城市是现代化的重要载体，也是人口最密集、污染排放最集中的地方，建设人与自然和谐共生的现代化，必须把保护城市生态环境摆在更加突出的位置。城市化不断将自然景观转化为城市地表，不可避免地对生态环境产生各种影响，包括生物多样性、生物地球化学循环、区域气候和人类健康。热环境是地表和大气能量平衡的表现，是生态环境的重要组成部分。城市地区的高温不仅加速了城市烟雾和污染空气的形成，而且增加了夏季能源和水资源的消耗。因此，了解地表温度的时空变化和不同城市形态的热影响对于改善城市人居环境，提高人民生活质量和节约利用能源具有重要价值。然而由于传统卫星平台的极地轨道性质，城市热环境的日内变化鲜有研究。
近日，西安交通大学人居学院李旭祥教授团队和新罕布什尔大学肖劲锋教授团队密切合作，利用国际空间站最新的ECOSTRESS传感器获取的陆地表面温度数据分析了西安市夏季城市热环境的日内变化，并结合城市气候分区理论将西安市近3000个社区单元划分为不同的局部气候区，量化了白天和夜晚不同时刻城市景观对地表温度的影响。研究结果表明在白天紧凑型建筑为主的城市景观相对于低密度建筑区域升温更快，低矮的区域比高层建筑为主的区域温度更高，在夜晚紧凑型建筑物比低密度建筑物区域温度略高但并不显著，建筑高度对夜晚温度影响不大。城市绿地，不透水层以及人口等因素都影响地表温度，它们之间的关系随时辰而变化。同时，以城市社区为研究单元可以降低城市地表温度日变化探索中卫星观测角度差异带来的不确定性。此外，该研究提出一种利用地球静止卫星数据来校正ECOSTRESS地表温度数据的方法，该方法可以对利用此类具有特殊轨道的传感器的遥感观测数据进行环境监测提供一定的指导。该工作对城市能源的节约利用和生态宜居城市的规划建设具有科学指导意义，在城市热环境研究领域具有很大的推广应用潜力和价值。
该研究成果以“Exploring diurnal thermal variations in urban local climate zones with ECOSTRESS land surface temperature data”为题，6月15日在国际遥感领域顶级期刊 Remote Sensing of Environment 上在线发表。西安交通大学人居学院博士生常悦为论文第一作者，新罕布什尔大学肖劲锋教授和西安交通大学李旭祥教授为通讯作者，西安交通大学人居学院为该论文的第一单位和共同通讯单位。亚利桑那州立大学助理教授Arian Middel，西安交通大学人居学院张云伟教授、顾兆林教授、吴一平教授等为论文合作作者。该研究工作是西安交通大学人居学院李旭祥教授课题组利用多源遥感卫星数据进行地表城市热岛日循环研究的又一成果。以上研究得到了国家科技基础工作专项、中国科学院A类战略性先导科技专项、陕西省重点研发计划和国家留学基金委等的支持。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034425721002649