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《华东师范大学》 2017年
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城市建成因素对于城市气候影响

侯路瑶  
【摘要】:城市化和气候变化是当今世界最为关注的话题,一方面气候变化产生了极端降水、高温等极端天气现象,两极冰川融化导致沿海海拔较低的海域面临淹没的风险,给城市系统带来了经济、社会等各方面的损失:另一方面城市化促进了农村大量务工人员涌入城市,城市聚集的大量人口带来了城市土地利用结构的变化,其中包括土地利用方式、土地利用类型以及格局。空间结构变化导致城市下垫面性质改变,如影响城市蒸散量变化等,进而影响了城市气候变化,形成一系列的诸如城市热岛、雨岛、干岛等城市气候现象。上海作为城市化进程比较早并且较为迅速的国际大都市,将其作为研究区域具有代表性。本文以城市规划学、气象学、地理学等理论为基础,重点探讨城市化和气候变化二者互动作用研究。研究内容主要集中以下:第一部分以上海市2000年到2014年为时间跨度,以11个气象站点的气象数据为基准,选取了年均温、年降水量、年相对湿度、年最大风速四个最常用的表征气候的指标。基于空间维度,采用空间插值的方法,对比上海各区的气象要素的时空差异,基于时间维度,对11个气象站历年的气象要素进行统计,了解各区域气象要素的时间变化。结合时空尺度分析以及上海市的实际情况探讨发现,城市气象因子分析,时间尺度统计上,发现从2000年到2014年气温呈现逐渐升高,降水强度以及频率加强,城市相对湿度下降、城市最大风速逐年下降的趋势。空间尺度上,温度、降水量的高值区以及相对湿度及最大风速的低值区在中心城区以及一些城市化发展比较迅速的近郊,如浦东、闵行以及松江部分区域表现突出。第二部分基于上海气候所呈现的特征,我们试图探讨影响城市气候的背后主导因素,借鉴生态学上的人类活动强度模型构造了城市化—人类活动模型,从社会、经济、自然与环境系统三个维度选取影响气候效应的因素,通过对这些指标定量分析(标准化、变异系数法确定变异系数、确定指标权重)筛选出对气候效应影响权重最大的因素。本文定量分析发现,城市绿地面积、建成区面积变化、人口密度、道路网密度,对于城市气候效应最为明显,权重分别为0.184、0.138、0.116、0.110。人口密度、道路网密度增加通过影响人工排热和路面硬质化,城市建成区面积扩张通过改变城市下垫面性质,城市绿地面积通过增强蒸腾作用等在方面进而影响城市气候。第三部分我们对定量分析出气象因素进行空间分析,人口密度是以五普和六普数据为基准,对上海各街道进行空间化,道路网密度通过GIS空间计算的方式进行空间化,城市建成区用Albedo遥感反演高值区变化,反应上海市建成区扩展。城市绿地面积用遥感反演NDVI值变化象征上海市绿地扩展。与此同时,通过上海市对角剖线发现上海各街道城市化因子区别与变化,空间化结果显示:人口均衡化发展趋势,上海中心城区的人口密度下降,主城区周围以及近郊人口呈现增长趋势。道路网密度和城市建成区呈现逐年增加的趋势,城市主城区的绿化面积较少,近几年有上升的趋势。第四部分探讨城市化与气候因素的相关性与互动作用。首先将城市化各因子(城市人口密度、城市道路网密度、城市建成区扩展变化、城市绿地面积)分为五类,接着赋予权重并进行图层叠加,得到栅格城市化综合分析图。通过ArcGIS中的统计分析,可得出城市化最高的区域,相应的年均温最高,年降水量最高,年相对湿度最低,年最大风速最低,反之也成立。研究影响城市气候因素的城市化因子,有利于城市制定应对气候变化的适应性对策,为创建生态宜居城市提供建议。
【学位授予单位】:华东师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:P461

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