基于土地利用變化的城市熱島時(shí)空特征分析—以山東省為例.pdf

1、隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，城市熱島效應(yīng)對(duì)人類生產(chǎn)生活產(chǎn)生日益深遠(yuǎn)的影響。城市熱島效應(yīng)的增強(qiáng)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(kuò)散也深受其影響。因此對(duì)城市熱島效應(yīng)的分析為城市規(guī)劃及大氣環(huán)境保護(hù)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(diǎn)。土地利用變化影響下的不同自然環(huán)境及不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平城市的城市熱島效應(yīng)分析對(duì)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(jì)發(fā)展水平下，土地利用變化對(duì)城市熱島效應(yīng)時(shí)空特征的影響。首先，本文基于山東省自然環(huán)境及各地級(jí)市的城鎮(zhèn)化發(fā)展水平選取了代表性的城市；其次對(duì)代表性城市近三十年的氣溫特征進(jìn)行了初步分析；然后將AVHRR數(shù)據(jù)與MODIS數(shù)據(jù)對(duì)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(gè)體及城市之間的城市熱島影響進(jìn)行了探究；最后運(yùn)用WRF模式，將MODIS全球覆被數(shù)據(jù)與模式耦合，對(duì)土地利用變化影響下的城市熱島表現(xiàn)

3、及機(jī)理進(jìn)行了討論。
　　結(jié)合AVHRR與MODIS遙感數(shù)據(jù)對(duì)山東省代表性城市熱島效應(yīng)時(shí)空特征的分析表明：（1）山東省代表性城市（濟(jì)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?qiáng)，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(qiáng)夜弱；（2）內(nèi)陸城市（濟(jì)南、聊城）的城市熱島強(qiáng)度在春夏兩季最強(qiáng)，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(qiáng)，夏秋兩季較弱。（3）四地市的城市熱島強(qiáng)度均呈現(xiàn)逐年增強(qiáng)趨

4、勢(shì)，且其增強(qiáng)趨勢(shì)與建設(shè)用地變化趨勢(shì)基本一致，四地市城市熱島強(qiáng)度增速排序?yàn)椋喝照?濟(jì)南>聊城>青島。（4）山東省代表性城市的城市熱島增強(qiáng)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(jì)南與聊城各存在兩個(gè)城市熱島中心點(diǎn)，濟(jì)南的城市熱島重點(diǎn)位于濟(jì)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(jì)南、聊城對(duì)各自所在區(qū)域的城市熱島輻射能力更強(qiáng)。
　　利

5、用MODIS全球土地利用數(shù)據(jù)與WRF模式耦合對(duì)土地利用變化影響下的城市熱島進(jìn)行了數(shù)值模擬試驗(yàn)，主要結(jié)論為：（1）運(yùn)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(duì)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(jì)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(dòng)；不同土地利用類型對(duì)城市熱島的貢獻(xiàn)率排序?yàn)椋撼擎?zhèn)建設(shè)用地>農(nóng)田>林地>未利用地>草地>水體。（4）濟(jì)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>