【摘 要】
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快速城市化以来,人口和产业在城市不断集聚,城市的快速发展导致下垫面形态特征不断改变,大量自然地表被人为地表取代,城市人口激增也伴随着化石能源消费的迅速增长,空气污染物排放不断增加,对城市气候产生了不可逆的负面影响。因此,分析城市化背景下区域的城市热岛现象（Urban Heat Island,UHI）及空气污染的时空变化,通过探究气溶胶光学厚度（Aerosol Optical Depth,AOD）与
【基金项目】
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国家自然科学基金项目城市空间增长及其热环境效应模拟,（项目编号:41771178）；
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快速城市化以来,人口和产业在城市不断集聚,城市的快速发展导致下垫面形态特征不断改变,大量自然地表被人为地表取代,城市人口激增也伴随着化石能源消费的迅速增长,空气污染物排放不断增加,对城市气候产生了不可逆的负面影响。因此,分析城市化背景下区域的城市热岛现象（Urban Heat Island,UHI）及空气污染的时空变化,通过探究气溶胶光学厚度（Aerosol Optical Depth,AOD）与地表温度（Land Surface Temperature,LST）及空气质量的影响效应,可以对未来的空气质量管理、气候变化研究提供科学依据。本文以"京津冀大气污染传输通道城市"（"2+26"城市）为研究区,利用遥感数据分析2015年-2019年研究区热岛强度、空气质量以及气溶胶光学厚度的空间集聚特征及时空变化特征,并对其相关关系进行定量研究。得出研究结论如下:（1）2015年-2019年,白天地表温度增长的最大值在9月,为4.82℃,最小值在11月,为0.2℃。春夏季热岛强度增强较为明显,研究区大部分面积为Ⅲ级热岛以上,Ⅴ级热岛区域占比较大;秋冬季热岛强度则无明显变化,主要以Ⅲ级热岛与Ⅳ级热岛为主。夜间地表温度升高的最大值在10月,为2.25℃,降低的最大值在2月,为-2.55℃。整体来看,夜间热岛强度在春季和秋季有增强的趋势,在夏季则呈现先增强后减弱的变化,而冬季变化并不显著。从空间聚集程度来看,由于受到多种因素的综合影响,地表温度并不呈现规律性的变化特征,但是无论是白天地表温度还是夜间地表温度在2015年-2019年期间呈现升高的整体趋势。（2）2015年-2019年,除9月的PM2.5浓度增加了5.15μg/m~3,PM10浓度增加了13.24μg/m~3外,其余月份PM2.5以及PM10的平均浓度均大幅度降低。PM2.5与PM10浓度呈现一致的变化趋势,均呈现冬春季高,夏秋季低的分布特征,整体呈现冬季＞春季＞秋季＞夏季的分布趋势。结合污染物空间分布和空间集聚特征来看,PM2.5和PM10高浓度地区主要集中在河北省和山东省各市之间。（3）2015年-2019年气溶胶光学厚度平均范围值在0～1之间,除12月份AOD值增加了0.02,1月份增加0.13,2月份增加0.25以外,其余月份AOD均有明显减小的趋势,其中7、8月份减少幅度最大,分别减少了0.40和0.46。AOD值总体上呈现春夏季高,秋冬季低的分布特点。结合AOD的空间分布和空间集聚特征来看,高AOD值主要集中在研究区南部地区的河南省各市,山东省的聊城市、菏泽市、济宁市以及河北省的石家庄市、保定市和廊坊市。（4）以城市为单位分析差值,发现2015年-2019年白天的地表温度仍以增长为主要趋势。其中地表温度增长的最大值出现在春季的河南省开封市,增长了10.328℃,最小增长值出现在秋季的天津市,为0.026℃。夜间的地表温度同样仍以增长为主要趋势。其中最大增长值出现在冬季的山东省滨州市,增加了5.544℃,最小增长值为0.008℃同样出现在冬季,位于河北省衡水市。PM2.5浓度整体上呈现明显降低的趋势,且降低趋势表现为:冬季＞春季＞夏季＞秋季。其中,在冬季的河北省廊坊市降低幅度最大,为27.852μg/m~3,降低幅度最小的值是-0.092μg/m~3,出现在秋季河南省的新乡市。PM10浓度在春夏冬三季明显降低,且降低趋势表现为:冬季＞春季＞夏季,秋季PM10浓度则呈现增高的趋势。其中,冬季山东省聊城市的降低幅度最大,为-47.764μg/m~3,降低幅度最小值出现在春季的山西省晋城市,PM10浓度仅降低1.110μg/m~3,秋季山东省德州市PM10浓度增长幅度最大,增加了15.725μg/m~3,最小涨幅出现在河北省廊坊市,为7.397μg/m~3。AOD均值均显著降低,且夏季的降幅最大。其中,最大降低值出现在夏季河南省濮阳市,AOD降低了0.658,最小降低值为-0.003,出现在冬季的天津市。（5）2015年-2019年间AOD与PM2.5浓度、PM10浓度以及白天和夜间LST均呈现较为显著的正相关关系。AOD与PM2.5浓度的最高相关性出现在2017年冬季（r=0.745）,最低相关性出现在2019年春季（r=0.288**）;AOD与PM10浓度的最高相关性同样出现在2017年冬季（r=0.739**）,最低相关性出现在2015年春季（r=0.188**）;AOD与白天LST的最高相关性出现在2018年秋季（r=0.635**）,最低相关性出现在2015年春季（r=-0.026**）;AOD与夜间LST的最高相关性出现在2017年夏季（r=0.736**）,最低相关性出现在2015年秋季（r=0.017**）。此外,年均AOD与PM2.5浓度、PM10浓度、白天LST以及夜间LST的Pearson相关性计算结果依次为0.314**、0.340**、0.136、0.720**。
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