各主要城市群“體溫”如何 找出城市高溫“病因”

在全球氣候變暖的背景下，城市熱島問(wèn)題成為不可忽略的“城市病”之一。中國科學(xué)院空天信息創(chuàng )新研究院遙感衛星應用國家工程實(shí)驗室孟慶巖研究員團隊近日在熱紅外遙感研究方面取得進(jìn)展。熱紅外遙感是利用星載或機載傳感器收集、記錄地物的熱紅外信息，可為城市地表溫度監測提供快速有效的技術(shù)支撐。相關(guān)研究成果在線(xiàn)發(fā)表在《生態(tài)指標》雜志上。

那么，我國各主要城市群“體溫”如何?經(jīng)歷了怎樣的變化?變化的原因又是什么?北京日報約請研究團隊成員為讀者作解讀。

熱紅外遙感的原理是：所有的物質(zhì)，只要其溫度超過(guò)絕對零度，就會(huì )不斷發(fā)射紅外能量。它不僅與物質(zhì)的表面狀態(tài)有關(guān)，而且是物質(zhì)內部組成和溫度的函數。熱紅外遙感就是利用星載或機載傳感器收集、記錄地物的這種熱紅外信息，并利用這種熱紅外信息來(lái)識別地物和反演地表參數如溫度、濕度等。

為有效監測中國城市群地表溫度時(shí)空變化，研究團隊利用遙感數據研究分析了2000年至2015年中國城市群地表溫度的時(shí)空演變特征，發(fā)現了一些城市熱環(huán)境的變化規律。

知其然還要知其所以然。城市熱環(huán)境是一個(gè)復合系統，要想找到城市高溫的“病因”，就要從自然環(huán)境、社會(huì )經(jīng)濟等多要素入手，探究地表溫度的影響機制。我們的研究從城市綠度、灰度、濕度、社會(huì )經(jīng)濟四個(gè)方面選取影響因子，共選取10個(gè)地表溫度影響因子，綜合覆蓋自然與社會(huì )經(jīng)濟因素。

1京津冀城市群 “體溫”變化特征

2000年至2005年 大力發(fā)展港口或使沿海地區溫度上升

地表溫度上升變化明顯的區域主要集中在西南部和東部，如邯鄲市南部、石家莊西部以及唐山市南部。尤其是唐山南部、廊坊東部以及滄州東北部的沿海地區，地表溫度上升明顯，這可能和大力發(fā)展港口有關(guān)。

2005年至2010年 奧運會(huì )前工礦企業(yè)南遷使北京降溫

地表溫度發(fā)生顯著(zhù)變化。北京及周邊的一些城市地表溫度不增反降，而衡水、邢臺及石家莊等京津冀南部城市的地表溫度則明顯上升，這可能和2008年北京奧運會(huì )之前工礦企業(yè)南遷有關(guān)。

2010年至2015年 地表溫度變化呈現北升南降

地表溫度呈北升南降的變化特征，其中衡水增幅最高，北京、廊坊等地也開(kāi)始由降轉升。而南部城市，如邯鄲、邢臺的地表溫度則開(kāi)始下降。2000年石家莊市中心的地表溫度很高，然后到2015年逐漸降低。邢臺和邯鄲也尤為明顯，2000年至2015年高溫范圍逐漸縮小。

影響因子分析

綠地可使地表溫度顯著(zhù)降低

保定市、邢臺市和石家莊市地表溫度受綠度因子影響較大，結合地表溫度的分布結果顯示，植被區的地表溫度顯著(zhù)降低，所以綠地是一種可接受的緩解策略，但城市不同區域的側重點(diǎn)不同。

社會(huì )經(jīng)濟因子在北京市和石家莊市貢獻率較高，這可能和北京、石家莊等城市以先進(jìn)制造業(yè)和現代服務(wù)業(yè)為支柱產(chǎn)業(yè)，土地集約利用水平和城市用地經(jīng)濟效率較高有關(guān)。

天津市濕度因子的影響排序第一，這可能與天津市水系發(fā)達有關(guān)。

隨著(zhù)時(shí)間的推移，綠度因子自2000年至2015年經(jīng)歷了先上升后下降最后再上升的過(guò)程。后期的上升與秦皇島、承德和張家口等帶有高植被覆蓋率的生態(tài)旅游城市的貢獻緊密相關(guān)。

對于道路、鐵路因子的影響，總體上呈現上升的趨勢。交通網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展可以導致新的土地密集型區域的形成，從而造成地表溫度的升高。

2長(cháng)三角城市群 “體溫”變化特征

2000年至2005年 地表溫度隨城市化的擴張而增加

地表溫度上升變化明顯的區域主要集中在上海市及其周邊，呈現以上海市為中心向外擴展的趨勢，如南通市南部、蘇州市東南部及嘉興市北部周邊。而長(cháng)三角城市群南部、西北部出現了較大程度降溫趨勢，如臺州市西南部、滁州市中部及北部地區。這說(shuō)明長(cháng)三角城市群在城市化發(fā)展進(jìn)程中，上海市及其周?chē)鞘邪l(fā)展較快，地表溫度隨城市化的擴張而增加。

值得一提的是長(cháng)江北段一帶地表溫度明顯增高，這可能與2001年在南京市建立高科技園區，使化工企業(yè)的遷移數量和規模不斷增加有關(guān)。

2005年至2010年 上海市地表溫度不增反降

地表溫度變化的空間分布特征發(fā)生顯著(zhù)變化。上海市地表溫度不增反降，上海市周邊的蘇州市和嘉興市也出現了一定程度的降溫趨勢。而除這三個(gè)城市以外的其余長(cháng)三角城市則均呈現一定的升溫區域。

2010年至2015年 地表溫度變化轉為南降北升

地表溫度變化分布特征轉為了南降北升的特征。其中，以江蘇北部的鹽城、滁州升溫幅度最高，而浙江南部的金華、臺州則具有最高的降溫幅度，這可能是由化工污染企業(yè)關(guān)閉和搬遷所致，而鹽城、滁州、上海等升溫幅度較高，應特別注意采取更有效的措施，緩解這些城市第二或第三產(chǎn)業(yè)比重相對較高所導致的城市局部熱環(huán)境。

影響因子分析

水體是影響地表溫度的關(guān)鍵

綠度因子在嘉興市、馬鞍山市和鎮江市的貢獻率均較高，表明地表溫度受綠化等的影響較大，而在安慶市、池州市和揚州市影響較小。

濕度因子在上海市、寧波市、紹興市和蘇州市貢獻率均較高，相關(guān)研究也表明，水體是影響地表溫度的關(guān)鍵因子，在上海，水體可以使地表溫度降低3.32℃。

在沿海城市，如南通市和鹽城市，社會(huì )經(jīng)濟因子的貢獻率相對較高，說(shuō)明沿海城市地表溫度受社會(huì )經(jīng)濟影響較大。

3粵港澳城市群 “體溫”變化特征

2000年至2005年地表溫度變暖主要發(fā)生在北部地區

地表溫度變暖趨勢主要發(fā)生在北部高緯度地區，尤其是東部的汕尾、河源市。而冷卻趨勢主要發(fā)生在亞熱帶闊葉林所在地區，例如西部的陽(yáng)江和中南部的東莞，地表溫度出現一定程度的下降。

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