哈尔滨市不同下垫面温度场效应分析

摘要

随着全球性城市化、工业化进程的加快，城市热岛现象已极大地影响着城市的生态环境和城市居民的日常生活。城市热岛问题已引起世界各国政府和学术界的高度重视和广泛关注。对城市热岛的研究具有重要意义，通过对城市热岛问题的研究，可对城市规划、城市预警、城市经济发展和市民的身体健康等起到重要的指导意义。本研究主要以哈尔滨市松花江以南的主城区为研究对象，采用哈尔滨市1989年、2001年、2007年9月及2007年4月、6月LandsatTM遥感影像资料，利用单窗算法对地表温度进行反演，结合20世纪90年代地形图，分析哈尔滨市不同类型下垫面的温度差异情况及其时空变化情况，并以道路系统和景观公园为例具体分析不同下垫面对城市热岛的影响，为哈尔滨市城市建设、道路规划和改造提供理论依据和参考思路。本研究主要内容包括：
　　⑴通过1989年、2001年、2007年9月地表温度场的对比分析，得出哈尔滨城区存在明显的城市热岛效应；1989年高温区呈现集中连片的分布趋势，2001年高温区的范围明显扩大，呈现出向周围区域分散分布的趋势，2007年高温区的范围进一步扩大且程度明显加强；哈尔滨市高温区的分布与扩展基本上和城市建成区的方向一致，随着城市的发展高温区向外延展的趋势和程度也明显加强，且城市高温区空间格局呈现从核心城区向郊区地表温度逐渐降低的趋势。
　　⑵通过对比分析哈尔滨市2007年春、夏、秋季地表温度场的分布情况得出，无论任何季节均存在不同程度的城市热岛效应，夏季最强、秋季次之、春季最弱，高温区的分布趋势仍表现出沿城市建成区扩展的方向向外延伸；随季节变化，各温度区间的面积变化程度不同，春季和夏季各温度区间的面积变化很小，而秋季高温区和低温区的面积大幅度增加、常温区的面积大幅度减少。
　　⑶城市热岛效应的发生及强弱与下垫面的类型密切相关。道路、广场、居民区的温度明显高于林地、草地、水体的温度，而广场、道路的温度略高于居民区，林地的温度最低，各地物类型的温度总体情况为广场>道路>居民区>草地>水体>林地；道路、广场、居民区等不透水地面的温度与林地、草地、水体等自然地表的温度之间存在显著差异，不透水地面之间、自然地表之间无显著差异；春季与夏季、夏季与秋季、春季与秋季地物温度均有显著差异。
　　⑷城市的交通系统对地表温度及热岛效应具有影响。铁路和公路温度差异显著；铁路沿线地区热岛效应严重，铁路能使周围一定区域温度升高，公路作为一种特殊的廊道系统，对城市热岛具有一定的阻隔、减缓作用；哈尔滨市铁路对热岛的影响不超过300m，公路对城市热岛的降温作用最大值不超过0.4℃，且在120m以后降温作用很小或没有；绿化率的不同也影响道路对城市热岛的作用效果。
　　⑸景观公园对地表温度及热岛效应也具有显著的影响。公园对周围区域具有明显的降温作用，降温效应随距离的增加呈递减趋势；公园周围120m范围内，不同面积的公园对周围环境温度影响存在显著差异，且不同范围内的降温幅度存在极显著差异；公园面积和内部平均温度存在显著负相关，即公园面积越大，内部平均温度越低，二者也存在显著的回归关系。因此，建立一个面积较大的景观公园比建立多个面积总和与之相等的小公园，降温效应更加明显。

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第1章 绪 论

1.1城市热岛研究意义

1.2城市热岛研究现状

1.3研究目的和意义

1.4课题来源与研究内容

第2章 研究区概况与数据处理

2.1研究区概况

2.2数据来源及处理

2.3研究方法

第3章 哈尔滨市城市热岛效应时空分析

3.1不同年份城市热岛效应分析

3.2不同季节城市热岛效应分析

3.3 本章小结

第4章 不同下垫面的温度差异性分析

4.1不同类型下垫面的温度分析

4.2不同下垫面的温度差异性分析

4.3本章小结

第5章 哈尔滨市道路系统对城市热岛的影响

5.1道路系统温度差异性分析

5.2铁路温度及对热岛效应的影响分析

5.3公路温度及对城市热岛的影响分析

5.4哈尔滨市公路降温效应模拟

5.5本章小结

第6章 哈尔滨市景观公园对城市热岛的影响

6.1 公园对城市热岛效应影响分析

6.2哈尔滨市公园温度与面积的关系分析

6.3哈尔滨市高温区降温效应模拟

6.4 本章小结

结论与讨论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

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