城市地表形态与城市热岛关系研究：回顾与展望外文翻译资料

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城市地表形态与城市热岛关系研究：回顾与展望

Jaacute;nos Unger*

塞格德大学气候与景观生态学部，邮箱：6536701 Szeged,Hungary

摘要：本文提出了城市内景观因子（SVF）温度关系的综合评估，介绍了一种揭示SVF与整个城市空气温度之间真正联系的新方法。在文献中出现的结果是相当矛盾的，可能是因为以前的调查仅限于城市的中心或特定部分（例如市中心和城市峡谷），并且几乎没有使用太多的场地测量，通常基于在选定的地点测量元素对。在某些情况下，还讨论了使用面积平均的手段，但总是与其中一个所检查的变量不太吻合。为了方便比较，本研究在匈牙利的赛格得，对SVF和空气温度上运用了大量的平均面积手段。这些数值基于大量测量并且与整个城市都息息相关。结果表明，这些变量与城市内部变化之间有很强的关系，如果所选择的比例是适当的，则城市表面形状是城市内空气温度分布的重要决定因素。因此，需要对覆盖城市或整个城市最大部分的适当规模的地区进行调查，得出明确的结论。

关键词：天空景观因子，气温，地表温度，城市环境，规模，线性回归，匈牙利赛格德。

1.介绍

建筑区域显示为不均匀的人造地形，建筑材料与天然表面也有不同。此外，人为过程会释放出过量的热量以及污染环境空气。与相对自然的环境相比，它们一起导致了更高的城市温度，这就是所谓的城市热岛（UHI），或者如果空间结构是多窖，则是城市热群。一般来说，当夜间热量（白天储热）被释放时，是效应最强烈的时候。重要的是要注意城市冠层（UCL）和城市边界层（UBL）之间关于城市热岛的调查规模的区别（Oke 1976）。这种区别允许在微观尺度下，屋顶水平（UCL）下运行的过程和在中等尺度（通常高于屋顶水平（UBL））下运行的过程有区别。研究城市热岛的意义是基于其在城市环境中的社会经济，健康和气象影响（表1）。 在本研究中，重点在于在城市峡谷中屋顶水平以下的城市热岛。

给定城市地点的UHI强度（Delta;T），此强度定义为给定城市地点和精心挑选的附近非城市（参考）地点或非城市地点平均值的温度差（例：Lowry 1977， Oke 1997）。 Delta;T在很大程度上取决于测量场所的即时环境的土地利用和城市参数（如建成比率，绿地比率，天空因子等）（例：Oke 1987，Golany 1996，Unger etal.2004）。

表1.城市热岛（UHI）在寒冷和炎热的气候城市环境中的社会经济，健康和气象影响（2002年oke，城市热岛：研究的概况及其影响城市热岛峰会，多伦多，加拿大。 可查：www.city.toronto.on.ca/cleanairpartnership/uhis_summit.htm）

夜间冷却过程主要是通过输出的长波辐射来导致的。在城市，狭窄的街道和高层建筑形成了深的峡谷。这种3D几何配置在调节长波辐射热损失方面起着重要的作用。由于从表面只看到较小部分的天空（由于表面单元本身的部分水平，部分垂直的不均匀性），出射的长波辐射在这里比在农村地区更受限制。

城市内温度过度分布在很大程度上是因为于地表特征，如几何形状：建筑物高度（H），街道（峡谷）宽度或建筑物间距（W）。H / W比率描述了建筑物的密度相对于其高度的密集程度。随着H / W的增长，寒冷的天空受到相对温暖的建筑物的影响越来越大。给定地点的辐射几何的测量方法中最合适的是其天空观测因子（SVF），即根据天空占据的上半部分的分数（Oke 1981）。SVF是0到1之间的无量纲尺度，分别表示完全阻塞和完全自由（Oke 1988）。屋顶水平的SVF的降低会降低辐射损失，并且减少了平静的峡谷中空气中的紊流传热。因此，理论上认为它是城市热岛现象的主要组成部分。

因此，本文的第一个目标是提供对文献中发现的城市内表面几何（SVF，H / W），对温度关系的综合评估。第二个目标是为此作出结论：描述匈牙利东南部塞格德的相关调查，特别是介绍最近的发展情况，以及与以往研究相比获得的结果的重要性。

2.文献复习

这些文献有些部分涉及到冲水温度（Ts）和水平（空气）温度（Ta）和SVF（H / W）之间的关系。

根据英国雷丁在16个方向和12个月的固定电站观测角度的测量，Parry（1967）认识到，城市环境中的“开放式”和“封闭式”站点具有不同的日常最低温度（表2）。这里没有关于角度和Ta测量水平的报告。他向车站展示了一些圆形的数字，这些数字与最近使用的描绘天空障碍的数字非常相似（如用鱼眼镜头拍摄的照片）来确定SVF值。

根据Oke（1981）的广泛认知和参考的结果，屏幕上观察到的最大Delta;Ta与城镇中心地区计算的平均SVF和H / W值有关（表2）。在这种情况下，关于H和W的信息是基于地面和航空照片，以及建筑物和街道尺寸的数据集。Delta;Ta是给定城市的观测（可能）最大值，并且在有利（平静和无云）天气条件下通常在夜间发生，并且人为热对能量平衡的影响可忽略（Oke 1981）。城市几何是热岛强度的基本物理控制，因为得到的方程式表明：

Delta;Ta,max = 15.27 – 13.88 times; SVF (1)

Delta;Ta,max = 7.45 3.97 times; H/W (2)

Oke（1981）的此种基准是基于几个来自北美，欧洲和澳大利亚城市的数据，人口在1100-850万之间，由他自己和其他调查人员确定。然而，没有提到测量的数量和被检查的城市的数量。

约翰逊（1985）发现，在夏季，英国伯明翰城市横越路线的27个几乎等距离的地点，最高空气温度（1.4米处）和SVF之间存在“接近”负相关关系（表2）。虽然通过八次移动观察重复测量Ta，但是没有关于SVF测量级别的信息。

表2.天空观测因子（SVF）或高度/宽度（H / W）比（自变量）对空气温度（Ta）（因变量）的调查：研究区域（CBD：中央商务区）及其规模， 测量方法，自变量范围，元素对数，回归系数a和b（Y = a bX，其中Y为温度或冷却速率，X为SVF或H / W）和显着性水平（ - ：无信息）。 CC：中央城市，CP：中央公园，T：过渡