北京城市热岛空间分布特征及对策-中国科学院生态环境研究中心.PDF

北京城市热岛空间分布特征及对策 肖荣波1 欧阳志云1 张兆明2 李伟峰1 王效科1 郑华1 (1 中国科学院生态环境研究中心 北京 100085； 2 中国科学院中国遥感卫星地面站 北京 100086) 摘要t改革开放以来．随着国民经济的快速增长和社会的全面进步，北京城市化进程极其 快速。人口密度增长，能量和物质大量消耗，污染物排放，道路，建筑快速发展，摊大饼武 的城区扩张．使得北京城市热岛效益显著。城市热岛改变了城市热量环境，影响区域气候、 城市水文、空气质量、城市土壤理化性质、城市生物的分布与行为以及诸多城市生态过程如 物质代谢、能量循环等．引发出一系列生态环境问题．同时还影响着城市居民健康。以北京 市2001年Iafld鞠t TM影像为基础资料，分析了北京城市热岛的空问分布特征及其与城市空问 格局的关系。结果表明：北京城市热岛效应显著。从市中心到郊区，平均亮温呈现下降趋势．3 ～4环区域平均亮温最高为253℃，6环外区域最低为19．7℃．城市空问格局对热岛影响明曼， 其中，城市建设用地平均亮温最高为24．0C，其次为裸地、林地、农田、水体，分别为23．0C、、 20．7℃、20．1℃、20．O℃．为缓解城市热岛，应控制摊大饼的发展格局。进行科学城市规划I增 加中心城区绿地、水体，完善自然生态系统l减少人为热捧放．发展生态建筑等。 关t词：城市热岛，亮温，土地利用，土地覆盖l遥感I空问椿局 l前言 改革开放以来，随着国民经济的快速增长和社会的全面进步，北京城市化进程极其快 增长，能量和物质大量消耗，污染物排放，道路、建筑快速发展，摊大饼式的城区扩张， 使得北京热量平衡发生改变，城市热岛效应显著。 heatisland 城市热岛效应(urban 动导致热量在城区空间范围内聚集的现象，是城市气候最显著的特征之一。19世纪初， 英国学者LakeHoward首次发现伦敦市内气温比郊区高，此后许多城市都观测到这种现 York最高可达到8．o℃。我国城市热岛效应 象。Szeged城市热岛强度达到3．1℃，New -基金项目t中国科学院知识创新工程项目(KZCX3一SW一424、INFl05一ScE—02—06)． 婴竖塑幽型型! 造成城市热岛的原因比较复杂，主要归结为人为热量释放、下垫面性质和结构、植被减 少、大气污染、城市格局、天气状况等。城市热岛改变了城市热量环境，影响区域气候、 城市水文、空气质量、城市土壤理化性质、城市生物的分布与行为以及诸多城市生态过程 如物质代谢、能量循环等，引发出一系列生态环境问题，同时还影响着城市居民健康。 早期城市热岛研究主要运用气象站数据进行城郊比较．但由于受到人力、物力限制t 气象站数量有限，空间分辨率低．受局部环境影响较大，有较大的局限性。热红外遥感可 以对地表温度进行大面积观测，监测快捷，更新容易，在城市热岛研究中得到日益广泛的 应用。本文以北京市2001年LandsatTM影像为基础资料，分析了北京城市热岛的空问 分布特征及其与城市空闻格局的关系，并提出相应的减缓对策．以期为北京环境保护、能 量利用、城市规划提供理论依据，对改善首都生态环境条件，提高居民生括质量。建设绿 色奥运有重要的现实意义。 2研究区域概况 北京位于华北平原西北边缘，总面积1．680万km2，东南部为平原，西北部为燕山、 太行山山地。气候属于典型的暖温带半湿润大陆性季风气候．夏季炎热多雨，冬季寒冷干 集中于北京城市化程度较高、城市热岛明显的地区，主要位于六环内外城区和城郊结合 区，行政区域包括西城、东城、宣武、崇文、朝阳、海淀、石景山、丰台、房山、太兴， kmz．见图1。 通州、顺义，昌平、门头构，研究区域面积为3270．9 ∞1*RE#位■ 北京城市热岛空间分布特征及对策 3研究方法 3．1几何校正 t 正。利用1 10000的北京市电子地图。选择道路交叉点、河流交叉点等定位精确的点作 为控制点．共选择10个控制点