延安市地表热环境与下垫面指数的关系研究

针对黄土高原地区地表温度变化与下垫面的关系问题,以延安市为例,获取延安市2010、2015、2020年遥感影像图,借助ArcGIS和SPSS软件,分析2010-2020年延安市地表温度的时空变化以及热岛分布状况,并对地表温度与归一化植被指数(NDVI)、归一化水汽指数(NDMI)和归一化建筑指数(NDBI)之间的相关关系进行定量分析。结果表明,1）2010-2020年延安市的高温区面积总体呈先升后降的变化趋势,分布呈小区域集中到整体范围的斑点状均匀分布特点且具有沿黄河一级支流延河以及二级支流洛河下游分布的趋势。中温区的面积显著增加,低温区面积占比减少,次中温区无显著变化;2）通过相关性分析表明地表温度与植被指数、水汽指数呈负相关关系,与建筑指数呈正相关关系。植被指数每上升0.1,将产生1.1~2.0 ℃的地表降温作用,水汽指数每上升0.1,将产生2.8~4.1 ℃的地表降温作用,建筑指数每上升0.1,将产生1.4~2.3 ℃的地表升温作用;3）延安市下垫面覆盖类型的地表温度呈现为林地<水<草地<耕地<建设用地,因此增加林地面积能够有效降低研究区热岛程度。     

成都城市下垫面变化对地表热场的影响

利用2001年和2018年MODIS夏季地表温度产品,结合地表覆盖类型及植被指数数据,对比分析了成都市夏季城市热岛和热场强度的昼夜时空分布特征及变化,并重点分析了成都地表热场与城市建筑用地面积、植被覆盖度的关系.结果表明：(1) 2001年到2018年,成都市夏季城市地表热场发生了显著的变化,中心城区、近郊及远郊区县热岛范围均明显扩大,由多中心热岛发展为主城区与邻近郊县连城一片;热岛效应昼夜变化明显.(2)成都市城市不透水面面积增加了763.33 km²,强热岛面积增加了610 km²;城市不透水面与城市热岛区域分布及面积变化密切相关.(3)成都市整体热场强度表现为西低东高的特征,热场强度高温区与植被覆盖度呈负相关关系,白天相关性明显优于夜晚.     

下垫面覆盖类型变化对城市热岛的影响——以北京市朝阳区为例

【目的】快速发展的城市化进程改变了下垫面的性质和结构,从而影响了城市的热量平衡,导致城市热岛效应蔓延。研究城市下垫面变化及其对城市热岛的影响,对缓解城市热环境、减少社会经济损失有重要意义。【方法】本文利用2002—2017年北京市朝阳区Landsat系列遥感影像计算研究区域归一化植被指数(NDVI)变化,并基于大气校正法利用Landsat热红外波段进行地表温度(LST)反演,进一步对所获地表温度进行归一化处理;同时利用2002—2017年北京市朝阳区谷歌全色卫星影像,基于DeepLabv3+网络利用深度学习对朝阳区下垫面分类并分析其动态变化。【结果】(1)朝阳区15年间平均地表温度呈上升趋势,城市热岛逐年加剧;至2017年,区内不再存在单一热岛中心,而转为复杂的镶嵌式结构、多中心分布。(2)15年间不透水面面积共减少71.02 km2,降幅20.98%;水域面积共减少2.53 km2,降幅24.12%;植被面积共增加73.54 km2,增幅56.57%。(3)对地表温度与下垫面类型动态变化相关性进行分析表明,地表温度与不透水面面积呈正相关,与植被面积呈负相关关系。(4)从总量来看,2012—2017年朝阳区与城市热岛效应成负相关关系的植被与水域面积总量增加明显,但城市热岛效应不降反增。【结论】植被和水域对城市热岛效应的缓解作用在用地强度、建筑密度和人类活动不断增长的前提下逐渐变得有限。在现有城市发展模式下,朝阳区地表温度将继续上升,城市热岛进一步加剧。     

基于多源遥感数据的北京城市热岛研究

首先利用MODIS数据在像元尺度上获取地表温度反演中所需大气参数一大气水分含量,再利用LandsatTM影像采用Jimenez-Munoz和Sobrino的普适性单通道算法反演地表温度,通过地面实测数据对反演结果进行验证。结果表明,利用多源遥感数据反演地表温度具有较高的精度。用该方法对北京城市热岛状况进行研究,发现北京城市热岛效应十分明显,地表植被覆盖度低是城市热岛出现的主要原因之一。     

利用水文模型研究下垫面变化对洪水的影响

分析和研讨下垫面变化对洪水的影响,能够在很大程度上降低灾害所带来的经济和其他方面的经济损失。基于此,使用新安江模型对淮河流域的白龟山、大陈以及马湾等地进行洪水模拟,同时将洪水依据年份的差异,进行相应的参数调整。     

合肥市景观结构对城市热岛的影响

根据合肥景观结构的特点,运用城市气候调查理论和小气候观测方法对合肥不同景观功能区热岛强度进行观测分析。结果表明,合肥城市全年存在热岛效应,热岛强度和热岛中心均随季节变化而变化。对景观的热岛强度进行数值模拟,表明城市绿化对夏季降温效应显著,并提出了改善城市气候生态和优化景观结构的途径。     

合肥城市热岛变化特征研究

利用合肥历史气候资料分析城市热岛的年、季、日变化特征。结果表明:近36年中2003年城市热岛(ΔTu-r)日平均值最大,达到1.08℃;ΔTu-r季平均值冬季最大,为0.55℃,夏季最小,仅为0.30℃;年际变化1970~1990年间ΔTu-r较小,1991~2005年ΔTu-r平均为0.54℃,热岛效应明显增强;年代变化以90年代为最大,70年代最小。近36年年平均ΔTu-r明显上升,市区气温平均每10年升高0.20℃,郊区气温平均每10年升高0.15℃;合肥年平均气温明显存在以12年为周期的变化。     

三峡下垫面变化对重庆气象要素影响的数值模拟

利用中尺度数值模式WRF,通过改变三峡库区两次具有代表性的强降水过程中长江下垫面水体和三峡地区地形高度状况,检验三峡库区下垫面变化对重庆主要气象要素的影响.结果表明:三峡下垫面水体的变化并没有引起三峡地区的气温出现明显的变化,水体面积的变化仅在白天对水体附近的气温略有影响;去掉三峡下垫面水体时,地面风速略减小,当加大水体面积时,仅在水体附近风速略有增大;三峡下垫面水体对当地的水汽来源相当重要,当去掉水体时,库区腹地近地层的比湿有较为明显的降低;但是当水体面积扩大一倍后,库区近地层的比湿没有产生明显的变化,仅在水体区域有弱的增大;长江三峡水体的变化对库区附近降水的影响较为明显,特别是三峡库区腹地(即重庆东北部);盆地东部地形高度由于对中低层影响系统移动路径的影响,从而对三峡地区的降雨量级和落区有较明显的影响.     

城市透水性下垫面降雨径流污染的影响因素研究

[目的]探究城市透水性下垫面降雨径流污染的影响因素。[方法]从降雨径流产汇流特性和污染物冲刷规律角度,在实验室条件下对3种透水性下垫面(草地、透水砖、压实裸地)的降雨径流污染进行正交试验。[结果]草地、透水砖及压实裸地的次降雨径流系数差异较大,分别为0.28~0.43、0.35~0.55、0.72~0.74,地表的溶解性污染物冲刷进入径流水体中的比例较高,冲刷率可达50.00%~88.00%。坡度和降雨强度极大地影响产流过程,是影响产汇流时间、径流水量和电导率的重要因素;流量峰值产生时间、电导率峰值产生时间、退水时间、退水量和径流系数主要取决于下垫面性质;降雨动能的影响大于下垫面的入渗量,是影响溶解性污染物冲刷效率的最主要因素。[结论]该研究可为海绵城市建设提供科学依据。     

济南市城市热岛强度的变化特征

利用2012—2014年济南市64个区域自动气象站的逐日逐时平均气温、逐日最高气温和最低气温资料,分析了济南市城市热岛强度的日变化和空间分布特征。结果表明,济南市城市热岛强度日变化表现为白天弱、夜间强的特点。不同季节济南市城市热岛中心空间分布上差别不大,主要是位于泉城广场等中心城区。     

基于空间自相关的城市热岛时空格局变化

[目的]明确空间自相关分析方法运用于揭示城市热岛时空变化规律的有效性和可行性。[方法]利用Landsat热红外波段进行地表温度反演,采用空间自相关局部指标G系数进行城市热岛范围的界定,并进行1996—2016年福州城市热岛的时空格局研究。[结果]1996—2016年城市热岛范围持续扩展,热岛状况的恶化速度大于缓解速度,热岛问题日益严重,但在热岛内部,强度却有所缓解,福州热岛效应的威胁主要来源于城市扩展形成的新热岛区。[结论]空间自相关局部指标G系数能同时兼顾地表温度的高低及其空间相关关系,不仅能从统计学意义上有效地界定城市热岛范围,还能从可视化角度揭示其时空变化规律,从而为城市热岛定量研究提供新思路。     

灵武发菜的分布及下垫面类型调查

发菜是发状念珠藻(Nostoc flagelliform e)的俗称,是分布于我国西北干旱和半干旱地区的一种陆生蓝藻植物。由于发菜是一种具有较高营养价值的野生食用蓝藻,曾作为我国传统的出口商品,远销东南亚及欧美各国。近年来,政府为保护生态环境,禁止采集、销售野生发菜,但由于经济利益诱     

基于局地气候分区的武汉市城市热岛时空分异特征

为精细化评估武汉市城市热岛时空分异特征以辅助气候适应性设计工作,基于局地气候分区（local climate zone,LCZ）体系对武汉中心城区气温进行观测,分析了连续3 a夏冬时段的6类建筑空间和3类自然空间热岛强度（urban heat island intensity,UHII）的时空分异,并探讨了不同LCZ类型的日平均UHII差异、逐时UHII变化及同种LCZ类内UHII差异及其影响因素。结果显示：各LCZ在夏冬两季可保持稳定日平均UHII类间差异,其中建筑高度越高的LCZ类型其UHII越高,特别是开阔高层（LCZ 4）和开阔中层（LCZ 5）,而稀疏树林（LCZ B）、茂密树林（LCZ A）、开阔低层（LCZ 6）和零散建筑（LCZ 9）总体保持0 ℃以下;UHII逐时变化方面,LCZ A与其他LCZ类型存在明显差异,日出后8 h范围内LCZ A表现为快速上升后下降,其他类型则呈快速下降后稳定上升趋势;单日内,各LCZ的UHII呈“夏强冬弱、昼弱夜强”的特性,其中LCZ 9与LCZ A能够长时间维持“城市冷岛”效应以缓解局部热环境,而LCZ 4是唯一夏冬两季UHII均保持在0 ℃以上的类型;具有中层高度特征的LCZ 2和LCZ 5表现出显著的类内UHII差异,同类LCZ位于城区中部地块受城市冠层通风阻碍的影响其UHII比城区边界地块高。研究结果表明,LCZ类间UHII差异在夏冬两季稳定存在,而LCZ类内UHII显著性差异主要受武汉城市空间结构的驱动,密集的中心城区由于通风效能低下和人为热排放频繁而更易于导致局部高温。     

基于Landsat ETM＋影像的城市热岛研究

采用Landsat ETM＋影像数据,分别利用MODTRAN4和FLAASH对热红外波段和可见光、近红外波段进行大气校正,采用Valor的植被指数混合模型估算地表比辐射率,以普朗克公式推算地表温度,并以长沙市为研究区,分析了不同地表覆盖类型以及NDVI与地表温度之间的关系。结果表明,不同地表覆盖类型的地表温度有着显著差异,城市地表温度与NDVI之间具有明显的负相关关系,增加城市的绿地面积有助于缓解城市热岛效应。     

城市居住区绿地小微尺度下垫面构成对环境微气候的影响

  目的  城市人居环境中小微尺度是人们日常使用最频繁的基本空间尺度。探究小微尺度下垫面类型及其格局特征对环境微气候的影响机制,是借助风景园林规划设计改善城市热环境的理论基础。  方法  本研究基于实地测量,针对城市居住区绿地不同类型下垫面日均空气温度、湿度的差异,以及小微尺度下垫面格局对环境微气候的影响开展定量研究。  结果  四季7种下垫面类型的日均温度、湿度均存在显著差异,且7种下垫面类型的排序有季节性变化。高郁闭度植被、水体与中郁闭度植被的降温、增湿效应明显。借助景观格局指数量化不同类型下垫面的格局特征。景观指数与日均温度、湿度的相关性随不同季节而变化。各类下垫面的面积占比、斑块面积是影响小微尺度环境温度、湿度的关键格局特征,破碎度与聚集度也有一定影响。  结论  未来进行热舒适型小微尺度户外空间设计时,提高高郁闭度与中郁闭度植被的面积占比和斑块面积,控制其破碎程度,采用聚集式布局形式可有效提高环境相对湿度,降低空气温度。同时应避免配置成片的硬质铺装（占比率高,面积大,分布聚集）,降低其热调节负效应。      

城市不同地表覆盖类型对土壤呼吸的影响

采用Licor-6400-09的土壤呼吸测量系统对北京市区3种不同覆盖类型地表(全硬地表、半透砖地表、草坪覆盖地表)的土壤呼吸速率及其影响因子进行了测定和分析。结果表明:(1)不同地表覆盖类型的土壤呼吸速率年均值分别为7.928 μmol·m^-2·s^-1(全硬地表),5.592 μmol·m^-2·s^-1(部分硬化地表)、2.625 μmol·m^-2·s^-1(草坪覆盖地表);土壤呼吸日均值最高均出现在夏季(14.785,10.296,5.143 μmol·m^-2·s^-1),最低为冬季(0.490,0.319,0.239 μmol·m^-2·s^-1);(2)3种地表类型的土壤呼吸速率有显著差异(P<0.05),大小排序为:草坪覆盖地表<部分硬化地表<全硬地表;(3)3种地表类型土壤呼吸速率均与土壤温度呈显著的指数相关,Q₁₀值排序为:草坪覆盖地表<部分硬化地表<全硬地表;(4)土壤含水率和土壤电导率与土壤呼吸均有一定的相关性,但关系较为复杂,有待于进一步研究。     

不同土地利用类型对城市地表温度的影响——以龙口市为例

选取烟台市龙口地区为研究对象,利用LandsatTM6热红外。感数据、土地利用专题图件、气象观测资料反演了快速城市化的典型地区龙口市的城市地表温度,分析不同土地利用类型的地表温度差异,以及地表温度与NDVI的关系。结果表明：龙口市地表温度大体为城乡工矿用地跃居民用地跃草地跃林地跃耕地跃水域。     

雷竹林稻草覆盖对出笋规律及产值的影响

为优化宁波地区的雷笋稻草覆盖技术,提升农户产值效益,本文开展雷竹林稻草覆盖小区试验,对比不同的稻草覆盖厚度对雷笋出笋规律、产量及产值的影响.结果表明,地表温度随着稻草覆盖厚度的增加而增加,雷笋出笋的地表累计温度需要300℃以上,稻草覆盖处理出笋高峰出现在出笋后的9～10 d.稻草覆盖通过稻草自然发酵产生热量而促使雷笋早...     

地表覆盖对闽楠林地土壤温度、湿度和土壤水分影响（英文）

以闽楠幼林林地土壤为对象,研究在高温下5种不同覆盖方式(清耕处理、地膜覆盖、杂草覆盖、枝叶覆盖、生草覆盖)对土壤性状的影响。结果表明,5种覆盖方式在高温下对土壤性状产生了影响:地膜覆盖提高了地表温度,且地膜覆盖下的地表温度上升最快,上升幅度最大,杂草覆盖、枝叶覆盖和生草覆盖则降低了地表温度,生草覆盖的降温效果最好;地膜覆盖、杂草覆盖、枝叶覆盖和生草覆盖都能提高地表湿度,其中地膜覆盖前期保湿效果最好,后期则低于清耕处理;地膜覆盖的土壤水分散失最慢最少,杂草覆盖和枝叶覆盖次之,生草覆盖的水分散失最快最多。     

北京市6种下垫面不同季节温湿度变化特征

选择北京市玉渊潭公园6种不同下垫面作为研究对象,进行了不同下垫面四季温湿效益的研究。每天8:00-18:00,每2h分别对6种下垫面的温度、相对湿度进行同步测定1次,春、夏、秋、冬各季分别连续测定7d。结果表明:城市中的绿地和水体具有明显的微气候效应。绿地夏季的降温增湿效果最明显,其次为春、秋季,冬季的温湿效益最小。在春、夏、秋季,绿地具有降温作用,在冬季,绿地具有保温作用。夏季,水体下垫面的降温作用比较明显,仅次于乔灌草下垫面,其降温值远高于其他类型的下垫面。夏季绿地比铺装温度低0.8～4.1℃。不同类型下垫面春、夏、冬季的相对湿度高低趋势一致,均为:水体>乔灌草>灌草>草坪>铺装>建筑,秋季为:灌草>乔灌草>水体>草坪>铺装>建筑。夏季水体比建筑的相对湿度高10.2%～15.4%。