京津唐城市群土地利用变化的区域增温效应模拟

土地利用变化与大气相互作用,影响区域气候,而城市及其周边地区受人类活动影响很大,成为土地利用变化最为强烈的区域。利用耦合了城市冠层模型的中尺度大气模式(WRF/UCM),在2008年的初始大气条件和边界条件下,用20世纪70年代后期和2008年两期京津唐地区土地利用资料替换WRF/UCM模式推荐的地表覆盖数据,模拟分析不同土地利用类型及其变化对应的气候差异情况。在此过程中,利用插值方法(ANUSPLIN)得到京津唐及其周边26个气象站点观测气温的插值数据,并以此在时空尺度上对比验证了模式的模拟结果。结果表明:WRF/UCM较好地模拟出了近地表2 m的气温,无论在空间上还是在时间上都表现良好;由城市扩展主导的土地利用变化导致研究区大部分区域的增温幅度大于0.05℃,且最大的增温区域出现在城市扩展区,可达1.31℃。此外本研究初步探讨了土地利用变化的增温贡献率,结果显示研究区土地利用变化导致增温0.08℃,整体贡献率为9.88%,城市扩展区增温0.29℃,表示出了城市扩展导致的增温贡献率达到32.75%。

北京城市扩展对热岛效应的影响

以北京市为例,基于多期土地利用变化(LUCC)数据集,城市和郊区气象观测数据及一期Landsat TM影像,对北京市的城市扩展与地表温度和近地表气温的对应关系及变化过程作了分析。利用混合像元分解技术实现北京市区下垫面的分类,并联立"单窗算法"反演的地表温度数据进行分析,在北京市范围内利用多期LUCC和气象站点观测数据,对北京城市扩展对气候的影响进行时间和空间上的综合评价。结果表明:北京市地表温度的高低主要与不透水层的比例有关,不透水层对地表增温的作用要大于植被层的降温作用;从时间上看,初步证实了城市热岛强度前期随着城市扩展而增加,但在一定条件下,其强度随城市扩展并非一味升高,反而会出现一定程度上的稳定甚至降低现象。