推荐理由:
该研究由香港大学宫鹏院士团队提出,具有很强的创新性;
该文发表于Nature子刊,具有很高的借鉴价值;
该文提供了相关数据和代码,具有良好的学习路径。
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论文标题
Wu S, Chen B, An J, et al. The interplay of cloud cover and 3D urban structures reduces human access to sunlight[J]. Nature Cities, 2024: 1-9.
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论文摘要
城市地区的阳光照射对人类健康至关重要,但由于云层覆盖和复杂的 3D 城市建筑而导致的阳光照射减少往往被忽视。本文引入了一个结合自然日照长度变化、云层覆盖和 3D 城市结构的框架来评估城市的日照时间。将这个框架应用于 1,353 个美国城市,我们发现 2020 年可用阳光显著减少了 2,896 小时(121 天),其中云层覆盖占 2,448 小时(102 天),城市结构导致 448 小时(19 天)的损失。随着云层覆盖和城市化的增加趋势,阳光损失可能会加剧。本研究强调了迫切需要制定跨学科的城市规划战略,优先考虑充足的自然阳光。
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关键图表
图1. 3D 城市环境中确定日照结果的概念图。实际的城市日照量受日期、地理位置、天气条件和城市结构的影响。云量和 3D DSM 数据集分别为天气和城市结构提供依据。
图2. 2020 年美国 1,353 个城市的年度日照地图。a、日照长度;b、自然日照;c、城市日照;d,3D 城市结构中建筑区阳光的减少,通过自然光和城市阳光之间的差异来衡量。
图3. 1,353 个美国城市的平均建筑高度与建筑区日照减少率之间的城市级关联
图4. 通过三个不同的数据集观察到的美国本土 1,353 个城市的云量趋势。
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数据可用性
TIGER 矢量数据库的城市边界:https://www.census.gov/programs-surveys/geography/guidance/tiger-data-products-guide.html
WorldCover 土地覆盖产品:https://esa-worldcover.org/en
GOES-16 晴空掩膜产品:https://www.goes-r.gov/spacesegment/abi.html
MOD09GA 云掩膜产品:https://developers.google.com/earth-engine/datasets/catalog/MODIS_061_MOD09GA
MYD09GA 云掩膜产品:https://developers.google.com/earth-engine/datasets/catalog/MODIS_061_MYD09GA
ISCCP HXG 云掩膜产品:https://gee-community-catalog.org/projects/isccp_hxg/
DSM数据:https://planetarycomputer.microsoft.com/dataset/3dep-lidar-dsm
PlanetScope卫星数据:https://www.planet.com/
NAIP航空影像数据:https://developers.google.com/earth-engine/datasets/catalog/USDA_NAIP_DOQQ
美国能源部的 BAP数据:https://atlas.eia.gov/datasets/eia::climate-zones-doe-building-america-program/
每日地面天气和气候数据:https://developers.google.com/earth-engine/datasets/catalog/NASA_ORNL_DAYMET_V4
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代码可用性
SVF 计算脚本可通过 GitHub 获取:https://github.com/EarthObservation/RVT_py
自然太阳持续时间计算软件可从以下网址获取:https://gml.noaa.gov/grad/solcalc/sunrise.html
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