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Climate 栏目主编最新研究成果：极端热事件下城市地表热岛强度演变新认知

已有 217 次阅读 2026-4-29 17:07 |个人分类:学术软文|系统分类:论文交流

极端高温遇上城市热岛，会产生怎样的叠加效应？Climate 期刊的栏目主编，来自意大利萨兰托大学的Riccardo Buccolieri教授及其团队在Climate 期刊发表了最新研究成果，以地中海城市莱切为样本，为我们揭示了这一叠加效应的内在机制。研究发现，在极端天气下，城市与周边区域的热对比呈现显著的昼夜不对称特征——白天，乡村植被的蒸散效应可能使城市呈现“冷岛”现象，但到了夜间，建筑材料吸收的热量持续释放，导致城市热岛强度显著增强 (图一)。这种“昼夜不对称”的升温模式，随着热浪频发而不断加剧，显著提高了城市居民的热压力，凸显了地中海气候背景下城市形态的脆弱性。该项研究不仅系统分析了极端高温下的热响应机制，更通过解析城市形态与土地利用对局地微气候的调控作用，为气候适应性规划提供了关键科学依据。从识别热脆弱区域到制定针对性缓解措施，这一成果为我们应对未来全球变暖背景下的城市规划挑战，提供了重要的实践指南。

图1. 基于ECOSTRESS数据的极端高温事件期间地表城市热岛强度变化

图2. 研究区域地理位置图

研究过程与结果

为了精准量化城市在极端高温下的热响应机制，研究团队选取了意大利南部典型的中型地中海城市莱切作为研究对象。这座拥有约9.5万人口的历史古城，其城市肌理独具特色——紧凑的历史中心多采用高反射率的当地石灰岩 (“莱切石”) 建造，而周边农业用地在夏季极为干燥，为探究城乡热对比提供了理想的天然实验室。研究首先基于1961至1990年的长序列气象数据，利用暖期持续时间指数对2018至2025年间夏季的热浪事件进行了系统识别，结果显示自2020年以来，热浪的频率、强度和持续时间均呈现显著增加趋势，尤其是在2023年和2025年，出现了异常持久且强度极高的热浪事件，温度异常值最高可达4至5摄氏度。在此基础上，研究团队获取了NASA ECOSTRESS载荷提供的高分辨率地表温度数据，并结合CORINE土地覆盖数据将城市区域细分为连续城市肌理、不连续城市肌理和工业商业区三类，同时通过严格缓冲处理划定了不受邻近城市影响的农村参考区，最终计算了地表城市热岛强度在不同时段的分布特征。研究结果揭示了一种显著的“昼夜不对称”热响应模式：在白天热浪期间，尽管绝对地表温度普遍升高，但地表城市热岛强度反而向负方向进一步增大，即城市表面显得比农村更“凉”，这并非城市真正降温，而是由于周边干燥的农村地区在强辐射条件下升温更为剧烈所致，这种“负热岛”效应在紧凑城区表现最为明显；然而进入夜间后，热响应模式发生逆转，地表城市热岛强度显著增强为正值，尤其在紧凑城区增幅最为突出，这清晰地表明城市建筑材料在白天吸收了大量热量后于夜间缓慢释放，形成了持续的夜间热岛效应，严重阻碍了城市的降温过程。该研究成功实现了对地中海中型城市在极端高温背景下城乡热响应差异的精细化刻画，揭示了不同城市土地覆盖类型的热脆弱性特征，为制定差异化的城市热缓解策略提供了重要的科学参考依据。

图3. 不同城市土地覆盖类型在正常与热浪条件下的SUHII概率密度分布

图4. 莱切市在不同时段正常与热浪条件下SUHII均值空间分布

研究总结

本文介绍了基于ECOSTRESS高分辨率热红外遥感数据与WSDI长期气候指数相结合的系统性实验，详细探讨了2018至2025年夏季极端高温事件对意大利莱切市地表城市热岛强度的时空影响机制。这些实验有力地支持了“极端热浪通过昼夜不对称方式重塑城乡热结构”的核心论点——白天更显著的“负热岛”现象实则掩盖了城市表面的持续高温暴露，而夜间热岛强度的显著增强则暴露了紧凑型城市在极端天气下的热脆弱性。研究同时证实，不同城市土地覆盖类型对极端高温的热响应存在显著差异，其中连续城市肌理因其高密度和高热惯量呈现最强的夜间热累积效应，而工业商业区由于建筑稀疏热响应相对温和。这些发现对于指导气候适应性城市规划、制定差异化的城市热缓解策略、以及提升城市在气候变化背景下的适应能力和居民热舒适度具有重要意义。

阅读英文原文：https://www.mdpi.com/2225-1154/14/1/2