模特征)和空间配置(景观的空间形态和关系特征)对降温效应的影响差异。已有研究表明,绿地空间的景观组分与温度的关联性结论较为一致,但关键调控阈值在不同气候和发展水平的区域存在差异;规则或复杂绿地景观、集聚或离散绿地景观对区域热环境的影响则并未统一,但空间配置对降温效应的影响通常弱于景观组分。最后,围绕“机理-阈值-优化”提出未来景观调控视角下绿地空间降温效应研究需要关注绿地空间降温的非线性过程、多目标协同的绿地景观调控机制、面向降温效应提升的绿地空间网络等重点方向。

GI格局影响区域气温的尺度效应和空间分异特征——基于天津市的实证

绿色基础设施为应对气候变化提供了一种基于自然的解决方案,尤其在调节区域气温方面发挥着重要作用。既有关于绿色基础设施与区域气候关联性的研究主要关注规模数量对全局尺度气候因子的影响,对尺度变化及其空间异质性的讨论不足。以天津市为例,综合运用景观生态学和地理加权回归分析方法,在测度研究区绿色基础设施格局的基础上,深入探讨了绿色基础设施格局影响区域气温的尺度效应和空间作用规律。结果表明:1)绿色基础设施格局能够显著影响区域气温,且随着尺度增加各项格局指数与区域气温的相关程度均呈现先增大后减小的趋势,并在7km×7km尺度下达到峰值;2)各项格局指数与区域气温的相关程度整体上为面积类指数>聚集类指数>密度类指数>形状类指数;3)各项格局指数与区域气温的相关性具有空间非稳定性特征,其中半城市化地区的区域气温更易受到格局变化的影响。最后,提出以乡镇(街道)为单元的GI格局分区优化措施,以期为气候适应性规划设计和各类相关政策的制定提供科学指导。

气候变化下科学开展城市公园工程设计研究

为了应对热岛效应,有关部门采取加强“公园城市”建设战略,但由于市场偏见、规划理念和视觉效果等主观因素的影响,许多公园的综合功能受到了限制,无法有效地减少城市热岛效应和调节气候,甚至有些公园还成为热岛效应的助推器。论文研究了城市公园的降温原理,通过文献综述、实验分析和城市案例的分析,获得较为充分的基础数据,为科学开展公园城市提供普遍性的结论和具体的数值,为降低中国城市热岛效应提供有力的技术支撑。

缓解热岛效应的城市聚合型绿色基础设施植物景观生态适宜度评价

城市聚合型绿色基础设施中的植物群落景观可以通过植物的降温和增湿作用,显著缓解热岛效应。然而,现有研究多聚焦于公园绿地的结构特征分析,而对热岛效应相关的公园绿地景观评价研究则相对不足。以苏州市白塘生态植物园为例,选取22个群落样方,以物种多样性、体感舒适度和空气颗粒物为准则层,物种个体数、物种丰富度、生态优势指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、综合舒适度指数和PM2.5数值等为指标层,结合层次分析法(AHP)和主成分分析法(PCA),以确定影响景观适宜性的关键指标及其权重,构建热岛效应导向下的景观适宜性评价体系,深入探究植物群落景观在缓解热岛效应中的作用。结果显示,Shannon-Wiener多样性指数权重贡献率最大,达22.48%;白塘植物园中55%的植物景观单元具有较高的适宜性,乔木种类多样性和乔灌比对景观适宜性具有显著影响,其中,当乔木种类超过5种且乔灌比接近6∶5时,景观单元具有较高的适宜性。根据研究结果,从地域性、多样性、层次性三个方面提出优化策略,旨在为城市热岛条件下的植物景观规划提供参考。

城市蓝绿空间特征参数与地表温度的关联量化分析

如何发挥城市蓝绿空间的生态作用是缓解热岛效应亟待解决的重要问题,对于优化人居环境与提升城市品质有重要的意义。文章以武汉市3个代表性的湖泊样区作为研究对象,利用Landsat-8遥感影像分布矢量数据,结合ArcGIS、ENVI、Fragstats、SPSS等数据分析工具进行蓝绿空间特征参数与地表温度的关联量化分析。结果表明:(1)降温幅度与离岸距离密切相关;(2)样区水体与植被的降温能力随着缓冲带距离的增加而降低,有效降温距离为250~470 m;(3)水体周边绿化覆盖率在40%以上时有助于冷岛效应的扩散,不透水面覆盖范围高于0.8的区域会明显阻碍蓝绿空间冷岛效应的扩散,通过提高水体岸线及绿地斑块边界复杂程度能产生更强的降温效应;(4)蓝绿空间冷岛效应具有方向性,主要与水体形态有关,当水体周边地区植被覆盖指数达到0.6以上时会牵引冷岛效应分布方向。在此基础上提出优化建议,以期为城市蓝绿空间的规划与热环境改善提供参考。

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。

济南市城市公园降温效应分析

城市公园冷岛效应对城市生态发挥重要作用,本研究通过landsat8 TIRS遥感影像反演地表温度,对济南市11个公园进行冷岛效应分析.结果表明:公园绿地温度明显低于周边环境,公园降温范围在90~420 m,其降温范围曲线近似二次多项式,并受周围下垫面均质性影响而产生波动;另外,公园总面积、园中水体面积和园中绿地面积是影响公园降温效应的主要因素.上述3项指标的异同,对选取的公园各项景观格局指数与公园降温幅度的相关性有显著影响.

城市绿地热效应全年变化特征及其与背景气象因子的关系

城市绿地能够调节热气候,是城市实现高质量可持续发展的重要空间载体。以往研究着重探讨城市绿地夏季降温效应的空间特征,较少分析绿地热效应的全年变化规律与潜在影响因子。在南京城区选择7个代表性城市公园,采用热气候定点观测方法获取公园大气温度全年观测数据,并与城市中心区参照点进行对比,分析公园热效应的全年动态变化规律及背景气象因子的影响。研究发现,由于植被覆盖率、冠层郁闭度及海拔不同,不同公园热效应的季节、昼夜规律存在显著差异,主要表现为3种形式:全年降温型,全年昼升夜降型,以及夏季全天降温、春秋冬季昼升夜降型。与城市中心区相比,公园夏季最高可降低气温7.7℃,冬季最高可增温3℃。大气温度、相对湿度,风速与太阳辐射4个背景气象因子能解释23.5%—77.4%的公园热效应变异。夏冬两季日间热效应主要受太阳辐射和气温的影响,夜间热效应主要受风速影响:太阳辐射每升高100W/m^(2),夏季日间降温强度减少0.3℃,冬季日间增温强度增加0.2—0.5℃;气温每升高1℃,夏季日间降温强度提高0.1—0.14℃,冬季日间增温强度提高0.05—0.08℃;风速每增加1m/s,夏季夜间降温强度减少0.05—0.78℃,冬季夜间降温强度减少0.4—1.1℃。研究结果有助于深入认识城市绿地热效应的复杂形成机制,并为夏热冬冷地区城市自然空间保护与气候适应性设计提供科学参考。

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。

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。

城市绿地植物对热舒适影响的研究进展

城市绿地植物在缓解城市热岛效应、改善人居环境质量方面发挥着重要作用。在全球变暖和城市化发展的背景下,优化城市绿地植物的配置是改善城市环境热舒适的有效途径。针对近20年来国内外关于城市绿地植物对热舒适影响的相关文章进行了整理综述,总结了城市绿地植物对热舒适影响的作用机制、影响因素及其权重等相关研究的进展和取得的成果。结果表明:在微尺度的相关研究中,植物的配置模式、植被类型等因素影响了城市绿地植物改善热舒适的能力;而在中、大尺度的研究中,绿地覆盖率、绿地形态面积、布局形式等因素的变化对其热舒适改善效果的影响最显著。在此基础上,对未来城市环境热舒适研究的方向进行了展望,即重视发展中国家和恶劣气候区的城市绿地植物优化研究以提高其热舒适;在微尺度研究中,更多地考虑植物生长速率、灌溉等因素对热舒适的影响;在中、大尺度的研究中,进一步量化植物的热舒适影响并考虑垂直绿化和屋顶花园的作用;考虑人文因素对不同地区居民热舒适感受的综合影响,为建设更加舒适的城市人居环境提供参考。

城市绿地对北京市热岛强度的影响

针对北京市热岛效应日益加重的问题,提出了基于陆地卫星8号(Landsat8)所携带的陆地成像仪(OLI)和热红外成像仪(TIRS)的Level-1数据反演地表温度、计算植被覆盖度的方法;并构建地表温度反演模型,探究北京市热岛效应与城市绿地面积关系。实验结果表明:高温区大部分集中在中心城区,并向周围的郊区的平原地带呈辐射状扩散,随着城区绿地面积增加,植被覆盖度上升的同时城区的热岛强度也呈下降趋势,说明城市绿地面积的增加与热岛效应呈负相关关系。

植被对建筑室外热辐射环境影响因素的研究

植被通过太阳辐射遮挡、长波辐射遮蔽以及自身蒸腾作用等,可直接影响建筑室外热环境、改善建筑室外小气候,是缓解热岛效应及降低建筑能耗的重要手段。为了继续推动植被对建筑室外热辐射环境影响的研究,从城市视角、街区视角、建筑本体视角,梳理植被对3种尺度下室外热辐射环境的影响进行研究。在城市尺度下植被整体类型、面积大小等对不同城市环境下的热辐射影响;在街谷尺度下乔木树种及种植方式对街道社区热辐射环境的影响;在建筑本体视角下植被个体在不同季节、不同空间位置、不同数量组合对建筑室外热辐射环境的影响。最后基于国内外的相关研究,提出了目前建筑室外热辐射环境影响因素研究中的主要问题,并提出建议,为后续研究提供借鉴和参考。

城市蓝绿空间冷却效应的研究进展

本文基于419篇Web of ScienceTM和176篇中国知网数据库的相关文献,借助CiteSpace可视化图谱分析工具,对城市冷却效应领域的研究现状以及热点趋势进行定量和辅助定性分析。同时梳理热岛效应的3种研究方法,并探讨城市绿色、蓝色、蓝绿协同空间的冷却效应机制,以及城市蓝绿空间对周边环境的冷却幅度,以期为营造健康的人居环境提供参考。结果显示:2002—2022年城市热岛领域的发文量呈递增态势,国外研究时间较国内起步较早且数量较多,如何设计城市的景观因子来达到更好的冷却效应是今后的研究趋势。气象监测、遥感卫星技术和计算机数值模拟3种研究方法目前均具有不同优缺点和适应性,应多种研究方法相结合。以往研究内容的探讨多集中在城市蓝色、绿色、蓝绿协同以及城市蓝绿空间对周围冷却幅度等4个方面,文献计量分析表明由于冷却效应的影响因素众多,故绿色空间冷却效应机制、周边环境影响冷却幅度的研究尚存在矛盾。而蓝色、绿色空间冷却强度还未确定,应深入研究。本文为城市规划者最大化实现冷却效应提供理论依据。