天眼揭秘北京十二年城市热岛效应时空变迁

　　城市热岛效应，是一种因城市发展而造成城市中部气温高于外围郊区、城市犹如一个温暖岛屿的现象。20世纪以来，城镇化进程加速，热岛效应广泛出现在世界各地。

　　据中国科学院遥感与数字地球研究所孟庆岩研究员介绍，热红外遥感是利用星载或机载传感器收集、记录地物的热红外信息，可为城市热岛监测和治理提供快速有效的技术支撑。为有效监测北京市热岛效应，他们团队利用遥感数据研究分析了2003-2015年北京市主要建成区热岛效应的时空演变特征，发现了一些北京市热岛效应的变化规律。

　　时间变化有规律

　　研究表明，北京市日、月、季、年四个时间尺度的热岛效应均有较明显变化规律：

　　北京市城区热岛日变化规律较明显，其中1-3月和11-12月，1：30-10：30处于降温过程，达到日最低热岛强度值。10：30-22：30处于升温过程，达到日最高热岛强度值。

　　4-10月份则有较大差异，1：30-13：30处于升温过程，达到日最高热岛强度值。13：30-1：30处于降温过程，达到日最低热岛强度值。

　　北京市白天热岛强度随月份变化较明显，8月份最高，1月份最低，具有明显的季节变化，夏季最强，春秋次之，冬季最低。

　　北京市夜间热岛强度变化较小，春夏季较高，秋季最低。

　　北京市白天热岛强度年变化幅度较大，2008年均值最高，2003年均值最小，夜间热岛强度年变化较为稳定。

　　地域特点各不同

　　科研人员还将热岛强度分为五个等级（热岛等级越高，代表热岛效应现象越严重），并统计同一区域不同热岛强度等级所出现的频率。

　　研究表明，北京市白天热岛强度等级主要为二、三级，夏季二级热岛强度出现率高达50%以上，主要集中在主要城建区中心，仅在南部（丰台区）属于三级热岛的高发区。

　　冬季不同等级热岛强度的出现并没有明显的空间分布特征，其中房山区和大兴区五级热岛出现的频率相对较高，秋季热岛从外环向城区中心以“环形”递增，高等级热岛强度出现的频率逐渐增大。

　　夜间热岛“环状递进”模式在各个季节均比较明显，随着地理位置不断向市中心递进依次出现“一级、二级、三级热岛强度环”，四级热岛强度与五级热岛强度出现频率与白天相比有所上升。

　　研究表明，北京市主要建成区内不透水面聚集密度比较低时，白天热岛效应受到不透水面分布有显著影响。夜间热岛效应受到不透水面分布的影响并不显著。

　　首钢搬迁大大降低热岛效应

　　2005年，经国务院批准，首钢集团涉钢系统全部迁出北京，直至2010年底石景山区冶炼、热轧全部停产。

　　为探究城市工厂搬迁对热岛效应的影响，张琳琳博士围绕首钢集团开展了多时相热红外遥感监测的相关研究，快速准确提取热污染源，实现了对工业热污染及时监测。结果显示，首钢工厂搬迁前后，工厂和周边区域热污染得到明显缓解，其热岛比例指数从0.55下降至0.21。

　　首钢工业区周边区域（永定河）在2005年有明显的高温聚集区，严重受到工业热污染影响，但在2016年首钢搬迁之后，永定河地表温度等级下降高达4级。（姚娣）