城市微气候的健康效应：基于高分辨率数据的城市热岛与居民健康关系研究

本研究针对城市热岛效应(UHI)对居民健康的差异化影响，利用NASA MODIS卫星温度数据和北加州急救医疗服务(EMS)记录，通过固定效应泊松回归模型，首次在人口普查区块层面揭示：局部极端高温显著增加发病率，但人为热岛组分(UH)危害低于大尺度温度变化，归因于居民适应性差异。研究为城市热温适应政策（如植树绿化）提供量化依据，成果发表于《Journal of Environmental Economics and Management》。

　　

随着全球变暖加剧，城市热岛效应(Urban Heat Island, UHI)已成为威胁公共健康的重要环境问题。美国约80%人口居住的城区比郊区平均高3.7^°
F，这种人为温度升幅甚至超过工业革命以来全球变暖1.9^°
F的增幅。然而，传统研究多关注区域尺度气候影响，忽视了热岛效应在社区层面的时空异质性及其与居民适应能力的交互作用。

为破解这一难题，研究人员利用NASA中分辨率成像光谱仪(MODIS)地表温度数据和北加州旧金山、圣何塞等城市的急救医疗服务(EMS)记录，在人口普查区块组(census-block-group)尺度开展创新研究。通过构建固定效应泊松回归模型，首次量化了微观温度波动对健康的影响差异，并将总体温度分解为城市背景温度(恒定)与城市热组分(UH，局部偏差)。研究发现：社区级极端高温使急救病例增加6.68%，但人为热岛组分(UH)的危害仅为大尺度温度变化的50%，表明居民对长期暴露的局部高温产生了适应性。这种"微气候韧性"现象在冬季表现为保护效应——城市额外升温使寒冷相关病例减少，但夏季则加剧热应激风险。政策模拟显示，针对性植树可使高温日急救量降低2.63%，尤其在植被匮乏区域效果显著。

关键技术方法包括：1) 基于MODIS卫星数据提取1km分辨率地表温度；2) 使用北加州多城市EMS记录构建日尺度发病率面板数据；3) 采用Rizwan-Manoli温度分解法区分背景温度与UH组分；4) 季节分层的固定效应泊松回归分析。

【Heat island effect】
研究证实热岛效应通过建筑密度、地表材料等人为因素产生3.7^°
F温升，其健康影响存在显著邻里差异。

【Impacts of overall temperature】

115^°
F极端高温使急救量提升6.68%，证明微尺度温度变化直接影响健康。温度分解显示UH组分每升高1^°
F的危害仅为背景温度的0.5倍。

【Urban heat mitigation】
植树政策模拟表明，优先绿化低植被社区可最大化健康收益，高温日病例降幅达完全消除UH效果的47%。

结论指出，城市热管理需兼顾绝对温升与居民适应潜力：UH虽属人为升温，但因长期暴露促使居民发展行为调节（如空调使用习惯），其单位温升危害低于突发性区域热浪。该发现挑战了传统气候损害函数的空间可加性假设，为《巴黎协定》城市适应条款提供微观证据。研究创新性地将卫星遥感与医疗大数据结合，建立了"温度暴露-适应响应-政策干预"的分析框架，对全球快速城市化地区的气候韧性建设具有指导意义。