【遥感应用】长春市热岛效应

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热岛效应,是指由于城市化发展导致城市内气温高于外围郊区气温的现象。近年来,在全球增温和高速城市化进程的背景下,世界范围内的热浪日益频繁,我国许多城市也出现了高强度的城市热岛效应,城市热环境质量日趋恶化。因此,城市热岛研究已成为当前城市气候与环境研究中,最为重要的研究内容之一。

温度反演

温度反演是指将表征探测温度的遥感原始数据, 经一定的变换、订正与计算, 反求出该所得温度信息的演算过程。目前温度反演方法有:辐射传导方程法(大气校正法)、单窗算法、劈窗算法、多通道算法等。而城市热岛反演,就是指通过遥感手段对城市及周边区域温度进行反演。


本文将以长春市热岛效应为例,介绍遥感技术在城市热岛效应研究中的应用。


利用卫星影像原始数据,对长春市主城区进行城市温度反演。利用反演结果,对城市热岛效应进行监测以及评价,对城市热岛效应产生原因进行分析,提出缓解城市热岛效应的建议,辅助创造宜居城市。

分别对长春市主城区2016年7月、2014年7月、2015年9月、2013年9月地表温度进行反演,反演结果专题图如下图所示:

 

长春市7月地表温度专题图

 

长春市9月地表温度专题图

由上图可知,长春市夏季热岛效应较强,九月的城区温度明显高于郊区;而长春市秋季热岛效应较弱。

此外,分析图中数据能够发现,长春市的热岛效应在逐年加剧。对比2016年7月与2014年7月的温度数据,可以发现2016年全城的地表温度普遍有所增长,但城区高温区的温度增长更快,与郊区地表温度差距呈加大趋势。同时,长春市秋季的热岛效应也在逐渐明显化,对比2015年9月和2013年9月的温度数据,可以发现2015年城区高温区与郊区的地表温度差明显增加。

综合长春市近年来的城市化发展,可以分析得出导致热岛效应的主要原因有:城市下垫面(大气底部与地表的接触面)特性的影响,城市大气污染,人工热源的影响,城市植被覆盖度的减少等。

通过进一步分析,城市植被覆盖度与城市热岛效应呈负相关。因此,在不影响城市化进程的前提下,加大城市绿化度、提高城市植被覆盖度是改善城市热岛效应的最有效途径。




编        辑:赵春娟

制        图:韩    睿

校        对:狄    特

审        核:韦树波

管理部门:综合办公室