全球1469个城市地表热环境驱动因子的连续评估：基于地理空间分析与可持续发展视角

本研究利用地球静止卫星TCI数据，首次对全球1469个城市地表热环境进行标准化评估，揭示53%城市面临高于全球平均水平的热胁迫。研究发现地形(DEMN)、植被(EVIN)与社会经济因子(NLN)存在空间非平稳性影响，其中植被调节作用弱于地形与人为因素，为不同气候区城市制定差异化降温策略提供科学依据，支撑SDG 11和SDG 3目标实现。

　　

随着全球变暖与城市化进程加速，城市地表热环境恶化已成为威胁人类生存与发展的重大挑战。极端高温不仅加剧城市热岛效应，更直接导致热相关疾病死亡率上升，这与联合国可持续发展目标(SDG 3健康福祉和SDG 11可持续城市)密切相关。然而，传统研究多局限于单个城市案例，缺乏全球尺度标准化评估，且对中小城市关注不足。更关键的是，地表温度(LST)受气候背景差异干扰，难以直接比较不同区域城市的热环境特征。

东北大学（中国）Jun Yang团队联合柏林工业大学、中国科学院等机构，利用Copernicus地球静止卫星提供的10日热环境指数(TCI)数据，创新性地将实时LST与历史气候基线标准化比较，首次系统评估了全球1469个城市地表热环境的空间异质性。研究整合数字高程模型(DEM)、增强植被指数(EVI)和夜间灯光(NL)等多源遥感数据，通过地理加权回归(GWR)解析自然与人为驱动因子的空间非平稳性影响，成果发表于《Cell Reports Sustainability》。

研究主要采用三项关键技术：1) 基于地球静止卫星的10日TCI计算（空间分辨率5km），消除气候背景差异；2) DEM_N、EVI_N和NL_N的归一化处理与分区统计；3) 结合Spearman相关与GWR模型的空间非平稳性分析。样本涵盖七大洲561个特大城市、538个中等城市和370个小城市。

【时空异质性】

北半球城市高温集中于6-8月，而南半球呈先降后升趋势。TCI分析显示53%城市（如赞比亚卢萨卡TCI=0.02）热胁迫超全球均值，且中小城市问题突出。气候分区表明暖区TCI均值最高(0.41)，干热区最低(0.28)，反映热异常特征的气候依赖性。

【驱动因子特征】

72%城市DEM_N低于均值，证实低海拔更宜城建。夜间灯光强度呈显著区域分化，中东与北美NL_N最高(0.221)，反映经济活跃度差异。植被覆盖在欧亚与北美较高(EVI_N>0.65)，而中东仅0.276。

【响应模式】

• 地形效应：北美与东亚DEM_N与TCI正相关(ρ=0.481)，高海拔缓解热胁迫；而中东与南亚呈负相关

• 人为影响：北美与东亚NL_N与TCI负相关(ρ=-0.28)，但中东反常正相关(ρ=0.338)，暗示经济发达城市或通过绿色基建改善热环境

• 植被作用：全球尺度调节较弱(系数范围-1.07~0.79)，干旱区EVI_N<0.21时甚至加剧升温

研究结论指出，地球静止卫星TCI数据为全球热环境研究提供新范式，揭示植被调控存在气候敏感性，而社会经济活动的影响具有区域特异性。该成果突破了个案研究局限，首次实现全球城市热环境的"苹果对苹果"比较，为制定气候适应性规划（如干旱区优先管理中小城市热风险）提供数据支撑，对实现SDGs具有重要实践意义。讨论部分强调，未来需结合多维社会经济指标（如GDP、不透水面）深化人地关系研究，同时探索植被类型组合对降温效率的调控机制。