南京市四种下垫面气温日变化规律及城市热岛效应
南京市四种下垫面气温日变化规律及城市热岛效应
的降温效应 ，均 幅度为 ０２～２ ． ． 而夜晚林 地与水 体有 轻微 的保 暖效应。 无风天气 时这 种效应更 明显 。（ 南 京市 的热 ９℃， 晴好 ２） 岛强度平均 为 ０ ． ５～３５℃，凌晨 ３０ ． ：０左右热岛强度较 大且 平稳 ，当 日出后热 岛强度减小， 在中午 １：０左右有一 个明显回 但 ２０ 升 ，然后下降 ，至傍 晚 ｌ ： ８０ ０～２ ： ，热 岛强度有个强烈提 升的高峰 。（ 利用各观测点温度的时间标准差 、空间标 准差及 １０ ０ ３）
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通过对南京市的 中心城区夫子庙 、城市湖泊玄武湖 、城市森林紫金山 、城市郊 区浦 口四个观测点选取水泥地 、草地 、林地和 水体 四种下垫 面进行温度 、湿度 、风速等气 象因子的 ２ ４ ｈ同步 观测 ，结果表 明，（ ）四个观测点 的四种下垫 面白天气温呈 １
林 地 ＜水体 ＜草地 ＜水泥地的变化趋势 ，夜晚则是相反 ， 草地的温度最低 ；与水 泥地 比较 ， 但 其他 ３种下 垫面 白昼 期有 明显
中图分类号 ：ｘｌ ６ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：ｌ７ ． １５（ ０ ７） ５ １ １－０ ６ ２２ ７ ２ ０ ０ ．４ １ｌ
城 市热岛是指城 市地 区整体或局部 温度高于 环境 因子非 常复杂 。而城 内绿化在各功能 区不均 周围地区的一种异常温度分布现象 ，除了当地天气 匀 ，较多 地方 出现较 大斑 块 的绿化 空 缺及 薄弱 区 ， 条件 、城市地理位置的影响外 ，城市的街道走向， 城市生物多样性下降，绿地种质资源锐减 ， 内绿 城 建筑群密度 ，工厂生产 ， 植被覆盖率降低 ，大量人 地面积下降 ，城效生态环境不断恶化等问题 ， 城市 为热排放等 ，都是导致城市热岛效应产生的因素。 生境较以往更为复杂。为了监测城市热岛特征 、 热 探讨消减城 城 市 热 岛 以其 独 特 的气 候 变 化 对 城 市 生态 环 境 和 场空间分布及综合评价城市环境质量 ， 市热岛效应对策 ，为城市规则 、 城市环境治理及城 人类生产活动产生着重大的影响 ，因此城市热岛现 市绿化建设提供科学依据 ，我们通过观测实验 ，对 象 的研究受到普遍关注和重视。早在 １ ９世纪初 ， ０ ５年 ７ 、９月间南京市夫子庙 、玄 、８ 英 国科学家 Ｈ ｗ ｒ ｏａ ｄ就指 出伦敦城市中心的气温 比 比分析 了 ２ ０ 周围的乡村高…；此后各 国学者对不 同纬度 、不同 武湖 、浦 口、紫金Ｉ 四种景观用地的 日 温变化规律 及南京市城市热岛强度特征 ，综合评价了风 、湿 、 类型的城市陆续做 了大量的城 、郊气温对比观测， 都发现城 区气温高于郊区的热 岛现象 ， 并对其时空 热温 因子 的环 境舒 适度 。 分布 、成因机理 、数值模型及其环境生态影响作了 １ 实验地与研究 方法 南京是江苏省 的省会城市 ，地处 长江下游平 深入的研究。 ｎ ｙ Ｍａｌ 将这种城区气温高于郊区的现 ｅ 象命名为“ 城市热岛”Ｊ 【，而 Ｏ ｅ ２ ｋ 则定义从地表面到 原 ，居长江三角洲顶点 ，北纬 ３。４￣ ２３ ’ １１’３ｏ７，东经 建 筑物 屋顶 面 附近 为城 市覆 盖层 ，从 屋顶 面 附近 到 １８２ ’ １ｏ４ 。距 上游 的武 汉 ７２ｋ １ｏ２～１９１’ ２ ｍ，距 下 游 的 ８ ｍ，长江 穿越境 域 ；现辖 １ ４县 ，面 １区 上空积云层为城市边界层 ，并将城市中心区的温度 上海 ３ ０ｋ 积 ６ ９ ２ ７ ｍ 。南京属暖温带向北亚热带过渡地带 ， ５ ｋ “ 高峰’ 与郊区温度的差值定义为“ 值 热岛强度” Ｊ 【。 ｊ ６℃，年度最佳气节 国内外学者对北京 、上海 、天津等城市的热岛 四季分明，全市年平均气温 １ 效 应 已作 了大量 的研 究报 道 【 】 作为 “ ４ ，而 长江 上 的 为秋季 ｌ １月。南京三面环山 ，西北方向滨临长 江 ，形 成 向西北 开 口的“ 箕” 簸 地形 。由于热 季 东南 三大火炉” 城市之一的南京城市热 岛效应研究还少 见 报道 【 ８ ７】 ． 。随着 南 京市 城 市化 的迅猛 发 展 ，出现 群Ｉ阻挡了海洋季风，热空气不易扩散 ， 以炎热 所 了较多的工 、商 、贸 、居住等混杂 的区域 ， 城市的 高温 ，热 岛效 应明 显 。
浅析南京城市热岛效应成因及解决方法
浅析南京城市热岛效应成因及解决方法发表时间：2018-05-28T16:59:30.263Z 来源：《建筑模拟》2018年第3期作者：刘彬[导读] 南京被称为我国“四大火炉”之一，本文通过查阅资料和相关文献，在充分了解南京的城市气候特征的基础上，分析其城市热岛效应的现状，探索南京城市热岛效应的成因，并提出解决南京城市热岛效应的方法。
身份证号：6125261989****0013 中铁第四勘察设计院集团有限公司摘要：南京被称为我国“四大火炉”之一，本文通过查阅资料和相关文献，在充分了解南京的城市气候特征的基础上，分析其城市热岛效应的现状，探索南京城市热岛效应的成因，并提出解决南京城市热岛效应的方法。
关键词：南京城市气候热岛效应1南京市气候概况南京属北亚热带湿润气候，季风明显，四季分明。
南京进入春季是4月1日左右，清明未到，已经柳绿桃红；进入夏季是6月8日左右，芒种时节，麦熟禾壮；进入秋季是9月18日左右；进入冬季是11月12日左右，立冬已过，草木尚未枯黄。
风象：南京市冬季以东北风为主，夏季以东风和东南风为主，春季以东南和东风为主，秋季以东北风为主；南京市平均风速不大，大风的日数亦不多，最大风速19.8m/s；年主导风为东风，频率21.7%。
气温：年平均气温15～16℃；最高气温43℃，最低气温－16.9℃，最热月平均温度 28.1℃，最冷月平均温度-2.1℃。
降雨量：南京市年平均降雨量1081.4毫米，相对湿度76%；南京以六、七月黄梅季节雨量最多，全年约有55%的降水集中在5～8月。
太阳辐射：南京市的日照数量介于1766～2200小时之间，年日照百分率在50%左右；太阳总辐射量115千卡/平方厘米•年；日照时数在季节分配上，以夏季（6～8月）为最多，约占年日照时数的30%左右。
2南京城市热岛效应成因分析2．1地形对热岛效应的影响图1 南京主城区与周边山体的空间关系南京市地处长江下游平原，居长江三角洲顶点，长江穿越境域，南京属暖温带向北亚热带过渡地带。
南京的气温变化趋势
南京的气温变化趋势南京的气温变化趋势可以从不同时间尺度进行观察和分析。
从年际变化来看，南京的气温呈现出一定的规律性。
在过去的几十年里，南京的气温总体呈现上升趋势，但同时也存在着一些年份间的波动。
首先，从长期的气温变化趋势来看，南京的气温逐渐升高。
随着工业化和城市化的进程，南京的气温受到了人类活动的影响。
城市化过程中，大量的泥土被建筑物和道路所代替，城市建筑物的热岛效应会使得南京的气温相对于农村地区上升。
而随着工业的发展，大量的工业废气的排放和能源的使用也会导致温室气体的增加，从而加剧了全球气候变暖的趋势。
这些因素综合作用下，南京的气温呈现出总体上升的趋势。
然而，南京的气温变化并不是简单的一种趋势，而是受到多种因素的共同作用。
南京位于亚热带湿润气候区，夏季炎热潮湿，冬季寒冷湿润，春秋季适宜宜人。
在四季交替之间，南京的气温会发生较大的变化。
冬季是南京气温最低的季节，平均气温一般在5左右。
南京的冬季主要受到北方的冷空气影响。
冷空气南下时，气温会明显下降。
而夜间温度更是常常降至0以下。
不过，由于南京位于中国的东南沿海地区，受到海洋的影响，冬季一般没有严寒的天气。
冬季的南京大多数时间是晴朗干燥的，但也会有雨雪天气出现。
而夏季是南京气温最高的季节，平均气温一般在28左右。
夏季南京位于暖湿气流的控制下，湿气较重，气温也相对较高。
南京夏季一般会出现高温、多雨的天气，可能会伴有强对流天气，如雷雨、雷暴等。
夏季时南京的气温可以突破35，且湿度较大，非常闷热。
由于夏季天气炎热，南京市民也会在此时选择到海边或者其他凉爽地方度假。
春季和秋季是南京气温较为宜人的季节。
春季一般从3月份开始，天气逐渐回暖，气温逐渐上升，但相对湿度较低。
秋季从9月份开始，天气逐渐凉爽，气温逐渐下降，相对湿度适宜。
春秋季南京的气温适宜，较少降水，风力也相对较小。
总体来说，南京的气温变化趋势呈现上升的趋势，但同时也受到季节及其它气象因素的影响而呈现出较大的波动。
不同下垫面材料对城市热岛效应的影响分析
６ 结论 利用 二 年不 同下 垫 面温 度 与城 市温 度 进行 比较 、分析得 出。 只有 保 证城市绿地 占总土地面积 的４．２ ７５ ％时才能保证城市中有最佳 的热岛效应 值。
参 考文献 ［ 曾侠 ， 明， １ 】 钱光 潘蔚娟． 珠江三角洲都市群城市热 岛效应气象 ， ０， （ ）２ １． ２ ４ ０１ ： —５ ０ ３ ０１ 【１ ２黄嘉佑， 小宁， 刘 李庆祥 ． 中国南方沿海 地区城市热 岛效关系研究 【． 带气象 Ｊ热 】
２ 数据采集
由于１ 米气温是历来气象学上分析热岛效应的基准温度对比点 ， ． ５ 所 以本次分析 以水泥地 ， 柏油地 ， 绿地三种不同下垫面在不同季节 ， 不同 时间对１ 米高温度 （ ． ５ 防辐射罩内温度 ）的影响分析 ，来分析这 四种下垫 面在不同季节 、不 同时间对城市热岛效应的影响能力。 本次分析将一年数据划分为冬 （２ ２ ）、 （ — 月 ） １ 月 — 春 ３５ 、夏 （ － ６８ 月 ）、秋 （ 一 １ ）四季，取２ ｏ年１月１ ９ ｌ月 ０７ ２ 日至２ ０年 ｌ月３ ０９ １ Ｏ日两年内不 同下垫面表面和对１ ｍ ． 高度 （ ５ 防辐射罩 内 ）的正点温度进行分析。 为了更好地分析各类下垫面对热岛效应的贡献能力 ，热岛贡献度特 以每季度 日 平均气温之差乘以系数ａ 表示 ，由于此次热 岛数据分析是 以 郊区下垫面数据为分类 ， 所以热岛贡献值都是负值。
意义 。
１２ ） 时。夜间柏油 下垫面城市热岛贡献值是一 ． ，水泥下垫面热岛 ０８ ａ 贡献值是一 ． ， ０ ａ 绿地下垫面热岛贡献值是－ ． 。故夜间 ， ９ －８ ０ａ 绿地下垫面对 城市热岛的贡献值最大。 ２ ８ ） 时。０ 时柏油下垫面城市热岛贡献值是＿ ． ， ２ ０ ａ 水泥下垫面热岛 ４ 贡献值是一 ． ，绿地下垫面热岛贡献值是－ ． 。故（ 时，柏油和水泥下 ０ａ ４ ｏａ ５ ） ２ 垫面对城市热岛效应的贡献相同，比 绿地下垫面对城市热岛效应的贡献
不同城市下垫面地表温度与气温关系对比研究
下垫面类型 日平均温度（℃） 最高温度（℃） 最低温度（℃）
日较差（℃）
沥青 22.2 25.42 14.03 11.39
水面 12.96 15.38 11.38 4.00
草地 15.12 17.57 11.66 5.91
裸地 16.74 19.57 12.78 6.79
气温 16.54 18.98 15.13 3.85
【关键词】城市下垫面类型；地表温度；气温人工实地测量 随着我国城市化的快速推进，城市空间热环境出现明显变化，热岛效 应成为城市热环境最明显的特征之一。城市热岛作为城市化进程的产物， 是一种城区温度明显高于郊区的现象。城市热岛效应使城市区域环境污染 得不到缓解、城市空气质量更差，更会对城市居民的身体健康产生严重的 影响。因此开展城市不同下垫面类型地表温度与气温之间的关系研究对改 善城市空间热环境具有重要的意义。本文选择沥青、裸地、草地、水面等 四种典型城市下垫面，进行一个月连续观测，系统的分析了不同城市下垫 面地表温度与气温的关系，为改善城市热岛效应提供理论依据，同时也为 遥感数据提供对比和验证。 1 研究区域与方法 1.1 研究区域 昆明，云南省省会，地处云贵高原中部，山原地貌，地势大致北高南 低，多溶洞和溶岩地貌，属北亚热带低纬高原山地季风气候。年平均气温 16.5℃，年均降雨量 1450 毫米，无霜期 278 天，气候宜人。 本次观测区域位于昆明市呈贡区云南师范大学校内，选取沥青路面（图 1）、水面（图 2）、草地（图 3）、裸地（图 4）4 种城市典型下垫面进 行地表温度观测，观测区域四周比较空旷，无高大建筑物。 昆明的 5 至 10 月为雨季，降水量占全年的 85％左右；11 月至次年 4 月为干季，降水量仅占全年的 15％左右。本次研究选择 12 月为主要研究 时间段，尽可能避开阴雨天气对本次数据采集的影响。观测时间为 2018 年 11 月 22 日到 2018 年 12 月 22 日，每天 10 点、14 点、18 点对固定区 域进行观测。
4种城市下垫面地表温度年变化特征及其模拟分析
３期
刘霞等 ：４种城市下垫面地表温度年变化特征及其模 拟分 析
３ １ 日较 差 ．． ４
３５ ７
值得注意的是 ， 冬半年裸地和草地 日 最高温 度高于水泥 ， 与夏半年相反 ， 可能与从 ｌ ０月一 次
高于 日最高气温 ，夏半年 比冬半年更明显。夏半 年平均 日 最高温度以沥青为最高（２ ） ５． ６ ，水泥 和裸地次之且二者差异不显著 ，草地最低。与气 温相比， 沥青 、 水泥 、 裸地和草地分别偏高 ２ ．、 ０ ２
地表 日平 均温度按 日最高 和 日最低算 术平均计
算。观测时段为 ２ ０ 年 ５月 １日 ｏ６ ４月 ０４ 一２ ０ 年
３ 结果分析
３１ 不 同下 垫面地 表 温度 年变 化特 征 ．
３１１ 日平均 温度 ．．
误差较大。前人亦有使用地面观测资料对不同典
型下垫面温度进行分析和预测［ ” ， ］但其时间分 卜 布特征与影响因素的关系仍未明确。本文采用沥 青 、水泥 、裸地和草地等 ４ 种典型城市下垫面 ２ 年 的连续观测资料 ，系统分析了不同性质下垫面
３ 南 京信 息 工程 大学 应 用气 象学 院 ，江苏 南 京 ２ ０４ ； ． １０４ ４ ．南京 信 息工 程 大学 大气 物理 学 院 ，江 苏 南京 ２ ０４ ） １０ ４
摘
要 ：利用对沥青、水泥、裸地和草地等 ４种城市下垫面地表温度的 ２年观测资料 ，系统分析了 ４种
城市下垫 面地表温度 年变化 特征及其影响因素 ， 立了地表温度模拟模型 。主要结果 ： １４ 建 （） 种城市下垫面 日 平均温度 、 日 最高 温度 、 日最低 温度的年变化特征总体与气温一致 ， 同下垫面间温度差 异在夏半年均大于 不 冬半年 。（ ２ ）沥青 、水泥 、裸地和草地 的 日 平均温度 、日 最高 温度 全年 均高于气温 ，以沥青最 强 ， 水泥 次之 ， 裸地 和草地较弱 ， 日 最低 温度 与气温差异不 大 ，表明典型城市下垫 面对 大气具有一定 的加热作用 。（ ３ ）总云
城市热岛效应的成因及对策
城市热岛效应的成因及对策在现代城市的快速发展中，“城市热岛效应”逐渐成为一个备受关注的问题。
它就像是城市中的一个“热魔”，让城市在夏季变得更加酷热难耐。
那么，究竟是什么导致了城市热岛效应的产生？我们又该如何应对这一现象呢？城市热岛效应，简单来说，就是城市中心的温度明显高于周边郊区的现象。
造成这种现象的原因是多方面的。
首先，城市的下垫面性质发生了巨大改变。
在城市中，大量的建筑物、道路、广场等都是由混凝土、沥青等材料构成，这些材料的比热容较小，在白天吸收大量的太阳辐射后，迅速升温，并且在夜间也会缓慢释放热量。
相比之下，郊区的土壤、植被等自然下垫面能够更好地吸收和储存水分，通过蒸发等方式调节温度，从而使得郊区的温度相对较低。
其次，城市中的人为热量排放也是一个重要因素。
随着城市人口的增加和经济的发展，工厂、交通工具、空调等设备不断排放出大量的热量。
特别是在冬季，采暖设备的广泛使用更是加剧了热量的排放。
这些人为产生的热量使得城市的温度进一步升高。
再者，城市中的大气污染也对热岛效应起到了推波助澜的作用。
大气中的污染物，如颗粒物、二氧化碳、氮氧化物等，会吸收和散射太阳辐射，减少地面的有效辐射，从而导致城市温度上升。
同时，污染物还会影响大气的透明度和对流，阻碍热量的扩散。
此外，城市的几何形状和布局也会影响热岛效应。
高楼大厦密集的区域，通风不畅，热量难以散发。
而城市中的街道、河道等狭窄的空间，也不利于空气的流通和热量的交换。
面对城市热岛效应带来的种种问题，我们需要采取一系列的对策来缓解和改善这一状况。
加强城市绿化是一项重要的措施。
增加城市中的绿地面积，种植树木、花草等植被，不仅可以美化环境，还能够通过植物的蒸腾作用吸收热量，降低气温。
树木还可以提供遮荫，减少建筑物和道路对太阳辐射的吸收。
在城市规划中，应该合理布局公园、绿地，形成绿色廊道，将城市中的各个区域连接起来，促进空气的流通和热量的交换。
改善城市的下垫面性质也是关键。
城市热岛效应及水汽条件
夜间
稳定层
混合层（薄） 接地逆温层
不稳定层
垂直分布示意图
城市热岛的生态环境效应 1. 城市热岛对生态环境的影响
1) 加重城市污染
2）影响取暖季节和能耗 3）影响城市积雪
4）影响无霜期和物候期
5）夏季，热岛效应加强城市高温的酷热程度，易产生高温灾 害，影响健康舒适
2. 防治城市热岛的对策
削减夏季城市热岛强度，是防御城市夏季高温灾害，保障居民健康舒 适，减少经济损失和保护城市生态环境的一项重要措施。 1加强城市绿化，构建“森林城市”； 2研究和应用“环境友好”路面； 3控制大气污染 ；
（3）强对流性降水增多，常伴随冰雹、雷暴等灾害性天气，农 业受灾减产，生命财产损失。在城市还因影响能见度，使交通事 故增多。
（4）降水量减少，河、湖、库、塘干涸，缺水、干旱，又使供 水费用增加。
因此，在城市规划中，要充分考虑城市对降水的影响，妥善 安排不同土地利用区位和各种防治措施，尽可能减少损失。
城市热岛效应
城市热岛的发现
城市热岛现象是一个自1960年代开始，在世界各地大城市 所发现的一个地区性气候现象。具体来说，无论从早上到日落 以后，城市部份的气温都比周边地区异常的高。这个现象的发 现，是由于人造卫星的出现，使人类得以利用人造卫星从高空 以红外线拍摄地球。这种拍摄的最初目的，是作气象测量用途， 用以分析雨云的构成。可是，后来人类从红外线的影像发现了 照片中的城市地区的温度有着很明显的差异，看起来城市部份 就好像在周边地区的一个浮岛。
2. 城市降水变化的效应
（1）城市降水强度增加，使城市雨洪径流增大，洪水增多， 加剧土壤侵蚀，加速河湖和下水道系统淤积，使城市排水管网漫 溢增多，要提高防洪标准，增加费用开支。 （2）降雨总量增大，冲洗污染物增多，水体污染加剧，水处 理负担加重；但另一方面，径流量增大，提高自净能力，又可改 善水环境污染。并且增加供水资源，农业用水充裕，产量提高， 枯季可缓解旱情，提高土地价值。
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生态环境 2007, 16(5): 1411-1420 Ecology and Environment E-mail: editor@基金项目：国家自然科学基金项目（30070432）；广西林科院青年科技基金项目（2005-f-02）作者简介：黄良美（1977－），男，博士，从事城市生态方面的研究。
E-mail: huangliangmei@ *通讯作者，E-mail: xianggfri@ 收稿日期：2007-01-05南京市四种下垫面气温日变化规律及城市热岛效应黄良美1, 2，黄海霞2，项东云1*，朱积余1，李建龙21. 广西林业科学研究院，广西 南宁 530001；2. 南京大学生命科学院，江苏 南京 210093摘要：为了监测城市热岛特征、热场空间分布及综合评价城市环境质量，探讨消减城市热岛效应对策，2005年7—9月期间，通过对南京市的中心城区夫子庙、城市湖泊玄武湖、城市森林紫金山、城市郊区浦口四个观测点选取水泥地、草地、林地和水体四种下垫面进行温度、湿度、风速等气象因子的24 h 同步观测，结果表明，（1）四个观测点的四种下垫面白天气温呈林地＜水体＜草地＜水泥地的变化趋势，夜晚则是相反，但草地的温度最低；与水泥地比较，其他3种下垫面白昼期有明显的降温效应，均幅度为0.2 ~ 2.9 ,℃而夜晚林地与水体有轻微的保暖效应,晴好无风天气时这种效应更明显。
（2）南京市的热岛强度平均为0.5 ~ 3.5 ℃，凌晨3:00左右热岛强度较大且平稳，当日出后热岛强度减小,但在中午12:00左右有一个明显回升，然后下降，至傍晚18:00 ~ 21:00，热岛强度有个强烈提升的高峰。
（3）利用各观测点温度的时间标准差、空间标准差及时空数据正规化的标准差定量与定性的揭示了城市景观与城市下垫面对城市热岛效应变化的影响机理。
（4）不同观测点舒适度指数表明观测期间人们对温度、湿度和风速日变化的综合生理感觉是暑热到较舒适间的变化过程，紫金山和浦口有时给人舒适的感觉。
基于实验观测数据，对南京市不同下垫面的温度日变化规律、热岛强度特征、舒适度指数以及相关成因机理进行了全面分析与探讨，为城市生态建设、城市规则、城市环境治理及城市绿化建设提供重要的理论参考。
关键词：城市下垫面；热岛强度日变化；成因与机理分析；舒适度指数中图分类号：X16 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2007）05-1411-10城市热岛是指城市地区整体或局部温度高于周围地区的一种异常温度分布现象，除了当地天气条件、城市地理位置的影响外，城市的街道走向，建筑群密度，工厂生产，植被覆盖率降低，大量人为热排放等，都是导致城市热岛效应产生的因素。
城市热岛以其独特的气候变化对城市生态环境和人类生产活动产生着重大的影响，因此城市热岛现象的研究受到普遍关注和重视。
早在19世纪初，英国科学家Howard 就指出伦敦城市中心的气温比周围的乡村高[1]；此后各国学者对不同纬度、不同类型的城市陆续做了大量的城、郊气温对比观测,都发现城区气温高于郊区的热岛现象，并对其时空分布、成因机理、数值模型及其环境生态影响作了深入的研究。
Manley 将这种城区气温高于郊区的现象命名为“城市热岛”[2]，而Oke 则定义从地表面到建筑物屋顶面附近为城市覆盖层, 从屋顶面附近到上空积云层为城市边界层，并将城市中心区的温度“高峰”值与郊区温度的差值定义为“热岛强度”[3]。
国内外学者对北京、上海、天津等城市的热岛效应已作了大量的研究报道[4-6]，而作为“长江上的三大火炉”城市之一的南京城市热岛效应研究还少见报道[7, 8]。
随着南京市城市化的迅猛发展，出现了较多的工、商、贸、居住等混杂的区域，城市的环境因子非常复杂。
而城内绿化在各功能区不均匀，较多地方出现较大斑块的绿化空缺及薄弱区，城市生物多样性下降，绿地种质资源锐减，城内绿地面积下降，城效生态环境不断恶化等问题，城市生境较以往更为复杂。
为了监测城市热岛特征、热场空间分布及综合评价城市环境质量，探讨消减城市热岛效应对策，为城市规则、城市环境治理及城市绿化建设提供科学依据，我们通过观测实验，对比分析了2005年7、8、9月间南京市夫子庙、玄武湖、浦口、紫金山四种景观用地的日温变化规律及南京市城市热岛强度特征，综合评价了风、湿、热温因子的环境舒适度。
1 实验地与研究方法南京是江苏省的省会城市，地处长江下游平原，居长江三角洲顶点，北纬31º14’~32º37’，东经118º22’~119º14’，距上游的武汉722 km ，距下游的上海380 km ，长江穿越境域；现辖11区4县，面积6597 km 2。
南京属暖温带向北亚热带过渡地带，四季分明，全市年平均气温16 ℃，年度最佳气节为秋季9~11月。
南京三面环山，西北方向滨临长江，形成向西北开口的“簸箕”地形。
由于热季东南群山阻挡了海洋季风，热空气不易扩散，所以炎热高温，热岛效应明显。
1412 生态环境 第16卷第5期（2007年9月）南京市2005年以6、7、8、9月的气温为最高, 平均温度在24.8 ~ 28.6 ,℃ 湿度在56 ~ 77 %, 风速在2.2 ~ 2.8 m/s 。
7、8、9月期间，我们进行了6次野外观测，观测日有晴、阴、多云等天气情况，但都为不下雨的天气，风速也都＜4.5 m/s （表1）。
观测点设在紫金山、玄武湖、夫子庙及郊外的浦口，这四个观测点地理位置和景观基质各不相同（图1），其中夫子庙位于城市中心东南部，高楼林立，人流车辆往来频繁，人为热和水汽排放量大。
玄武湖公园是一个由人工桥连接成的三个湖泊小岛，公园面积3.7 km 2。
紫金山位于南京市东面，是城市的绿肺，海拔高度448 m ，林地面积达29.7 km 2，植被群落多以壳斗科的青冈(Cyclobalanopsis glauca )、小叶青冈(C .myrsinaefolia )、石栎（Lithocarpus glaber ）和苦槠(L. s glaber )，樟科的浙江桂(Cinnamomum chekiangensis )、樟树(C. comphora )和红楠(Machilus thunbergii )等树种为建群种或优势种，呈常绿与落叶阔叶混交林相，观测点位置在一名为流微榭的山谷处。
城市郊区浦口为长江所分隔于南京市主城区，为郊区农田用地，但已成城市郊区开发区状态，我们选择南京大学浦口校区为观测点。
由于景观用地的差异，我们将四个观测点分别作为城市商业中心、城市湖泊、城市森林、城市郊区的景观用地代表。
观测是用阿斯曼通风干湿表，最低温度计，最高温度计，三杯风速风向仪在四个观测点进行全天每小时的同步观测，但是1:00、3:00、5:00、11:00、17:00、23:00部分观测点存在缺测情况，因此数据处理时删除了这6个时间段；观测高度为1.5 m 。
观测过程中，在每个观测点选择水体、草地、林地、柏油路面或水泥地面等四种下垫面进行温度、湿度和风速观测，其中林地都选择观测点处高大悬铃木表1 观测日的天气状况Table 1 The weather condition of the observation days in the period of July—September, 2005气温/℃ 相对湿度/% 云量/decas 风速/(m·s -1) 观测日均值最大值 最小值 均值 均值 均值 7月17日 30.1 34.1 26.2 68 5.1 2.8 7月18日 29.1 33.5 26.5 70 4.4 3.0 8月13日 29.7 33.1 27.2 70 7.4 2.8 8月14日 30.5 33.8 27.2 68 3.1 4.3 8月26日 23.2 28.4 18.5 77 3.1 1.3 8月27日 25.3 29.8 22.5 76 8.3 1.5 9月9日 24.7 30.5 20.0 70 1.3 1.0 9月10日 24.9 30.4 19.8 73 1.3 1.3 9月17日 28.2 30.9 25.8 78 3.3 2.0 9月18日 26.1 30.2 23.7 82 9.4 2.5 9月24日 21.3 24.9 19.6 69 9.1 2.3 9月25日 21.0 24.3 19.6 73 9.5 3.0图1 南京市主要景观及研究观测点Fig. 1 The location of the observation sites and the major landscape form of Nanjing黄良美等：南京市四种下垫面气温日变化规律及城市热岛效应 1413(Platanus acerifolia )的树荫下取样(夫子庙为街道树，其他都是林地)，林地绿化树种主要有悬铃木(Platanus sp )，雪松(Cedrus deodara )，枫香(Liquidambar formosan )，银杏(Ginkgo biloba )，栾 树(Koelruteria paniculata )，杨(Populus sp )，柳(Salix sp )，石楠(Photinia serrulata )，海桐(Pittosporum tobira )，小叶女贞(Ligustrum quihoui )，火棘(Pyracantha founeana )，迎春(Jasminum nudiflorum )，桂花 (Osmanthus fragrans )等。
草地是选择观测点近旁的宽阔草坪，在南京大学浦口校区的草坪，其草种为高羊茅（Festuca arundinacea S ）.、翦股颖（Agrostis stolonifera L ）、草狗牙根（Cynodon Dacty;on (L.) Pers.），结缕草（Zoysia jaonica S.）等品种。
水泥地面则是十字路口、泊车广场或操场。
水体在夫子庙是其旁边的秦淮河段观测，玄武湖则是在一伸向湖中的狭长堤道上观测取样，紫金山是在流微榭的湖面上观测取样，浦口由于实际情况没有水体的取样。
本实验由于是实地观测，各观测下垫面面积无法一致，我们以取样观测位置中心点辐射的同质面积至少超过500 m 2设为小气候观测尺度，这一尺度也可作为景观分辨率尺度。
数据处理：（1）分析四种下垫面温度日变化特征时，以各观测点水泥地面为参照进行对比；（2）分析城市热岛效应变化特征时以城市中心夫子庙为参照点进行对比，对比前将水体、草地、林地、水泥地面的温度和湿度进行平均作为该观测点的温度和湿度，风速则是空旷草地上每小时测量的5组连续读数平均值；（3）分析城市热岛时空变化的生境影响时，采用时间、空间及时空数据正规化等3种方差进行比较分析；（4）用北京市气象局1997年发布的人体舒适度指数与陆鼎煌基于环境卫生学的人体舒适度指数[9-11]综合评估了各景观用地的生态气象因子，数据处理（3）与（4）的计算式如下：ij ij i X X X =−)(i = 1, 2, 3,…, P = 24) (1) ˆij ij jX X X =− (j = 1, 2, 3,…, N = 4)(2) ij X X X −=((i =1, 2, 3,…, P , j =1, 2, 3,…, N )(3)1.80.0055(100)32di Ta RH =+−− (4)式（1）中ij X 是 j 类生境 i 时的观测温度，iX 是水泥、林地、水体和草地四种生境的 i 时平均温度，ij X )是用i X 中心化后的第一类矩阵，式（2）中j X 则是 j 类生境的24小时平均温度，ˆij X 则用j X 中心化后的第二类矩阵，式（3）中ij X (是用i X 中心化后再进行其标准差转换后的第三类矩阵；用ij X )、ˆij X 和ij X (三种4×24矩阵进行标准差计算，就可求出各观测点温度在时间系列、空间系列及时空综合系列的日变异特征。