世界银行-曼谷城市热量时空特征建模（英）-2025.6_38页_2mb

总结：Modeling Spatio-Temporal Characteristics of Urban Heat in Bangkok

核心内容

本研究通过动态气候模型（WRF, v4.2）分析了曼谷都市区（BMA）的空气温度空间与时间变化，探讨了城市热岛效应（UHI）的季节性差异及其对城市热应激的影响。研究结合了土地利用数据和气候模拟，评估了不同土地使用类型和时间段内的UHI强度，并提出基于研究结果的针对性缓解策略。

主要观点

• 城市热岛效应显著：BMA在清晨和夜间表现出显著的UHI效应，最高可达 $6.4^{\circ}\mathrm{C}$，尤其是在紧凑的高层建筑区域。
• 季节性差异：UHI强度在不同季节表现出明显差异，最高值出现在凉爽干燥季节（12月），最低值出现在炎热干燥季节（3月）。
• 夜间热应激严重：在凉爽干燥季节，超过50%的BMA地区和人口持续暴露于高于农村地区的高温，夜间UHI强度最大。
• 植被影响：植被覆盖区域表现出较低的UHI强度，如开放低层建筑和自然植被区，有助于缓解城市热效应。
• 土地利用与热效应关系：紧凑的高密度开发区域（如高层建筑）UHI强度最高，而低密度或绿化程度高的区域UHI强度较低。
• 人为热排放：交通、建筑和工业活动的人为热排放（AH）显著影响城市热平衡，加剧UHI效应。
• 气候预测：根据气候预测，到本世纪末，BMA的平均气温可能上升 $2.3^{\circ}\mathrm{C}$（中等排放情景）或 $3.8^{\circ}\mathrm{C}$（高排放情景）。

关键信息

1. 研究方法

• 使用WRF模型（v4.2）结合BEP和BEM模块进行模拟。
• 利用高分辨率土地利用和覆盖数据，模拟不同时间段和季节下的城市热效应。
• 模拟月份：12月（凉爽干燥季节）、3月（炎热干燥季节）、7月（湿季），代表BMA的三个主要气候季节。
• 采用NOAA LSM模型与WRF耦合，以更准确地模拟地表热通量和近地面空气温度。

2. 研究结果

2.1 凉爽干燥季节（12月）

• 夜间UHI最强：最高达到 $5.3^{\circ}\mathrm{C}$，$20.4%$ 的区域UHII ≥ $4^{\circ}\mathrm{C}$。
• 清晨UHI最低：达到 $1.0^{\circ}\mathrm{C}$，甚至部分区域出现“冷岛效应”（$-0.2^{\circ}\mathrm{C}$）。
• 傍晚UHI次强：达到 $4.9^{\circ}\mathrm{C}$，但覆盖面积较小（仅 $3.2%$）。
• 低UHI区域：Min Buri、Lat Krabang、Khlong Sam Wa、Nong Chok等地区UHI较低，但人口比例较高（约 $12.9%$）。

2.2 炎热干燥季节（3月）

• UHI强度最低：夜间UHII平均 $1.0^{\circ}\mathrm{C}$，仅 $5.6%$ 的区域UHII ≥ $4^{\circ}\mathrm{C}$。
• 傍晚UHI最高：达到 $4.3^{\circ}\mathrm{C}$，部分区域（如Don Mueang）UHII接近 $4.0^{\circ}\mathrm{C}$。
• 热应激仍高：尽管UHI强度较低，但热应激水平在该季节达到峰值。
• 低UHI区域：与凉爽干燥季节相同，Min Buri、Lat Krabang、Khlong Sam Wa、Nong Chok等地区UHI较低。

2.3 湿季（7月）

• 夜间和傍晚UHI强度中等：夜间UHII最高 $3.9^{\circ}\mathrm{C}$，傍晚 $3.9^{\circ}\mathrm{C}$，但无区域UHII ≥ $4^{\circ}\mathrm{C}$。
• 清晨UHI较低：达到 $1.6^{\circ}\mathrm{C}$，但未出现“冷岛效应”。
• 低UHI区域：Min Buri、Lat Krabang、Khlong Sam Wa、Nong Chok等地区UHI较低。

3. 土地利用与UHI关系

• 紧凑高层建筑：UHI强度最高，如Pathum Wan在12月达到 $5.3^{\circ}\mathrm{C}$。
• 植被覆盖区域：如开放低层建筑和自然植被区，UHI强度较低。
• 工业区：表现出更明显的“冷岛效应”，在清晨时达到 $-0.8^{\circ}\mathrm{C}$。
• 土地利用变化：随着建筑密度降低，UHI强度也相应减弱。

4. 未来展望

• 气候适应策略：研究结果为制定基于证据的缓解策略提供了基础，有助于降低健康风险和增强城市气候韧性。
• 政策建议：需针对不同区域和时间段制定不同的缓解措施，特别是夜间和傍晚高UHI区域。
• 进一步研究：应结合更多气候情景和土地利用变化，评估长期影响。

结论

本研究揭示了BMA在不同季节和时间段内的UHI强度变化，强调了土地利用和气候条件对城市热效应的复杂影响。研究结果支持通过土地规划和绿色基础设施建设来缓解城市热应激，提高城市气候适应能力。