中国科学 D 辑 地球科学 2005, 35 (增刊I): 97~106 97
北京城市热岛“尺度”变化与城市发展*
于淑秋
①**
卞林根① 林学椿
②
(①中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室, 北京 100081; ②中国气象局国家气候中心, 北京 100081)
摘要 用北京地区20个气象观测站、1960~2000年的温度资料研究了北京城市热岛的季节变化, 年际变化, 进而用北京的城市化指数, 讨论了它与热岛强度与尺度范围变化之间的关系, 得到如下几点结论: (i) 北京城市热岛存在明显的季节变化, 其中以冬季为最强, 春、秋季次之, 夏季为最小, 城市热岛的季节变化主要发生在市区, 冬季市中心的温度在0.8℃以上, 夏季只有0.5℃. (ii) 北京城市热岛强度具有清楚年际增温, 年平均热岛强度的增温率为0.3088℃/10a, 其中冬季的增温率最大, 春、秋季次之, 夏季为最小, 热岛强度的增加主要由市区的温度上升引起的. (iii) 改革开放以来, 城市化指数成几十倍乃至百倍的增长, 热岛强度也出现了跃变式的增加, 且随城市建筑群扩大, 热岛“尺度”范围亦显著扩大. (iv) 城市化指数的年际变化与城市热岛强度的年际变化非常相似, 具有良好的线性关系, 它们与热岛强度之间的相关系数都已超过了0.1%信度. 关键词 北京地区 温度变化 热岛效应 热岛“尺度” 人类活动
2005-02-05收修改稿, 2005-07-22收修改稿
* 国家重点基础研究发展规划项目(编号: G1999045700)和国家科学技术部国际科技合作重点项目(编号: 2004DFA06100)及灾害天气国家实验 室(HWL)共同资助
** E-mail: Cep99@https://www.doczj.com/doc/b219025705.html,
近百年来全球气候正经历一次以增暖为主要特征的显著变化, 它对世界各国的生态系统、社会经济以及政治外交等领域产生了并将继续产生重大的影响. 目前全球变暖问题已成为各国政府、社会公众以及科学界共同关心的重大问题. 引起气候变化的原因包括自然因素与人类活动两大类. 前者主要是指太阳辐射的变化(包括太阳本身的物理过程如太阳黑子、耀斑等引起太阳辐射强度的变化和因地球轨道参数的变化引起太阳辐射强度的相对变化)、火山爆发等自然因素, 后者主要指温室气体和硫化物气溶胶
的排放、土地利用的变化以及城市化进程加快等人为因素.
在研究人类活动对气候变化影响中, 科学家面临的一个重要问题是如何区分气候变化中的自然变化和人类活动的作用. 利用气候模式可以模拟人类活动如大气中CO 2浓度增加对气候的影响, 大量简单和复杂的气候模式模拟表明, 大气中CO 2浓度增加使全球气候明显变暖. 但是由于气候模式中存在着诸多的不确定因素, 其模拟结果还不足以确定人类活动对气候的影响. 与此同时, 科学家也对实际资料进
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行了许多观测研究, 例如Peterson 等[1]研究了全球农村温度变化趋势, 以区别城市热岛效应对全球增温的影响; Hughes等[2]研究了城区对南非温度变化趋势的影响. Jones等[3]评估了城市化对大陆温度序列的影响; 周淑贞[4]研究过上海城市发展对气温的影响等等. 城市热岛是城市人类活动对气温影响的最突出的特征, 对它的研究已成为区分气候变化中的自然变化和人类活动的一个新热点.
本文是在“北京地区气温的年代际变化和热岛效应”[5]研究基础上, 继续讨论北京城市热岛尺度的变化特征, 进一步用北京统计局编的《北京50年—统计资料》[6]中的有代表性的城市发展指数, 讨论了它们与热岛强度变化之间的关系. 研究表明热岛强度的变化和城市发展指数, 如基本建设投资、基础设施投资、房屋竣工面积、住宅竣工面积都有很高的相关性. 说明城市人类活动的结果能改变城市气温的变化.
1 北京城市面积与热岛“尺度”特征
北京地区有20个气象站近41 a(1960~2000年)气温资料. 该地区的气温变化至少包含了两种尺度的气候变化, 即大尺度的年际变化(或年代际振荡)和小尺度的热岛效应. 温度资料的处理方法与文献[5]完全相同, 首先将各站不同海拔高度上的温度, 用干绝热递减率(即每上升100m气温下降0.6℃)订正到海平面气温, 再用20个站的平均气温代表北京地区气温的大尺度变化, 各站与它的偏差则表示小尺度气温的城乡差异. 结果指出: 北京地区(20个站平均)气温的年际变化具有大尺度的特点, 能代表华北, 乃至全国气温的变化. 1981年是显著的跃变点, 跃变后比跃变前北京地区气温增加了0.55℃, 近40a的增温率为0.25℃/10a, 它和华北地区气温的变化非常一致[7].
各站气温与北京地区(20个站平均)气温的偏差, 称作各站的局地气温, 它反映了各站气温滤去了大尺度气候背景变化后的小尺度城乡差异. 各站局地气温的多年平均如图1. 由图1可见, 以北京站、海淀站、石景山等站为代表的市区和近郊区的高温中心非常清楚, 平均达0.5℃以上, 并快速地向远郊区递减, 到远郊区如霞云岭、佛爷顶、上甸子等站平均局地年气温己达到?0.5℃以下, 平均年气温的热岛强度接近 1.0℃. 根据国内外热岛研究结果指出, 百万人口以上的大城市平均气温一般约高于郊区0.5~1.0℃, 与北京市的结果一致[8]. 图1中的零线大致反映北京市区和远郊区的分界线, 需要指出的零线并不通过东南部, 说明该地区气温比西、北部都要高, 这是因为北京地形成马蹄型分布, 它的西、北部都为山区, 而东南部为平原, 与它连接的是河北廊坊市、三河市和天津市, 是京津唐开发区, 都有了一定程度的城市化. 北京地区的这种马蹄型地形对大气污染扩散都有明显的影响[9]. 这个热岛图己扩展到了远郊区、并且用了近40a的长资料所得的结果. 它与过去的研究结果有所不同, 过去北京地区的热岛效应研究所用资料往往是短时期的对比观测结果, 即使用较长的资料, 其范围也只限于城区和近郊区[10]. 由图可见, 如丰台站、海淀站、石景山站和门头沟站等近郊区站都己城市化, 不能反映郊区特征.
图1 北京市热岛(1960～2000年各站年平均局地气温)
每隔0.1℃画一条等值线, 粗实线为零线, 实线为正值线, 虚线为负值线
北京城市热岛效应具有典型性, 由北京地区西南部的霞云岭站, 经丰台站、北京站、顺义站至北京地区的西北部上甸子站一线的剖面图(图略)[5]上可见, 从霞云岭站到房山站气温急剧升高, 这是由于郊区农村到城市边缘的近郊区下垫面发生巨大变化, 所引起的气温陡然升高, 被称作“陡崖”(cliff). 由房山
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站至北京站气温在高水平上起伏, 气温梯度比较平缓, 这是因城市下垫面性质基本相同下的地区差异而引起的气温波动, 被称作“高原”(plateau). 到了城市中心区是人口密度和建筑密度及人为热释放量最大的地点, 气温也最高(北京站), 被称作“高峰”(peak). 这和Oke[11]根据北美加拿大多次观测实例, 概括成典型的城市热岛剖面图非常相似, 说明北京城市热岛具有典型性. “高峰”过后再向东北, 其基本特征如“高原”、“陡崖”等都存在, 但不对称, 气温要比西南低, 这反映北京城市布局西南部和东北部的差别.
一般把“高峰”与郊区个别站的气温差定义为热岛强度. 这个定义, 特别是郊区个别站的选择, 有些任意性. 由于资料和观测条件的限制, 不同站的选择, 其结果也不同, 可比性差.例如, 北京站与远郊区站西斋堂的温度差为 2.3℃, 而北京站与远郊区站汤河口站温度之差为 1.2℃, 可见用“高峰”和郊区个别站的温度差定义的热岛强度, 其差别是非常大的. 为了避免单一性, 增加代表性和可比性, 我们选用城市化速度较快的北京站、朝阳站、丰台站、海淀站、石景山站和门头沟站等6个站气温的平均代表市区气温. 用上甸子站、汤河口站、佛爷顶站、延庆站、西斋堂、平谷和霞云岭站等7个远郊区站温度的平均代表郊区乡村温度变化, 热岛强度则定义为市区平均气温与郊区之差.
城郊乡村地区人口较少, 远离城市, 人类活动对这些地区的影响也较少. 以环保清洁对照站定陵站(在延庆站附近)观测结果为例[12]. 清洁对照站定陵的SO2, CO, NO2, O3和PM10 (可吸入颗粒物)出现1, 2级的概率, 分别为97%, 99%, 98%, 95%和77%, 可见除了PM10 出现3级(含3级, 对人身或环境会产生危害)以上概率为23%, 其它4个污染物出现3级以上的概率很小, 只在1%～4%之间, 几乎不发生.而市区SO2, CO, NO2, O3和PM10出现3级以上的概率分别为18%, 5%, 11%, 1%和50%, 要比清洁对照站定陵站高得多, 特别是PM10, 说明郊区乡村受人类活动的影响很少或未受人类活动的影响, 主要是自然变化.用上甸子站、汤河口站、佛爷顶站、延庆站、西斋堂、平谷和霞云岭站等7个远郊区站局地温度的平均所代表的郊区乡村温度变化, 可以认为它受人类活动影响较少(或未受人类活动影响), 突出地反映了自然变化. 所以, 用市区与郊区温度差定义的热岛强度, 实际上它给出了城市人类活动所引起的温度增加的一种量度.
图2为年平均、冬季(12~2月)和夏季(6~8月)的热岛强度的年际变化. 由图可见, 这3条曲线有个共同特点, 即在20世纪60~70年代热岛强度有较大的起伏波动, 此后都以波动方式上升, 20世纪80年代后上升速度加快. 年平均热岛强度(图2中年平均实线)从1960年开始上升, 到1962年达到极大, 此后下降, 1969年达到最低点, 此后强度开始波动式的上升, 20世纪80年代后上升速度加快, 1960~2000年热岛强度的增温率为0.3088℃/10a.冬季热岛强度的年际变化(图2中冬季虚线)与年平均类似, 但它的增温率最大, 为0.3647℃/10a.夏季热岛强度的年际变化(图2中夏季虚线)也与年平均类似, 但它的增温率最小, 为0.2582℃/10a.
表1给出了北京各个季节市区、郊区和热岛强度的增温率.由表可见, 市区的增温率比郊区高出近一个量级, 例如市区年温度的增温率为0.3552℃/10a, 郊区年温度的增温率为0.0464℃/10a, 市区是郊区的7.7倍; 市区冬季温度的增温率为0.4615℃/10a, 郊区冬季温度的增温率为0.0636℃/10a, 市区是郊区的7.3倍; 市区夏季温度的增温率为0.1689℃/10a, 郊区夏季温度的增温率为-0.0893℃/10a, 说明夏季郊区温度不但没有增加, 反而下降.可见城市热岛强度的增温率, 主要取决于市区的增温率.热岛强度增温率也存在明显的季节变化, 冬季最大, 达0.3647℃/10a, 夏季最小, 只有0.2582℃/10a, 冬季是夏季的1.4倍.
城市热岛是在城市化的人为因素和局地天气气候条件的共同作用下形成的. 人为因素以下垫面性质的改变、人为热和过量温室气体排放以及大气污染等为最重要. 而局地天气气候条件中则以天气形势、风、云量等关系最大. 城市因人口密度大而成为所在地区的政治、经济、文化和消费中心, 使得交通运输、工业生产和商品流通都较为发达, 特别是现代化大城市更是生产资料、生活资料和能源消耗高度集中的地区. 城市影响气温主要表现在两个方面, 一是城市因生活、取暖以及工业化和交通运输等燃烧大量的石
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图2 为年平均(实线)、冬季(虚线)和夏季(虚线)热岛强度的年际变化
表1 北京各个季节市区、郊区和热岛强度的增温率/℃·(10 a ?1)
市区增温率
郊区增温率
热岛增温率
春季(3~5月) 0.4117 0.0241 0.2977 夏季(6~8月) 0.1689 -0.0893 0.2582 秋季(9~11月) 0.2541 -0.0216 0.2756 冬季(12~2月)
0.4615 0.0636 0.3647 年平均
0.3552 0.0464 0.3088
化燃料(如煤炭、煤气、石油等), 向大气排放大量的包括CO 2、甲烷在内的温室气体和气溶胶, 污染大气.这些温室气体和气溶胶排放到大气中之后, 通过喘流扩散以及风的输送很快混合, 呈跨境、跨省市地区分布特征, 因此城市是温室气体等气体的排放源, 通过温室效应使城市温度增加. 另一个原因是它的固定建筑物.城市人口众多、高楼林立、道路四通八达, 改变了原有的自然下垫面, 形成了以混凝土建筑物和柏油路为主的立体下垫面. 这种立体下垫面影响城市温度的原因, 首先是城市下垫面的不透水性.城市的下垫面除了少量的绿地外, 大部分为混凝土建筑和柏油路所覆盖, 下垫面的不透水性远比郊区农村大, 阻断了地面水分的蒸发; 城市排水系统通畅, 雨水渗入地面少, 使市区可供蒸发的水分远比郊区农村少, 因此城市下垫面所获得的净辐射用于蒸发耗热部分比郊区农村小, 而用于加热下垫面变为贮存热的部分和向大气的显热输送部分则比郊区农村多, 导致城市近地层气温比郊区农村高. 其次是下垫
面的热性质.城市下垫面的导热率和总的热容量都比郊区农村大, 下垫面热性质的城、郊差异, 导致城市下垫面的储热量显著高于郊区农村.第三是城市下垫面的立体性.城市中建筑物参差错落, 形成许多高宽比不同的城市街谷. 这种复杂的立体下垫面, 在白天能比郊区获得较多的太阳辐射, 在夜晚热量比空旷的郊区不易外散, 使城市温度高于郊区.
温室气体的温室效应和城乡下垫面的差异是形成城市热岛效应主要因素, 也是城市人类活动影响气温的主要因素.
形成北京城市热岛明显的季节变化, 特别是冬季的热岛强度比夏季明显偏高, 这与北京冬季的采暖期(11~3月)有关. 1960~2000年的41a 中, 除了20世纪90年代以后采取集中供暖外, 煤炭是采暖期的主要燃料[13~14]. 大量的煤炭燃烧不但增加了人为热, 而且也大量地增加了包括CO 2在内的温室气体含量, 据估计采暖期温室气体和其它污染物比非采暖期要高出60%~100%, 使市区气温在冬季明显偏高, 形成
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了冬季热岛要比夏季明显偏强, 这和模拟试验结果有较大差异[15].
图3分别给出了20世纪60, 70, 80和90年代的平均热岛图. 由图3可见, 在20世纪60年代(图3(a)), 只有市中心4~5个站的局地温度是正的, 最大的是北京站, 为0.44℃, 其它各站都是负的, 最小为上甸子, 达?0.54℃, 等温线密度较稀, 表明该时期北京城市热岛强度比较弱, 热岛强度为0.51℃. 20世纪70年代(图3(b))要比20世纪60年代加强, 局地温度为正的站由市中心向郊区扩大, 已增加到9个站, 最大的仍是北京站, 达0.52℃, 最小为佛爷顶, 达?0.59℃, 等温线密度比20世纪60年代密, 热岛强度为0.61℃, 热岛加强. 20世纪80年代(图3(c))热岛比20世纪60~70年代明显加强, 局地温度的高中心仍在北京站, 达0.73℃, 而远郊区的局地温度如霞云岭、汤河口、
上甸子等站的局地温度都在?0.80℃以下, 等温线密度显著增加, 热岛强度为1.22℃比20世纪70年代增加了1倍. 20世纪90年代(图3(d)), 热岛强度继续增加, 正值的局地温度继续向郊区扩大, 高温中心仍在北京站, 达0.92℃.对比图3(a)~(d)4幅图, 可以清晰地见到随着年代的增加, 北京城市热岛的范围也不断扩大, 如果我们用图3中零等温线所包含的面积定义为热岛尺度, 由20世纪60年代到90年代, 热岛尺度扩大了1倍以上.
图4为北京地区各站的年平均温度的增温率. 由图4可见, 最大的增温率集中在市中心区附近, 一般增温率在0.5℃/10a(图4中粗实线)以上; 并迅速地向郊区减少, 到远郊区的增温率都变成负的(图4中虚线), 即温度随时间下降.如果把郊区的温度变化看作是因自然因素引起的温度变化,
而市区的温度的急
图3 北京城市20世纪60(a)、70(b)、80(c)和20世纪90(d)年代的热岛图
每隔0.1℃画一条等值线, 粗实线为零线, 实线为正值线, 虚线为负值线
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图4 北京地区各站年平均温度的增温率
按0.1℃/10a分析一条等值线, 虚线为负值, 实线为正值, 虚实线之间的粗实线为零线, 另一条粗实线为0.6℃/10a线
速增温或热岛强度的大幅度增加, 则是由于城市人类活动影响的结果, 可见这种影响足可以改变城市温度的自然变化.
由以上讨论可知: 北京城市热岛具有明显的季节变化, 其中以冬季为最强, 春、秋季次之, 夏季为最小, 城市热岛的季节变化主要发生在市区, 冬季市中心的温度在0.8℃以上, 夏季只有0.5℃, 而郊区温度冬夏差别不大.北京城市热岛强度具有清楚年际变化, 20世纪80年代以后热岛强度显著增加.年平均热岛强度的增温率为0.3088℃/10a, 其中冬季的增温率最大, 春、秋季次之, 夏季为最小, 热岛强度的增加主要由市区的温度上升引起的, 近40a市区年平均温度的增温率为0.3552℃/10a, 而郊区的增温率只有0.0464℃/10a, 市区年温度的增温率是郊区的7.7倍. 引起北京市区温度急速上升与北京城市化发展速度有关. 下面我们将进一步讨论北京城市规模和热岛强度的关系.
2 北京城市化的进程
1949年以后, 近半个世纪以来, 北京市的城市建设得到了长足发展, 城市规模不断扩大. 用三类城市化指数来描述北京城市的巨大变化: 人口、基本建设投资和城市基础设施投资、房屋竣工面积和住房竣工面积.
人口是城市发展规模的一个重要标志. 解放初期(1949年)北京的常住人口, 包括非农业人口和农业人口只有209.2万人, 到2001年发展为1366.6万人, 比解放初期增加了6.5倍, 平均增长率为17.36万人/a. 由20世纪50年代到60年代, 北京市人口有一快速增长时期(图略), 这一时期除了人口的自然增加外, 还有两个原因[16]: 一是人口的机械增长(迁入人口减去迁出人口), 建国初期由于建设的需要和后来的‘大跃进’形势的影响下, 人口大规模的迁动, 使人口的机械增长不断增加; 二是行政辖区的扩大, 北京市先后5次扩大市辖行政区域的范围, 共增加土地面积16101 km2, 增加人口282.6万人. 所以1962年户籍常住人口已达723.6万, 比1957年增加322.5万, 平均每年增加64.5万人. 20世纪70年代开始北京市的常住人口得到较好的控制, 形成稳定的增长. 但20世纪80年代开放改革以来, 外来人口(主要是外来务工人员, 并领有暂住证的)却不断的增加, 据估计北京市的外来人口有300万之多, 北京市实际人口应在1600万以上.
基本建设投资和基础设施投资是城市建设和城市发展规模的另一个重要参数. 自1949年解放后的50a间, 北京发生了翻天覆地的变化, 各项建设事业蓬勃发展. 城市建设规模逐步扩大, 整体功能日趋完善. 50a来, 全社会固定资产投资累计完成6633.6亿元, 其中: 基本建设投资完成2896.1亿元, 更新改造投资完成1525.8亿元, 房地产开发投资完成1626.8亿元, 比重分别为: 43.7%, 23.0%和24.5%; 全社会累计新增固定资产4502.6亿元[17].
1952年北京市的基本建设投资只有1亿元, 到2001年达到387.28亿元, 增加了近390倍, 逐年投资总额的变化特点如图5. 由图5(实线)可见, 有二个最基本的特点: (i) 基本建设投资总额在20世纪60年代前后有一较明显的波动(见1980年前放大的实线), 从1952年1亿元到1959年的17.9亿元有较大幅度的增加, 1960年以后受“3年自然灾害”和“文化大革命”的影响又有较大的回落, 1962年最低只有2.8亿元, 1967年和1968年也较低, 只有 3.8亿元. (ii) 改革开放(1980年)以后基本建设投资总额有大幅度的增长, 城市化加速. 改革开放(1980年)前基本建设投资总额的平均增长率只有0.4479亿元/a, 而改革开放(1980年)后至2001年平均增长率为23.4551亿元/a, 是改革开
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表2 北京城市发展指数和热岛强度在改革开放前(1969~1979年)、后(1980~2000年)的增长率
改革开放前 增长率
改革开放 前后T 值
改革开放后 增长率
与热岛强度的相关系数
基本建设投资总额/亿元·a ?10.4479 3.14a)23.4551 0.7051b)基础设施投资总额/亿元·a ?10.1186 2.59a)17.2905 0.5975b)房屋竣工面积/万m 2·a ?10.8851 3.34b)78.8766 0.8766b)住宅竣工面积/万m 2·a ?10.3905 3.77b)56.0521 0.8747b)
热岛强度/℃·(10a)?1
0.001 3.09b)
0.2517
a)为超过5%信度, b)为超过1%信度
图5 北京市基本建设投资总额(实线)和基础设施投资总额(虚线)的逐年变化
1980年以前的一组实、虚线分别为放大的基本建设投资总额和基础设施投资总额(纵坐标在右边)
放前的52倍(见表2).
同样, 基础设施投资总额(见图5中的虚线)在1952年为0.4897亿元, 到2001年为356.4044亿元, 增长了727倍.它也有两个最基本的特点: (i) 基础设施投资总额在20世纪60年代前后有一较明显的波动(见1980年前放大的虚线), 从1952年0.4897亿元到1959年的4.5280亿元有较大幅度的增加, 1960年以后受“3年自然灾害”和“文革”的影响又有较大的回落, 1962年和1963年最低分别只有0.4248亿元和0.4394亿元. (ii) 改革开放(1980年)以后基础设施投资总额有大幅度的增长, 改革开放(1980年)前基础设施投资总额的平均增长率只有0.1186亿元/a, 而改革开放(1980年)后至2001年平均增长率为17.2905亿元/a, 是改革开放前的145倍(见表2).
房屋竣工面积和住房竣工面积是衡量城市发展规模和城市化进程的一个具体参数. 建国以来, 共建成各类房屋面积28323万m 2, 相当于解放前旧北京各类房屋面积的14余倍[17]. 图6为房屋竣工面积(实线)
和住房竣工面积(虚线)的逐年变化.由图6(图中实线)可见, 房屋竣工面积1950年后不断增加, 到1960年达到极大值, 为364.7万m 2, 以后受“3年自然灾害”和“文革”的影响, 房屋竣工面积减少, 1967年到达极小值, 为66.6万m 2, 之后开始缓慢的增加, 20世纪80年代以后, 房屋竣工面积大幅度增加. 改革开放(1980年)前, 房屋竣工面积平均增长率为0.8851万m 2/a; 改革开放(1980年)后, 平均增长率为78.8766万m 2/a, 相当于改革开放(1980年)前房屋竣工面积增长率的90倍(见表2).
同样, 住房竣工面积(图6中虚线)也有类似的变化.住房竣工面积1950年后不断增加, 到1957年到达极大, 为169.8万m 2, 以后受“三年自然灾害”和“文革”的影响, 住房竣工面积减少, 1967年到达极小值, 为20.1万m 2, 之后开始缓慢的增加. 20世纪80年代以后, 住房竣工面积大幅度增加. 改革开放(1980年)前, 住房竣工面积平均增长率为0.3905万m 2/a; 改革开放(1980年)后, 平均增长率为56.0521万m 2/a, 相当
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于改革开放(1980年)前住房竣工面积平均增长率的
143倍(见表2).
图6 房屋竣工面积(实线)和住房竣工面积(虚线)
的逐年变化
上述讨论是从北京市基本建设投资总额、基础设施投资总额、房屋竣工面积和住房竣工面积等参数来论述北京城市化的进程, 北京城市化进程也可从卫星遥感照片中更能直接反映出来.图7为1984年5月和2001年5月北京地区城市建筑分布的卫星遥感照片[8]. 1984年卫星照片可以代表改革开放前的北京城市建筑群的原貌, 可见北京城市建筑群主要集中在市中心区, 周边为大范围绿地. 2001卫星照片反映了改革开放后近20a 北京城市建筑群的变化(图中阴影
区为城市建筑群稠密区), 原来北京城区及周边大范围绿地总面积明显减少, 被北京市的城镇和城郊建 筑群所替代. 这两幅反映了改革开放初期至2001年北京城市建筑群的变化的卫星照片与图3的热岛变化是非常一致的. 显然, 城市及城郊建筑群扩大, 绿地大范围收缩, 可能使北京城市热岛现象加剧, 且热岛尺度范围扩大.
综合上述, 北京城市化指数的变化有二个主要特点: 一是解放初至20世纪50年代末, 在近10a 时间内, 城市规模有较快的发展, 以后受“3年自然灾害”和“文革”的影响, 北京城市建设缩减, 发展较慢. 二是改革开放以来, 市政建设有飞快的发展, 城市化进程加速.无论基本建设投资增长率或房屋竣工面积增长率较之于改革开放前都成几十倍乃至百倍的增长.在这50多年内北京城市人口增加了6.5倍, 房屋增加14倍, 基本建设投资增加了近390倍.
像北京市这样一个发展极其迅速的特大城市, 因为人口多, 能源消耗大, 排放的温室气体也多; 建筑物密度大、范围广, 极大地改变了下垫面性质, 这些必将影响城市热岛强度的变化.
3 城市化指数和热岛强度的关系
热岛强度, 即市区与郊区(Urban-Rural)温度之差. 它反映了城市人类活动对温度的影响, 这种影响包
括由温室气体等引起的增温和因城市特殊环境造成的局地增温两部分. 因此, 造成热岛强度随时间增加,
图7 1984年和2001年北京市城建分布变化图象
(a) 1984年5月; (b) 2001年5月19日中部阴影区为城市建筑群稠密区, 白色代表绿地, 白断线内为北京市热岛范围(引自文献[8])
增刊I于淑秋等: 北京城市热岛“尺度”变化与城市发展105
也只能用城市规模的扩大、城市化进程的加速来解释.
对比图5~6与图3, 它们都有2个共同特点: 一是解放初期至20世纪60年代, 北京城市建设有较快的发展, 以后受“3年自然灾害”和“文革”的影响, 北京城市建设缩减, 发展较慢.而对应的热岛强度从1961年开始上升, 至1963年达到极大, 为0.97℃, 以后开始下降, 1967年达到极小, 为0.16℃. 二是改革开放以来, 市政建设有飞快的发展. 无论基本建设投资增长率或房屋竣工面积增长率比之于改革开放前都成几十倍乃至百倍的增长. 对应的热岛强度也有一个跳跃的变化.
气候跃变是近代气候分析、诊断研究提出的一个新概念, 是当前气象科学的前沿课题之一.从一个稳定的气候阶段向另一个稳定的气候阶段过渡, 且气候阶段的持续时间的长度远大于过渡时期的长度, 这种现象称作气候跃变. 所谓稳定气候阶段是指这一时间内的统计特征量(如平均值、方差等)无显著的差异. 换言之, 气候跃变是指两个稳定气候阶段之间统计特征量在较短时间内发生显著差异的现象.检验气候跃变的方法很多[18~19], 其中以T检验方法较普遍.
为了证明改革开放后城市化进程明显加速与热岛强度的跳跃变化, 对改革开放前(1960~1979年)和改革开放后(1980~2000年)的基本建设投资总额、基础设施投资总额、房屋竣工面积、住房竣工面积以及热岛强度等都作了T检验, 表2给出了它们的T检验结果. 由表可见, 城市化指数在改革开放前后发生了明显的变化, 有着显著的差异, 基础设施投资和基本建设投资的T值都超了5%信度, 而房屋竣工面积和住房竣工面积的T值都超过了1%信度. 热岛强度也在这时期发生了跃变, 它的T值超过了1%信度, 但比城市化指数落后1~2a.
改革开放后城市化指数的增长率比改革开放前有很大的增加, 可达52~145倍之多. 例如房屋竣工面积在改革开放前的增长率为0.8851万m2/a, 改革开放后为78.8766万m2/a, 后者是前者的90倍. 同样, 热岛强度在改革开放前的增温率为0.001℃/10a, 改革开放后为0.2517℃/10a, 后者为前者的250多倍. 这说明20世纪80年代以后, 我国执行了开放改革政策, 北京市城市建设、投资幅度都有大规模的增加, 较改革开放前北京城市化进程有了跳跃式的变化, 城市热岛强度也形成跃变式的增温.
表2的最后一行为城市化指数与城市热岛强度之间落后1年的相关系数. 由表可见相关系数都在0.5以上, 超过了0.1%信度. 相关系数最高的是房屋竣工面积、住房竣工面积, 它们与热岛强度的相关系数分别为0.8766, 0.8753. 房屋竣工面积和住房竣工面积都是北京城市化进程的一个直接指数, 所以它们与城市增温的关系也最为密切.
图8给出了热岛强度(纵坐标, 单位为℃)和房屋竣工面积(横坐标, 单位为104m2)之间的线性关系. 由图可见, 它们之间有非常好的线性关系, 线性回归方程可写为:
Y=0.0004369X+0.27783.
其中, Y为热岛强度(单位为℃), X为房屋竣工面积(单位为104m2), 它的残差平方和为0.7219. 这就是说当房屋竣工面积每增加100万m2, 北京城市的热岛强度增加0.04℃, 即北京市内的温度比远郊区高出 0.04℃. 同样, 北京城市热岛强度与基本建设投资总额的线性关系(图略)可写为:
Y=0.001586X+0.44995.
其中, Y为热岛强度(单位为℃), X为基本建设投资总额(单位为亿元), 它的残差平方和为1.65325, 比房屋竣工面积的大.当北京城市基本建设投资总额每增加100亿元时, 北京城市区温度要比远郊区高出0.16℃.
图8 热岛强度和房屋竣工面积的点聚图
106中国科学D辑地球科学第35卷
4 小结与讨论
用北京地区20个气象观测站, 1960~2000年的温度资料, 在“北京地区气温的年代际变化和热岛效应”研究基础上, 继续讨论北京城市热岛的季节变化, 年际变化, 进一步用北京统计局编的《北京50年—统计资料》中的有代表性的城市化指数, 讨论了它与热岛强度变化之间的关系. 得到如下几点结论:
(1) 北京城市热岛存在明显的季节变化, 其中以冬季为最强, 春、秋季次之, 夏季为最小, 城市热岛的季节变化主要发生在市区, 而郊区温度冬夏差别不大.
(2) 北京城市热岛强度具有显著的年际增温, 年平均热岛强度的增温率为0.3088℃/10a, 其中冬季的增温率最大, 春、秋季次之, 夏季为最小, 热岛强度的增加主要由市区的温度上升引起的, 近40a市区年平均温度的增温率为0.3552℃/10a, 而郊区的增温率只有 0.0464℃/10a, 市区的增温率是郊区的7.7倍. 可见市区因人类活动引起的增温率, 足可以改变市区的自然增温率. 北京城市热岛的年际变化除了它的强度变化外, 还表现在它的尺度变化上, 由20世纪60年代到90年代, 北京城市热岛尺度几乎扩大了1倍以上.
(3) 用北京市人口、基本建设投资总额和城市基础设施投资总额、房屋竣工面积和住房竣工面积等三类城市化指数来描述北京城市的巨大变化.它们有两个共同的基本特点: 一是解放初至20世纪60年代, 城市规模有较快的发展, 以后受“3年自然灾害”和“文革”的影响, 北京城市建设缩减, 发展较慢. 二是改革开放以来, 市政建设有飞快的发展.无论基本建设投资总额增长率或房屋竣工面积增长率较之于改革开放前都成几十倍乃至百倍的增长.同样, 热岛强度在改革开放前的增温率为0.001℃/10a, 改革开放后为0.2517℃/10a, 后者为前者的250多倍.
(4) 城市化指数的年际变化与城市热岛强度的年际变化非常相似, 具有良好的线性关系, 热岛强度与基本建设投资总额、基础设施投资总额、房屋竣工面积和住房竣工面积的相关系数, 分别为0.7051, 0.5975, 0.8766和0.8747, 都已超过了0.1%信度; 它们之间的回归方程表明: 房屋竣工面积每增加100万m2, 北京城市的热岛强度增加0.04℃, 或当北京城市基本建设投资总额每增加100亿m2, 北京城市温度要比远郊区高出0.16℃.
通过对北京这个发展非常迅速的特大城市的研究表明: 近40a, 市区的增温率是郊区的7.7倍, 如果把郊区的增温率看作是自然因素引起的增温, 则市区的人类活动足可以改变自然因素引起的市区温度变化. 而全球市区的人类活动是否能改变全球的温度还需要进一步的研究.
致谢本文承蒙徐祥德研究员的支持及提出很好的建议, 特此表示衷心感谢.
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杨巧巧环境科学2134122115 城市热岛效应的产生原因：（1），是受城市下垫面特性的影响。城市内有大量的人工构筑物，如混凝土、柏油路面，各种建筑墙面等，改变了下垫面的热力属性，这些人工构筑物吸热快而热容量小，在相同的太阳辐射条件下，它们比自然下垫面（绿地、水面等）升温快，因而其表面温度明显高于自然下垫面。 （2）人工热源的影响。工厂生产、交通运输以及居民生活都需要燃烧各种燃料，每天都在向外排放大量的热量。 （3）城市里中绿地、林木和水体的减少也是一个主要原因。随着城市化的发展，城市人口的增加，城市中的建筑、广场和道路等大量增加，绿地、水体等却相应减少，缓解热岛效应的能力被削弱。 （4）城市中的大气污染也是一个重要原因。城市中的机动车、工业生产以及居民生活，产生了大量的氮氧化物、二氧化碳和粉尘等排放物。这些物质会吸收下垫面热辐射，产生温室效应，从而引起大气进一步升温 干岛效应与湿岛效应的产生原因 城市干岛：城区由于下垫面粗糙度大（建筑群密集、高低不齐），又有热岛效应，其机械湍流和热力湍流都比郊区强，通过湍流的垂直交换，城区低层水汽向上层空气的输送量又比郊区多，这两者都导致城区近地面的水汽压小于郊区，形成“城市干岛”。 城市湿岛：到了夜晚，风速减小，空气层结稳定，郊区气温下降快，饱和水汽压减低，有大量水汽在地表凝结成露水，存留于低层空气中的水汽量少，水汽压迅速降低。城区因有热岛效应，其凝露量远比郊区少，夜晚湍流弱，与上层空气间的水汽交换量小，城区近地面的水汽压乃高于郊区，出现“城市湿岛”。 混浊岛效应： 它是指城市市区由于厂矿企业集中、机动车辆众多、人口密集,致使排出的污染气体和空气中的尘埃等混浊程度都大大高于周边地区,形成“混浊岛”;而尘埃等混浊物恰哈是云层中的水汽变成降雨所最需要的“凝结核”,于是产生了这样的效应:城市上空的凝结核越多,水汽就越容易在此凝结造成降水,增加了雨量。此外,由于市区建筑物集中、高大,使风速在此大为减弱,强雨带等天气系统在市区上
什么是城市热岛效应 城市热岛效应(Urbanheatislandeffect)是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。在近地面温度图上，郊区气温变化很小，而城区则是一个高温区，就象突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表高温的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。 基本简介 城市热岛效应(The Urban Heat Island Effect)是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。在近地面温度图上，郊区气温变化很小，而城区则是一个高温区，就象突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表高温的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。城市热岛效应使城市年平均气温比郊区高出1°C，甚至更多。夏季，城市局部地区的气温有时甚至比郊区高出6°C以上。此外，城市密集高大的建筑物阻碍气流通行，使城市风速减小。由于城市热岛效应，城市与郊区形成了一个昼夜相同的热力环流。城市白天和黑夜的热岛效应[1] 晴朗无风的夏日，海岛上的地面气温，高于周围海上气温，并因此形成海风环流以及海岛上空的积云对流，这是海洋热岛效应的表现。近年来，由于城市人口集中，工业发达，交通拥塞，大气污染严重，且城市中的建筑大多为石头和混凝土建成，它的热传导率和热容量都很高，加上建筑物本身对风的阻挡或减弱作用，可使城市年平均气温比郊区可高2℃，甚至更多,在温度的空间分布上,城市犹如一个温暖的岛屿，从而形成城市热岛效应。热岛效应是由于人们改变城市地表而引起小气候变化的综合现象，在冬季最为明显，夜间也比白天
明显，是城市气候最明显的特征之一。 来源与发展 20世纪初，英国气候学家赖克·霍德华在《伦敦的气候》一书中把这种气候特征称为“热岛效应”。热岛效应近年来，随着城市建设的高速发展，城市热岛效应也变得越来越明显。城市热岛形成的原因主要有以下几点: 首先，是受城市下垫面特性的影响。城市内有大量的人工构筑物，如混凝土、柏油路面，各种建筑墙面等，改变了下垫面的热力属性，这些人工构筑物吸热快而热容量小，在相同的太阳辐射条件下，它们比自然下垫面（绿地、水面等）升温快，因而其表面温度明显高于自然下垫面。 另一个主要原因是人工热源的影响。工厂生产、交通运输以及居民生活都需要燃烧各种燃料，每天都在向外排放大量的热量。此外，城市里中绿地、林木和水体的减少也是一个主要原因。随着城市化的发展，城市人口的增加，城市中的建筑、广场和道路等大量增加，绿地、水体等却相应减少，缓解热岛效应的能力被削弱。 当然，城市中的大气污染也是一个重要原因。城市中的机动车、工业生产以及居民生活，产生了大量的氮氧化物、二氧化碳和粉尘等排放物。这些物质会吸收下垫面热辐射，产生温室效应，从而引起大气进一步升温。 热岛效应原则上，一年四季都可能出现城市热岛效应。但是，对居民生活和消费构成影响的主要是夏季高温天气下的热岛效应。为
北京城市发展历史分析 摘要：通过对北京城市发展历史的分析，可看到北京城市发展的优势在于其独特的空间区位优势，且自然地理和人文地理结构上的过渡性以及政治地理位置的重要性，是北京城市空间的主要特征。而以发展的观点看待北京作为多民族文化与政治交融的边缘与门户的区位特征，将有助于北京向国际化城市的发展。 关键词：北京城市发展历史特征 一、北京城市历史 北京是一座举世闻名的文化古城，北京旧城城市建设精美绝伦，文化积淀深厚。北京的城市风貌独具特色，以中轴线和棋盘格式道路网奠定_广城市的基本格局，紫禁城开阔雄伟。是当今世界建筑瑰宝，街巷、胡同尺度宜人，著名的四台院民居以房屋合围着院子而著称，房舍掩映在绿树之中。宫殿、坛庙色彩瑰丽，民居以灰色调为主，两者交相映衬，构成和谐的色彩景观。古城一般建筑体量不大，高度较低，形成了舒缓开阔的视觉景观。3000多年不问断的历史，辽、金、元、明、清五个朝代在此建都，多少王公贵族、文人雅士和普通百姓都在古老的北京留下了痕迹。深厚的物质文明和精神文明积淀，形成了古老北京丰厚的历史文化遗产，是当之无愧的东方文明的代表城市。 进入2l世纪以来，我国国力迅速增强，国际影响力迅速扩大，作为中国的首都，北京建设现代化、国际化大都市的现实可能性进一步增强，正面临着前所未有的发展机遇。北京建设国际化大都市，与此有关的城市功能还需进一步提升和扩张，要求有现代化、大通过量的交通通讯网络和高度集约的±地利用方式，由
于旧城已是多项城市功能的地域载俸，若再拓展新的功能，其负担将会更为沉重。据有关调查，目前“占北京城市土地面积5％的f口城，集中了全市50％以上的交通量和商业活动”(方可：北京旧城保护与城市规划建设的战略思考2000)，这种现实一方面太大破坏了古城的幽静，使旧城文化神韵大打折扣；另一方面，由于旧城街巷的道路格局和建筑高度是与封建时代的政治统治方式、生产生活方式、交通运输方式和当时的人口规模相适应的，根本不适应现代社会的需要，也极大地制约了北京城市的进一步发展。为了满足城市发展的需要，就必须对旧城的城市基础设施进行大规模改造扩建，而这种大规模的改造扩建与旧城保护的要求产生了不可调和的矛盾。 实现城市发展与旧城保护的统一，已成为直接影响北京城市发展的、带有根本忡的重大问题。城市发展与旧城保护的统一要求既要满足城市发展对市政基础设施、道路交通、通讯网络的要求，并具有较充裕的土地资源；又要满足对旧城风貌保护的要求。为了实现二者的统一，建议适当分敞旧城区功能，通过功能的疏散带动就业人口和功能服务人口向城市外围地区扩散。通过疏解旧城区城市功能，把城市发展的压力从旧城转移出去，在使北京城市发展获得新的发展空间的同时，也使旧城能够得到更好的保护，从而实现城市发展和旧城保护的统一。在向外疏解城市功能时应首先考虑一些容易形成较大交通茸、建筑量，而又没有必要一定要在旧城区分布的城市功能的迁出问题。 二、经营旧城文化资源，实现旧城利用与保护的统一 旧城丰厚的历史文化遗产是北京的宝贵财富和资源，但是，对于这一点的认识以及对旧城保护的态度却在与旧城密切相关的不同利益群体之间和这些群体与作为公共物品管理者的政府之间存在很大差异，各方取得利益均衡的后果，形成了目前对旧城保护的折衷方案。 史学专家把旧城的历史文化价值提到了很高的地位，保护呼声强烈；旧城内的居民则强烈要求改善居住条件，但对危改后的房价却仍感负担较重；房地产开发商既垂青于旧城的优越区位，又因高密度危改居住区的高拆迁成本而对这些地区的房地产开发裹足不前，为了增加利润空间，房地产开发商强烈要求增加旧城内房地产开发项目的容积率；为了降低购房成本，加快旧城的危改进度，使旧城居民尽快改善居住条件，也为了通过危旧房改造扩大旧城内的经济规模，为当地政府带来更多税收以增强当地的经济实力，政府部门也有提高开发项目容积率的内在动力。 正是由于以上原因，导致了现行的“旧城保护做一点、容积率突破一点”的折衷方案，这足各利益集团在博弈后利益均衡的结果。深入剖析上述现象产生的根源，经济利益驱动在其中发挥着主导作用，各利益集团都认为保护旧城束缚了其对各自利益的追求。为了从根木上建市起有利于旧城保护的城市发展机制，必须正确回答以下三个问题：第一，北京旧城究嘉是城市发展的包袱，还是城市发展的资源；第二，如果旧城是资源，如何在保护的前提下进行有效的开发利用，才能取得较好的经济效益；第三，旧城资源利用后所取得的绛济收益如何在有关的经营实体和利益集团之间进行分酉己。这其中，实现旧城保护与利用的统一，使旧城保护获得持久的动力，是当前的关键问题。
城市热岛效应 科技名词定义 中文名称：城市热岛效应 英文名称：urban heat island 定义：指城市温度高于郊野温度的现象。由于城市地区水泥、沥青等所构成的下垫面导热率高，加之空气污染物多, 能吸收较多的太阳能，有大量的人为热进入空气；另一方面又因建筑物密集，不利于热量扩散，形成高温中心，并由此向外围递减。 所属学科：生态学（一级学科）；城市生态学、生态工程学和产业生态学（二级学科） 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 百科名片 城市热岛效应(Urbanheatislandeffect)是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。在近地面温度图上，郊区气温变化很小，而城区则是一个高温区，就象突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表高温的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。 简介 英文名称 The Urban Heat Island Effect 热岛效应
城市热岛效应(Urbanheatislandeffect)是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。在近地面温度图上，郊区气温变化很小，而城区则是一个高温区，就象突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表高温的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。城市热岛效应使城市年平均气温比郊区高出1°C，甚至更多。夏季，城市局部地区的气温有时甚至比郊区高出6°C 以上。此外，城市密集高大的建筑物阻碍气流通行，使城市风速减小。由于城市热岛效应，城市与郊区形成了一个昼夜相反的热力环流。晴朗无风的夏日，海岛上的地面气温，高于周围海上气温，并因此形成海风环流以及海岛上空的积云对流，这是海洋热岛效应的表现。近年来，由于城市人口集中，工业发达，交通拥塞，大气污染严重，且城市中的建筑大多为石头和混凝土建成，它的热传导率和热容量都很高，加上建筑物本身对风的阻挡或减弱作用，可使城市年平均气温比郊区可高2℃，甚至更多,在温度的空间分布上,城市犹如一个温暖的岛屿，从而形成城市热岛效应。热岛效应是由于人们改变城市地表而引起小气候变化的综合现象，在冬季最为明显，夜间也比白天明显，是城市气候最明显的特征之一。 编辑本段来源与发展 20世纪初，英国气候学家赖克·霍德华在《伦敦的气候》一书中把这种气候特征称为“热岛效应”。 热岛效应 近年来，随着城市建设的高速发展，城市热岛效应也变得越来越明显。城市热岛形成的原因主要有以下几点: 首先，是受城市下垫面特性的影响。城市内有大量的人工构筑物，如混凝土、柏油路面，各种建筑墙面等，改变了下垫面的热力属性，这些人工构筑物吸热快而热容量小，在相同的太阳辐射条件下，它们比自然下垫面（绿地、水面等）升温快，因而其表面温度明显高于自然下垫面。另一个主要原因是人工热源的影响。工厂生产、交通运输以及居民生活都需要燃烧各种燃料，每天都在向外排放大量的热量。此外，城市里中绿地、林木和水体的减少也是一个主要原因。随着城市化的发展，城市人口的增加，城市中的建筑、广场和道路等大量增加，绿地、水体等却相应减少，缓解热岛效应的能力被削弱。当然，城市中的大气污染也是一个重要原因。城市中的机动车、工业生产以及居民生活，产生了大量的氮氧化物、二氧化碳和粉尘等排放物。这些物质会吸收下垫面热辐射，产生温室效应，从而引起大气进一步升温。 热岛效应
完整版《北京城市总体规划(2016年-2035年)》 来了！ 2017-09-29 23:56 《北京城市总体规划(2016年-2035年)》总则第1条指导思想(略） 第2条主要规划依据(略）第3条规划范围 本次规划确定的规划区范围为北京市行政辖区，总面积为16410平方公里。 第4条规划期限 本次规划期限为2016年至2035年，明确到2035年的城市发展基本框架。近期到2020年，远景展望到2050年。 第一章落实首都城市战略定位，明确发展目标、规模和空间布局第一节战略定位第5条北京城市战略定位是全国政治中心、文化中心、国际交往中心、科技创新中心第二节发展目标(略）第三节城市规模第14条严格控制人口规模，优化人口分布 按照以水定人的要求，根据可供水资源量和人均水资源量，确定北京市常住人口规模到2020年控制在2300万人以内，2020年以后长期稳定在这一水平。 1.调整人口空间布局 通过疏解非首都功能，实现人随功能走、人随产业走。降低城六区人口规模，城六区常住人口在2014年基础上每年降低2—3个百分点，争取到2020年下降约15个百分点，控制在1085万人左右，到2035年控制在1085万人以内。城六区以外平原地区的人口规模有减有增、增减挂钩。山区保持人口规模基本稳定。2.优化人口结构 形成与首都城市战略定位、功能疏解提升相适应的人口结构。制定科学合理的公共服务政策，发挥公共服务导向对人口结构的调节作用。加快农村人口城镇化进程。积极应对人口老龄化问题。提升人口整体素质。采取综合措施，保持人口合理有序流动，提高城市发展活力。 3.改善人口服务管理 构建面向城市实际服务人口的服务管理全覆盖体系，建立以居住证为载体的公共服务提供机制，扩大基本公共服务覆盖面，提高公共服务均等化水平。在常住人口2300万人控制规模的基础上，考虑城市实际服务人口的合理需求和安全保障。 4.完善人口调控政策机制 健全分区域差异化的人口调控机制，实现城六区人口规模减量与其他区人口规模增量控制相衔接。加强全市落户政策统筹，建立更加规范的户籍管理体系，稳步实施常住人口积分落户制度。强化规划、土地、财政、税收、价格等政策调控作用，加强以房管人、以业控人。强化主体责任，落实人口调控工作责任制。 5.转变发展方式，大幅提高劳动生产率 到2020年全社会劳动生产率由现状19.6万元/人提高到约23万元/人。 第15条实现城乡建设用地规模减量第16条降低平原地区开发强度(略）第四节空间布局第17条构建“一核一主一副、两轴多点一区”的城市空间结构为落实城市战略定位、疏解非首都功能、促进京津冀协同发展，充分考虑延续古都历史格局、治理“大城市病”的现实需要和面向未来的可持续发展，着眼打造以首都为核心的世界级城市群，完善城市体系，在北京市域范围内形成“一核一
北京城市更新的思想发展与实践特征 BEIJING URBAN RENEWAL: THE THEORY EVOLUEMENT AND PRACTICE CHARACTERISTICS 【摘要】北京城市更新经历了四个历史阶段：精华保护与重点建设阶段、分散性破坏与城市运行瘫痪阶段、建设性破坏与整体风貌衰变阶段、整体创造和渐进式改造阶段。北京城市更新的特征是，城市更新实践偏离理论指导，城市更新实践的成功之处是延续和优化传统国都的城市功能和布局，适应经济发展优化旧区功能，创设新功能区，保持了城市中心的繁华和活力，但现代化建设破坏传统城市的尺度和风貌，长期忽视居民生活条件而致居住设施衰败。【关键词】北京；城市更新；思想演变；实践特征 ABSTRACT: There are four historic stages in Beijing urban renewal. On the first stage, some culture and historic relics have been protected, some new modern buildings arose in important or central area. On the second, destruction of historic relics happened on many places, and the city running paralyzed by the lack of infrastructure. On the third, the traditional look disappeared in the whole new because of new construction tore a large-scale Quadrangle dwellings do wn .On the forth, beginning with city design of traditional city-scape and progressive organic renewal. In conclution, the practice deviated from the theory, and the old city scape has been destroyed , residential district dilapidated,but the urban functions and layout kept on, then the central area became prosperous extremely. KEYWORDS: Beijin g; ur ban renewal; theory evolvement; practice characteristics 中国的首都城市，总能集中反映那个时代的中国社会的脉搏。中国现代社会制度的巨变，发生在中国传统农业文明和西方现代工业文明的交替时代。处于新旧文明之交时期的北京城，是一座“代表中国古代都城建设最高成就”的辉煌壮丽的国都，其城市布局、城池设施、宫殿建筑、街巷胡同、民居、寺庙、园林和水系等，几乎近似完美地体现了传统国都的规制和传统社会的礼乐、伦常，凝固着自成一体的中华营造智慧，负载着独具特色的传统文化信息。但是这座物质形态的大城，由于与其一体的社会关系、意识形态，乃至城市运行和居民生活方式逐渐消亡，从而失去固有的传统城市功能，并与现代城市运行产生冲突。 文明突进、制度突变和文化隔断，使北京古都的城市功能面临重塑的挑战，而其物质空间也当然面临变数。阳建强、张京祥等学者以中国改革开发为分界，将中国城市更新划分为两个阶段。认为新中国成立后前30年，旧城改造规划总的思想在于充分利用旧城, 更新改造对象主要为旧城居住区和环境恶劣地区。旧城改造一直处于一种起步维艰的状态, 城市结构形态未出现大的质的变化。改革开放以后，因经济体制改革和社会转型而引发城市空间重构，以物质形体更新为特征的大规模推倒重建模式，形成了城市中心区过度开发，传统风貌丧失，社会网络破坏等问题，应向综合、系统、渐进的城市更新模式转换。本文基于这些观点，围绕不同历史时期的核心问题，分四个阶段阐述北京城市更新的思想和实践特征。 1 精华保护和重点建设阶段
城市热岛效应专题 城市热岛效应是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象，热岛强度是用城市和郊区两个代表性观测点的气温差值来表示。读图“北京热岛强度四季平均日变化示意图”，据此完成1 ～3题。 1．热岛效应最强的季节是 A．春季 B．夏季 C．秋季 D．冬季 2．夏季一天中热岛效应最强的时间段是 A．6：00--8：00 B．10：00--12：00 C．12：00--16：00 D．22：00--4．：00 3．减弱北京市热岛效应的主要措施有 ①增加绿化面积②机动车限行③冬季利用地热采暖④道路铺设渗水砖 A．①② B．③④ C．①③ D．②④ (2016·马鞍山质检)城市热岛已成为21世纪人类面临的最重要问题之一。图甲为北京市城区与郊区地表温度的季节变化，图乙为北京市热岛效应四季的强度和空间范围遥感图像。读图完成4～5题。 4.图乙中与北京市春、夏、秋、冬四季热岛对应正确的是( ) A．a、b、d、c B．a、c、b、d C．d、c、a、b D．c、d、b、a 5.图乙d中出现低温冷岛现象的原因最有可能是( ) ①该季节郊区植被覆盖率高，白天升温慢②该季节郊区地表裸露干燥，白天升温快③该季节城区污染物多，白天对太阳辐射削弱作用强④该季节城区污染物扩散快，白天对太阳辐射削弱作用少A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
热岛强度是指中心城区气温比郊区高出的数值，下图示意北京市不同季节热岛强度逐时分布，读图完成6-7题。 6.关于北京市热岛强度的逐时变化，说法正确的是（） A．5时～8时，市区均温最高 B．午后2时左右，气温最高，对流旺盛，热岛效应最明显 C．15时～22时，市区升温显著 D．22时～次日7时，城市热岛环流最强 7.关于北京市热岛强度季节变化的说法正确的是（） A．春季丰富的降水降低了城市热岛强度 B．受上班人流、车流影响，各季节热岛强度在早上7时前后均达到高峰值 C．秋季多大风，城市热岛强度较小 D．冬季低温，人为释放热造成热岛效应最明显 热岛强度是市中心与郊区两个代表性观测点的气温差值，能准确反映“热岛效应”的变化状况。“冷岛效应”原指干旱地区夏季时，绿洲、湖泊气温比附近沙漠低的一种局部温凉的小气候现象。目前城市也在广泛开展这方面的研究。读图，完成8-10题。 8.北京城市热岛效应最显著的季节为（） A．春季 B．夏季 C．秋季D．冬季 9.图中①处出现了北京市区夏季午后的“冷岛”现象，可能是因为此处布局了（） A．住宅区B．公园C．商业区D．农田
北京市城市总体规划（2004-2020） 第一章总则 第1条 1993年以来，经国务院批准的《北京城市总体规划（1991年－2010年）》在指导首都建设和发展方面发挥了重要作用，规划确定的2010年的大部分发展目标已经提前实现。随着经济社会的快速发展，北京进入了新的重要发展阶段。为紧紧抓住本世纪前二十年重要战略机遇期，充分利用好城市发展的良好机遇和承办2008年夏季奥运会的带动作用，实现首都经济社会的持续快速发展，解决城市发展中面临的诸多矛盾和问题，迫切需要为城市未来的长远发展确定新的目标，开拓新的空间，提供新的支撑条件。 为了适应首都现代化建设的需要，2002年5月北京市第九次党代会提出了修编北京城市总体规划的工作任务，根据2003年国务院对《北京城市空间发展战略研究》的批示精神，以及2004年1月建设部《请尽快开展北京市城市总体规划修编工作的函》，特编制《北京城市总体规划（2004年－2020年）》。 第2条指导思想和原则 以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导，以全面建设小康社会和实现现代化为目标。贯彻落实以人为本，全面、协调、可持续的科学发展观，牢固树立抓住机遇、加快发展的战略思想，建立完善的社会主义市场经济体制，促进经济社会和人的全面发展，不断提高构建首都和谐社会的能力。 （1）贯彻更好地为中央党政军领导机关服务、为日益扩大的国际交往服务、为国家教育、科技、文化和卫生事业的发展服务和为市民的工作和生活服务的原则。 （2）贯彻“五个统筹”的原则。结合首都发展的实际，统筹城乡发展，推进郊区城市化进程，实现城区与郊区的统一规划；统筹区域发展，协调好京津冀地区以及北京城区与郊区、南城与北城、平原地区与山区的发展规划，积极推动区域协调发展；统筹经济与社会发展，规划好产业与社会事业发展的空间布局；统筹人与自然和谐发展，协调好人口、资源和环境的规划配置；统筹国内发展和对外开放的要求，提高城市现代化、国际化水平。 （3）贯彻更大程度地发挥市场对资源配置的基础性作用的原则。强调城市
城市热岛效应 摘要：在全球气候变暖和高速城市化的大背景下，世界上许多城市都出现了高强度的城市热岛效应，城市热环境质量日趋恶化。分析和评价城市热岛效应已成为当前城市气候与环境研究的重要内容之一，也是全球变化研究的重要方面。本文剖析了城市热岛效应的成因及危害，并从当前城市热岛效应的现状出发探讨了改善城市生态环境，减低热岛强度的对策。 关键词：城市热岛效应，气候变化，人类活动，成因及措施 一、引言：城市热岛效应也称“大气热污染现象”,是指当城市发展到一定规模,由于城市下垫面性质的改变、大气污染以及人工废热的排放等因素使城市温度明显高于郊区,形成类似高温孤岛的现象,在气象学上被形象地称为城市热岛。可见,城市热岛反映的是一个温差的概念,只要城市与郊区有明显的温差,就可以说存在了城市热岛。 近年来,我国城市夏季伏天日气温在35℃以上的天数逐渐增多。据报道，2005年夏季，我国中东部和内蒙古中西部、新疆大部日最高气温高于或等于35度的日数一般在5天以上，其中华北南部、黄淮中西部、长江中下游大部及新疆东部、内蒙古西部、福建大部、广东北部、广西东部等地普遍持续高温10-15天，河北南部、山西南部、河南北部、安徽西北部、浙江大部、江西中北部等地达16-25天，很多城市日气温频频刷新当地气象纪录［1］。城区高温化得背后就是越来越严重的城市热岛现象。针对上述现象，本文就以城市热岛产生的原因和改善措施作初步探讨。 二、热岛效应形成的原因 2.1．城市下垫面性质改变 由于城市“水泥森林”的发展，改变了下垫面的性质，同时也改变原有的自然地面的面积比例。城市建筑物和道路的材料改变了地表热交换和大气动力学特征，更易吸收大量热辐射，致使夜晚红外辐射的热量相应增多，如果这种建筑物贯穿于整个城市则可使城市上空温度升高。另外，城市由于参差不齐的建筑物，
北京城市总体规划(2004年-2020年) 目录 第一章总则 第二章城市性质、发展目标与策略 第三章城市规模 第四章城市空间布局与城乡协调发展 第五章新城发展 第六章中心城调整优化 第七章历史文化名城保护 第八章产业发展与布局引导 第九章社会事业发展及公共服务设施 第十章生态环境建设与保护 第十一章资源节约、保护与利用 第十二章市政基础设施 第十三章综合交通体系 第十四章城市综合防灾减灾 第十五章近期发展与建设 第十六章规划实施 北京城市总体规划概要解读 ■城市性质 北京就是中华人民共与国得首都,就是全国得政治中心、文化中心,就是世界著名古都与现代国际城市。 ■城市定位
国家首都:按照中央对北京做好“四个服务”得工作要求,强化首都职能。 国际城市:以建设世界城市为努力目标,不断提高北京在世界城市体系中得地位与作用。 历史名城:弘扬历史文化,保护历史文化名城风貌,形成传统文化与现代文明交相辉映、具有高度包容性、多元化得世界文化名城。 宜居城市:创造充分得就业与创业机会,建设空气清新、环境优美、生态良好得宜居城市。 ■城市职能 中央党政军领导机关所在地。 邦交国家使馆所在地,国际组织驻华机构主要所在地,国家最高层次对外交往活动得主要发生地。 国家主要文化、新闻、出版、影视等机构所在地,国家大型文化与体育活动举办地,国家级高等院校及科研院所聚集地。 国家经济决策、管理,国家市场准入与监管机构,国家级国有企业总部,国家主要金融、保险机构与相关社会团体等机构所在地,高新技术创新、研发与生产基地。 国际著名旅游地、古都文化旅游,国际旅游门户与服务基地。 重要得洲际航空门户与国际航空枢纽,国家铁路、公路枢纽。 人口规模 ■总人口控制在1800万人 2020年,北京市总人口规模规划控制在1800万人左右,年均增长率控制在1、4%以内。其中户籍人口1350万人左右,居住半年以上外来人口450万人左右。 ■农业人口再减118万 2003年农业人口为318万人,到2020年将下降到200万人左右,占全市人口得10%左右。 ■中心城人口850万人 积极引导人口得合理分布,通过疏散中心城得产业与人口,大力推进城市化进程,促进人口向新城与小城镇集聚。2020年,中心城人口规划控制在850万人以内,新城人口约570万人,小城镇及城镇组团人口约180万人。
北京市朝阳区高三年级第二学期期末练习 2018.5 文科综合能力测试【历史部分】 第一部分（选择题共48分） 12．中国和西方都创造了辉煌的文化。下列属于同一世纪的是 A．商鞅变法梭伦改革 B．《九章算术》《物种起源》 C．《红楼梦》《十日谈》 D．《本草纲目》日心说（《天体运行论》） 13．学术界认为《论语》最初有《古论》《鲁论》《齐论》三个版本，汉魏时期《齐论》失传。汉代海昏侯墓考古发掘出了失传已久的《齐论》竹简；同《鲁论》《古论》相比，一是多了“知道”“问王”两篇，二是章句多于《鲁论》。该发现 A．推动了儒家思想研究的深化 B．佐证了秦始皇焚书对文化传承的破坏 C．揭示了汉代儒学独尊的事实 D．证实了汉代儒学与先秦儒学的差异性
14．宋朝常常对农器、粮食、布帛等买卖免税，对民间小摊小贩零星细碎的日常生活品交易免税。据此可知，宋代通过税收 A．抑制土地兼并B．稳定社会秩序 C．促进租佃经营D．集聚商业资本 15．宋代史学家袁枢负责撰写国史人物传，其同乡章淳的家人请袁枢粉饰章淳的生平传记，袁枢回答说；“子厚（章淳的字）为相，负国欺君。吾为史官，书法不隐，宁负乡人，不可负天下公议。”袁枢认为治史应该注重 ①借古鉴今②经世致用 ③秉笔直书④赏善罚恶 A．①②B．②③C．③④D．②④16．观察《晚清时期出口货物》简表
上表反映出 A．传统的经济结构发生了根本性变化 B．洋商垄断中国的进出口贸易 C．中国逐渐沦为西方列强的原料产地 D．中国近代民族工业逐步发展 17．从战国到清末，《诗经》一直被奉为儒学经典，关于它的学术史也被纳入经学史，成为经学史的组成部分。“五四”以后，对以《序》《传》为代表的传统《诗经》学展开了猛烈批判，并认定《诗经》是我国最早的一部诗歌总集。据此得出的正确认识是 A．《诗经》的思想内涵超越时代的局限 B．对《诗经》的评价受特定历史条件的影响 C．《诗经》的文字价值高于其思想价值 D．西方文明传入提高了《诗经》的历史地位 18．有学者称，20世纪初期，中国的青年学生、工商业者、工人等阶层将“一战”“巴黎和会”“山东问题”赋予了非同寻常的“历史记忆”。这反映出当时社会的一种价值取向是 A．维护政局稳定B．进行革命动员
《城市总体规划(2016年-2035年》 财联社29日讯，9月29日，《城市总体规划(2016年-2035年》发布，要点如下： 一、建设什么样的首都 1、战略定位：全国政治中心、文化中心、国际交往中心、科技创新中心。 2、发展目标：国际一流的和谐宜居之都。 3、城市规模：常住人口到2020年控制在2300万人以，并长期稳定在这一水平;城乡建设用地规模到2020年减到2860平方公里左右，到2035年减到2760平方公里左右。 4、空间结构：一核一主一副、两轴多点一区 一核——首都功能核心区 一主——中心城区，包括东城区、西城区、区、海淀区、丰台区、石景山区 一副——城市副中心，原通州新城规划建设区 两轴——中轴线及其延长线，长安街及其延长线
多点——5个位于平原地区新城，包括顺义、大兴、亦庄、昌平、房山新城 一区——生态涵养区，包括门头沟、平谷、怀柔、密云、延庆以及昌平和房山的山区。
二、怎样建设首都 核心区“两减一增一控” 5、核心区逐步降低人口密度，逐步降低建设密度，增加绿地和水域，加强建筑高度控制。 中心城区有序疏解非首都功能 6、疏解腾退区域性商品交易市场。严禁在三环路新建和扩建物流仓储设施，严禁新建和扩建各类区域性批发市场。 7、疏解大型医疗机构，鼓励五环路现有综合性医疗机构向外迁建或疏解。 8、严禁高等院校扩大占地规模，严控新增建筑规模、办学规模。 高水平规划建设城市副中心 9、构建“一带、一轴、多组团”的空间结构。 10、建设水城共融的生态城市、蓝绿交织的森林城市、古今同辉的人文城市。 11、坚持建管并举，努力使未来城市副中心成为没有“城市病”的城区。
北京城市总体规划（2004年-2020年） 一、总则 1993年以来，经国务院批准的《北京城市总体规划(1991年-2010年)》在指导首都建设和发展方面发挥了重要作用，规划确定的2010年的大部分发展目标已经提前实现。随着经济社会的快速发展，北京进入了新的重要发展阶段。为紧紧抓住本世纪前二十年重要战略机遇期，充分利用好城市发展的良好机遇和承办2008年夏季奥运会的带动作用，实现首都经济社会的持续快速发展，解决城市发展中面临的诸多矛盾和问题，迫切需要为城市未来的长远发展确定新的目标，开拓新的空间，提供新的支撑条件。 为了适应首都现代化建设的需要，2002年5月北京市第九次党代会提出了修编北京城市总体规划的工作任务，根据2003年国务院对《北京城市空间发展战略研究》的批示精神，以及2004年1月建设部《请尽快开展北京市城市总体规划修编工作的函》，特编制《北京城市总体规划(2004年-2020年)》。 （一）指导思想和原则 以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导，以全面建设小康社会和实现现代化为目标。贯彻落实以人为本，全面、协调、可持续的科学发展观，牢固树立抓住机遇、加快发展的战略思想，建立完善的社会主义市场经济体制，促进经济社会和人的全面发展，不断提高构建首都和谐社会的能力。 (1) 贯彻更好地为中央党政军领导机关服务、为日益扩大的国际交往服务、为国家教育、科技、文化和卫生事业的发展服务和为市民的工作和生活服务的原则。 (2) 贯彻“五个统筹”的原则。结合首都发展的实际，统筹城乡发展，推进郊区城市化进程，实现城区与郊区的统一规划；统筹区域发展，协调好京津冀地区以及北京城区与郊区、南城与北
专题二城市热岛效应 城市是人口、商业、工业、交通高度集中的区域，由于人类的活动和工业生产排放出大量的热量，使城市气温比周围郊区气温高，这一新现象就称为“城市热岛效应”。随着世界各地城市的发展和人口的稠密化，“城市热岛效应”变得日益突出。 城市热岛效应(Urbanheat island effect)是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。在近地面温度图上，郊区气温变化很小，而城区则是一个高温区，就象突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表高温的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。 晴朗无风的夏日，海岛上的地面气温，高于周围海上气温，并因此形成海风环流以及海岛上空的积云对流，这是海洋热岛效应的表现。近年来，由于城市人口集中，工业发达，交通拥塞，大气污染严重，且城市中的建筑大多为石头和混凝土建成，它的热传导率和热容量都很高，加上建筑物本身对风的阻挡或减弱作用，可使城市年平均气温比郊区可高2℃，甚至更多,在温度的空间分布上,城市犹如一个温暖的岛屿，从而形成城市热岛效应。热岛效应是由于人们改变城市地表而引起小气候变化的综合现象，在冬季最为明显，夜间也比白天明显，是城市气候最明显的特征之一。 从城市气象规划设计出发应考虑： （1）要保护并增大城区的绿地、水体面积。因为城区的水体、绿地对减弱夏季城市热岛效应起着十分可观的作用。 （2）城市热岛强度随着城市发展而加强，因此在控制城市发展的同时，要控制城市人口密度、建筑物密度。因为人口高密度区也是建筑物高密度区和能量高消耗区，常形成气温的高值区。 （3）如北京市位于平原中部，三面环山。由于山谷风的影响，盛行南、北转换的风向。 夜间多偏北风，白天多偏南风。因此，在扩建新市区或改建旧城区时，应适当拓宽南北走向的街道，以加强城市通风，减小城市热岛强度。
1．城市建筑蓄热对“城市热岛效应”的影响原理 以建筑连片面积达1000平方公里的某大城市为例，有1000万人口、400万辆汽车，汽油的燃烧值是3.45*10^7J/L，按每辆轿车每天行驶50公里，每天耗油量4升计算，每辆轿车每天的燃烧值为38kwh，400万辆，总散热量为15200万kwh＝1.52亿kwh。 人体散热功率以100w计算，1000万人，一天的散热量为： 100W×24h×1000万＝2400万kwh＝0.24亿kwh。 太阳辐照地面，每平方米功率高达0.8-1kw，辐照1平方公里地面的太阳能功率为100万kw，1000平方公里的太阳能功率为10亿kw，一天晒10小时，可形成100亿kwh热量。 从总热量来说，人体和汽车释放的热量加在一起，也仅相当于太阳辐照热量的1/50，太阳辐照地面形成的热量，远高于城市汽车、人体释放的热量。 一般认为是城市下垫面变化造成了“城市热岛效应”，太阳辐照地面形成的热量是如何因城市下垫面变化导致“城市热岛效应”的呢？ 本课题人员在进行建筑隔热等建筑热工学原理研究过程中，发现：以一般日照每天所能达到的传热厚度计算，不同材料单位面积的蓄热量相差几十倍、上百倍。
首先通过在BEED建筑热工节能软件的传热延迟时间计算，得到在同样的日照条件下，不同材料的传热厚度，在此基础上，根据所得到的传热系数，计算同样时间内的传热量，就可以得到不同材料在达到同样传热量时的各自厚度，在此基础上计算蓄热量，见下表： 材料在日光照射下的传热时间和传热厚度计算 日光照射墙体，按表面升温20℃计算传热，在延迟时间之前，传热被墙体吸收形成为蓄热，墙体传热量计作零。超过延迟时间后，并且达
城市总体规划（2004年-2020年）目录 第一章总则 第二章城市性质、发展目标与策略 第三章城市规模 第四章城市空间布局与城乡协调发展 第五章新城发展 第六章中心城调整优化 第七章历史文化名城保护 第八章产业发展与布局引导 第九章社会事业发展及公共服务设施 第十章生态环境建设与保护 第十一章资源节约、保护与利用 第十二章市政基础设施 第十三章综合交通体系 第十四章城市综合防灾减灾 第十五章近期发展与建设 第十六章规划实施
城市总体规划概要解读 ■城市性质 是中华人民国的首都,是全国的政治中心、文化中心,是世界著名古都和现代国际城市。 ■城市定位 国家首都:按照中央对做好“四个服务”的工作要求,强化首都职能。 国际城市:以建设世界城市为努力目标,不断提高在世界城市体系中的地位和作用。 历史名城:弘扬历史文化,保护历史文化名城风貌,形成传统文化与现代文明交相辉映、具有高度包容性、多元化的世界文化名城。 宜居城市:创造充分的就业和创业机会,建设空气清新、环境优美、生态良好的宜居城市。 ■城市职能 中央党政军领导机关所在地。 邦交国家使馆所在地,国际组织驻华机构主要所在地,国家最高层次对外交往活动的主要发生地。 国家主要文化、新闻、出版、影视等机构所在地,国家大型文化和体育活动举办地,国家级高等院校及科研院所聚集地。 国家经济决策、管理,国家市场准入和监管机构,国家级国有企业总部,国家主要金融、保险机构和相关社会团体等机构所在地,高新技术创新、研发与生产基地。 国际著名旅游地、古都文化旅游,国际旅游门户与服务基地。 重要的洲际航空门户和国际航空枢纽,国家铁路、公路枢纽。 人口规模 ■总人口控制在1800万人 2020年,市总人口规模规划控制在1800万人左右,年均增长率控制在1.4%以。其中户籍人口1350万人左右,居住半年以上外来人口450万人左右。
天津师范大学2015届本科毕业论文（设计）开题报告 学院：城市与环境科学学院专业（专业方向）：地理信息系统 论文题目 基于遥感的京津冀城市热岛效应联动效应初探 指导教师 霍红元 职称 讲师 学生姓名 邢晓瑞 学号 1130080208 一、研究目的（选题的意义和预期应用价值） 城市热岛效应(Urban Heat Island Effect, UHI),就是因城市化的发展,导致城市中气温高于外围郊区的现象。在近地面大气等温线图上,郊外的广阔地区气温变化很小,如同一个平静的海面,而城区则是一个明显的高温区,如同突出海面的岛屿,由于这种岛屿代表着高温的城市区域,所以就被形象地称为城市热岛。在夏季,城市局部地区的气温,能比郊区高出6e甚至更高,形成高强度的热岛.城市热岛影响着各个城市。尤其是大城市比如北京等。第一：城市中的机动车辆、工业生产以及大量的人群活动,产生了大量的氮氧化物、二氧化碳、粉尘等,这些物质能大量吸收环境中的热辐射能量,并增加大气对地面的长波逆辐射,产生众所周知的温室效应,引起了气温的进一步升温。第二：城市建成区、几何形状,与热岛强度存在着明显的关联。如果城市建筑走向设计、或几何形状不合理,则不易通风,造成因风速小而热量不易散发,导致局部气温过高。和一些别的因素产生这种效应，危害人体健康，加剧大气污染，造成局部地区的自然灾害，导致气候与物候失常等危害！最终影响了人类和生物的发生发展。 预期应用价值： 对于研究降低城市热岛效应对策、缓解热岛效应的影响、提高人民的城市生活质量和城市的可持续发展水平,具有重要的意义，为京津冀城市群的布局与合理规划提供有意义的参考。 二、与本课题相关的国内外研究现状，预计可能有所突破和创新的方面（文献综述）（一）与本课题相关的国内外研究现状 1.1城市热岛的形状 自从1972年，R a o首先证实了城市区域可以通过分析卫星热红外数据而区分出来，并使用ITOS-1卫星数据制作了美国大西洋中部沿海城市的地面热场分布图[6]。此后，国内外许多学者利用热红外遥感数据进行城市热岛的研究，取得了一系列成果。Carlson等分析了美国洛杉矶地区昼夜热场分布情况[22]，Matson等利用NOAA数据研究了美国西海岸几个城市的夜间城乡辐射温度差异[23]，Price等利用热红外制图仪数据评估了美国西北部地区城市热岛的范围和强度[24] 。 接着国内也有不少学者利用NOAA/AVHRR数据研究了北京、上海、苏州[27]、沈阳[28]等多个城市的热岛现象。虽然研究区域各不相同，但是却发现一些共同的特征：在无风或微风条件下，城市热岛的形状、走向和位置都与建成区基本一致；在城市内部，城市热场的分布结构同土地覆盖特征密切相关，低植被的工业区和商业区呈现出明显的高温中心，植被覆盖度大的乡村则显示为低温区域。然而，NOAA/AVHRR气象卫星数据1. 1 km的地面分辨率只
城市热岛效应形成的原因主要是： 1.城市内拥有大量锅炉、加热器等耗能装置以及各种机动车辆）。这些机器和人类生活活动都消耗大量能量，大部分以热能形式传给城市大气空间。 热岛效应 2.城区大量的建筑物和道路构成以砖石、水泥和沥青等材料为主的下垫层： 这些材料热容量、导热率比郊区自然界的下垫层要大得多，而对太阳光的反射率低、吸收率大；因此在白天，城市下垫层表面温度远远高于气温，其中沥青路面和屋顶温度可高出气温8℃～17℃·此时下垫层的热量主要以湍流形式传导，推动周围大气上升流动，形成"涌泉风",并使城区气温升高;在夜间城市下垫面层主要通过长波辐射,使近地面大气层温度上升。 3.由于城区下垫层保水性差，水分蒸发散耗的热量少（地面每蒸发1g水，下垫层失去2.5kJ的潜热），所以城区潜热大，温度也高。 4.城区密集的建筑群、纵横的道路桥梁，构成较为粗糙的城市下垫层、因而对风的阻力增大，风速减低，热量不易散失。 -在风速小于6 m/s时，可能产生明显的热岛效应， -风速大于11 m/s时,下垫层阻力不起什么作用，此时热岛效应不太明显。 5.城市大气污染使得城区空气质量下降，烟尘、S02、，N0x，C0，含量增加，这些物质都是红外辐射的良好吸收者，至使城市大气吸收较多的红外辐射而升温。 影响 由于热岛中心区域近地面气温高，大气做上升运动，与周围地区形成气压差异，周围地区近地面大气向中心区辐合，从而在城市中心区域形成一个低压旋涡，结果就势必造成人们生活、工业生产、交通工具运转中燃烧石化燃料而形成的硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、碳氢化合物等大气污染物质在热岛中心区域聚集，危害人们的身体健康甚至生命。表现在： 一方面，大量污染物在热岛中心聚集，浓度剧增，直接刺激人们的呼吸道粘膜，轻者引起咳嗽流涕，重者会诱发呼吸系统疾病，尤其是患慢性支气管炎、肺气肿、哮喘病的中老年人还会引发心脏病，死亡率高，如英国伦敦在1952年12月份，因为这个原因死亡4000余人。