基于遙感方法的天空開闊度模擬及其夜間城市熱島應用研究——以Adelaide為例.pdf

1、城市化改變了下墊面的類型與分布，建筑物鱗次櫛比，形成了城市熱島效應等城市微氣候研究領域的熱點問題。在不同城市，諸多研究結果表明，晴朗無云夜間的城市熱島現(xiàn)象更為明顯。在夜間，部分地面長波輻射被城市建筑物遮擋，阻礙了建筑物表面和城市內(nèi)部的熱量散發(fā)，這是夜間城市熱島形成的主要原因之一。天空開闊度(SVF)是描述城市空間形態(tài)的重要參數(shù)之一，被諸多學者應用解釋晴朗夜間的城市熱島效應。在天空開闊度的計算過程中，能否深入考慮天空輻射分布的影響，構建不

2、同云量分布狀況下的天空開闊度計算模型，進而分析其與城市熱島強度(UHII)之間的關系，對于更為合理地解釋不同天氣條件下熱島狀況與城市空間形態(tài)之間的關系，具有重要理論意義與實踐應用價值。
　　本文以澳大利亞Adelaide中心城區(qū)作為實驗研究區(qū)，采用大氣輻射傳輸軟件Modtran模擬方法和實測數(shù)據(jù)相結合，定量探討天空輻射分布對天空開闊度計算結果的影響。在此基礎上，考慮不同云量空間分布對天空開闊度計算結果的影響，提出有云條件下天空開闊

3、度的計算模型，結合夜間城市熱島強度數(shù)據(jù)，構建天空開闊度-熱島強度特征空間，探討特征空間對夜間城市熱島強度模擬的可能，并進而將其用于分析夜間城市熱島效應形成的原因。通過論文研究，得出以下結論:
　　(1)天空輻射溫度與天頂角正割對數(shù)值呈現(xiàn)顯著正相關關系，決定系數(shù)達0.99。天頂角為0度時，即城市正上空輻射溫度達到最低，在天頂角為90度時達到最高接近于近地表氣溫。模擬結果表明，天空輻射溫度分布對天空開闊度計算結果的影響可以忽略。

4、>　　(2)通過模擬同一云量下不同云方位，計算物理意義上的天空開闊度(SVFp)與幾何意義上的天空開闊度(SVFg)，結果表明，云方位對SVFp計算結果影響可忽略。以四個具有典型地物特征的站點位置為例，結果表明云量增多，SVFp逐步增大，云量較少時，建筑物遮擋對SVFp的影響強于云量。SVFp與SVFg存在較好相關性，城市建筑物越密集，云量對SVFp影響越大。
　　(3)對比所有站點在不同云量的UHII與SVF，結果表明，UHII