基於局地氣候分割槽體系的福州城市熱環境研究

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以下文章來源於地球資訊科學學報 ,作者地球資訊科學學報

引言

當前,全球溫度持續升高,根據政府間氣候變化專門委員會(IPCC)2021年8月最新發布的第六次氣候評估報告,目前全球表面溫度較1850—1900年升高了約1。1℃,這一升溫幅度已導致全球城市的熱異常事件頻發,極端熱浪襲擊城市的機率大幅增加。與此同時,全球城市化快速發展,城市空間不斷擴張,自然地表被大面積高不透水屬性、結構複雜、緻密的人工下墊面取代,打破了城區及其周邊區域地表熱量平衡,城區內部顯熱不斷增加、潛熱逐漸減少,城市熱島效應進一步加劇。

科學的城市規劃,合理的城市空間佈局能有效緩解城市熱島。如何透過城市結構、建築佈局、植被和水體配置等有效途徑,改善城市熱環境,是近年來城市環境研究的熱點。然而,在當前的城市規劃中對於城市氣候要素的應用還十分有限,城市規劃與城市氣候之間缺乏聯絡,這主要是由於規劃與氣象2個學科間存在一定的行業技術壁壘,規劃師難以將城市空間形態與局地氣候間的複雜物理過程,以及熱環境感知資料直接量化融入規劃中。因此,需將“城市氣候語言”轉換為城市規劃師可識別的“空間形態語言”。Stewart和Oke(2012)構建的局地氣候分割槽體系(Local Climate Zones,LCZ)是一種基於局地氣候理念的分類體系,根據城市建築表面結構、材質與土地覆蓋型別對各地類的熱特性進行有效地區分,並將區域氣候按下墊面型別的不同,分為若干局地氣候小區,能夠為城市熱島的研究提供了一個適用於全球不同城市熱島分析比較的分類準則。LCZ能夠為城市氣候與空間形態語言間的融合提供了良好的契機,能進一步量化城市形態與城市熱環境之間的關係,建立LCZ各類別與熱環境屬性之間的關係,已成為近年來備受城市熱環境研究學者和城市規劃師們關注的分類體系與研究方法之一,目前全球已有超過130個城市對基於LCZ分類體系的城市熱島開展相關研究。

國內外學者的研究表明,LCZ能夠全面分析城市地表的熱特性,充分了解城市內部的熱分佈規律,揭示城市形態對溫度的反饋。也有一些學者利用熱舒適度指數對LCZ不同類別的城市戶外空間熱舒適度空間差異進行研究,以及透過LCZ對不同建築形態佈局的日、夜溫度差異特徵進行探究。同時,有少數學者指出,當前基於LCZ的熱環境研究中,絕大多數的時空格局分析都聚焦於“LCZ類間”差異,而缺乏對“LCZ類內”差異的相關探究。因此,本文運用衛星遙感資料對中國新“火爐城市”福州的主城區進行LCZ分類和地表溫度反演,進而對LCZ的空間分佈與類間/類內溫度差異進行分析,以期為今後福州城區的熱環境改善提出科學規劃建議。

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基於局地氣候分割槽體系的福州城市熱環境研究

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