评估绿色基础设施和建成环境对增强城市热浪中弱势群体热舒适度的影响：以大不里士都市区为例

《Remote Sensing Applications: Society and Environment》：Assessing the Green Infrastructure and Built Up effects in Enhancing Thermal Comfort for Vulnerable Populations in Urban Heat Waves: A Case Study of Tabriz Metropolitan

本研究通过整合卫星影像、微气候数据及市政资料，评估了伊朗大不里士市（Tabriz）极端高温事件（HWs）与城市热岛效应（SUHI）对弱势群体热舒适度的影响。结果显示，城市热岛效应导致昼夜温差扩大，温度异常最高达9°C，且存在显著性别差异：男性儿童及老年群体、女性青少年及成年群体热暴露风险突出。研究证实绿色基础设施（GI）与建成环境密度（BCR）能有效缓解热岛效应，但GI与植被覆盖度的关联性较弱。重点识别了9个高风险区域，提出气候正义框架下的针对性干预策略。

　　本研究聚焦于伊朗的塔尔齐市，探讨极端高温天气（热浪）与城市地表热岛（SUHI）强度对脆弱社会群体热舒适的影响。随着全球气候变化的加剧，热浪已成为全球多个地区，尤其是亚洲、北美和欧洲等高人口密度城市的重要气候问题。这些极端天气事件不仅打破了历史温度记录，还对公共健康构成严重威胁。热浪通常被定义为连续多天的高温天气，其温度高于特定阈值，近年来在频率和强度上都有所增加。同时，城市热岛效应进一步加剧了这些高温天气带来的健康风险，特别是在城市环境中，由于高密度开发、人口增长、人为热排放以及植被覆盖率下降等因素，城市地区的气温显著高于周边乡村和郊区。

在本研究中，我们特别关注那些在高温天气下更容易受到影响的社会群体，例如儿童、老年人、低收入人群、移民以及被边缘化的群体。这些人群由于生理、经济和社会因素，更容易遭受高温相关的疾病、死亡率上升以及适应资源不足等问题。此外，研究还发现热浪与心理健康之间存在一定的联系，高温天气可能导致情绪波动、行为变化甚至攻击性增强。这些发现表明，城市热岛效应不仅加剧了热浪的影响，还放大了社会和空间不平等，使得气候带来的健康差异更加复杂。

城市热岛效应的强度在不同区域表现出明显的差异，这与当地气象条件、区域气候特征以及城市形态密切相关。在某些城市，如北京、上海和广州，热浪期间的城市热岛效应明显增强，这与太阳辐射和主导风向等因素有关。而在一些热带城市，如新加坡，热浪期间的城市热岛效应则相对稳定，这提示我们不同气候带的城市可能表现出不同的热浪与城市热岛相互作用的模式。因此，针对不同地区进行更加具体的研究显得尤为重要，尤其是在那些气候条件较为脆弱的热带城市。

本研究还强调了城市形态在调节城市热岛效应中的作用。例如，通过地理加权回归模型，研究人员评估了城市形态对城市热岛的影响。同时，一些研究指出，热浪期间的城市热岛效应受到天气条件和城市热岛本身的强度影响。此外，区域性的干旱特征也进一步影响了这些相互作用。因此，理解这些复杂的相互作用对于制定有效的适应策略至关重要。

研究进一步指出，社会脆弱性在很大程度上加剧了热浪带来的健康风险。例如，在维也纳的一项研究中，研究人员通过地图和调查发现，不同社会群体在热浪中的脆弱性存在显著差异。在得克萨斯州的奥斯汀，研究者通过分析步行者的热舒适度，发现树木覆盖率和天空视图因子（SVF）等城市几何指标对热舒适度有重要影响。在西班牙的维多利亚-加斯特伊兹，研究者模拟了城市温度调节的供需不匹配，发现社会经济条件较差的社区更容易受到热浪的影响。类似地，在巴黎地区，研究者分析了热浪期间热脆弱性的时空变化，发现其与死亡率模式存在相关性。

在南韩，研究者利用生理温度（PT）和普遍热气候指数（UTCI）分析了热不适的上升趋势，表明热浪对公共健康的风险正在增加。在另一项研究中，研究者发现绿色基础设施（GI）的冷却效果受到其规模和分布的影响，大型公园（超过10公顷）在冷却效果的强度和范围上表现最佳。在孟加拉国的五个主要城市中，研究者发现那些拥有大量高密度建筑的城市表现出更高的热暴露，其中达卡记录了最高的年平均地表温度，而锡尔赫特则有63%的区域被归类为热脆弱区域。

这些研究结果表明，绿色基础设施在改善城市热舒适度方面具有重要作用，尤其是在应对城市热岛效应方面。因此，将绿色空间纳入城市规划和政策制定成为一种关键的适应策略。本研究旨在通过塔尔齐市作为案例，评估绿色基础设施和高密度建筑在提升脆弱群体热舒适度方面的角色。研究设定了两个核心问题：首先，热浪和城市热岛效应如何影响脆弱社会群体的热舒适度？其次，绿色基础设施和高密度建筑在多大程度上能够缓解城市热岛效应带来的热应激？

为了回答这些问题，本研究设定了几个具体目标。首先，根据热相关风险的暴露情况，识别并分类脆弱社会群体，特别关注性别相关的脆弱性。其次，通过街道层面的分析，评估热浪期间这些群体的热舒适度变化，并利用热风险和热舒适指数进行量化分析。第三，研究绿色基础设施、城市密度与城市热岛效应相关的热负荷之间的关系，以评估不同城市形态对户外热舒适度的改善效果。

本研究还利用了多种数据来源，包括人口数据、高密度建筑的空间分布以及卫星影像数据，以估算地表温度（LST）。卫星影像在数据集中扮演了重要角色，其中Landsat 8/9影像用于计算地表温度，而Sentinel-2影像则用于计算归一化植被指数（NDVI），以评估绿色覆盖的密度。这些影像数据来源于美国地质调查局（USGS）。

在研究过程中，我们还识别了热浪的具体日期，并分析了其对城市热舒适度的影响。通过分析塔尔齐市气象站的历史温度数据，我们发现热浪通常出现在夏季（6月22日至9月22日）期间，并且在1970年至2023年之间，出现了三个明显的热浪时期。其中，第一个热浪时期从7月8日至10日，最高温度达到了39.2°C；第二个热浪时期从7月18日至22日，最高温度为38.94°C；第三个热浪时期则从8月1日至7日，最高温度达到了39.4°C。这些热浪期间的气温变化为研究提供了重要的数据基础。

此外，我们还发现城市热岛效应在不同区域表现出不同的强度。在塔尔齐市，夏季的地表温度变化可达9°C，这表明城市热岛效应对当地气候的显著影响。然而，这种热现象在不同区域表现出空间异质性，其强度在城市的不同部分存在明显差异。因此，理解这些差异对于制定有效的适应策略至关重要。

研究还强调了绿色基础设施在改善城市热舒适度方面的关键作用。尽管绿色覆盖与城市热岛效应之间的关系较为复杂，但绿色基础设施在缓解城市热岛效应带来的热应激方面具有显著的贡献。例如，在塔尔齐市，绿色基础设施的冷却效果受到其规模和分布的影响，大型公园在冷却效果的强度和范围上表现最佳。因此，将绿色空间纳入城市规划，不仅有助于改善城市热舒适度，还能减少高温天气对脆弱社会群体的负面影响。

研究还指出，社会经济条件较差的社区更容易受到城市热岛效应的影响。例如，在曼彻斯特，研究发现大约30%的城市区域受到城市热岛效应的影响，特别是在城市中心附近，由于人口密度高和植被覆盖率低，这些区域的热应激更为严重。此外，非正式聚居区由于过度拥挤、住房条件差、卫生设施不足以及缺乏清洁水源，进一步加剧了社会和环境风险。

因此，本研究强调了在应对热浪和城市热岛效应时，必须采取综合措施，包括加强绿色基础设施建设、优化城市规划以及提高社会对气候风险的适应能力。通过这些措施，不仅可以改善城市热舒适度，还能减少高温天气对脆弱社会群体的健康影响。此外，研究还指出，性别在热脆弱性方面也表现出显著差异，女性在某些热舒适指数和热风险指数中显示出更高的脆弱性，这提示我们在制定适应策略时，需要特别关注性别因素。

总之，本研究通过整合多种数据来源，包括卫星影像、微气候测量和市政数据，对塔尔齐市的热浪和城市热岛效应进行了深入分析。研究结果表明，城市热岛效应和热浪的相互作用对脆弱社会群体的热舒适度产生了显著影响，而绿色基础设施在缓解这些影响方面发挥了重要作用。因此，将绿色空间纳入城市规划和政策制定，是应对气候变化和提升城市热舒适度的关键策略。