气温时相变化对区域土地利用/土地覆被变化的响应

Land use and cover change (LUCC) has greatly disturbed regional climate through underlying surface in climate system.Typically, the impacts of urbanization on climate have received wide attention. Though urban heat island (UHI) has distinguished features in temporal and spatial variability, still it's indispensable to study the mechanism and pattern of UHI to acquire more comprehensive understanding of urban climate.In this research, the temporal variability in daily temperature as well as its correlation with LUCC will be analyzed to detect the variability andmechanism of daily UHI. This work will not only facilitate the fundamental research of the interaction between climate system and LUCC, but also provide reference for the urban land-use planning. The principal targets of the program are listed as follows: (1) hourly air temperature in automatic meteorological stations in Beijing will be contrastively analyzed to discover the variability in daily temperature and its correlation to land use, (2) MODIS Land surface temperature (LST) in day and night will be compared to examine the spatial variability in daily LST, (3) mechanism of the impacts of LUCC on the temporal and spatial distribution of air temperature and LST will be also discussed, (4) the pattern of UHI and its response to the underlying surface will be finally put forward.

土地利用／土地覆被通过气候系统的下垫面因子对区域气候的影响至关重要，其中城市气候是其突出代表。城市热岛现象具有明显的时间、空间分异特征，其形成机制和表现研究对于全面正确认识城市气候是极其必要的。本研究基于一天当中气温的时相变化以及这种变化与土地利用／土地覆被的联系，旨在揭示热岛日变化特征和形成机制，为土地利用／土地覆被变化和气候系统的相互作用提供研究基础，为城市土地利用规划提供参考。项目将主要进行如下工作：对北京地区自动气象站观测的日逐小时气温的进行对比分析，揭示气温日变化规律与土地利用的联系；分析白天和夜间时段的卫星遥感地温（MODIS LST）揭示地表温度日变化规律的空间分布特征；基于能量平衡分析，阐明土地利用／土地覆被及其变化影响地表温度、气温时空分布的机制；最后提出城市热岛效应的时相特征及其对下垫面的响应规律。

全球气候变化背景下不同时间尺度的城市化对区域气候的影响评价值得越来越多的关注和研究。城市发展引起的热岛效应以及不同土地覆被如森林、农田和草地等的气候效应差异成为LUCC对气候影响研究的重点。城市热岛效应是由于城市中不透水层面积的增加而导致城市气温普遍高于周边区域气温的现象，利用能量平衡和温度差异，分析不同下垫面的显热、潜热通量和蒸散降温效应是揭示气温对土地利用／土地覆被及其变化响应机制的良好思路。土地利用/土地覆被通过气候系统的下垫面物理特性对各个尺度的区域气候产生重大的影响，其中城市气候是其突出代表。城市热岛现象具有明显的时间、空间分异特征，其形成机制和表现研究对于全面正确认识城市气候是极其必要的，本研究基于一天当中遥感地温和气温的时相变化以及这种变化与土地利用/土地覆被的联系，在揭示热岛日变化特征与形成机制，为土地利用/土地覆被变化和气候系统的相互作用提供了研究基础，可为城市土地利用规划提供参考。 项目研究发现：对北京地区自动气象站观测的日最高、最低气温出现时间、逐小时气温等级进行对比分析，发现气温日变化规律与土地利用有密切的联系；分析白天和夜间时段的卫星遥感地温（MODIS LST）揭示地表温度日变化规律的空间分布特征，林地／草地／耕地／水体减弱了京津冀的白天地温热岛强度，而对夜间地温热岛起到了增强作用；能量平衡的差异是土地利用/土地覆被及其变化影响地表温度、气温时空分布的机制。