城市热岛效应及其减缓策略研究

【摘要】城市热岛效应是在人类活动影响下产生的市中心平均温度高于外围郊区的局部小气候现象。石家庄市近20年来经历着飞速的发展，其城市热岛效应也表现出综合复杂的特征。本文选取1990年、2001年、2010年三个不同时期的遥感影像，利用ENVI遥感影像处理软件、ArcGIS软件对数据进行决策树分类、地表真实温度反演，并在此基础上分析石家庄市近20年的城市热岛时空分布变化特征，定量研究不同下垫面以及公园布局与地表温度的关系。最后在数据分析的基础上提出城市热岛效应的减缓策略。研究结果表明，近20年来石家庄市的热岛空间分布规律存在差异：1990年的热岛中心单一，分布于市中心，整体呈现环状分布状态；2001年的热岛在整体依然呈现环状分布特征的同时，沿京广铁路、石太铁路沿线呈十字型展开外；而2010年的热岛则呈带状以及分散的多中心分布状态。城市下垫面中的不透水面比例、彩钢板比例与地表温度都呈显著的正相关关系(R2=0.8184，R2=0.7056)，但并不是简单的线性关系，而是分别符合二次多项式和三次多项式关系；植被则与之相反，呈负相关关系(R2=0.8264)，同样符合二次多项式。地表温度的变化速率依赖于不同下垫面比例，当不透水面比例达到40%时，进一步增加比例对城市热环境的影响比重会下降；彩钢板存在类似的规律，植被则与之相反。此外，公园对周围环境有明显的降温效应，各公园的降温曲线近似于二次多项式的表达。影响公园降温范围、降温幅度以及降温速率的主要因子分别为公园面积、公园内水体比例和不透水面比例。在公园规划设计时，若城市用地有限且欲增加降温范围，公园面积最佳值在32ha左右；若考虑增加降温幅度，公园水体面积比例不低于19%；若以提高降温速率为目的，公园内不透水面的比例不超过50%。最后，提出减缓城市热岛效应的措施，主要包括增加屋顶反射率、城市公园景观以及绿化率；合理规划城市发展模式，构建易于通风、散热的城市空间结构，降低城市运转能耗，以达到减缓城市热岛效应的目的。
【作者】季娜；
【导师】肖捷颖；
【作者基本信息】河北科技大学，环境科学与工程，2014，硕士
【副题名】以石家庄市为例
【关键词】城市热岛效应；遥感；地表温度；城市公园；减缓策略；

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