72 / 2021-08-24 21:20:16

中国东部地区日间城市热岛的机制分析

城市热岛；,复合型极端事件，高温，检测归因，风险预估，人体健康影响，城市化

城市热岛(UHIs)是人类活动引起的地表气候的最典型变化之一，表征为城市地区的温度高于周围环境。城市化可与热浪、气候变化相互作用，进一步加剧了城市气候风险。为缓解城市热压力，明确城市热岛的影响因素至关重要。在本研究中，我们利用CLM模式结合4套土地利用数据设置多组数值实验，模拟时段为2009年至2018年，分析了中国东部地区日间地表UHI强度的时空特征。此外，通过模式次网格输出变量，采用两种基于地表能量平衡方程一阶展开的归因方法（IBM和TRM方法）来确定UHIs的成因。

结果表明：中国东部地区夏季日间UHI强度的空间变化主要由城、乡之间蒸发冷却效率的差异(∼3℃)决定。冬季UHI强度的地理变化主要取决于城、乡储热能力的对比(∼1℃)。研究发现森林覆盖的乡村地表比城市地表及非森林植被覆盖地表可以更为高效地将地表热量输送到低层大气，对夏季日间UHI强度具有显著贡献(∼6℃)。而主要由农田和草原组成的乡村地表具有更强的蒸发冷却效率，使得夏季日间UHI强度增加了约3℃。非森林植被覆盖的乡村地表的突出的储热能力导致冬季日间UHI强度增加1℃。两种归因方法的主要差异在于森林覆盖的乡村地表的蒸散性能，相比于IBM方法，TRM方法显著降低了森林覆盖的乡村地表的对流热传输效率，而提高了蒸发冷却的效率。此外，针对不同土地利用数据集的多组模拟实验间的相互比较结果表明，由土地利用数据间的差异所引起的UHI强度变化可达0.4℃，在局部尺度上可能超过1℃。而UHIs主导因子贡献的差异基本解释了不同地表数据集间的差异所引起的UHI强度的变化。