遥感顶刊！20世纪80年代以来不同城市化发展阶段对全球地表城市热岛趋势的影响

以下文章来源于GISerQ ，作者GISerQ

文献信息

题目：

Divergent urbanization-induced impacts on global surface urban heat island trends since 1980s

来源：

Remote Sensing of Environment

时间：

2023

DOI：

https://doi.org/10.1016/j.rse.2023.113650

主要内容

在全球不同的发展阶段，城市化有着不同的速度和形式。然而，城市化对全球城市地表城市热岛强度(Is)长期趋势的影响及其调节因素仍未得到充分研究。

本文利用来自25万张Landsat热图像的重建地表温度数据计算的年平均值，估算了1985-2020年511个主要城市日间Is(即城乡地表温度差异)的年际趋势。

研究表明，全球平均温度增长率为0.156°C/ 10年。论文进一步研究了在整个研究期间和不同时期，每个城市每1%不透水土地增长(用β表示)的变化。整个时期的全球平均β为0.018±0.025◦C/%(平均值±1标准差)，湿润气候的β值大于干旱气候;当城市不透水土地面积超过30%时，β值增加了两倍以上，表明城市化对全球城市Is趋势的影响存在时空差异。全球各城市β的空间变化与农村植被丰度和降水相关，但与城市人口无关。其中，农村植被丰度在偏最小二乘模型中具有最大的标准化回归系数，说明生物群系背景对β的调节具有重要作用。这一发现表明，由于城市化引起的地表变暖效应更大，未来在植被密集地区的城市化应更加谨慎和战略性地规划。

主要研究结果

全球城市Landsat地表温度(LST)重建的Prophet模型的精度

基于Landsat和MODIS年平均热数据的地表城市热岛强度(Is)及其趋势比较

基于Landsat和MODIS地表温度(LST)数据的全球主要城市地表热岛强度(Is)和趋势比较

1985-2020年全球城市不透水面百分比(δISP)和地表城市热岛强度(Is)的城乡差异趋势及其相关性

城市化对全球城市地表热岛强度趋势(β)影响的空间变化

陆地卫星具有全球周期性和长期观测的主要优势。几项研究利用多幅晴空Landsat图像和土地覆盖数据揭示了城市化对Is变化的影响。然而，由于Landsat数据的时间分辨率相对较低，并且由于云层覆盖导致大量数据缺失，因此时间不连续问题成为使用Landsat数据进行趋势分析的主要挑战。因此，仅使用来自少数时间节点的地表温度数据来评估城市化对其趋势的影响可能存在很大的不确定性。一些研究试图重建Landsat(或MODIS)地表温度数据，以提高地表温度数据的时间连续性，从而更好地评估城市化对地表温度趋势的影响。然而，以往的调查主要局限于个别城市/城市群，而且仅限于最近二十年。对城市化对其趋势的影响的全面评估仍然缺乏，特别是从全球和长期的角度来看。作为一种尝试，我们利用>25万张Landsat热图像重建了全球城市的时空连续LST数据集。我们证明重建的地表温度在量化Is及其趋势方面与MODIS地表温度数据匹配良好;重建的Landsat LST数据具有高可靠性的分析。结合Is和Landsat不透水地表数据，进一步分析了城市化对Is长期趋势的影响。这也许是自1980年代以来第一次评估全球沙漠化趋势，并利用Landsat LST数据评估城市化在调节这种长期趋势方面的作用。

转自：“生态遥感前沿”微信公众号

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