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城市环境所在城市三维紧凑形态对热环境的驱动机制研究中获进展

发布时间:2021-05-26 02:29 作者:亚博网页版

  作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。更多简介 +

  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

  快速城市化进程使城市人口规模不断扩大,建设用地面积不断扩张。但土地资源有限,认识和构建紧凑型城市形态并探究其环境影响效应,对城市可持续发展具有重要意义。目前,城市二维紧凑形态的热环境效应已得到广泛研究,但鲜有研究能够反映城市真实状态的三维紧凑形态对热环境的影响。

  基于上述问题,中国科学院城市环境研究所利用2017至2018年厦门市Landsat-8热红外波段影像数据,采用单窗算法,反演了厦门市中心城区的地表温度。在此基础上,通过已构建的城市三维紧凑性指数(VCI),结合相关分析、回归分析及地理探测器模型,研究人员综合探索了厦门小区尺度二维、三维紧凑形态对热环境的驱动机制。研究发现,相较于二维紧凑及单个城市形态建筑要素,从三维紧凑的角度能够更好地挖掘城市形态对热环境的驱动效应;城市建筑的三维结构和空间格局对城市风环境的影响以及对太阳辐射的捕获(trapping)和遮蔽(shadowing)效应是城市三维紧凑形态对热环境的主要驱动机制;通过对比多种形态类型的小区,进一步探究了三维紧凑对热环境的驱动过程。

  该研究探索了不同季节城市三维紧凑形态对热环境的异质性影响,以及不同三维紧凑程度对热环境的影响差异。研究显示,当城市小区尺度的三维紧凑性指数由0.016升至0.323时,地表温度将增加1.35℃,这表明过于立体紧凑的城市形态会加剧城市热环境效应。此外,研究人员还总结了当前研究存在的挑战及未来研究趋势,相关评价将有助于优化城市形态,为城市人居环境的健康和可持续发展提供策略支持。

  快速城市化进程使城市人口规模不断扩大,建设用地面积不断扩张。但土地资源有限,认识和构建紧凑型城市形态并探究其环境影响效应,对城市可持续发展具有重要意义。目前,城市二维紧凑形态的热环境效应已得到广泛研究,但鲜有研究能够反映城市真实状态的三维紧凑形态对热环境的影响。

  基于上述问题,中国科学院城市环境研究所利用2017至2018年厦门市Landsat-8热红外波段影像数据,采用单窗算法,反演了厦门市中心城区的地表温度。在此基础上,通过已构建的城市三维紧凑性指数(VCI),结合相关分析、回归分析及地理探测器模型,研究人员综合探索了厦门小区尺度二维、三维紧凑形态对热环境的驱动机制。研究发现,相较于二维紧凑及单个城市形态建筑要素,从三维紧凑的角度能够更好地挖掘城市形态对热环境的驱动效应;城市建筑的三维结构和空间格局对城市风环境的影响以及对太阳辐射的捕获(trapping)和遮蔽(shadowing)效应是城市三维紧凑形态对热环境的主要驱动机制;通过对比多种形态类型的小区,进一步探究了三维紧凑对热环境的驱动过程。

  该研究探索了不同季节城市三维紧凑形态对热环境的异质性影响,以及不同三维紧凑程度对热环境的影响差异。研究显示,当城市小区尺度的三维紧凑性指数由0.016升至0.323时,地表温度将增加1.35℃,这表明过于立体紧凑的城市形态会加剧城市热环境效应。此外,研究人员还总结了当前研究存在的挑战及未来研究趋势,相关评价将有助于优化城市形态,为城市人居环境的健康和可持续发展提供策略支持。

  相关研究成果以The Challenge of the Urban Compact Form: Three-Dimensional Index Construction and Urban Land Surface Temperature Impacts为题,发表在Remote Sensing上。城市环境所博士生严寒为论文第一作者,研究员叶红为论文通讯作者。研究工作得到国家自然科学基金、中科院国际合作项目的资助。


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