基于土地利用變化的城市熱島時空特征分析—以山東省為例.pdf

1、隨著城鎮(zhèn)化進程的加快，城市熱島效應(yīng)對人類生產(chǎn)生活產(chǎn)生日益深遠的影響。城市熱島效應(yīng)的增強不僅體現(xiàn)在局地氣溫的升高，降水量、大氣能見度、大氣污染物分布及擴散也深受其影響。因此對城市熱島效應(yīng)的分析為城市規(guī)劃及大氣環(huán)境保護起著指導(dǎo)作用。土地利用變化作為城市熱島效應(yīng)的重要影響因素，在近年來已成為城市氣候及陸面過程研究的熱點。土地利用變化影響下的不同自然環(huán)境及不同經(jīng)濟發(fā)展水平城市的城市熱島效應(yīng)分析對今后城市規(guī)劃提供借鑒意義。
　　本文分析的主

2、要目的為比較不同自然環(huán)境及不同經(jīng)濟發(fā)展水平下，土地利用變化對城市熱島效應(yīng)時空特征的影響。首先，本文基于山東省自然環(huán)境及各地級市的城鎮(zhèn)化發(fā)展水平選取了代表性的城市；其次對代表性城市近三十年的氣溫特征進行了初步分析；然后將AVHRR數(shù)據(jù)與MODIS數(shù)據(jù)對代表性城市的城市熱島年際、季節(jié)、晝夜變化做出了分析，并就城市個體及城市之間的城市熱島影響進行了探究；最后運用WRF模式，將MODIS全球覆被數(shù)據(jù)與模式耦合，對土地利用變化影響下的城市熱島表現(xiàn)

3、及機理進行了討論。
　　結(jié)合AVHRR與MODIS遙感數(shù)據(jù)對山東省代表性城市熱島效應(yīng)時空特征的分析表明：（1）山東省代表性城市（濟南、聊城、青島、日照）的城市熱島日變化特征在總體上表現(xiàn)為晝?nèi)跻箯?，而青島、日照的城市熱島晝夜變化特征在春季表現(xiàn)為晝強夜弱；（2）內(nèi)陸城市（濟南、聊城）的城市熱島強度在春夏兩季最強，秋冬兩季較弱；沿海城市（青島、日照）的城市熱島效應(yīng)在春季或冬季最強，夏秋兩季較弱。（3）四地市的城市熱島強度均呈現(xiàn)逐年增強趨

4、勢，且其增強趨勢與建設(shè)用地變化趨勢基本一致，四地市城市熱島強度增速排序為：日照>濟南>聊城>青島。（4）山東省代表性城市的城市熱島增強均表現(xiàn)為各區(qū)域中的高溫區(qū)、中溫區(qū)面積增大，及低溫區(qū)面積減小所致。濟南與聊城各存在兩個城市熱島中心點，濟南的城市熱島重點位于濟南市城區(qū)以及長清區(qū)所在地，聊城市的城市熱島中心分別位于聊城市城區(qū)以及茌平縣。青島及日照的城市熱島中心則位于各自的城區(qū)內(nèi)。濟南、聊城對各自所在區(qū)域的城市熱島輻射能力更強。
　　利

5、用MODIS全球土地利用數(shù)據(jù)與WRF模式耦合對土地利用變化影響下的城市熱島進行了數(shù)值模擬試驗，主要結(jié)論為：（1）運用Lin微物理方案、RRTM長波輻射方案、Goddard短波方案、Monin-Obukhov近地層方案、Noah陸面過程方案、YSU邊界層方案、K-F積云對流方案及UCM城市冠層方案能夠較好的模擬研究區(qū)域2013年4月份的氣象要素特征。（2）利用MOD12Q1土地利用數(shù)據(jù)較WRF自帶土地利用數(shù)據(jù)的模擬結(jié)果更優(yōu)，氣溫、降雨量及

6、風(fēng)速模擬結(jié)果的相關(guān)系數(shù)與均方根誤差均有所提高。（3）由于土地利用變化的影響，濟南、聊城、日照的城市熱島中心出現(xiàn)了東移的現(xiàn)象，青島的城市熱島中心則向西移動；不同土地利用類型對城市熱島的貢獻率排序為：城鎮(zhèn)建設(shè)用地>農(nóng)田>林地>未利用地>草地>水體。（4）濟南、聊城區(qū)域內(nèi)土地利用變化主要存在三種類型：農(nóng)田轉(zhuǎn)變?yōu)槌擎?zhèn)建設(shè)用地、農(nóng)田轉(zhuǎn)變?yōu)椴莸?、草地轉(zhuǎn)變?yōu)橐约傲值剞D(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地，青島-日照區(qū)域內(nèi)主要的土地利用變化類型為：農(nóng)田轉(zhuǎn)化為草地、林地轉(zhuǎn)變?yōu)榻?/p>