卫星热红外遥感能够提供大范围逐像元地表温度观测数据,已成为监测城市地表热岛的重要手段。在卫星热红外遥感支持下,城市地表热岛的归因分析及情景模拟已成为近年来城市热环境遥感领域的研究热点。现有研究大多关注较长时间尺度（如年际或年内逐月/逐季尺度）地表热岛驱动机制及模拟预报。换言之,在较短时间尺度（如逐日尺度）,对城市地表热岛时空演变响应机制与情景模拟的研究仍面临挑战,从而阻碍了地表热岛机理及应用研究的进一步发展。为应对该挑战,本研究以我国主要大城市为研究区,借助卫星遥感地表温度观测数据,在逐日尺度上对夜间城市地表热岛时空演变进行了系统性归因分析,并在此基础上进一步开展了对次日夜间城市地表热岛的情景模拟。本文的贡献主要体现在:（1）定量分析了逐日尺度上夜间城市地表热岛变化的驱动机制。利用高斯模型提取夜间地表热岛典型特征（包括强度、范围、形状、倾角和重心）,将热岛各典型特征的逐日变化分解至两个不同的时间尺度（即中时间尺度与日间尺度）,进而系统分析在这两个时间尺度上地表热岛典型特征对各气象及地表要素的响应情况。研究结果表明:（1）中时间尺度上地表热岛典型特征主要受到地表覆盖与日照时长的影响,而日间尺度上地表热岛各个特征的变化主要受到气象条件的控制;（2）相较于热岛强度,地表热岛足迹（热岛范围、形状、和重心）的日间变化受气象要素影响相对更弱;（3）相对湿度、累计降水量、土壤湿度与气溶胶光学厚度对地表热岛强度的影响最大,而近地表空气温度与地表温度日间变化对地表热岛的范围、形状与重心移动方向的影响最大;（4）先行降雨不仅能改变地表热岛典型特征值,还能影响热岛各个特征对其他气象要素的响应情况。（2）提出了次日夜间城市地表热岛时空格局的模拟策略并在我国主要大城市中进行了验证。在逐日尺度地表热岛归因分析的基础上,结合与中时间尺度地表热岛和地表热岛日间尺度变化相关的各驱动要素,利用支持向量机回归对次日夜间地表热岛进行了情景模拟。模拟与验证结果表明所提出的策略能够较好地模拟地表热岛强度及基于高斯模型的逐像元地表温度。地表热岛强度模拟的平均绝对误差的平均值为0.67 K,且在超过90%城市中,地表热岛强度模拟的平均绝对误差小于1.0 K,平均绝对误差百分比不超过25%;就逐像元高斯地表温度而言,大部分情景下模拟结果的平均绝对误差不超过2.0 K。此外,本研究定量分析了地表热岛各驱动要素对热岛强度模拟精度的贡献,结果表明:相对湿度对模拟贡献最大,其次为郊区地表温度与近地表空气温度。在接近78%的城市,与地表热岛日间变化相关的要素的贡献大于与中时间尺度地表热岛相关的要素的贡献。通过定量分析逐日尺度上夜间地表热岛变化的驱动机制以及设计次日夜间地表热岛时空格局的模拟策略,本研究有望加强学界对地表热岛时空演变机理的认知,并为缓解地表热岛做出贡献。