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长江中下游城市群热环境时空变化及热浪风险评估

付含聪

长江中下游城市群热环境时空变化及热浪风险评估

付含聪1
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作者信息

  • 1. 长江大学
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摘要

由全球气候变暖以及快速城市化引发的极端高温热浪事件和城市热岛(UrbanHeatIsland,UHI)效应频发现象对城市热环境产生了巨大威胁,已经严重影响到人类的生产和生活,成为城市可持续发展面临的最重要的气象灾害之一。城市群高温热浪和城市热岛的研究对监测城市热环境甚至全球气候变化以及指导城市未来发展规划具有重要意义。 本文以长江中下游城市群为研究区,首先通过气象台数据构建研究区主要城市2011~2018年高温热浪数据库,对研究区高温热浪时序及强度变化进行研究。然后基于MODIS地表温度和土地利用产品对研究区主要城市武汉、长沙、南昌、上海、南京、杭州六个城市2003~2018年16年间城市热岛强度(SurfaceUrbanHeatIslandIntensity,SUHII)时空变化特征进行分析,并对研究区城市热岛效应强度与其潜在热岛因子之间的相关性进行了研究。最后利用多源遥感数据和各城市统计资料,在构建基于“高温危险性-社会经济脆弱性-风险适应性”的高温热浪风险评估模型的基础上,通过层次分析法对各个指标赋予权重,获取长江中下游城市群栅格尺度的典型高温热浪事件风险评估结果。主要结论如下: (1)长江中下游城市群武汉、长沙、南昌、上海、南京、杭州六个城市夏季都处于较高的高温热浪威胁中,在2011~2018年八年里高温热浪发生的平均频率分别为2.8次/年、4次/年、3.8次/年、2.3次/年、2.1次/年、3.5次/年,且高温热浪天气平均持续时间分别为8.3d、8.2d、8.2d、8.3d、8.1d、8.2d,主要发生在7月和8月。 (2)长江中下游城市群武汉、长沙、南昌、上海、南京、杭州六个城市SUHII具有明显的日变化和季节变化,夏季最高,冬季最低,且白天SUHII总是比夜间高,在夏季达到最大值(5.42℃),夜间,六个城市的LST在0~2℃之间,没有明显的季节变化。上海的SUHII无论在白天还是夜间都明显高于其他城市。从年际变化上看,虽然六个城市的城市热岛强度都表现出不同程度时间变化趋势,但在2003~2018年16年间,六个城市的年际变化趋势并不明显。 (3)长江中下游城市群主要城市热岛强度与植被指数、植被覆盖度呈现弱负相关,与建成区面积、人口和GDP呈显著正相关,与城市海拔高度相关性不高。 (4)长江中下游城市群不同土地利用类型的地表温度从高到低分别为建筑用地>草地>耕地>林地>水体,建筑用地与植被(包括林地和草地)地表温度平均值之差有明显的增加趋势,在2003年、2010年和2015年的差值分别为1.975℃、3.465℃和4.72℃。 (5)长江中下游城市群风险等级较高的区域主要集中在中游城市群的武汉、长沙、南昌、襄阳以及长三角城市群上海、南京、苏州、无锡、常州、杭州、绍兴、金华、合肥等大城市以及其它中小城市的中心城区。沿着中心城区向外扩散形成多个次风险区,主要由城市人口剧增以及各种人为因素导致的城市热岛效应加重了城市高温危险性和高温脆弱性,小城市虽然面临较小的人口压力和高温危险性,但在高温适应性上离大城市还有一定差距,也存在较高的高温风险。 (6)长江中下游城市群城市地区的风险等级普遍高于城市周边的郊区以及乡村,说明在高温热浪期间城市居民更容易受到的持续高温威胁。在研究区两个城市群中长三角城市群面临更严重的热浪风险,高风险和较高风险区域面积分别是长江中游城市群的4倍和2倍。

关键词

城市热环境/高温热浪/城市热岛/遥感监测/城市群

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授予学位

硕士

学科专业

地图学与地理信息系统

导师

张佳华

学位年度

2021

学位授予单位

长江大学

语种

中文

中图分类号

X1
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