基于局地气候分区体系的福州城市热环境研究

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以下文章来源于地球信息科学学报 ，作者地球信息科学学报

引言

当前，全球温度持续升高，根据政府间气候变化专门委员会（IPCC）2021年8月最新发布的第六次气候评估报告，目前全球表面温度较1850—1900年升高了约1.1℃，这一升温幅度已导致全球城市的热异常事件频发，极端热浪袭击城市的概率大幅增加。与此同时，全球城市化快速发展，城市空间不断扩张，自然地表被大面积高不透水属性、结构复杂、致密的人工下垫面取代，打破了城区及其周边区域地表热量平衡，城区内部显热不断增加、潜热逐渐减少，城市热岛效应进一步加剧。

科学的城市规划，合理的城市空间布局能有效缓解城市热岛。如何通过城市结构、建筑布局、植被和水体配置等有效途径，改善城市热环境，是近年来城市环境研究的热点。然而，在当前的城市规划中对于城市气候要素的应用还十分有限，城市规划与城市气候之间缺乏联系，这主要是由于规划与气象2个学科间存在一定的行业技术壁垒，规划师难以将城市空间形态与局地气候间的复杂物理过程，以及热环境感知数据直接量化融入规划中。因此，需将“城市气候语言”转换为城市规划师可识别的“空间形态语言”。Stewart和Oke(2012)构建的局地气候分区体系（Local Climate Zones，LCZ）是一种基于局地气候理念的分类体系，根据城市建筑表面结构、材质与土地覆盖类型对各地类的热特性进行有效地区分，并将区域气候按下垫面类型的不同，分为若干局地气候小区，能够为城市热岛的研究提供了一个适用于全球不同城市热岛分析比较的分类准则。LCZ能够为城市气候与空间形态语言间的融合提供了良好的契机，能进一步量化城市形态与城市热环境之间的关系，建立LCZ各类别与热环境属性之间的关系，已成为近年来备受城市热环境研究学者和城市规划师们关注的分类体系与研究方法之一，目前全球已有超过130个城市对基于LCZ分类体系的城市热岛开展相关研究。

国内外学者的研究表明，LCZ能够全面分析城市地表的热特性，充分了解城市内部的热分布规律，揭示城市形态对温度的反馈。也有一些学者利用热舒适度指数对LCZ不同类别的城市户外空间热舒适度空间差异进行研究，以及通过LCZ对不同建筑形态布局的日、夜温度差异特征进行探究。同时，有少数学者指出，当前基于LCZ的热环境研究中，绝大多数的时空格局分析都聚焦于“LCZ类间”差异，而缺乏对“LCZ类内”差异的相关探究。因此，本文运用卫星遥感数据对中国新“火炉城市”福州的主城区进行LCZ分类和地表温度反演，进而对LCZ的空间分布与类间/类内温度差异进行分析，以期为今后福州城区的热环境改善提出科学规划建议。

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