上海市城区热环境时空变化特征及其影响因素研究

发布时间：2017-05-26 13:08

  本文关键词：上海市城区热环境时空变化特征及其影响因素研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在全球气候变化的大背景下,高温灾害事件的频发,影响着人们的日常生产和生活,因此,如何准确表征城市热环境时空演变规律和影响因素,探究改善措施具有重要的理论和实际意义。本文以上海市城区为例,在分析上海市近年来极端高温事件变化趋势的基础上,利用遥感和GIS空间分析等方法对地表温度和气温两个指标分析上海市热环境时空变化特征,并从自然因素和人为因素两个方面探究城市热环境的影响因素。本文主要包括以下研究内容和结论：(1)上海市近年来极端高温事件变化趋势研究基于1960～2013年上海市气象资料,针对夏季日最高气温、高温天数、暖夜天数、高温热浪指标、炎热天数和广义极值分布特征等指标对上海市近年来极端高温事件变化趋势进行分析。结果表明：近年来上海市夏季日最高气温明显升高,暖夜天数和高温热浪指标明显增加,尤其是在2013年达到最大值,炎热天数和广义极值分布指数研究显示在1976年左右呈两种变化趋势。上海市中心城区的极端高温现象最显著,奉贤区和金山区极端高温现象最不显著。不同极端高温事件指标能够综合表征极端高温事件变化趋势。(2)上海市近年来地表温度分布特征研究基于遥感数据,利用单通道算法反演上海市1989.8.11,2000.9.18和2013.8.13三个时相地表温度场。通过分区分析、质心变化特征分析、景观格局分析和空间自相关分析全面、完整得描述上海市25年来地表热环境时空变化特征。进而,从自然因素和社会因素两个方面探究上海市地表温度的影响因素。结果显示：中心城区是温度相对较高的热环境区域,且更加聚集和扩张；上海市热环境强度主要向南部转移；城市用地将增强城市热环境,水域和植被有助于改善城市热环境。(3)上海市极端高温时气温时空分布特征研究基于上海市2013.7.12,2013.8.13和2013.8.29的Landsat OLI遥感数据和气象数据,引入空间回归法评估了上海市高温日气温空间分布的特征。结果表明：通过地表温度、归一化水汽指数和太阳辐射三个指标采用最小二乘回归法建立的预测模型可较好得预测上海市高温日的气温(RMSE=1.75℃, R2=0.92),获得完整、连续的热环境空间分布。上海市热环境具有非均衡性、多样性和破碎性,且相似的温区斑块具有空间聚集性,上海市低温区(日最高气温35℃)主要分布在水域和上海南部地区,高温区(日最高气温≥38℃)主要分布在城市／郊区居民区。在今后的城市建设中,可以通过合理的城市规划、控制城市发展规模、增加绿化面积等措施减缓极端高温天气带来的灾害。
【关键词】：城市热环境 极端高温 地表温度 气温 时空变化
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X16
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-14
• 1 绪论14-31
• 1.1 研究背景及意义14-15
• 1.2 研究进展15-27
• 1.2.0 城市热环境表征15-17
• 1.2.1 极端天气研究17-18
• 1.2.2 基于地表温度的热环境研究18-23
• 1.2.3 基于气温的热环境研究23-27
• 1.2.4 存在的问题27
• 1.3 研究内容与方法27-28
• 1.3.1 研究内容27-28
• 1.3.2 研究方法28
• 1.4 技术路线28-30
• 1.5 创新点30-31
• 2 研究区概况及数据来源31-36
• 2.1 研究区概况31-32
• 2.1.1 自然环境概况31-32
• 2.1.2 城市发展概况32
• 2.2 数据来源及介绍32-36
• 2.2.1 遥感数据33-34
• 2.2.2 气象数据34-35
• 2.2.3 矢量数据35-36
• 3 上海市近年来极端高温事件变化趋势研究36-53
• 3.1 上海市全区极端高温事件变化特征36-44
• 3.1.1 夏季日最高和最低气温指标变化趋势36-37
• 3.1.2 高温天数指标变化趋势37-38
• 3.1.3 暖夜天数指标变化趋势38-39
• 3.1.4 高温热浪指标变化趋势39-40
• 3.1.5 炎热天数指标变化趋势40-42
• 3.1.6 广义极值分布表征42-44
• 3.2 上海市分区极端高温事件变化趋势44-53
• 3.2.1 分区日最高气温指标变化趋势47-48
• 3.2.2 分区高温天数指标变化趋势48-49
• 3.2.3 分区暖夜天数指标变化趋势49-50
• 3.2.4 分区热浪指标变化趋势50-53
• 4 上海市地表温度时空分布特征53-71
• 4.1 地表温度反演53-54
• 4.2 分区分析54-59
• 4.3 质心变化特征分析59-61
• 4.4 景观格局分析61-62
• 4.5 空间自相关分析62-65
• 4.6 驱动力分析65-71
• 4.6.1 土地利用驱动力分析65-68
• 4.6.2 城市绿化驱动力分析68
• 4.6.3 人类活动驱动力分析68-71
• 5 上海市高温日气温时空分布特征71-78
• 5.1 基于遥感数据的气温估算71-72
• 5.2 结果验证与对比分析72-74
• 5.2.1 变量重要性分析72-73
• 5.2.2 模型性能73-74
• 5.3 上海市夏季高温日气温空间分布分析74-78
• 5.3.1 温度值统计与分析74-76
• 5.3.2 高温区的组成分析76-78
• 6 结论与展望78-81
• 6.1 上海市热环境时空分布特征78-79
• 6.2 改善城市热环境的对策分析79-80
• 6.3 展望80-81
• 参考文献81-88
• 致谢88-89
• 硕士期间所取得的科研成果89

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