中国城市与城市群地表热环境分析方法及空间特征研究

发布时间：2020-06-16 02:02

【摘要】：目前城市热岛效应已经成为影响生态环境可持续发展的重大问题之一。选取合适的城乡区域并准确的计算地表城市热岛强度(Surface Urban Heat Island Intensity,SUHII)有助于全面揭示城市热岛现象。目前,较多研究关注城市内部地表温度(Land Surface Temperature,LST)的空间分布特征,对于城市区域外的LST关注较少,尤其更少的研究会关注不同城乡选取方法对城市热岛空间特征的影响。而在城市群尺度,通过选取城市和乡村计算的SUHII是否会影响揭示城市群热环境的空间分布特征,也尚未清楚。本文旨在城市尺度以中国32个城市为例,分析不同城乡选取方法对SUHII在空间特征中的影响,分析乡村LST梯度变化,并通过地表反照率(Albedo)和蒸散(Evaportranspiration,ET)解释LST梯度变化产生的原因。在城市群尺度通过将LST划分为五个热力等级斑块,分析中国三个典型城市群2003-2017年的热环境空间分布及变化特征。本文的主要研究内容及结论如下:(1)基于三种因素(水体、高程,乡村面积,城乡结合部),定义了六种城乡选取方法,对比不同方法在不同城市及区域内对SUHII结果的影响。其中,包含水体、高程,不限制乡村面积及排除城乡结合部SUHII更强。32个城市SUHII的估计受方法影响程度不同。在四类干湿地区、七大地理分区的分析中,不同方法得到的结论不同,且不同区域受方法影响存在差异。说明不同方法对SUHII空间特征分析会产生重要影响。(2)不同城市乡村区域LST梯度变化不同,并根据变化趋势将32个城市分为三大类(五个亚类),同一城市LST梯度变化昼夜存在差异。Albedo和ET对LST梯度变化有显著影响,ET的解释能力略高于Albedo,但就大部分城市而言,两者共同作用解释能力更强,且夜间能够解释的城市比白天多。本研究建议计算SUHII时,乡村参考的选取应选择LST相对平坦、波动幅度不大的区域;LST上升的区域不被认为是真正意义上的乡村,应避免作为乡村;对于行政区域内LST不断下降的城市,建议选取较大范围的均值作为乡村参考。(3)中国三个城市群LST均表现为东南部高于西北部。京津冀城市群斑块相对聚集,而长三角、珠三角更破碎。京津冀、长三角15年质心迁移轨迹有明显的规律,而珠三角没有。京津冀、长三角15年LST显著增加比例较高,京津冀LST显著上升主要发生在2003年LST较高区域,长三角在各斑块均有显著上升,而珠三角热环境有所好转,显著降低比例较高,主要发生在2003年LST较高区域。本研究通过热力等级直接划分,避免计算时定义城乡边界的干扰,从另外一个角度全面真实的揭示了三个典型城市群热环境空间分布及变化特征。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X16
【图文】：

研究框架

技术路线

【参考文献】

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本文编号：2715351