安徽建筑工业学院环境工程学院
毕业设计（论文）开题报告
课题名称：合肥市热岛效应及其应对策略研究 专 业：地理信息系统
班 级：08地信2班
姓 名：汤杰 学 号：08203050215 指导教师：陈广洲
2012年03月10日
1、毕业设计(论文)选题依据(选题意义、国内外发展现状分析、主要参考文献目录) 1.1.选题意义: 城市热岛效应是由于人们改变城市地表而引起小气候变化，由于城市化的速度加快，城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的热容量和吸热率，使得城市地区储存了较多的热量，并向四周和大气中大量辐射，造成了同一时间城区气温普遍高于周边郊区气温的现象。热岛效应会给城市及其居民带来众多不良影响。 热岛效应会给城市及其居民带来众多不良影响。一方面，大量污染物在热岛中心聚集，浓度剧增，直接刺激人们的呼吸道粘膜，轻者引起咳嗽流涕，重者会诱发呼吸系统疾病，尤其是患慢性支气管炎、肺气肿、哮喘病的中老年人还会引发心脏病，死亡率高，如英国伦敦在1952年12月份，因为这个原因死亡4000余人。另一方面，大气污染物还会刺激皮肤，导致皮炎，甚而引起皮肤癌。有的物质如铬等，若进入眼内会刺激结 膜，引起炎症，重者可导致失明。汞的含量较多，可损害人的肾脏，引起剧烈腹痛、呕吐。汞慢性中毒还会损害人的神经系统。第三方面，长期生活在热岛中心区的人们会表现为情绪烦躁不安、精神萎靡、忧郁压抑、记忆力下降、失眠、食欲减退、消化不良、溃疡增多、胃肠疾病复发等，给城市人们的工作和生活带来说不尽的烦恼。在中国，素有“火炉城市”之称的南京、武汉、重庆等许多大城市在发展中都不同程度地出现了以上这些现象，所以，城市热岛效应已成为城市发展中应正确面对、亟待解决的问题。因此研究城市热岛效应的影响因素和应对措施，从而为城市协调发展和改善环境质量提供决策依据是非常有必要的。 1.2.国内外发展现状分析 英国人Lake Howard 于1833 年第一次对伦敦城市中心的温度比郊区高的现象进行文字记载，Manley 于1958 年首次提出城市热岛（Urban Heat Island，UHI）的概念。城市热岛效应也称“大气热污染现象”。是指当城市发展到一定规模，由于城市下垫面性质的改变、大气污染以及人工废热的排放等因素使城市温度明显高于郊区，形成类似高温孤岛的现象。这在气象学上被形象的成为城市热岛。 近20多年来各国学者围绕风速、云量、天气背景、城市规模等影响城市热岛的因子做了大量的研究，还对城市热岛的垂直结构进行了观察研究。城市热岛研究的区域也有一定拓展：早期城市热岛的研究多侧重于温带地区，现在对热带、副热带以及高纬寒带地区的城市也有了细致的研究工作。随着计算机技术的高速发展，国外学者还对城市热岛进行了大量的数值模拟研究。在诸多人类活动研究中，城市热岛效应就成为气候研究中的一个新热点，例如Peterson等研究了全球农村气温变化趋势，以区别城市热岛效应对全球增温的影响。Hughes等研究了城市对南非气温变化趋势的影响。Jones等评估了城市化对大陆气温序列的影响。Weng等根据城郊温度历史性的差异，分析了城市发展对城市热岛效应的影响，认为城市下垫面的扩张对城市热岛强度和地表温度变化具有巨大的影响。以Duckworth F S.等的城市上空出现郊外气温高于城区的“交叉效应”（Cross-over effect）为代表，也开展了大量研究。另外，Lee于1992年运用遥测技术进行韩国主要都会区汉城（先首尔）及其邻近卫星城市的都市热岛研究。日本学者Fukuoka于1983年针对日本都市人口与热岛强度进行了相关分析。 我国对热岛效应的研究早已开始，并取得了许多成果。对城市气候研究起步于20世纪80年代初，在上海、北京等大中城市已开展研究，并取得了不少研究成果。从大气环境角度先后开展了城市热岛强度、水平分布、垂直结构和影响因子的试验研究。我国学者在北京、上海、广州、南京、太原、沈阳、昆明等大中城市对城市热岛进行了观测和分析研究。迄今至少已有20多个城市开展过城市热岛效应研究，如邓莲堂等人利用定点观测的方法对上海市城市热岛效应的变化特征进行了初步分析，结果表明，热岛强度日变化明显，一般是夜间热岛效应强于白天，其季节变化亦较明显，平均热岛强度秋冬季节较强，夏季较弱。程锦霞等人利用R/S方法对漯河市四季及年平均气温进行定量分析后得到了气候变化的规律。曾洪芬对辽阳市热岛效应特征及对城市环境影响的分析，莫新对柳州市热岛效应与干岛效应的探讨等。这些研究一般侧重于单纯的城市大气环境问题，到80年代后对国内城市气候立体构造和数值模式的研究也逐步开展，但所模拟的垂直高度都在数百米至数千米，而对城市气候环境影响程度较大的、高度在100m以下的城市覆盖层和城市边界层下部的分析研究较少。另外，由于可供模拟起始边界条件和模拟验证的实际观测资料较少，给数值模拟研究带来了一定的局限性。后来随着遥感技术的逐步发展与应用，很多学者利用这进行了一系列的研究工作。如杨霖利用NOAA-14卫星数据反演兰州城市热岛效应特征；丁金才、周红妹、陈云浩等人以NOAA和TM数据为基础，为别从建成区面积、土地利用类型、人为热、风向、风速等方面对上海市区城市热岛效应进行了分析研究。 城市热岛现象的研究方法主要集中在三方面：第一是利用城市和郊区的地方气象台、站和地面站点、地面流动站多年的气温观测资料研究城市热岛的时空变化特征，第二是应用统计学方法或数学模拟方法利用中尺度气象模式进行数值模拟，研究城市热岛及其环境效应，第三是利用卫星遥感资料反演地温，以及利用3S技术研究热岛的空间变化特征和土地利用/覆盖变化的热环境效应，可以进行大面积地表温度测定，减少局部环境认为干扰，直观、定量地研究热岛特征，且通过遥感手段获取的观测资料时间同步性好，基本克服了传统方法的缺陷。运用遥感卫星图像研究城市热岛效应，首先是采用两幅不同时期的TM（4、5、6波段）彩色合成图像，对照研究的城市地图，划出热岛的大致范围。然后引入“焓变”的概念或用标准差植被指数（NDVI），通过对不同时相的卫星图像的分析比较，得出热岛效应的动态变化特征，并用引入的两个指数衡量一个地区的“热岛”效应的强弱，评价城市热岛效应及其对生态环境的影响。在TM图像的三个波段中，TM4和5波段可显示陆地、植被和水体，TM6波段是热红外波段，对热异常敏感，可用于辨别地表温度差异，监测与人类活动有关的热量特征。因此，TM6波段的图像突出的是地物辐射特性，其特征表现为：地物温度越高，图上相应的色调越红，甚至发亮；而温度越低，色调就越暗淡，一般是白、蓝、黑冷色调。由于根据红外辐射亮温进行地表温度换算比较困难，而在城市热岛效应动态检测中，只注重城郊温度对比，因此在分析热岛效应强度时，可直接用亮温数据。 1.3.主要参考文献目录 [1]VOOGTA JAOKEB TR.Thermal remote sensing of urban climates[J].Remote Sensing of Environment，2003（86）:370-384. [2]DAVDR S.Satellite-measured growth of the urban heat island of Houston Texas[J].Remote sensing of environment，2003（85）:282-289 [3]Ye, XQ Chinas Urban-Rura l Integ ration Policies[J] Journal of Current ChineseAffairs, 2009, 38( 4):117-143 [4]联合国气候变化框架公约官方网站: www.unfccc.org [5]TSO Our Energy Future: Creating a Low Carbon Econom y[R]TSO (The Stationary Office), 2003 [6]Oke, TR Urban Clim a tesand Global Environmenta lChange [A] Thompson, RD, Perry, A (eds) Applied Clim at ology Principles & Practices [R] London: Rutledge, 1997 273- 287 [7]美国环境保护署城市热岛网页: http: // epa gov /heatisland / index htm 2009 [8]王雪，白降丽. 城市热岛效应研究进展及未来发展趋势[J].佛山科学技术学院学报：自然科学版，2008，（1）：53-56. [9]朱焱，朱莲芳. 应用卫星资料分析苏州夏季城市热岛效应[J]. 气象科学，2009，29（1）：77-83. [10]刘雯. 城市热岛效应的成因和改善策略探究[J]. 科技创新导报，2010，（4）：116-117. [11]林怡云，吴阳，曹庆，等. 城市热岛效应的影响因素及防治措施[J]. 福建轻纺，2009,（4）：37-41. [12]王桂新，沈续雷. 上海城市化发展对城市热岛效应影响关系之考察[J]. 亚热带资源与环境学报，2010，5（2）：1-11. [13]唐罗忠，李职奇，严春风，等. 不同类型绿地对南京热岛效应的缓解作用[J]. 生态环境学报，2009，18（1）：23-28. [14]朱正伟，王猛. 城市热岛效应的危害及对策[J]. 污染防治技术，2009，22（2）：94-96. [15]景元书，谢济善.城市热岛效应影响因素分析[J]．中国科技信息.2006（21） [16]于志熙．城市生态学．1992（2） [17]彭少麟．城市热岛效应研究进展[J]．生态环境．2005,14（4）：574～579 [18]魏真真等.城市热岛效应研究进展[J].新疆师范大学学报，2007,9（3）:232-235. [19]黄逸生，王霞斐，陈明森等.昆明城市热岛及大气质量探测报告[R].滇池地区生态环境与经济综合报告，昆明:云南科技出版社，1988,131-149. [20]孙奕敏，边海.天津市城市热岛效应的综合性研究[J].气象学报，1988,46（3）:341-348. [21]桑建国，刘万军.冬季城市边界层风场和温度场结构分析[J].气象学报，1990,48（4）:459-468. [22]李子华，唐斌，等.重庆市区冬季热岛效应的研究[J].地理学报，1993,48（4）:358-366. [23]苏红兵，洪钟祥.北京城郊近地层湍流实验观测[J].大气科学，1994,18（6）:739-750. [24]徐涵秋，陈本清.不同时相的遥感热红外图像在研究城市热岛效应变化中的处理方
合肥市热岛效应研究毕业设计开题报告
