"基于LCZ框架的湿热城市夏季热环境评估：地表与近地表温度-湿度协同效应研究"

本研究针对气候变暖背景下单一地表温度(LST)无法准确表征湿热城市高温高湿环境的问题，基于局部气候带(LCZ)理论，结合WRF-UCM耦合模型，揭示了2013-2022年武汉夏季地表与近地表湿热环境的时空演变规律。研究发现城市中心区LCZ1-3的湿球温度(TWB)高于郊区LCZ4-6，相对湿度(RH)对近地表温度具有显著降温效应，为湿热城市可持续规划提供了科学依据。

　　

随着全球变暖加剧，城市热岛效应(UHI)已成为威胁居民健康与城市可持续发展的突出问题。在湿热气候区，高温高湿的协同作用使得人体热舒适度进一步恶化，传统单一地表温度指标已无法全面反映城市热环境特征。武汉作为典型"火炉城市"，2022年曾连续33天出现40°C以上极端高温，凸显湿热环境研究的紧迫性。

辽宁师范大学人居环境研究中心联合东北大学等机构的研究团队在《iScience》发表论文，创新性地将局部气候带(LCZ)分类体系与WRF-UCM耦合模型相结合，通过Landsat8遥感反演和气象站数据验证，系统分析了武汉2013-2022年夏季地表与近地表湿热环境的时空分异规律。研究采用LCZ Generator进行气候分区，结合景观格局指数量化城市形态演变，并运用WRF 4.5模型模拟500米分辨率的近地表温度(T_2m
)、相对湿度(RH)和湿球温度(TWB)分布。

LCZ分类结果

研究区域被划分为24,677个像元，建筑型LCZ占比从2013年34.34%增至2022年36.12%。LCZD(低矮植被)始终占比最大，而LCZ9(稀疏建筑)变化最显著，面积增长3.63%。景观格局分析显示LCZF(低层密集建筑)的聚集度指数(AI)增幅达13.92%，反映城市扩张导致的破碎化加剧。

LST时空变化

地表高温区主要沿武汉绕城高速公路分布，10年间平均LST上升6.15°C。紧凑型LCZ(如LCZC、LCZE)温度显著高于开放型LCZ，其中LCZE达43.42°C。LCZ8(大型低层建筑)和LCZ10(重工业区)成为除紧凑型LCZ外的主要增温区域。

WRF-UCM模拟结果

近地表热岛集中于建筑型LCZ，但城市中心TWB反而低于郊区。RH对近地表温度降温效应显著(2022年平均降温3.13°C)，但对LST影响微弱。LCZG(水体)周边形成明显"加湿带"，其TWB降温幅度达26.58°C。值得注意的是，高层建筑因遮阳效应使LCZ1-3的TWB比LCZ4-6高1.5-2°C。

研究创新性地揭示了湿热城市"地表-近地表"热环境的解耦现象：虽然地表温度持续上升，但近地表因湿度调节作用可能出现温度下降。这一发现挑战了传统热岛评估范式，提出应结合TWB指标综合评价人体热舒适度。在规划实践中，建议通过增加人工水体、构建通风廊道等措施提升高密度城区的湿度调节能力，同时需特别关注郊区农业区的湿热协同灾害风险。

该研究为落实联合国可持续发展目标(SDG)11(可持续城市)和SDG13(气候行动)提供了科学支撑，其建立的LCZ-WRF耦合分析方法可推广应用于全球湿热城市的气候适应性规划。未来研究需进一步考虑云量影响，并开展更长时序的昼夜尺度分析以完善结论。