图们江跨国界地区2003-2016年城市热岛效应研究

论文摘要

图们江跨国界地区位于亚洲东北部,地跨中国、朝鲜和俄罗斯三国,是中国“一带一路”倡议中“中俄朝蒙”国际大通道的重要组成部分,也是俄罗斯远东地区开发和朝鲜罗先经济特区建设的重点区域。因此,及时准确地量化图们江跨国界地区城市热岛效应的时空格局,对于提高人类福祉和推进区域城市可持续发展具有重要意义。然而,目前仍缺乏图们江跨国界地区城市热岛效应的相关研究。为此,本文将地表城市热岛强度作为表征城市热岛效应的关键指标,基于Landsat影像提取了区域城市土地信息数据,利用MODISLST数据产品,分析了图们江跨国界地区2003-2016年地表城市热岛强度的时空格局,评估了区域城市热岛效应的影响。主要研究结果如下。（1）量化了区域2016年地表城市热岛强度的空间格局。基于Landsat 8 OLI影像提取出的2016年城市土地信息数据,利用2016年MODIS LST数据产品,在全区和中朝俄三侧两个尺度量化了研究区2016年地表城市热岛强度的空间格局。结果表明,区域2016年地表城市热岛强度的平均值约为0.98℃,夏季地表城市热岛强度明显高于其它季节。区域白天的地表城市热岛强度明显高于夜间。中国一侧的地表城市热岛强度高于朝鲜一侧和俄罗斯一侧。中朝俄三侧在四个季节的地表城市热岛强度均存在明显差异。（2）分析了区域2016年地表城市热岛强度的影响因素。选择城郊NDVI差值、城郊WSA（White-sky albedo）差值、DEM、距海边距离、城市土地面积、城市人口总量、城市人口密度和城市夜间灯光强度这8个变量作为影响因素。以城市为基本分析单元,量化了不同季节和不同时段区域地表城市热岛强度与这些影响因素之间的关系。利用Pearson相关系数和Spearman相关系数分别量化了在不同季节和不同时段内,地表城市热岛强度与这些影响因素之间的关系。结果表明,区域夏季与冬季的地表城市热岛强度与这些影响因素不相关,白天与夜间的地表城市热岛强度与这些影响因素也不相关。中朝俄三侧四季地表城市热岛强度主要与NDVI、WSA、城市土地面积、城市总人口以及城市夜间灯光强度显著相关。相关性分析结果表明,城市规模越大、社会经济发展水平越高、城市植被覆盖度越低,地表城市热岛强度越高。（3）分析了区域2003-2016年地表城市热岛强度的动态变化。区域2003-2016年白天和夜间的地表城市热岛强度呈明显上升趋势。区域白天稳定城市区域（Stable Urban Area,SUA）和城市化区域（Urbanized Area,UA）的变化趋势一致,但SUA地表城市热岛强度的温度变化高于UA。在四个季节中,SUA冬季夜间的地表城市热岛强度呈下降趋势,其他季节均呈现上升趋势。区域白天的城市热岛面积（Area of the Surface Urban Heat Island,AreaSUHI）明显高于夜晚的AreaSUHI。区域夏季白天AaSaSUHI每年下降约0.7km2,但其夜间AaSaSUHI每年上升约0.9km2。在2003-2016年间,朝鲜一侧白天的地表城市热岛强度呈下降趋势,中国一侧和俄罗斯一侧均呈上升趋势。中国一侧白天的AreaSUHI高于其他两侧。在四个季节中,中国一侧AreaSUHI高于朝鲜一侧和俄罗斯一侧。（4）分析了区域2003-2016年地表城市热岛强度的影响因素。2003-2016年,中国一侧SUA夏季地表城市热岛强度主要与NDVI、城市总人口和城市人口密度有关。朝鲜一侧SUA夏季地表城市热岛强度主要与NDVI和城市人口密度有关。俄罗斯一侧SUA夏季地表城市热岛强度主要与DEM有关。2003-2016年,中国一侧UA夏季地表城市热岛强度主要与NDVI和城市人口密度有关。朝鲜一侧UA夏季地表城市热岛强度主要与WSA、距海边距离和城市土地面积有关。俄罗斯一侧UA夏季地表城市热岛强度主要与NDVI、DEM、城市总人口和城市人口密度有关。2003-2016年,中国一侧SUA和UA冬季白天地表城市热岛强度与WSA有关。朝鲜一侧SUA和UA冬季夜间地表城市热岛强度与WSA有关。俄罗斯一侧SUA冬季夜间地表城市热岛强度与DEM、城市人口密度和夜间灯光强度有关,俄罗斯一侧UA冬季夜间地表城市热岛强度与距海边距离和城市总人口有关。（5）评估了区域2003-2016年地表城市热岛强度可能产生的影响。基于夏季最高温度、高温天数、年均降水量、年无霜期日数、年降雪日数、儿童与老年人人口变化情况和居民对热岛效应感知情况等指标,评估了地表城市热岛强度对城市气候、环境和居民健康的影响。结果表明,该区域中国一侧的城市近几年夏季最高温度、高温天数、年均降水量和年无霜期日数等方面均呈增长趋势,年降雪日数呈递减趋势。通过对延吉市居民进行访谈和问卷调查,以及对延吉市疾控预防中心的死亡数据进行分析,结果表明,城市热岛效应在一定程度上会影响居民健康。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景、目的及意义
•   1.2 国内外研究进展
•     1.2.1 城市热岛效应的概念
•     1.2.2 城市热岛效应的产生机理与影响因素
•     1.2.3 城市热岛效应的研究方法
•     1.2.4 图们江跨国界地区城市热岛效应研究进展
•   1.3 研究内容及技术路线
•     1.3.1 研究内容
•     1.3.2 技术路线
•   1.4 研究方法
• 第二章 研究区与数据
•   2.1 研究区概况
•     2.1.1 地理位置
•     2.1.2 自然环境概况
•     2.1.3 社会经济概况
•   2.2 数据预处理
•     2.2.1 数据
•     2.2.2 数据预处理
•     2.2.3 数据验证
• 第三章 2016年城市热岛的空间格局
•   3.1 区域地表城市热岛强度的空间格局
•   3.2 中朝俄三侧地表城市热岛强度的空间格局
•   3.3 区域地表城市热岛强度的影响因素
•   3.4 中朝俄三侧地表城市热岛强度的影响因素
• 第四章 2003-2016年城市热岛效应动态变化
•   4.1 区域城市热岛效应的时间变化特征
•     4.1.1 城市热岛效应日内变化特征
•     4.1.2 城市热岛效应四季变化特征
•   4.2 中朝俄三侧城市热岛效应的时间变化特征
•     4.2.1 中朝俄三侧城市热岛效应日内变化特征
•     4.2.2 中朝俄三侧城市热岛效应四季变化特征
•   4.3 区域地表城市热岛强度的过程影响因素
•     4.3.1 区域SUA地表城市热岛强度的过程影响因素
•     4.3.2 区域UA地表城市热岛强度的过程影响因素
•   4.4 中朝俄三侧地表城市热岛强度的过程影响因素
•     4.4.1 中国一侧地表城市热岛强度的过程影响因素
•     4.4.2 朝鲜一侧地表城市热岛强度的过程影响因素
•     4.4.3 俄罗斯一侧地表城市热岛强度的过程影响因素
• 第五章 城市热岛效应的影响
•   5.1 城市热岛效应对夏季高温的影响
•   5.2 城市热岛效应对降水量的影响
•   5.3 城市热岛效应对植物物候的影响
•   5.4 城市热岛效应对居民健康的影响
• 第六章 结论和展望
•   6.1 主要结论
•   6.2 不足与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 在读期间参加的科研项目和发表的论文

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李冰

导师: 南颖,张达

关键词: 图们江跨国界地区,地表城市热岛强度,城市热岛面积,尺度

来源: 延边大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 气象学,环境科学与资源利用

单位: 延边大学

分类号: X16

总页数: 98

文件大小: 8435K

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