城市熱島效應是城市熱環境研究重點,也是城市生態與可持續研究的前沿與熱點話題。隨著全球氣候變化👩🏿🔧,城市發生高溫熱浪的頻率和強度都顯著增加。城市熱島和高溫熱浪的疊加效應將進一步加劇對城市自然與社會經濟系統的影響。作為城市綠色基礎設施的重要組成部分,城市植被因其提供多樣的生態系統服務而受到廣泛關註🌨,成為城市主要的基於自然的氣候緩解與適應方案💺。
城市植被降溫主要通過蒸騰和遮蔭作用進行𓀇。以往對城市植被降溫的研究主要集中於其單獨的蒸散或遮蔭效應,忽視了對蒸散-遮蔭降溫耦合格局的探索🧑🏽🎨。此外🤸🏿,由於城市景觀的異質性👩👩👧😵,準確量化蒸散-遮蔭降溫仍然具有挑戰性✤💁🏼,這限製了對其高分辨率時空模式的理解🧑🦱🔛。基於此,余兆武團隊近期在遙感領域頂刊Remote Sensing of Environment (IF=13.5)發文,在整合高精度遙感數據等基礎上提出了一種優化的耦合土壤-冠層-光合作用和能量通量模型(soil-canopy-photosynthesis and energy flux model, SCOPE),利用該模型可以準確定量極端高溫期間城市植被蒸騰-遮蔭降溫格局與模式👩🏼🎓。
團隊利用該模型研究了2022年上海市極端高溫期間植被蒸散-遮蔭降溫變化。結果表明🎣:(1)極端高溫期間,城市植被夜間(18:00-6:00)降溫能力增強。這是由於遮蔭的累積效應和由於飽和水汽壓差導致的蒸發量增加所致。(2)在植被缺乏且建築密集區,熱調節能力明顯缺乏,特別是在清晨(7:00)和傍晚(17:00)🪃👨🏻。(3)植被在中午(11:00-13:00)蒸發冷卻略有減少🚚,這是因為極端高溫下植被氣孔關閉造成的🚷。同時👩🏿🦱,高輻射導致植被的遮蔭效應更加突出😵,放大了植被茂密和稀疏區域之間的降溫格局。此外,研究還發現☑️,覆蓋率超過50%的草地可以提供與林地類似的降溫效果。總體而言,本研究不僅增強了對城市植被降溫效應的理解♣︎,而且強調了戰略性城市植被規劃在緩解城市熱環境方面的重要性🧑💼,特別是在熱浪頻率和強度不斷增強的情況下🏏。
圖1 部分研究結果圖
研究以“Enhanced observations from an optimized soil-canopy-photosynthesis and energy flux model revealed evapotranspiration-shading cooling dynamics of urban vegetation during extreme heat”近期發表於Remote Sensing of Environment (RSE)❎🤦🏿。本研究第一單位為沐鸣2开户,合作單位還包括中科院生態環境研究中心🏄🏻、美國密歇根大學、南京大學、俄克拉荷馬大學、南京信息工程大學等單位👧🏿。本研究得到國家自然科學基金面上項目、上海市浦江學者項目、上海市自然科學基金面上項目、中國生態學學會青年托舉人才、沐鸣2平台卓學計劃等項目資助。
論文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034425724001093?dgcid=author
團隊主頁⇒:https://www.researchgate.net/profile/Zhaowu-Yu/research
供稿:余兆武課題組
編輯:李博海
審核:張立武