北京日報(bào)記者 王子安 孟慶巖

在全球氣候變暖的背景下，城市熱島問題成為不可忽略的“城市病”之一。中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院遙感衛(wèi)星應(yīng)用國家工程實(shí)驗(yàn)室孟慶巖研究員團(tuán)隊(duì)近日在熱紅外遙感研究方面取得進(jìn)展。熱紅外遙感是利用星載或機(jī)載傳感器收集、記錄地物的熱紅外信息，可為城市地表溫度監(jiān)測提供快速有效的技術(shù)支撐。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《生態(tài)指標(biāo)》雜志上。

那么，我國各主要城市群“體溫”如何？經(jīng)歷了怎樣的變化？變化的原因又是什么？北京日報(bào)約請研究團(tuán)隊(duì)成員為讀者作解讀。

中國城市群地表溫度空間分布圖（圖例內(nèi)數(shù)字單位：攝氏度）

熱紅外遙感的原理是：所有的物質(zhì)，只要其溫度超過絕對零度，就會(huì)不斷發(fā)射紅外能量。它不僅與物質(zhì)的表面狀態(tài)有關(guān)，而且是物質(zhì)內(nèi)部組成和溫度的函數(shù)。熱紅外遙感就是利用星載或機(jī)載傳感器收集、記錄地物的這種熱紅外信息，并利用這種熱紅外信息來識別地物和反演地表參數(shù)如溫度、濕度等。

為有效監(jiān)測中國城市群地表溫度時(shí)空變化，研究團(tuán)隊(duì)利用遙感數(shù)據(jù)研究分析了2000年至2015年中國城市群地表溫度的時(shí)空演變特征，發(fā)現(xiàn)了一些城市熱環(huán)境的變化規(guī)律。

知其然還要知其所以然。城市熱環(huán)境是一個(gè)復(fù)合系統(tǒng)，要想找到城市高溫的“病因”，就要從自然環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等多要素入手，探究地表溫度的影響機(jī)制。我們的研究從城市綠度、灰度、濕度、社會(huì)經(jīng)濟(jì)四個(gè)方面選取影響因子，共選取10個(gè)地表溫度影響因子，綜合覆蓋自然與社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素。

1京津冀城市群 “體溫”變化特征

2000年至2005年 大力發(fā)展港口或使沿海地區(qū)溫度上升

地表溫度上升變化明顯的區(qū)域主要集中在西南部和東部，如邯鄲市南部、石家莊西部以及唐山市南部。尤其是唐山南部、廊坊東部以及滄州東北部的沿海地區(qū)，地表溫度上升明顯，這可能和大力發(fā)展港口有關(guān)。

2005年至2010年 奧運(yùn)會(huì)前工礦企業(yè)南遷使北京降溫

地表溫度發(fā)生顯著變化。北京及周邊的一些城市地表溫度不增反降，而衡水、邢臺(tái)及石家莊等京津冀南部城市的地表溫度則明顯上升，這可能和2008年北京奧運(yùn)會(huì)之前工礦企業(yè)南遷有關(guān)。

2010年至2015年 地表溫度變化呈現(xiàn)北升南降

地表溫度呈北升南降的變化特征，其中衡水增幅最高，北京、廊坊等地也開始由降轉(zhuǎn)升。而南部城市，如邯鄲、邢臺(tái)的地表溫度則開始下降。2000年石家莊市中心的地表溫度很高，然后到2015年逐漸降低。邢臺(tái)和邯鄲也尤為明顯，2000年至2015年高溫范圍逐漸縮小。

影響因子分析

綠地可使地表溫度顯著降低

保定市、邢臺(tái)市和石家莊市地表溫度受綠度因子影響較大，結(jié)合地表溫度的分布結(jié)果顯示，植被區(qū)的地表溫度顯著降低，所以綠地是一種可接受的緩解策略，但城市不同區(qū)域的側(cè)重點(diǎn)不同。

社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子在北京市和石家莊市貢獻(xiàn)率較高，這可能和北京、石家莊等城市以先進(jìn)制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)為支柱產(chǎn)業(yè)，土地集約利用水平和城市用地經(jīng)濟(jì)效率較高有關(guān)。

天津市濕度因子的影響排序第一，這可能與天津市水系發(fā)達(dá)有關(guān)。

隨著時(shí)間的推移，綠度因子自2000年至2015年經(jīng)歷了先上升后下降最后再上升的過程。后期的上升與秦皇島、承德和張家口等帶有高植被覆蓋率的生態(tài)旅游城市的貢獻(xiàn)緊密相關(guān)。

對于道路、鐵路因子的影響，總體上呈現(xiàn)上升的趨勢。交通網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展可以導(dǎo)致新的土地密集型區(qū)域的形成，從而造成地表溫度的升高。

2長三角城市群 “體溫”變化特征

2000年至2005年 地表溫度隨城市化的擴(kuò)張而增加

地表溫度上升變化明顯的區(qū)域主要集中在上海市及其周邊，呈現(xiàn)以上海市為中心向外擴(kuò)展的趨勢，如南通市南部、蘇州市東南部及嘉興市北部周邊。而長三角城市群南部、西北部出現(xiàn)了較大程度降溫趨勢，如臺(tái)州市西南部、滁州市中部及北部地區(qū)。這說明長三角城市群在城市化發(fā)展進(jìn)程中，上海市及其周圍城市發(fā)展較快，地表溫度隨城市化的擴(kuò)張而增加。

值得一提的是長江北段一帶地表溫度明顯增高，這可能與2001年在南京市建立高科技園區(qū)，使化工企業(yè)的遷移數(shù)量和規(guī)模不斷增加有關(guān)。

2005年至2010年 上海市地表溫度不增反降

地表溫度變化的空間分布特征發(fā)生顯著變化。上海市地表溫度不增反降，上海市周邊的蘇州市和嘉興市也出現(xiàn)了一定程度的降溫趨勢。而除這三個(gè)城市以外的其余長三角城市則均呈現(xiàn)一定的升溫區(qū)域。

2010年至2015年 地表溫度變化轉(zhuǎn)為南降北升

地表溫度變化分布特征轉(zhuǎn)為了南降北升的特征。其中，以江蘇北部的鹽城、滁州升溫幅度最高，而浙江南部的金華、臺(tái)州則具有最高的降溫幅度，這可能是由化工污染企業(yè)關(guān)閉和搬遷所致，而鹽城、滁州、上海等升溫幅度較高，應(yīng)特別注意采取更有效的措施，緩解這些城市第二或第三產(chǎn)業(yè)比重相對較高所導(dǎo)致的城市局部熱環(huán)境。

影響因子分析

水體是影響地表溫度的關(guān)鍵

綠度因子在嘉興市、馬鞍山市和鎮(zhèn)江市的貢獻(xiàn)率均較高，表明地表溫度受綠化等的影響較大，而在安慶市、池州市和揚(yáng)州市影響較小。

濕度因子在上海市、寧波市、紹興市和蘇州市貢獻(xiàn)率均較高，相關(guān)研究也表明，水體是影響地表溫度的關(guān)鍵因子，在上海，水體可以使地表溫度降低3.32℃。

在沿海城市，如南通市和鹽城市，社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子的貢獻(xiàn)率相對較高，說明沿海城市地表溫度受社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響較大。

3粵港澳城市群 “體溫”變化特征

2000年至2005年地表溫度變暖主要發(fā)生在北部地區(qū)

地表溫度變暖趨勢主要發(fā)生在北部高緯度地區(qū)，尤其是東部的汕尾、河源市。而冷卻趨勢主要發(fā)生在亞熱帶闊葉林所在地區(qū)，例如西部的陽江和中南部的東莞，地表溫度出現(xiàn)一定程度的下降。

2005年至2010年 地表溫度變化趨勢為南升北降

地表溫度上升趨勢開始放緩，上升區(qū)域主要集中在西南部地區(qū)，例如陽江市、江門市。而西北部的部分地區(qū)包括清遠(yuǎn)、肇慶等則出現(xiàn)明顯的地表溫度下降。

2010年至2015年 森林砍伐減少使變暖趨勢放緩

整體上的地表溫度變化開始由升高轉(zhuǎn)為降低，西南部的大部分城市地表溫度以下降為主，而西北部部分城市，例如清遠(yuǎn)市、廣州市，地表溫度則開始以上升趨勢為主。在最近的十年里，森林砍伐減少了，這有助于減少氣溶膠排放和減緩變暖趨勢。

影響因子分析

城市森林覆蓋率下降影響大

由于對空間的需求，佛山、廣州和珠海等城市見證了森林面積向城市用地的巨大轉(zhuǎn)變，反映在地表溫度的影響上也存在明顯差異。

在珠中江經(jīng)濟(jì)圈的中山市和珠海市，社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子的貢獻(xiàn)率均較高，而綠度因子的貢獻(xiàn)率較低，這可能和城市森林覆蓋率下降有關(guān)。剩余的森林碎片主要集中在沿海丘陵地區(qū)。

深莞惠經(jīng)濟(jì)圈中的東莞市和深圳市表現(xiàn)出較為一致的分布規(guī)律，濕度因子的貢獻(xiàn)率較高，而社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子較低。

對于廣佛肇經(jīng)濟(jì)圈中的佛山市和廣州市，各因子的貢獻(xiàn)率較為一致。

4成渝城市群 “體溫”變化特征

2000年至2005年 重慶市東南部出現(xiàn)較大程度升溫趨勢

地表溫度變化主要呈“中心升兩邊降”。而成渝城市群的西部、東南部出現(xiàn)了較大程度的升溫趨勢，如重慶市東南部、雅安市西部地區(qū)。

2005年至2010年 北部一些城市呈現(xiàn)一定降溫趨勢

中南部城市地表溫度出現(xiàn)增溫趨勢，尤其是瀘州市、宜賓市等城市。而北部一些城市如德陽市、達(dá)州市則呈現(xiàn)一定降溫趨勢。

2010年至2015年 重慶西部降溫幅度大

地表溫度呈“南降北升”的分布特征。其中，以四川北部的綿陽、南充升溫幅度最高，而四川南部的瀘州和重慶西部降溫幅度最大。

影響因子分析

都市圈社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子貢獻(xiàn)率高

綠度因子在內(nèi)江市、瀘州市和南充市的貢獻(xiàn)率均較高，對地表溫度的影響較大，而在德陽市、綿陽市以及重慶市影響較小。

在成都都市圈的成都市、德陽市和綿陽市，社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子的貢獻(xiàn)率均較高，綠度因子的貢獻(xiàn)率較低。 

關(guān)鍵詞： 體溫 太空 城市群