全文总字数：4148字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

英国学者 howard(1833)发现，manley(1958)首次提出城市热岛这一概念。这种效应主要出现于工业城市，也称“大气热污染现象”，受城市化的影响，城市人口密集，经济活动高度集中，人为热量排放增加，下垫面变化幅度大，均会造成城市大气边界层特性的变化，且对城市温度、降水、日照、相对湿度、能见度、风、辐射等诸多气候要素产生影响，形成一系列城市共有的、并相对于郊区独有的城市气候效应，其中，尤以城市热岛效应影响最为突出，因而也最受瞩目。城市热岛效应会造成局部地区气候异常、空气质量恶化，对人类生产、生活产生间接的危害。一方面，随着经济发展，城市化进程加快；另一方面，随着人类文明的进步，人类对生存环境的要求也越来越高。研究城市热岛变化特征及其规律，对城市规划和城市环境保护以及保障经济社会可持续发展具有重要意义。重庆作为我的家乡，我希望通过自己的研究分析从气象角度对重庆有一个更深层次的认识。

国内外研究现状

国外研究现状：城市热岛现象已经出现并被研究了一个多世纪，howard观测到城市热岛效应在冬季最明显,而在春季最不明显。城市热岛在世界很多城市都已形成并被研究，大部分作者的结果与howard的观测结果一致。由于城市热岛的产生原因各不一样，大部分城市在夏季出现最明显的城市热岛,而不是冬季。分析了影响城市热岛的气象条件, 发现风速是影响城市热岛的主要因素, 风速越大,城市与郊区的温差越小, 城市热岛的强度与城市的大小正相关。rao首先利用热红外遥感来研究城市热岛, 他利用itos-1热红外数据(10.2～12.5μm)研究美国大西洋中部沿海城市地表温度分布模式。carlson利用avhrr热红外(10.5～12.5μm)白天和夜间的数据研究了losangeles地区地表温度分布模式,城市工业和商业区日夜温差大于植被覆盖度高的郊区。price利用hcmm数据(10.5 ～ 12.5μm)估算了美国西北部城市热岛效应的范围和强度。byrne发现气候相似区域的平均最小气温与hcmm估算出的夜间地表温度线性相关。kidder＆wu利用avhrr研究了st.louis地区雪分布模式。balling＆brazel利用avhrr热红外数据(10.3～11.3μm)研究了美国phoenix地区的地表辐射温度, 发现地表温度与土地覆盖类型相关,重工业区的地表温度比空地地表温度高5℃。carnahan＆ larson利用tm热红外数据(10.4～12.5μm)发现印第安纳波利斯城市地表温度比周围的乡村地表温度低。owen利用植被覆盖度和地表水气有效率(sma)来研究城市化作用,并提出了土地覆盖指数(landcoverindex),这个指数考虑到了周围像元的影响, 能更好的刻划城市地表。

国内研究现状：周淑贞等研究发现上海市热岛效应明显,与远郊气温相比,高的可达5℃,在日变化中,以日落后2～3h到夜间为强。进一步的研究表明上海城市扩展使得上海城市与郊区间的气温差值愈来愈大,特别是对年平均最低温度,城市增温作用明显。从20世纪50年代后期的0.2～0.3℃上升到1983-1984年的0.9～1℃。焦敦基等分析了上海1983-1987年的气象资料,得出上海市区的年平均温度和月平均温度有 一个热岛中心,位于市中心,冬季的热岛强度比夏季大,各月平均气温的城乡差为0.7～1.6℃,月平均最高气温差7～9月为最大,达1.0～1.3℃,12月至次年3月最小,基本无差异。 李延明等认为北京城市热岛分布普遍,城区温度明显高于郊区,绿化覆盖度与热岛强度呈负相关,当绿化覆盖度达到30%时,热岛强度开始出现明显的减弱,绿化覆盖度超过50%时,热岛现象得到明显的缓解。李子华等认为重庆城市热岛与湿岛相伴随,其垂直结构表现为城市上空为一穹状暖湿空气所笼罩,所及高度约离江面200～300m。 可见,近年来国内城市热岛研究主要集中在上海、北京等大都市,这与大城市城市规模的快速扩张和人为热排放的不断增加相对应,与国内外的研究成果相符合,而随着城市人口的不断增加,总体上城市热岛效应的强度和范围将会越来越大。随着研究的不断深入，城市热岛现象的研究也不再仅限于城郊对比法，定点观测法、流动观测法、气候模型模拟及遥感反演也越来越多地被应用；同时也不再局限于基本特征分析，对城市热岛的形态和结构、城市热岛的过程与变化机制等也不断开展了研究，并得出很多有意义的结论，为后续研究奠定了基础。未来研究的焦点和热点将会集中在热岛效应的定量反演、数值模拟、可视化表达等相关领域。

2. 研究的基本内容

1.利用近10或20年来气象站点的观测数据，分别分析城市和农村四季逐年的平均温度变化，绘制趋势图，然后分别比较同时期的城市和农村、不同时期的城市和城市、农村和农村的温度差异，然后结合当地发展现状分析当地热岛效应的特征以及其对温度的影响与可能的影响要素。

2.利用landsat7 etm slc-off 卫星数字产品获取卫星资料， 在近10-20年的卫星资料中每年四季各选一天，反演出地表温度，分析城市和农村温度四季的逐年变化，绘制趋势图，再分别与5年、10年、15年、20年前的温度相比较及相互比较，分析其变化及趋势，比较城市和农村的差异，最后结合当地发展现状分析当地热岛效应的特征及其对温度的影响与可能的影响要素。

3.结合气象数据的分析结果和卫星资料的分析结果，分析并总结重庆地区热岛效应的特征及其影响要素。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

进度:

2017.12–2017.1 查阅文献，选题，撰写任务书2017.1-2018.2 查阅文献、撰写开题报告2018.2-2018.4 处理，分析数据2018.4-2018.5 整理分析结果，撰写论文2018.5-2018.6 修改论文，准备答辩预期效果：通过观测的气象数据和卫星遥感获取的地表热场分布数据分别分析出重庆地区城市热岛效应的特征和影响要素。两者结合对比然后进一步分析其特征及影响要素。

4. 参考文献

［１］ 彭保发，石忆邵，王贺封，等．城市热岛效应的影响机理及其作用规律———以上海市为例 ［Ｊ］．地理学报，２０１３，６８（１１）：１４６１－１４７１．［２］ 韩贵锋，颜文涛，赵　珂，等．近２０年来重庆市主城区地表热岛的时空变化 ［Ｊ］．环境科学研究，２０１２，２５（６）：６１５－６２１．［３］ 赵万民．三峡库区新人居建设十五年进展：１９９４－２００９［Ｍ］．南京：东南大学出版社，２０１１：３４０．［４］ 谭　欣．三峡库区人居环境建设十年跟踪———库区中心城市万州案例研究［学位论文］［Ｄ］．重庆：重庆大学，２００６．［５］ 刘春国，卢晓峰，高松峰．Ｌａｎｓａｔ－７ＥＴＭ＋热红外波段高低增益状态数据反演亮度温度比较研究 ［Ｊ］．河南理工大学学报（自然科学版），２０１１，３０（５）：５６１－５６６．［６］ 葛荣凤，王京丽，张力小，等．北京市城市化进程中热环境响应 ［Ｊ］．生态学报，２０１６，３６（１９）：６０４０－６０４９．［７］ 钱敏蕾，徐艺扬，李　响，等．上海市城市化进程中热环境响应的空间评价 ［Ｊ］．中国环境科学，２０１５，３５（２）：６２４－６３３．［８］ 郑新奇，付梅臣．景观格局空间分析技术及其应用 ［Ｍ］．北京：科学出版社，２０１０：９３－１４４．［９］ 文海军，邓洪平，黄　琴，等．１０年来金佛山自然保护区景观格局变化研究［Ｊ］．西南师范大学学报（自然科学版），２０１５，４０（７）：１７０－１７６．［１０］ 张星星，刘　勇，杨朝现．重庆山地城市空间扩展形态的定量研究 ［Ｊ］．西南大学学报（自然科学版），２０１５，３７（１０）：［１１］ TranH,DaisukeU,ShiroO,etal.AssessmentwithsatellitedataoftheurbanheatislandeffectsinAsianmegacities[ J] .IntJApplEarthObservGeoinform, 2006, 8(1):34-48.［１２］ StreutkerDR.Satellite-measuredgrowthoftheurbanheatislandofHouston, Texas[ J] .RemoteSensEnviron, 2003, 85(3):282-289.［１３］ HuangLM,LiJL,ZhaoDH,etal.AfieldworkstudyonthediurnalchangesofurbanmicroclimateinfourtypesofgroundcoverandurbanheatislandofNanjing,China[ J] .BuildEnviron, 2008, 43(1):7-17.［１４］ LinCY,ChenF,HuangJC,etal.Urbanheatislandeffectanditsimpactonboundarylayerdevelopmentandland-seacirculationovernorthernTaiwan[ J] .AtmosEnviron, 2008, 42(22):5635-5649.［１５］ WengQH.Fractalanalysisofsatellite-detectedurbanheatislandeffect[ J] .Photogramm EngRem Sens, 2003, 69 (5 ):555-566.［１６］ RajasekarU,WengQH.Urbanheatislandmonitoringandanalysisusinganon-parametricmodel:AcasestudyofIndianapolis[ J] .ISPRSJPhotogrammRemoteSens,2009,64(1):86-96.