利用卫星数据绘制热脆弱性图


发布日期 : 2022-10-08 00:56:40 UTC

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地球上的很多地方都有逐渐变热的趋势,
特别是我们居住的城市,
城市吸收并重新释放大量的热量,
该热量来自于用来建造城市的混凝土材料。
在某些情况下,这可能只是会引起一些不适感,
但对于某些城市来说,
可能会导致严重的健康问题,
甚至包括死亡。
事实上,
据最近的研究表明,
在自然灾害中,高温热量是美国死亡的主要原因。

利用遥感监测城市热量

卫星越来越多地被用于监测城市热岛效应,
还用于监测受气温上升影响的农场和其他地区的热量。
然而,卫星的结果显示,
往往在城市地区最容易受到热量的影响,
在不久的将来,
可能我们需要付出更多的努力才能够减轻热量的影响。

![巴黎某一地区地表温度的遥感图像显示,最热的温度为红色,最冷的温度为绿色](https://www.osgeo.cn/static/upload/fd/fdcfb350-46a3-11ed-8f03-00163e056ce7_m.jpg)
国际空间站上的 ECOSTRESS 仪器绘制了整个巴黎的地表温度(2022 年 6 月 18 日)

利用卫星确定温度的最常见方法是热测绘图。
光学数据甚至可以用作土地利用对热量增加的影响,
这些影响在地表(例如枯萎的农作物)上变得明显。

绘制城市热岛图

在最近的一项研究中,
欧盟委员会联合研究中心的研究人员使用测量地表温度/发射率的 MODIS Aqua 数据,
比较了人口超过 50,000 人的城市和这些城市周围的农村地区。
研究发现,
城市的温度通常比周围环境高 10-15°C,
虽然通常城市比周围环境更热,
但在沙漠地区发现城市稍微凉爽一些,
这可能是因为在开罗等沙漠条件包围的城市中发现了更多的植被。
一幅遥感图像显示,印度德里周围的村庄在图像中呈红色,
比周围的蓝色和绿色地区要热得多,
表明地表温度较低。

![遥感图像显示,印度德里周围的村庄在图像中呈红色,比周围的蓝色和绿色地区要热得多,表明地表温度较低](https://www.osgeo.cn/static/upload/0a/0ab61212-46a4-11ed-87ae-00163e056ce7_m.jpg)

该研究能够利用相对高分辨率的数据,
能够区分城市的不同部分及其温度。
研究结果表明,
城市内的温度变化很大,工业区、深色建筑材料的
区域以及完全缺乏植被的区域是城市内最热的区域。
水体和公园通常起到缓解城市温度的​​作用,
导致热量增加的高度集中的城市建设区域通常
被称为城市热岛 (UHI)。

绘制易受高温影响的区域

其他研究也使用 Landsat 8/TM/ETM+ 数据来测量地表温度并创建脆弱性指数,
以帮助测量城市和农村地区的高温危险程度。
事实上,研究人员已经创建了地表温度 (LST),
该温度根据陆地卫星上的热仪器测量的道路、建筑物、植被和人口密度等特征的密度计算得出。
在英国,
一家名为 4 Earth Intelligence 的私人公司利用法令
调查和卫星数据创建了全英国的详细地图(30 米分辨率),
主要使用 Landsat 8 数据显示热危害指数 (HHI) 分数。
分数范围在 1-5 之间,
其中 5 分是最危险的热量分数,
虽然这主要使用档案数据来得出分数,
但有可能使其成为实时数据,
现在当地社区和议会正在使用它来缓解在热浪发生时通常具有高 HHI 分数的最脆弱地区。

地球数据搜索工具

为了利用各种数据卫星仪器,
特别是 MODIS 和 Landsat,
在多年和季节中捕获了重要的天气信息和其他数据,
NASA 创建了 Earthdata Search 工具。

该工具结合了不同的卫星数据,
提供了更容易确定和计算的信息,
例如 LST 和空气表面温度,
而不必单独搜索和计算这些测量值。
同时还结合了社会经济和人口数据,
以便规划人员可以使用它来更好地绘制地图,
并确定哪些地区可能面临更大的热浪威胁。
研究结果表明,
在过去的 20 年里,
城市变得比周围环境更热,
指数被用来寻找最脆弱的地区,
特别是在城市内。

Earthdata Search 等工具有助于组合不同的图像并为决策者提供所需的信息。
需要做更多的工作,
特别是在更好地为城市应对极端温度做准备方面,
但规划者现在拥有所需的工具,
可以在特定区域内找到最易受高温影响的区域。