中国网/中国发展门户网讯 近日，中国科学院空天信息创新研究院（空天院）遥感卫星应用国家工程研究中心研究员孟庆岩研究团队在城市化环境影响的定量研究方面取得重要进展。该团队基于气象观测站点和大气再分析数据，采用耦合城市冠层模型的天气研究与预报模型，结合时空异质性的人为热数据集和改进的人为热耦合方法，在相同条件下开展了多个敏感性模拟实验，科学量化了城市用地和人为热排放在冬季与夏季对北京近地表气候和热舒适性产生的差异性影响。

近几十年来，由区域气象条件变化引发的极端高温事件在各地频发。北京市位于华北平原北端，受多重因素的叠加影响，夏季酷热而冬季寒冷，明确城市化对局部气候变化及其对人体热舒适性影响的关系，已成为亟待解决的重要课题。

该科研团队的研究结果显示，城市化进程加剧了北京市夏季的热应激，且无法缓解冬季寒冷的室外环境，甚至可能使其进一步恶化。

在夏季，城市用地对近地表气候的影响比人为热排放更为显著。城市用地可使北京日间和夜间的平均气温升高0.58°C和1.03°C，而人为热则分别为0.38°C和0.75°C。此外，城市用地对湿度和风速的影响显著强于人为热排放。两者均导致北京市区相对湿度下降，但城市用地使风速降低，而人为热排放则有相反的效果。虽然湿度下降在一定程度上有助于缓解夏季热应激，但二者强烈的增温效应依然导致了城市热环境的恶化，表现为通用热气候指数（UTCI）和生理等效温度（PET）这两个室外热舒适性指标的显著升高。

城市用地在冬季会导致北京市气温进一步下降，特别是在夜间，降幅可达到2.35°C。相比之下，人为热排放在冬季的升温效应较夏季更为显著，可使北京日间和夜间的平均气温分别升高0.86°C和1.89°C。城市用地在日间略微降低相对湿度，而在夜间则表现出显著的增湿效应。人为热的除湿作用部分抵消了城市用地在夜间的增湿效应。此外，城市用地还会显著降低冬季风速，部分缓解降温带来的寒冷感。然而，从PET指数变化来看，其降温和增湿效应依然导致北京冬季室外热舒适性的恶化，PET平均下降约1.83℃，部分区域降幅超过4°C。尽管人为热排放对冬季室外热舒适性有一定的正面作用，但仍无法完全抵消城市用地的负面影响。

这项研究深入探讨了城市化对北京夏季热应激和冬季寒冷环境的复杂影响，不仅为优化城市规划和改善人居环境提供了重要数据支持，还为应对气候变化和提升城市居民的生活质量提供了科学依据，可为城市规划和管理提供科学支撑。

相关研究成果以《城市用地和人为热对北京冬夏室外热舒适性的影响》为题于近日在线发表于气象与大气科学领域重要期刊《城市气候》。空天院博士研究生钱江康为论文第一作者，副研究员张琳琳为论文通讯作者。

据了解，该科研团队还开展了大量关于人为热量化建模的研究，此次成果所用的人为热输入即来源于团队此前发布的全国高时空分辨率多源人为热数据集。该数据集实现了多热源的精细时空特征表达，累计下载量已达近四万次。除了大尺度人为热建模，该科研团队还发展了适用于多场景的小尺度高分辨率人为热估算方法。此外，该科研团队早期通过基于实际场景的数理统计分析，论证了人为热与城市热岛之间的显著关联及其在城市热环境中的固定增温效应，为此次成果提供了重要的理论依据。