近日，中國科學院空天資訊創新研究院遙感衛星應用國家工程實驗室孟慶巖研究員團隊在工業熱島效應時空論證與度量方法方面取得進展。相關研究成果線上發表在環境科學領域頂刊《環境汙染》（Environmental Pollution）。題目為“大型工業園區是否在城市內部產生子熱島效應？基於中國頂級鋼鐵工廠時空分析的新證據、定量方法及影響因素（Do industrial parks generate intra-heat island effects in cities? Newevidence, quantitative methods, and contributing factors from a spatiotemporalanalysis of top steel plants in China)”。
城市熱島效應是指在大量人為熱排放、不透水面聚集等眾多因素下造成的“高溫化”，即城市區域溫度高於其周邊農村區域溫度的現象。城市溫度的上升加劇了空氣汙染，對居民生產生活與城市生態環境造成了一系列負面影響。因此，如何緩解城市熱島效應，已成為國內外學者所關注的熱點環境問題。目前，很少有研究深入探討聚集的工業設施（例如大型鋼鐵廠）是否會在城市建成區內部產生子熱島效應。工業熱島效應尚缺少明確的判定標準與時空論證，普適的度量方法有待突破，造成子熱島效應的成因不明。
本研究將工業園區從其他人工地表中獨立出來，在原始的城市地表溫度空間分佈基礎上，系統地構建了基於“地表溫度廓線—熱島強度計算—熱異常分級—熱景觀格局指數”的工業熱島效應定量化方法正規化，透過時空論證為這種城市內部的子熱島效應提供了新的證據。據此，該項研究首次明確了工業熱島效應的遙感定義，並總結了其時空變化特徵。
時空分析結果顯示，工業園區地表溫度廓線均顯示出下降趨勢，工業園區地表溫度顯著高於城市自然地表/人工地表/背景緩衝區的平均水平。工業熱島強度存在季節性變化：春夏季工業熱島效應強烈，秋季減弱，冬季最弱；而園區內部的熱景觀斑塊破碎度呈現相反的季節變化特徵。
Pearson相關係數結果表明，人為熱排放加劇了工業熱島強度，工業生產活動中的能源消耗對區域地表溫度具有顯著影響。此外，研究基於地理探測器模型討論了多因子對地表溫度驅動作用的季節變化及不同空間尺度下的差異。相關研究成果為精細尺度下城市子熱島效應建模與評估提供了技術方法，對城市微氣候研究與環境規劃具有重要意義。
圖1 工業熱島效應定量化方法與時空變化特徵研究流程
該研究得到中國科學院空天資訊創新研究院重點部署專案“多尺度城市灰度對熱力景觀作用機理研究”、國家重點研發計劃“構造活動衛星熱紅外資訊提取與地震異常精細識別技術研究”、國家高解析度對地觀測重大科技專項“高分環境監測綜合驗證和應用示範”等專案資助支援。
論文連結：
https://doi.org/10.1016/j.envpol.2021.118383
論文資訊：
Qingyan Meng, Die Hu*, Ying Zhang, Xu Chen, Linlin Zhang, Zian Wang, Doindustrial parks generate intra-heat island effects in cities? New evidence,quantitative methods, and contributing factors from a spatiotemporal analysisof top steel plants in China, Environmental Pollution, Volume 292, Part B,2022, 118383, ISSN 0269-7491.
以上內容由遙感衛星應用國家工程實驗室孟慶巖、胡蝶提供。
