论文分享|【Urban Climate】2005-2020年中国城市热岛空间扩展视角下的人口热暴露风险

文摘   2024-12-18 22:07   安徽  

文章基本信息

期刊:Urban Climate

发表时间:2024年

英文题目:

Population heat exposure risk from the perspective of urban heat island spatial expansion in China during 2005–2020 

中文题目:2005-2020年中国城市热岛空间扩展视角下的人口热暴露风险

Doi:10.1016/j.uclim.2024.101987

01

摘要

 全球气候变化和城市化加速的共同影响加剧了城市热岛效应,增加了人口的热暴露风险。基于MODIS地表温度(LST)、土地利用覆盖变化(LUCC)、全球城市边界(GUB)、数字高程模型(DEM)和人口数据,对2005 - 2020年中国城市热岛指数的空间扩展特征进行了综合分析。基于网格化城市热岛强度(UHII)和人口,提出人口加权城市热岛强度(UHII)指数(Ep),比较新发热岛强度和已有热岛强度在3个热岛强度等级下的人口热暴露风险。2020年,热岛面积比2005年翻了一番,其中填充型热岛面积最高,边缘扩张型热岛面积最大,跨越式热岛面积最低。2020年夏季,中国白天和夜间Ep指数分别为1.75℃和1.79℃,较2005年分别上升0.12℃和0.44℃。对于新开发的热岛地区,当热岛指数超过2℃时,填充区白天人口热暴露风险较大,而跨越区夜间人口热暴露风险较高。该研究建立了城市热岛空间扩展与人口暴露风险之间的联系,为未来减轻城市环境危害提供了参考。

02

研究背景

全球变暖导致极端天气事件的频率和严重程度上升。是否可以采用“用空间换时间”的概念?以未受城市化影响的农村地区作为代表当前温度状况的参考,并以1.5°C和2°C的UHII阈值作为未来温度升高的指标,评估这些高温对人类健康的影响。

迄今为止,基于空间形态学和景观生态学的理论和方法,在多个区域、时间段和空间尺度上开展了城市热岛效应的研究。大多研究依赖于基于行政单位的静态人口统计,忽略了人口的时空分布异质性。此外,人口加权环境暴露风险的地图代数将为在精细时空尺度上对人口热暴露风险进行动态评估提供见解。

本研究的主要目的是从城市热岛空间扩展的角度揭示城市人口热暴露风险。

1)定量识别2005-2020年城市热岛区域和时空格局

2)系统评价不同类型城市热岛的空间扩展

3)计算不同类型热岛热岛空间扩展的人群热暴露风险。

本研究引入了人口加权热岛指数(Ep)这一创新指标,对新建热岛地区和已有热岛地区进行了分析,重点关注了人口在≤1.5C、1.5 - 2C和2C三个级别下的暴露风险。

03

研究方法

01 城市热岛指数的确定与计算

该研究利用简化城市范围(SUE)算法确定了369个城市的热岛地区,并通过整合MODIS LST、GUB、LUCC和DEM数据集来量化热岛地区。

02 城市热岛空间扩展的分类

利用城市热岛扩展指数(UHIEI)对城市热岛的空间扩展进行分类和量化,根据具体阈值,城市热岛扩展类型分为跨越式、边缘扩展式和填充式。

其中,UHI0为缓冲区内已存在的热岛面积,UHI为缓冲区内新开发的热岛面积,UHIEI为每个像元得到的热岛扩展指数。

03 城市热岛效应人群暴露风险的计算

为了评估热岛效应的人群暴露风险,提出了人口加权热岛指数。

其中Ep为人口加权UHII指数(C), Pi为像素中的人口,UHIIi为像素的UHII, n为每个城市某一城市空间扩展格局范围内所有像素的个数,P为每个城市某一城市空间扩展格局的总人口。

04

重要图表




该文题目为”Population heat exposure risk from the perspective of urban heat island spatial expansion in China during 2005–2020",于2024年发表在《Urban climate》期刊(IF=6.0)。该文章来自天津大学环境科学与工程学院乔治老师团队。

以上内容仅代表个人对文章的理解,详情请下载原文。


引用:

Ruoyu Jia, Jiawen Liu, Tong He et al.Population heat exposure risk from the perspective of urban heat island spatial expansion in China during 2005–2020,Urban Climate,Volume 56,2024,101987,ISSN 2212-0955.





编辑丨张倩敏

校对丨辛佳兴

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