严寒地区城市住宅冬季居民热舒适研究

居住建筑室内热舒适度对舒适度感知、居民生活品质及建筑能耗具有重要的影响。文中以哈尔滨住宅为研究对象,抽样选取14户城市住宅,对冬季不同阶段室内热环境进行实测,分析得出时间和空间维度下的严寒地区冬季热环境现状及规律。结合主观问卷调查,建立严寒地区居民冬季各阶段热感觉评价模型,计算得出冬季三个阶段热中性温度分别为24、24.1、24.3℃,热期望温度分别为24.5、25.1、25.6℃。将实际热感觉模型与传统PMV模型进行比较,得出严寒地区城市住宅居民适应性热舒适特征。

关中盆地西部眉县城区地热水赋存特征

地热资源的合理开发利用在推动能源结构转型、推进绿色清洁能源发展和实现新时代下“双碳”目标方面意义重大。眉县城区地下蕴藏着丰富的地热资源且开发潜力较大,但地热地质研究程度较低。从眉县城区地质构造、地层及热储层、地温场、水流场及水化学特征等方面综合分析,并总结了其地热水的赋存特征。结果表明,眉县城区热储层兼顾传导和对流的“二元聚热”特征,地热水属于中低温孔隙-裂隙复合地热系统,大地热流是地热水形成的“源”,区域深大断裂和次级断裂是地下热水补给和上涌的通道,同时接受地表水补给。热储层为蓝田-灞河组孔隙型砂岩热储和宽坪群裂隙型基岩热储及宽坪群基岩断裂带热储,热储层之间存在渗流和对流作用,具有一定的水力联系,区内较厚的第四系是良好的盖层。

兰州市城区夏季热场分布与热岛效应研究

对兰州市城区进行了早、午、晚3个时段各气候要素的流动观测，模拟了兰州市城区夏季3个时段的地面热场。结果显示，兰州市夏季地面热场分布存在明显的规律性和动态演变特征。2006—2007年，在城区和郊区利用两套自动气象站连续进行了气候定点对比观测，结合兰州城区台站近70年和郊区台站近40年的常规气象观测资料，分析兰州市气温、热岛效应及热岛强度的变化特征。热场的时空分布与兰州市城市化过程中土地利用类型、人口密度、城市能耗、建筑容积率和下垫面热力性质等因素的变化有着密切的联系。

无锡市城市扩张与热岛响应的遥感分析

以无锡市2001和2008年的Landsat TM/ETM+影像为数据源,采用DBI-SAVI指数相结合的方法,提取无锡市城镇信息,得到2001-2008年间无锡市城市扩张图。同时利用热红外波段反演城市地表温度,分别得到2001年和2008年无锡市城市地表温度分布图。最后,结合城市热场变异指数和无锡市2001-2008年社会经济和人文数据,分析城市扩张与热岛响应。结果表明:2001-2008年无锡城市化呈现出不断增加的态势,同时城市空间扩张呈现出不均匀性,主要表现为集中发展和条带状发展两个特点,扩张方向主要集中在常州-无锡-苏州城市中心线沿线和环太湖方向,其中,以东南部扩张最为迅速。在城市扩张的同时,无锡市地表温度逐渐上升,城市热岛面积不断扩大,由条带状分布变为哑铃状分布,城市扩张与热岛分布在空间上呈现出一致性,因此,城市热岛是城市扩张的直接反映。

基于遥感影像的重庆市城市热场环境效应研究

利用LandsatTM影像定量反演了重庆市的地表温度(LST)和植被指数(NDVI),引入剖面分析方法来研究二者的相关性,并建立了不同土地利用类型和不同多样性水平上的线性回归函数.结果表明:重庆市的热场环境明显,地表温度和植被指数在总体上呈线性负相关,地表温度最高值不是分布在城市中心的商务区,而是出现在城市边缘的工业企业用地区;建设用地的热效应最明显;城市的景观多样性对热环境是反向的.

大型城市河流对城市气候影响的实测研究

为得到夏季城市河流对热气侯的具体影响,采用定点观测方法,以松花江哈尔滨段为研究对象,在夏季最热月份展开为期一个月的实测,得出夏季各下垫面及大气温度的变化规律及各辐射通量的变化关系.数据分析显示:白天地表温度明显高于其他下垫面温度及大气温度.晴朗天气,地表温度比江面上空大气温度约高14℃,固定测点处水温低于河道上方的环境空气温度约2℃;且净辐射量值较大,可达700 W/m2.此时显热通量和潜热通量(尤其是显热通量)相对很小,占净辐射量的比例分别约为0.2%和1.8%.阴雨天气,水温略高于河道上空的江北固定测点空气温度约3℃;净辐射量较小,在100 W/m2左右波动.此时显热通量和潜热通量占净辐射量的比例分别约为9.5%和51.3%.晴朗天气太阳净辐射量绝大多数通过导热或透射的形式进入水体内部;阴雨天气,水面净辐射量的大部分又以对流传热传质的形式返回大气.

城市空间热环境的遥感研究——热场结构及其演变的分形测量

如何定量分析城市热环境 (热场 )结构及其演变特征是当前热环境遥感研究中的难点问题之一。本文将分形几何引入到对热场结构信息的定量研究中 ,针对城市热环境的结构特点设计出 3种不同的分形计算模型 :灰度曲面分形 ,剖面线分形和像元点分形。其中灰度曲面分形计算侧重揭示热场整体的分形特征 ,剖面线分形可用于对典型区域的热场结构信息变化的对比分析 ,像元点分形计算则给出了像元热场变化梯度的定量描述。应用上述模型对 1 990年、1 995年、1

南京城市热场的卫星遥感分析

城市化使得城市数量和规模不断增加,城市作为人类对自然环境改造最为剧烈的部分,具有独特的区域环境,其中城市内部温度显著高于周边郊区的热岛效应是一个突出的城市环境问题,受到了普遍关注和研究。南京市是长江中下游特大城市,城市热岛效应明显,但对其研究很少。利用两个时相的MODIS 31波段数据,生成南京城市亮温场,分析了南京热场的分布、大小,利用亮温场均值、方差和相对温度评价城市热岛强度,并对两个时相城市热场的范围及强度变化进行了分析,取得了较好的效果,认为由于MODIS数据的高时间分辨率和实时免费接收政策使其用来动态监测城市热场是可行的。

夏季城市热场的卫星遥感分析

利用 1998年 8月 4日上海幅TM6图像 ,经定位、配准、纠正、图像处理、噪声剔除、亮温标定及特征提取等步骤 ,得出上海市亮温分布场 ,同时对其热力景观、细部结构及其成因做了分析。实践证明 ,TM6图像可作为城市热环境质量评价、生态城市规划的背景资料和依据。

基于Landsat TM的澳门城市热场影响因素分析

利用2004年10月19日Landsat TM数据提取澳门城区城市用地类型信息,反演城市地表温度,在此基础上通过主成分回归方法分析澳门城市热场的影响因素。结果表明,澳门城市热场受到硬化地表指数的影响较大,其次为植被比例。地表温度与硬化地表指数、道路密度呈显著正相关(P<0.05),与归一化植被指数、植被比例及水体比例呈显著负相关(P<0.05)。

城市扩展与热岛空间分布变化关系研究--以上海为例

随着城市建设区域和格局的迅速改变,城市热岛分布也发生了巨大变化。为了了解城市热岛分布与城市建设的关系,为城市建设同时缓解改善热岛效应奠定基础,文章采用遥感动态监测和GIS多要素空间分析技术,对上海城市90年代以来的城市扩展以及热岛分布变化状况和演变规律进行监测分析,得出城市建设区域的扩大将会导致城市热岛范围和面积的增大,城市扩展与热岛扩展趋势具有空间一致性。同时,通过对上海城市不同温度情况下地面不同介质的比例、面积进行因子权重分析,得出温度越高,其建筑、交通、工业区的比例越大;反之温度越低,农田、耕地等介质的比例越高;表明不同地物对温度分布、强度的影响明显。研究还表明:城市扩展虽会导致热岛范围加大,但如注重环境和绿化建设,则在一定程度上可缓解热岛效应和缩小热岛范围。

广佛都市圈热场的空间格局分析

城市热环境是城市空间环境在热力场中的综合表现,通过对城市热环境的研究可以揭示城市空间结构及城市规模的发展变化.本文利用1988年12月10日和2001年11月20日两期的TM图像对广佛都市圈的热场进行研究,从反演结果可以看出,广佛都市圈城区地表温度比其郊区地表温度高,山区温度较低,总体上广佛都市圈城市热岛效应显著.

海口市热力景观时空格局与分异特征

【目的】了解海口市热力景观的时空演变特征,缓解快速城市化引起的城市热环境问题。【方法】以2000、2005、2010、2015和2019年共5期Landsat遥感影像为数据源,采用单窗算法反演地表温度研究热环境时空演变;基于地理信息系统(GIS)平台,结合地统计学和景观格局指数法定量分析城市热岛时空分异特征。【结果】热岛强度等级面积曲线符合正态分布特征,其中较弱冷岛、弱冷岛和弱热岛斑块始终占主导格局;热岛等级中心集中区由西海岸分别向江东新区和西南老城方向扩散转移。温度剖面分析可知:中心城区始终是"高原"区,工业区、美兰机场区域多"高峰"值,大面积水域、林地处通常出现"谷"值。2000-2010年高温区扩张快,热岛斑块不断缩小,大型斑块逐渐分解,斑块形状愈加复杂,热岛效应不断增强;2010-2019年扩张慢,热岛斑块不断扩张,小版块逐渐连接成片,斑块形状变化趋于平稳,热岛效应不断减弱。研究期间,同类别热力斑块连通性始终较高。【结论】海口热力景观演变与城市不同发展阶段相对应,基于等级理论的热力景观格局指数分析,有助理解热力景观的时空演变趋势,为生态可持续城市发展规划提供理论依据。图7表3参20。

城市空间结构对城市热场的影响——以济南市夏季为例

建筑是城市空间结构的主要构成要素,其在空间上的立体拓展,不但改变着城市下垫面,也影响着城市空间的能量平衡和空气流动,进而对城市热场的分布产生影响。文章以济南市中心城区为研究区域,基于Landsat 8遥感影像数据,首先使用大气校正法反演城市地表温度,以此表示城市热场,并基于建筑、绿地和水体构建多维城市空间结构指标体系;然后运用相关分析和双变量空间自相关方法,基于不同空间尺度,研究城市空间结构指标对城市热场的影响。结果表明:(1)城市热场与大多数空间结构指标的相关性较为显著,不同研究尺度下,两者的相关性及空间相关性略有差异,尺度越小,相关性越显著。(2)城市空间结构指标中建筑密度、建筑基底面积总和、容积率、占空比和建筑体积总和这五项指标与地表温度的正相关性最为显著,空间正相关性也最显著,表明城市地表温度既受到本区域该五项指标的重要影响,也受到周边区域该五项指标的重要影响。(3)地表温度与DEM标准差、建筑平均绝对高度、DEM平均值、建筑绝对高度标准差和户外活动面积比这五项指标的负相关性最为显著,研究区高程是影响城市地表温度的重要指标。建筑的立体分布及在平面上的延伸直接影响城市热场,优化城市空间结构可以在一定程度上缓解城市热岛效应。

沥青路面温度场的主动调控方法研究

为了实现路面温度场的主动调控并得以应用,对沥青路面三层混合料的导热系数和比热容对路面温度场的影响分别进行了数值模拟分析。结果表明,为了缓解城市热岛效应,应主要增大上面层的导热系数和比热容;为了减少车辙发生,应增大上面层导热系数,减小中下面层导热系数,或者增大三层材料的比热容。此外,由于沥青混合料的导热系数对路面温度场的影响更大,调节路面温度场时应首先考虑采取措施改变混合料的导热系数。

重庆市市域热场分布与土地利用的关联分析

指出了随着城市扩张,人口不断密集,城市热环境发展引发人们的关注,热环境效应已经成为当前的研究热点。由于地表温度数据是由卫星传感器传输,所以在进行小尺度研究时低空间分辨率的数据难以达到研究的目的,因此降尺度手段成为研究必不可少的环节。利用空间降尺度算法拟合得到空间分辨率250m的重庆市主城区地表温度分布,并进行热场等级划分,在此基础上,结合重庆市主城区土地利用类型分布图进行了用地类型与地表温度分布的关系分析。结果表明:植被覆盖即地表含水量与地表温度呈负相关,水域的平均温度最低,用地类型草地与地表温度相关性最大,主城区较其他区县比明显热环境效应明显。

城市道路对微区域温度场和人体热舒适性的影响规律研究

道路作为城市下垫面的重要组成部分,其面积比例、材料组成和路域植被状况对于城市温度场及人体热感具有重要的影响。为此,基于ENVI-met构建了包含城市道路场景的微区域模型,通过现场实测数据验证了模型的有效性;在此基础上,分析了城市道路面积占比、路面反射率、路面导热系数、路侧植被覆盖率等对城市微区域空气温度、平均辐射温度、路面温度以及人体生理等效温度的影响规律。结果表明:当城市道路面积占比增大20%时,空气温度升高值可达2.42℃;高反射率路面在14:00的空气温度比普通路面低1.38℃,但夜间的降温效果不突出;低导热系数路面能够有效降低夜间的路面温度与空气温度;在路侧增加10%植被覆盖率可使空气温度降低3℃~4℃,生理等效温度降低0.3℃~1.4℃;关联性分析表明导热系数与空气温度的相关系数为0.714;增加路侧植被覆盖率来缓解城市热岛效应的成本增加为0.218%。总体上,城市道路面积占比越大,城市热岛效应越明显,但这一规律不是线性的;高反射率路面能够有效降低空气温度,但不能提升人体热舒适性;导热系数与空气温度关联性最高,低导热系数路面对城市微区域夜间温度和室外热舒适性较为有利;增加路侧植被能够降低微区域的空气温度和生理等效温度,且经济效益最好,是缓解城市热岛效应的有效途径之一。研究结论从道路设计的角度为缓解城市热岛效应提供了方法和思路。

基于GEE的长江经济带城市群热岛特征及影响因素

遥感技术能够客观、定量地评价地表城市热岛强度的时空变化,分析城市热岛的影响因素,为城市生态建设提供有效的科学参考。本研究基于GEE(Google Earth Engine)平台,以长时间序列的MODIS卫星资料为基础数据源,使用城乡二分法估算长江经济带2003—2019年的城市地表热岛强度,再利用城市热场变异指数评价生态环境,并利用地理探测器进行城市热岛成因分析。结果表明:长江经济带5个城市群2003—2019年全年平均气温为22.78℃,白天为23.91℃,夜间为7.59℃,平均温度整体上均呈上升趋势,分别为0.02、0.02和0.006℃·a^(-1)。长江经济带5个城市群17年无热岛占比最高,弱热岛和弱冷岛占比次之,强热岛占比最少,且城市热岛全年、白天和夜间都呈现下降趋势。长江经济带整体的生态评价为优。地理探测器因子探测表明,DEM、土地覆盖类型、O3是长三角城市群热岛效应的主控因子;蒸散发量、紫外线气溶胶吸收指数、人口密度是长江中游城市群热岛效应的主控因子;归一化植被指数、夜间灯光指数、土地覆盖类型是成渝城市群热岛效应的主控因子;归一化植被指数、DEM、CO是黔中城市群热岛效应的主控因子;蒸散发量、O3、NDVI是滇中城市群热岛效应的主控因子。

基于野外监测的城市河道水温变化与管道混接评估方法研究

本研究基于常州市城市产汇流实验基地进行了长期的城市雨水径流全过程温度监测,包括空气温度、路面径流温度,以及河道水温等来厘清不同季节河道水温的影响因素和变化规律。监测数据表明:夏季时由于雨水径流携带下垫面热量进入河道而使得河道水温在降雨初期呈现一定的升温现象,通过分析监测数据得出夏季河道升温的影响因素;研究发现,冬季河道水温一直高于空气温度和路面径流温度,主要是由于地下雨污管网混接引起生活污水进入河道而造成;基于监测数据定量计算进入河道中的生活污水量并分析了其时段分布规律,为河道水温评估雨污管网混接现状提供了依据。

夏季城市景观格局对热场空间分布的影响——以武汉为例

城市热岛效应是城市生态环境状况的综合体现,探讨城市景观格局对热场空间分布的影响机制对于优化城市空间布局、提升城市生态环境质量有着重要意义。选用2016年7月23日Landsat8遥感影像进行武汉主城区景观类型划分和地表温度反演,从斑块、斑块类型、景观水平3个级别选取所有常见景观指数表征城市景观格局特征;按3 km×3 km大小的网格将武汉市主城区进行格网划分,构建格网内各景观格局指数与地表温度的关系,并进行主成分综合回归分析,探讨城市景观格局影响夏季热场空间分布的主要特征。结果表明:(1)76%的景观指数与地表温度的线性关系在0.01的置信水平是显著的,但各景观指数之间相关性较强,信息交叉重叠严重。(2)在所有景观指数中,对地表温度影响最大的依次是水体斑块类型面积(CA_W)、建设用地斑块类型所占景观面积比例(PLAND_C)、绿地类型核心斑块占景观面积比(CPLAND_G)、绿地类型相似度均值(SIMI_MN_G)及绿地类型邻近指标均值(PROX_MN_G)。(3)当其他因素不变时,格网内建设用地每增加10%,地表温度上升1.0℃;水体面积每增加10 hm2,地表温度下降0.2℃;绿地核心面积比例每增加10%,可降温1.0℃;相似度均值和邻近度均值每增加0.1,可降温0.09和0.08℃。