南京夏季城市局地气温时空变化特征

城市局地气候分区(Local Climate Zone,简写为LCZ)是一套用于城市气温研究的客观、标准、通用的局地热气候分类方法。基于LCZ方法对南京城市气温进行观测,分析了2016年夏季时段(7—9月)分布于南京城区至郊区的12个不同类型LCZ地块的气温时空变化特征,包括热岛日变化特征、平均热岛强度、日最高/最低温度差异、升温/冷却率差异。结果表明:各LCZ地块的热岛强度在日落后迅速增加,日落后3～5h达到最大值,然后逐渐减小,这一现象与各LCZ地块的升温/冷却率变化特征相对应;城市化强度越高的LCZ地块热岛强度越大;午间部分地块出现城市冷岛现象;水域区(LCZ G)在白天有一定的降温效果,夜间则会产生热岛效应;各LCZ地块的夜间平均热岛强度差异明显,日最低气温差异显著高于日最高气温差异。     

空间形态高度异质性城市LCZ地图制作方法研究

城市气候问题随着全球气候变化和城市化进程加速而日趋严峻。空间形态高度异质性发展的大中型城市,亟需精细化的气候分区以指导城市气候工作。局地气候分区(Local climate zone,LCZ)满足这一需求,而基于免费易获取影像的遥感影像法是制作LCZ地图的主流。以广州为例,本文系统对比了现有遥感影像法制作LCZ地图的性能表现,发现现有方法精度不高,总体精度在70%以下。为此,本文结合分层分类法和图像监督分类法的优势提出一种新方法。新方法综合使用影像原始波段DN值和若干归一化差值型指数,以及神经网络算法分类结果等多种数据信息。对比发现,新方法的总体精度提高,达到84%,Kappa系数为0. 82,其中建成类型分类精度的提高最为显著。新方法可用于空间形态复杂城市的气候分区,为城市热岛、城市规划、建筑节能和室外热舒适等城市气候相关工作提供基础。     

基于局地气候分区的武汉建成空间近地面风环境异质特征分析

为厘清不同类型建成空间风环境异质特征,本文根据局地气候分区(Local Climate Zone, LCZ)对武汉建成空间进行分类,利用城市气象站点2019年全年风速风向监测数据,探讨建成空间整体风速特征及LCZ类间风速风向特征。结果表明：1)整体上来讲,建成空间对城市背景风具有较大削减作用,不管在何种背景风速段下武汉市建成空间平均风速仅为背景风速的1/3;2)建成空间类型间风速存在差异且在不同背景风速段下保持稳定的规律,风速大小呈现大型低层(LCZ8)>零散建筑(LCZ9)>开敞低层(LCZ6)>开敞中层(LCZ5)>开敞高层(LCZ4)>紧凑中层(LCZ2)>紧凑低层(LCZ3),其中LCZ3以发生静风为主,且全年静风频率高达72%,其他LCZ静风频率在11%～40%之间,皆以发生软风为主;3)同一类型建成空间局地主导风向异质特征较为显著,易受LCZ内部建筑形态及周边建成环境的影响。研究成果为延伸LCZ理论在城市气候环境评估中的应用提供相关参考。     

以缓解热岛效应为导向的气候适应性城市研究

研究以我国快速城市化进程中的成都市中心城区为例,借助Landsat遥感影像数据进行地表温度反演,利用局地气候分区（LCZ）理论,在分析成都市中心城区日间和夜间热环境空间结构的基础上,从城市发展格局、土地利用、绿地系统、城市公共服务设施和城市剖面五个方面,结合局地气候分区理论,对城市的空间形态与热岛效应的关联性进行研究分析,从而探索不同规划设计要素对城市热环境的影响。同时,进一步探讨城市空间布局优化方案,探寻适用于缓解城市热岛效应的多视角、多尺度的城市设计研究框架。     

城市建设强度与热岛的相关性——以重庆市开州区为例

城市建设强度是城市热岛形成与演变的主要驱动因素,为了揭示两者之间的量化关系,以重庆市开州区为例,在用地地块、规则网格和建筑斑块3个空间尺度上,使用ArcGIS提取地表温度(LST)与建设强度指标,利用SPSS分析其相关性并构建多元回归模型。结果表明:用地地块尺度上,LST与绿化率、建筑密度和容积率之间均呈现显著的负相关,与建筑底面积和总建筑面积之间均呈现显著的正相关。规则网格尺度序列上,LST与建设强度各指标之间的相关性系数随网格面积的增大而增大,在840m网格时达到最大值;总体上LST与绿化率之间呈显著的负相关,与建筑密度和容积率之间呈显著的正相关。建筑斑块的尺度上,LST与建筑层数之间有显著的负相关关系,与总建筑面积之间有显著的正相关关系。城市建设强度直接或间接影响了城市热岛的形成与演变,而相关分析发现,建设强度指标并非都与LST之间呈正相关关系,这表明城市热岛除受建设强度的影响外,还受区域气候、城市形态、城市性质、交通方式以及建筑材质与色彩等多种因素的协同影响,是一个非线性的复杂过程。     

局地气候区改变对城市地表热岛强度的影响

统计了地中海气候范围内的米兰、贝鲁特与伊斯坦布尔2000年以及2020年城市发展变化。借助局地气候区系统,探索分析了城市地表热岛强度(Surface Urban Heart Island, SUHI)的时空变化分布。局地气候区框架直观地展示了城市空间形态的变迁,同时更有针对性地表征了地表热岛强度的区域变化特点,为地表热岛强度的缓解提供有效参考依据。结果表明米兰的城市扩张范围最小,产业升级造成的工业园区(LCZ8)更新是城市过去20年来的主要变动,LCZ 2与LCZ 3对LCZ 8的替代创造了更多的人工排热,使当地地表热岛强度平均提升了1.2℃。贝鲁特的扩张规模是3座城市中最大的,其建成类局地气候分类面积提高了约8%。伊斯坦布尔海岸沿线与近郊出现快速城市化的趋势,近郊的建筑密度不断提升,区域内平均提升了1.3℃。总体来看,在夏季地中海城市,与工业排热相比,人工排热也会使区域产生强烈的地表热岛效应。伊斯坦布尔的结果证明了千万人口城市中的局地气候区变化会产生更强烈的地表热岛强度。大都市的交通排热也是影响城市热环境的重要因素。3座城市展示了不同发展阶段下城市面临的热岛效应问题,研究城市变迁将为...     

基于局地气候区的武汉市老城区调研研究

文章基于对武汉局地气候区图的研究。在研究局地气候区绘制时必须基于对武汉城市形态特征的了解,确定局地气候区的各类型区。因此文章主要对武汉市城市结构最复杂的汉口老城区,通过操作无人机对武汉市老城区拍摄了可以表现老城区城市形态的照片,加上部分走访调查,再结合实景地图最后得到了详细调研结果,部分局地气候区类型可据此增加或删减以使局地气候区的预设类型的确定更准确,从而得到更精确的局地气候区图。更好地响应国家零碳建筑的政策,将武汉市城市规划设计和气候结合起来。城市形态信息对于城市气候应用、城市规划和设计以及未来城市生活环境的改善至关重要。特别是在发展中国家,需要高精度和可靠的城市地形图。本研究得到的LCZ图规划和设计建议,有助于全球城市气候与城市规划研究。     

基于气象环境影响效应的城市规划——以青岛市为例

"城市规划"与"气象"是一对相互影响、相互制约的复杂矛盾因子.通过城市规划的气象环境影响效应研究,发现城市发展与气象变化的客观规律,研究城市规划的应时措施,对提高城市规划的科学性有重要意义.结合青岛市气象局的历史资料分析和数值模拟预测研究成果,重点从城市功能布局、防灾减灾、生态功能区的保护、城市发展建设密度等方面探讨适应气象条件的城市规划对策.     

基于CTTC和STTC模型的城市热岛分析

分析了城市微气候的特点以及热岛现象造成的危害,介绍了研究热岛现象的方法。给出了CTTC和STTC数学解析模型的数值解法,将其应用于南京市的2个居住区。由于模型全面地考虑了城市布局、街道走向、植被覆盖率等多种因素,CTTC和STTC数学解析模型的计算结果与空气温度实测值的均方根误差小于1℃。     

郊区DTR与最大城市热岛强度的关系研究

气象条件对城市热岛(UHI)的发展有重要影响,对UHI深入评估分析需要选择适当的观测和分析日.研究以广州地区近1 a的观测资料为基础,探讨郊区温度日较差(diurnal temperature range,DTR)与最大城市热岛强度(UHIImax)的关系,结果表明:1)在选取的160个样本气象日中,广州的两个城市区域的UHIImax的平均值分别为2.65℃和3.00℃,高频发生在夜间;秋、冬季节高于春、夏季节;2)郊区DTR的差异为1.67～13.89℃之间,郊区DTR与UHIImax有明显的相关性(r＞0.60,P＜0.001);3)通过郊区DTR和UHIImax分布分析,初步提出DTR≥9℃为识别适合广州UHI发展的气象条件的阈值.通过DTR和UHIImax关系的研究,为识别适合UHI发展的气象日筛选提供了初步的方法和条件.     

基于CA-Markov的土地利用数据在城市热岛效应模拟中的评价

针对WRF模式自带土地利用数据更新不及时无法用于多情景城市热环境的模拟预测,本文通过元胞自动机(Cellular Automata,CA)-马尔科夫链(Markov Chain,简写为CA-Markov)模型生成土地利用数据,评价该方法获取的土地利用数据耦合WRF模式模拟城市热岛的适用性.结果表明:CA-Markov数...     

基于定量遥感的湘潭市城区热岛时空格局分析

利用2013年~2014年5个时相Landsat 8 OLI和TIRS数据,反演了夏季全程和冬季地表温度,反演结果绝大部分值在历史数据最高温度(日间)附近,反演结果具有一定的表征力;计算了反演区的热岛强度,分析了夏季湘潭城区地表温度的空间分布与随时间的变化情况,结果显示城市热效应空间分布格局不同时相表现出类似的模式,发现城市在夏季地表温度呈现"南高北低"和高温区沿湘江分布的情况;原先夏季高温区在冬季出了低温,表现出夏热冬冷的现象,这一定程度说明地表热效应对地表类型反应灵敏。同时分析植被指数、城市建筑物指数与城市地表温度等间关系,结果显示城市绿化对城市地表温度降低的确有一定的作用,地表温度对城市建筑物密集区敏感。这一成果对地方城市规划建设具有现实意义和借鉴价值。     

基于对应分析与最优尺度分析的广州市中等收入家庭住房需求特征研究

在中等收入家庭住房需求研究方面,国外研究成果丰富,而国内尚处于起步阶段。与描述性分析相比,对应分析与最优尺度分析具有其独特的优势。本文调查广州市中等收入家庭的居住状况,应用Spss对应分析和最优尺度分析,从微观角度归纳和分析中等收入家庭的住房需求特征。     

减弱热岛强度的城市形态布局关键参数与响应机制

基于天津市1992—2013年7景夏季TM遥感影像,分别提取城市形态与反演城市热岛强度,利用ArcGIS与MATLAB等大数据分析计算软件,定量研究城市形态布局与热岛强度的响应机制与参数曲线,提出了热岛强度双指标测度的概念算法,即最高热岛升温和热岛升温总量。结果表明:热岛强度随着城市形态面积的增大而上升,总体上城市形态总面积与最高热岛升温、热岛升温总量都呈线性关系;城市形态离散度和临近度,与最高热岛升温不存在明显相关性,而与热岛升温总量呈线性关系;斑块面积与热岛强度呈正相关,50km2以上的斑块,面积与最高热岛升温呈线性关系,与热岛升温总量呈二次曲线关系;周长面积比与热岛强度呈负相关,与最高热岛升温成S曲线关系,当介于[0.005,0.04]时则与最高热岛升温呈四次曲线关系;斑块分维数与热岛强度呈正相关关系,与最高热岛升温呈线性关系,与热岛升温总量呈三次曲线关系。     

广州地区办公建筑夏季室内空气品质的测试与分析

广州是我国夏热冬暖地区的典型代表城市,全年空调运行时间比较长。本文选取了广州市中心的8栋典型办公建筑,对每栋办公建筑的不同办公区域进行了室内温湿度和CO2浓度的现场测量,对所测得的各项数据进行了分析,并对存在的问题提出了针对性的建议。     

基于遥感技术的城市热岛问题研究

城市热岛效应是城市化带来的较为明显的副产品之一,对城市气候环境造成了巨大的影响.遥感技术具有覆盖率广、同步观测等特点,在城市热岛问题研究中发挥着巨大的作用.本论文总结了前人利用遥感技术在城市热岛问题方面的研究方法,为今后该方向的研究奠定了基础.