天眼揭秘北京十二年城市熱島效應時空變遷

　　城市熱島效應，是一種因城市發展而造成城市中部氣溫高於外圍郊區、城市猶如一個溫暖島嶼的現象。20世紀以來，城鎮化進程加速，熱島效應廣泛出現在世界各地。

　　據中國科學院遙感與數字地球研究所孟慶岩研究員介紹，熱紅外遙感是利用星載或機載傳感器收集、記錄地物的熱紅外信息，可為城市熱島監測和治理提供快速有效的技術支撐。為有效監測北京市熱島效應，他們團隊利用遙感數據研究分析了2003-2015年北京市主要建成區熱島效應的時空演變特征，發現了一些北京市熱島效應的變化規律。

　　時間變化有規律

　　研究表明，北京市日、月、季、年四個時間尺度的熱島效應均有較明顯變化規律：

　　北京市城區熱島日變化規律較明顯，其中1-3月和11-12月，1：30-10：30處於降溫過程，達到日最低熱島強度值。10：30-22：30處於升溫過程，達到日最高熱島強度值。

　　4-10月份則有較大差異，1：30-13：30處於升溫過程，達到日最高熱島強度值。13：30-1：30處於降溫過程，達到日最低熱島強度值。

　　北京市白天熱島強度隨月份變化較明顯，8月份最高，1月份最低，具有明顯的季節變化，夏季最強，春秋次之，冬季最低。

　　北京市夜間熱島強度變化較小，春夏季較高，秋季最低。

　　北京市白天熱島強度年變化幅度較大，2008年均值最高，2003年均值最小，夜間熱島強度年變化較為穩定。

　　地域特點各不同

　　科研人員還將熱島強度分為五個等級（熱島等級越高，代表熱島效應現象越嚴重），並統計同一區域不同熱島強度等級所出現的頻率。

　　研究表明，北京市白天熱島強度等級主要為二、三級，夏季二級熱島強度出現率高達50%以上，主要集中在主要城建區中心，僅在南部（豐台區）屬於三級熱島的高發區。

　　冬季不同等級熱島強度的出現並沒有明顯的空間分布特征，其中房山區和大興區五級熱島出現的頻率相對較高，秋季熱島從外環向城區中心以“環形”遞增，高等級熱島強度出現的頻率逐漸增大。

　　夜間熱島“環狀遞進”模式在各個季節均比較明顯，隨著地理位置不斷向市中心遞進依次出現“一級、二級、三級熱島強度環”，四級熱島強度與五級熱島強度出現頻率與白天相比有所上升。

　　研究表明，北京市主要建成區內不透水面聚集密度比較低時，白天熱島效應受到不透水面分布有顯著影響。夜間熱島效應受到不透水面分布的影響並不顯著。

　　首鋼搬遷大大降低熱島效應

　　2005年，經國務院批准，首鋼集團涉鋼系統全部遷出北京，直至2010年底石景山區冶煉、熱軋全部停產。

　　為探究城市工廠搬遷對熱島效應的影響，張琳琳博士圍繞首鋼集團開展了多時相熱紅外遙感監測的相關研究，快速准確提取熱污染源，實現了對工業熱污染及時監測。結果顯示，首鋼工廠搬遷前后，工廠和周邊區域熱污染得到明顯緩解，其熱島比例指數從0.55下降至0.21。

　　首鋼工業區周邊區域（永定河）在2005年有明顯的高溫聚集區，嚴重受到工業熱污染影響，但在2016年首鋼搬遷之后，永定河地表溫度等級下降高達4級。（姚娣）