近日，大江南北一夜入秋，公园里，街道上，秋风穿城而入，令人倍感舒适，但办公区、商业中心亦或是大型居住区的夏天似乎还未离开。集中建成区的地面硬化程度高、绿植少，加上工厂热量与机动车热量的排放，在城区空气流动性差等综合因素的影响下，城市地表热量聚集或者散热属性与开敞地区相比存在较大差异，

“城市热岛效应”时空变化特征显著

。

01

热岛效应到底有多明显？

增城分院

以所在的增城区为例，

利用历史遥感数据对全区范围内地表温度进行了反演计算。

增城北部是大湾区避暑胜地，白水寨风景名胜区、小楼和派潭的良田美景，都给游客带来了美感和体感双重享受。

北部地区是不是真的比南部地区更清凉呢？

历史遥感数据反演计算结果显示，以广汕路为界，山清水秀的北部地区多年平均地表温度为22.8℃，中南部地区多年平均地表温度则为24.8℃，温差达到2℃，热岛效应确实存在。

图1：Landsat8辐射传输方程地表温度反演流程图

采用该方法，我们比对2022年9月3日的卫星影像图与反演得到的地表温度图发现，2022年9月份增城区最高地表温度达57℃，城市地表温度比农村高出近30℃。

地表温度高值区与城市建设区域呈完美匹配，而地表温度低值区域正是植被覆盖率最高的地区

。

图2：2022年9月3日增城区Landsat影像与地表温度图

02

热岛效应是如何演变的？

为进一步分析城市建成区对热岛效应的影响，我们选取了12个时期（分别为：1991、1994、1997、1999、2003、2006、2009、2011、2014、2017、2019、2022年）的Landsat影像数据，对增城区热岛情况进行研究。

选取的遥感影像成像时间均为九、十月份，天气晴朗无云。

但由于遥感影像的时相不同，地表温度最大值、最小值的不同以及异常温度的存在，无法对不同时期的温度进行比较，所以为

消除不同季相对结果的影响，本文使用热场强度指数，对反演的温度进行归一化处理。

公式为：

根据陈松林

[3,4]

等人的研究，使用均值-标准差的方法在研究区域热岛效应时，可

在一定程度上消除多时相的差异。

为

直观反映增城区热岛效应的空间变化，本文使用均值-标准差法将全区的地表温度划分为不同等级。

依据增城区12期地表温度数据，将全区划分为

强冷岛区、较强冷岛区、弱冷岛区、正常区、弱热岛区、较强热岛区、强热岛区等七个等级，

将不同时间的地表温度放在统一的量级进行对比分析。

表1：热岛等级划分标准

由此处理得到

增城区近36年来的热岛分布图

（

图3

），可以看出，增城区在2000年前并没有较为明显的热岛区域，2000年后，

强热岛区域主要出现在新塘镇，并沿广园快速路向东北方向逐年递增，

其他强热岛区域则主要分布在广汕公路以及中福北路沿线两侧。新塘镇与这些交通干线沿线地区，是增城区的主要建成区，不难看出，城市热岛的变化与城市的经济、交通发展相呼应。

图3：1997-2022增城区热岛分布

从历史数据观察，

全区较强热岛区+强热岛区总占比从1991年的5%，已扩张至2022年的9%，并与城市建设用地的空间拓展以及增长规律基本吻合。

温度最高的地区，也是经济最热的地区。

图4：1997-2022增城区强热岛区+较强热岛区

历年总占比

03

“热岛病”该如何缓解？

在城市高质量发展进程中，需要进一步缓解城市热岛效应，作为城市规划设计者，我们建议可开展以下几方面工作：

（1）依托增城区北部优质自然资源，

合理规划和增加通风廊道，

引风进城，将城市与水面、森林公园等冷源连接在一起，让城市吹起“穿堂风”。同时，优化城市交通骨架与绿地系统，让城区内部的风流动起来，

调节城区微气候

。

（2）

增加城区植被覆盖率，

提升生态环境品质。通过增加植被种植、建设屋顶花园等方式，增加遮荫植物，借其蒸腾降温来降低地表和空气温度，同时还可减少雨水径流，防止土地侵蚀；通过增加水体范围，借水分蒸发，也可降低城区空气温度。

（3）

优化屋顶与道路的表面铺设材质，

如使用能显著反射阳光和热量的材料来涂制屋顶和铺设路面，均可达到降低温度的作用，且相较于建设屋顶花园，还具有成本较低的优点；使用透水材质铺设人行道、停车场和马路路面，通过增强水分蒸发也可达到降温效果。

简言之，热岛效应不是一日形成和立可缓解的，城市规划建设者在持续更新城市规划与建设理念的同时，还需向社会大力倡导更加环保的生产生活理念，方可达到人与自然、人与城市和谐共生的状态。

 参考文献：

[1] 熊鹰,章芳.基于多源数据的长沙市人居热环境效应及其影响因素分析[J].地理学报,2020,75(11):2443-2458.

[2] 陈炳杰, 陈佩敏, 黄泽鹏,等. 基于Landsat的广州市热岛效应时空变化分析[J]. 广东工业大学学报, 2021, 38(2):7.

[3] 陈松林,王天星.等间距法和均值标准差法界定城市热岛的对比研究[J].地球信息科学学报,2009,11(02):145-150.

[4] 张琪. 基于RS的石家庄市城市热岛效应研究[D]. 河北师范大学，2021.

 数据来源：

[

本次研究使用的卫星影像为美国地质调查局(United States Geological Survey, USGS)提供1986-2022年中的4期Landsat-8 OLI/TIRS 及10期Landsat-5 TM影像，行列号为122/044。

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