城市热群岛和景观异质性.docVIP

摘要 城市热岛现象(UHI)是城市景观中的一种常见的影响气候和生态进程的环境问题。在此,我们调查了位于美国北索诺兰沙漠亚利桑纳州凤凰城大都市区地表昼夜和季节性特征。来源于先进的卫星热发射和反射辐射仪表面温度场对于夏(6月)和秋(10月)两个季节的昼夜进行了分析。虽然核心城市是比其他的地区普遍变更暖(尤其在晚上),但还是没有发现城市化梯度的统一趋势。数据显示,10月份大多数的城市化地区扮演了一个散热器。温度模式也显示城市内部温度差异大，甚至大于城乡差异。回归分析证实植物(白天)和人行道(夜间)在解释表面温度时空分异的重要作用。虽然这些因素是表面温度变化的主要驱动力,它们对地表温度的影响很大程度上受人类介导的影响，正如白天温度和中值家庭收入之间的高度联系.然而,晚上时,相近的社会经济地位是控制表面温度的次要因素。最后,本研究利用地理加权回归占空间变化的关系, 它是一个更合适的分析框架来进行研究涉及多个空间数据层与自相关结构 关键词;城市化、表面温度、城市热岛、土地表面、地理加权回归 引言 尽管存在区域气候差异，世界各大城市已经研究出了一种共同的特点-城市热岛效应(UHI),例如, 城市地区相对于他们的农村环境有较高的空气和地表温度。UHI作为地表覆盖物改变的结果， 主要是由革哩底、沥青、屋顶、建筑与城市土利用替代天然植被、不透水表面和农业用地”情况。这些地表附近能量收支的改变是变是通过减少表面能量预算，增加地表对太阳能的吸收，创造热而封闭的像山谷效果的城市。 过多的热量通过建立真正的基础设施和交通运输在城市不断产生和排放到大气中。城市地域成为地方和区域气候和环境改变越来越重要的驱动器,并伴随许多社会和生态进程不良后果。在干旱半干旱气候条件下UHIs施加额外的热量强调生物,包括人类。 位于索诺兰沙漠已鲜有降雨,具有北部冬天温和湿润,夏天炎热干燥, 凤凰都市地区,美国平均每年日最高气温为30度。随着这个地区的快速城市化进程，近50年来,平均每日空气温度增加了3.1摄氏度,晚间的最低的气温为5C。夏天,太阳是以峰值能量和住宅耗水量为特征。理解和量化UHI和它的影响因素是实现提高都市人的生活质量,菲尼克斯和其他城市的可持续性发展的重要步骤。 重要的是认清UHIs的多样性,其特点是定量分析、中尺度研究、测量仪器化。 UHIs一般用于空气温度测量方面的分析，两个平衡点- 林冠层UHI和城市城市边界层UHI(1976)。遥感技术使得测量上升的热辐射成为可能，并且这种间接测量的表面,或皮肤,温度常常称为表面UHI(SUHI)(罗斯吴昱。1989)。虽然UHI和SUHI倾向于空间和时间一起变动。表面温度和空气之间的关联还不完善,赖以生存的环境受多种因素的影响。具体地说,表面温度较之于空气温度特性对于微尺度地区大气现象显示出更强的依赖 (Arnfield 2003;Nichol 1996)。在过去的20年里对城市表面温度的研究，使我们更进一步理解空间热模式和球的表面特征之间的关系，和阐述城市表面能量预算 UHI和SUHI发展主要在一年中的夜间，和在很大程度上将取决于天气条件(Arnfield2003;Souc和Grimmond2006)。UHI在干旱和半干旱环境中的强度被发现用于改变植物季节性的高变异(Jonsson 2004)。通常，在天气干燥的季节中，光秃秃的树冠层干燥和明亮的土壤反射率增加。减少热容量(低热量吸收）更多的有效辐射、冷却干燥地面从而增加城乡对比度较差。高表面特征相似,城乡景观(例如:科威特城)导致缺乏成熟的UHI。然而城市植被, ,在温和的周围的环境下，通过增加小气候潜热交换,隐蔽和缺乏氧化热量的来源;城市公园和绿地作为降温元素的影响可以延长并超出了他们的边界数百米。 虽然SUHI和UHI空间模式及城乡温度一般特征有广泛的差异研究,但全面了解如何影响土地覆盖的非均质性多空间尺度上的温度分布仍然缺乏。因此,本研究的目的在于以下两方面:(1)以量化凤凰昼夜变化季节性变化在两个空间尺度上的都市地区的表面温度，(2)为探索生物物理和社会经济因素来解释温度变化。以前的研究发现温度和变量在时空变化之间的影响存在密切的联系。在这里我们使用光谱和热数据从先进的卫星热发射和反射辐射计和辅助空间GIS数据进一步研究凤凰城的城市热岛时空变化。具体地说,我们用详细的地表覆盖物信息测验城乡差异和城市内部地表温度的差异性。我们也对SUHI驱动程序进行了探讨，据已知的,直接影响表面温度的因素包括：植被覆盖、不能渗透的或者路出地表的空旷水域、地形和地表覆盖物的多样性。通过大量的测量，我们对可利用的社会经济水平数据达成一致观点，并采用多元回归来评估其贡献的观察方式——解释温度基因表达模式。 方法 ASTER 数据处理 我们获