兰州的城市热岛效应研究现状
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甘 肃 科 技
第 ３２卷
ｍ１、榆 中站ｆ３５。５２ Ｎ、１０４ｏ０９ Ｅ，海拔 １８７５ｍ）、皋 兰站 在城 市热 岛研 究 中发挥 着越 来越 重要 的作 用 。 目前
Baidu Nhomakorabea
（３６￣２１ Ｎ、１０３￣５６ Ｅ，海拔 １６７０ｍ）、靖 远 站（３６。３４ Ｎ、 在 对 兰 州 的 城 市 热 岛 研 究 中 主 要 采 用 Ｌａｎｄｓａｔ７ １０４ｏ４０，Ｅ．海拔 １３９８ｍ）等 气 象 站 的 历 史 数 据 ，选 取 ＥＴＭ＋和 Ｌａｎｄｓａｔ５ ＴＭｆ １３０／３５）为遥 感数 据源 ，通 过
监 测方 法被 广泛 运用 于城市 热 岛效应 的研究 它具 取 较 为 复 杂 ．现有 研 究 中少 有 使 用 各 研 究 方 法
有 覆 盖范 围广 、图像 直 观 和时 间高 度 同步 的优 点 ， 使 用 情 况 见 表 ｌ
表 １ 各 研 究 方 法优 缺 点 对 比及 研 究 实例
２６
甘 肃 科 技
第 ３２卷
３．３ 兰州市 城市 热 岛的影 响因素 分析 目前 对 于 兰州 市城 市 热 岛效 应 的 产 生 原 因 和
影 响 因 素 的研 究 较 多 ．大 多 文献 中都 有 提 及 ，然 而 大 多 只 是 定 性 的描 述 导 致 城 市 热 岛效 应 的 可 能 因 素 ．缺 乏 相对 系统 的研究 。城市 热 岛 的影 响 因 素众 多 ．可分 为 自然 因 素和人 为 因 素两 方 面 。 自然要 素 主要 包 括 ：降水 量 变化 、湿 度 、日照时数 、风 速 、大气 污 染 物 、逆 温 层 等 ；人 为 要 素 包 括 ：城 市 空 间扩 展 、 土 地类 型 改变 、道路 建 设 、人 口变 化 、工 业 生 产 量 、 能 源消 耗量 等【删 。季 国 良Ｉ２５１、韩 晓 等 人 从 自然 因 素 的 角度 出发 ．发 现 兰州 市城 市 热 岛效 应 与 降水 量 变化 、日照 时数 、风 速 、大 气 污 染 物 、逆 温层 等 要 素 之 间均存 在 较好 负 相关 关 系 ．指 出兰州 近 几 十年 以 来 ．平 均 风 速 、降水 量 减 小 是 造 成 城 市 热 岛加 剧 的 重要 原 因 不 同气侯 指标 城效差 如 图 ５所示
据研 究 。城 市人 Ｅｌ越 多 ．建 成 区面 积越 大 ，热 岛 效应 越 明显 １万人 口城 市 的热 岛强 度一 般能 达 到 ０．１ｌ℃ ．１０万 人 １５１ ０．３２℃ ．１００万 人 口 ０．９１ｏＣｔ １９５３ 年 前 ．兰 州市 的 城市 热 岛效 应并 不 明显 ．自 １９５３年 兰州 站 的监测 气 温 首次 超 过靖 远站 后 ．其 温差 逐 渐 增 大 ．城 市热 岛 效应 对兰 州 市气 温 的 贡献 率逐 步 加
采 用 离地 １．５ｍ 高 的气 温值 来 研 究 城市 温 度 场 。垂 拟 研 究 城 市 热 岛 效应 的方 法 目前 这 ４种 模 型 在
直 热 岛水 平 分 布 特 征 则 利 用 探 空气 球 进 行 观测 或 国 内外 的研 究 中 已经得 到 广泛 应 用 ．然 而 在 兰 州
若 干个 温 度 指标 ．分 析 了兰 州市 或 更大 区域在 不 同 发展 阶段热 岛特 征变 化情况 。 ２＿２ 定 点 观 测 法
亮 度温 度计 算 反演 地 表温 度 ．进 而研 究 热 岛效 应 在 小 尺 度 空 间上 的 分 布 以及 热 场 分 布 特 征 与 土 地 利 用／覆被 的关 系
将 温 度计 置 于 大 厦 的不 同 高 度 以观测 城 郊 气 温 垂 的城 市 热 岛研 究 中确 少 有 使 用 以上 各 个 方 法 均
直差 异 （低 于 １０００ｍ 的低 空 ） 由于该 法较 为耗 时耗 有 其 优 缺 点 ．不 同的研 究 中也 采 用 了各 自较 为 适
积 和人 口逐 步增 加 尤 其是 改 革开 放 后 ．兰 州 市发 展 速 度进 一 步增 加 ．兰 州 的城 市热 岛 效应 随着城 市 的发展 表 现 出阶段 性特 征 １９４９年 ，兰州 市建 成 区 面 积 为 ８．８８ｋｍ ，常 住 人 口 ３８．７万 人 ㈣；１９７８年 ，兰 州 市建 成 区 面积 为 ８７．４７ｋｍ ，常 住 人 口 ９３．７８人 ： ２０１０年 ．兰 州 市 建 成 区 面 积 为 １７２．６１ｋｍ ．常 住 人 口 １８８万人 ．随 着城 市 的发 展 ．城 市 热 岛 表 现 出相 应 的增 长趋 势 （见 表 ２）
注 ：目前 尚 未 未 找 到 如 运 动 样 带 法 等 其 他 方 法 应 用 于 兰 州 的 研 究
３ 主要研究结果
表 ２ 兰 州 市城 市发 展 与 热 岛 效应 阶段 性 特 征
３．１ 兰 州市城 市热 岛的 时间变 化特征 新 中 国成 立 以 来 ．兰州 市 发 展 迅 速 ．建 成 区面
力 ．现有对 兰州 的城 市热 岛 的研 究 中少有 使用 。
宜 的方 法 ．由于 气 象 站 点 法 数据 更 易 获 取 （兰 州
２．３ 遥 感 法
中心 气 象 台信 息 化 资 料 ）．分 析 较 为 简 单 ．所 以 大
随着地 理 信 息 的发展 和 遥感 技术 的成 熟 ．遥 感 多 数 研究 中 均 采用 此 法 定 点 观 测法 由于数 据 获
定点 观测 可 以分 为水平 和垂直 ２个方 向。城市 ２．４ 模型 模拟 法
热 岛 水 平 分 布 特 征一 般 是 选 用 城 郊 若 干 个 典 型 的
模 拟 预测 方 法 是 应 用 计 算 机 技 术 利 用 统 计 模
位 置 ．或 者是 利用 横 穿 城市 剖线 进 行观 测研 究 。即 型 、物 理 模 型 、数 值 模 型和 解 析 模 型 ４种模 型模
第 ３２卷
ｍ１、榆 中站ｆ３５。５２ Ｎ、１０４ｏ０９ Ｅ，海拔 １８７５ｍ）、皋 兰站 在城 市热 岛研 究 中发挥 着越 来越 重要 的作 用 。 目前
Baidu Nhomakorabea
（３６￣２１ Ｎ、１０３￣５６ Ｅ，海拔 １６７０ｍ）、靖 远 站（３６。３４ Ｎ、 在 对 兰 州 的 城 市 热 岛 研 究 中 主 要 采 用 Ｌａｎｄｓａｔ７ １０４ｏ４０，Ｅ．海拔 １３９８ｍ）等 气 象 站 的 历 史 数 据 ，选 取 ＥＴＭ＋和 Ｌａｎｄｓａｔ５ ＴＭｆ １３０／３５）为遥 感数 据源 ，通 过
监 测方 法被 广泛 运用 于城市 热 岛效应 的研究 它具 取 较 为 复 杂 ．现有 研 究 中少 有 使 用 各 研 究 方 法
有 覆 盖范 围广 、图像 直 观 和时 间高 度 同步 的优 点 ， 使 用 情 况 见 表 ｌ
表 １ 各 研 究 方 法优 缺 点 对 比及 研 究 实例
２６
甘 肃 科 技
第 ３２卷
３．３ 兰州市 城市 热 岛的影 响因素 分析 目前 对 于 兰州 市城 市 热 岛效 应 的 产 生 原 因 和
影 响 因 素 的研 究 较 多 ．大 多 文献 中都 有 提 及 ，然 而 大 多 只 是 定 性 的描 述 导 致 城 市 热 岛效 应 的 可 能 因 素 ．缺 乏 相对 系统 的研究 。城市 热 岛 的影 响 因 素众 多 ．可分 为 自然 因 素和人 为 因 素两 方 面 。 自然要 素 主要 包 括 ：降水 量 变化 、湿 度 、日照时数 、风 速 、大气 污 染 物 、逆 温 层 等 ；人 为 要 素 包 括 ：城 市 空 间扩 展 、 土 地类 型 改变 、道路 建 设 、人 口变 化 、工 业 生 产 量 、 能 源消 耗量 等【删 。季 国 良Ｉ２５１、韩 晓 等 人 从 自然 因 素 的 角度 出发 ．发 现 兰州 市城 市 热 岛效 应 与 降水 量 变化 、日照 时数 、风 速 、大 气 污 染 物 、逆 温层 等 要 素 之 间均存 在 较好 负 相关 关 系 ．指 出兰州 近 几 十年 以 来 ．平 均 风 速 、降水 量 减 小 是 造 成 城 市 热 岛加 剧 的 重要 原 因 不 同气侯 指标 城效差 如 图 ５所示
据研 究 。城 市人 Ｅｌ越 多 ．建 成 区面 积越 大 ，热 岛 效应 越 明显 １万人 口城 市 的热 岛强 度一 般能 达 到 ０．１ｌ℃ ．１０万 人 １５１ ０．３２℃ ．１００万 人 口 ０．９１ｏＣｔ １９５３ 年 前 ．兰 州市 的 城市 热 岛效 应并 不 明显 ．自 １９５３年 兰州 站 的监测 气 温 首次 超 过靖 远站 后 ．其 温差 逐 渐 增 大 ．城 市热 岛 效应 对兰 州 市气 温 的 贡献 率逐 步 加
采 用 离地 １．５ｍ 高 的气 温值 来 研 究 城市 温 度 场 。垂 拟 研 究 城 市 热 岛 效应 的方 法 目前 这 ４种 模 型 在
直 热 岛水 平 分 布 特 征 则 利 用 探 空气 球 进 行 观测 或 国 内外 的研 究 中 已经得 到 广泛 应 用 ．然 而 在 兰 州
若 干个 温 度 指标 ．分 析 了兰 州市 或 更大 区域在 不 同 发展 阶段热 岛特 征变 化情况 。 ２＿２ 定 点 观 测 法
亮 度温 度计 算 反演 地 表温 度 ．进 而研 究 热 岛效 应 在 小 尺 度 空 间上 的 分 布 以及 热 场 分 布 特 征 与 土 地 利 用／覆被 的关 系
将 温 度计 置 于 大 厦 的不 同 高 度 以观测 城 郊 气 温 垂 的城 市 热 岛研 究 中确 少 有 使 用 以上 各 个 方 法 均
直差 异 （低 于 １０００ｍ 的低 空 ） 由于该 法较 为耗 时耗 有 其 优 缺 点 ．不 同的研 究 中也 采 用 了各 自较 为 适
积 和人 口逐 步增 加 尤 其是 改 革开 放 后 ．兰 州 市发 展 速 度进 一 步增 加 ．兰 州 的城 市热 岛 效应 随着城 市 的发展 表 现 出阶段 性特 征 １９４９年 ，兰州 市建 成 区 面 积 为 ８．８８ｋｍ ，常 住 人 口 ３８．７万 人 ㈣；１９７８年 ，兰 州 市建 成 区 面积 为 ８７．４７ｋｍ ，常 住 人 口 ９３．７８人 ： ２０１０年 ．兰 州 市 建 成 区 面 积 为 １７２．６１ｋｍ ．常 住 人 口 １８８万人 ．随 着城 市 的发 展 ．城 市 热 岛 表 现 出相 应 的增 长趋 势 （见 表 ２）
注 ：目前 尚 未 未 找 到 如 运 动 样 带 法 等 其 他 方 法 应 用 于 兰 州 的 研 究
３ 主要研究结果
表 ２ 兰 州 市城 市发 展 与 热 岛 效应 阶段 性 特 征
３．１ 兰 州市城 市热 岛的 时间变 化特征 新 中 国成 立 以 来 ．兰州 市 发 展 迅 速 ．建 成 区面
力 ．现有对 兰州 的城 市热 岛 的研 究 中少有 使用 。
宜 的方 法 ．由于 气 象 站 点 法 数据 更 易 获 取 （兰 州
２．３ 遥 感 法
中心 气 象 台信 息 化 资 料 ）．分 析 较 为 简 单 ．所 以 大
随着地 理 信 息 的发展 和 遥感 技术 的成 熟 ．遥 感 多 数 研究 中 均 采用 此 法 定 点 观 测法 由于数 据 获
定点 观测 可 以分 为水平 和垂直 ２个方 向。城市 ２．４ 模型 模拟 法
热 岛 水 平 分 布 特 征一 般 是 选 用 城 郊 若 干 个 典 型 的
模 拟 预测 方 法 是 应 用 计 算 机 技 术 利 用 统 计 模
位 置 ．或 者是 利用 横 穿 城市 剖线 进 行观 测研 究 。即 型 、物 理 模 型 、数 值 模 型和 解 析 模 型 ４种模 型模