地球信息科学学报 ›› 2020, Vol. 22 ›› Issue (12): 2338-2347.doi: 10.12082/dqxxkx.2020.190513
收稿日期:
2019-09-11
修回日期:
2019-12-09
出版日期:
2020-12-25
发布日期:
2021-02-25
通讯作者:
冯莉
E-mail:liuyanxia@hhu.edu.cn;erma1014@126.com
作者简介:
刘艳霞(1995— ),女,河北唐山市,硕士生,主要从事城市遥感研究。E-mail: 基金资助:
LIU Yanxia(), FENG Li*(
), TIAN Huihui, YANG Shaoqi
Received:
2019-09-11
Revised:
2019-12-09
Online:
2020-12-25
Published:
2021-02-25
Contact:
FENG Li
E-mail:liuyanxia@hhu.edu.cn;erma1014@126.com
Supported by:
摘要:
气候舒适度对人类活动和地区适宜性评价等研究具有重要意义,而温湿指数是气候舒适度评价的一项重要指标。传统的温湿指数计算都是基于站点数据,无法获取大尺度区域舒适度的时空变化特征。本文利用2005—2018年MODIS地表温度、大气可降水量数据,结合地理加权回归方法对经典温湿指数模型进行改进,计算并分析中国年均和月均气候舒适度时空演变特征。结果如下:① 采用GWR方法进行地表温度和气温的拟合,拟合精度(Adjusted R2=0.9~0.98,RMSE=0.14~1.89 ℃)较为理想,说明采用LST、NDVI、DEM作为自变量的地理加权回归分析,能够较精确地拟合地面气温;② 2005—2018年年均温湿指数统计结果表示,云南省累计舒适月数最多,高达167个月,中部省份相对于东南沿海省市舒适时期较多,最高舒适月数差值可达到41个月。中国年均舒适度空间分布规律基本保持一致,除新疆、西藏和东北的部分区域以外,舒适度空间呈现从南到北,舒适度等级由舒适变寒冷。从舒适度等级面积变化情况看,2005—2018年全国舒适度等级呈现由寒冷变舒适的趋势;③ 2018年全年舒适面积最大的月份为5月,其次为10月,不舒适月份集中在1月和7月,全国呈现极冷或极热。春季和秋季空间分布特征较为相似,呈现由东南到西北逐渐递减的趋势;除青藏高原地区外,夏季和冬季呈现由南到北递减趋势。舒适区域主要集中在低纬、中海拔地区。
刘艳霞, 冯莉, 田慧慧, 阳少奇. 中国气候舒适度时空分布特征分析[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(12): 2338-2347.DOI:10.12082/dqxxkx.2020.190513
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表3
2018年各月气温GWR回归分析结果"
月份 | R2 | AdjR2 | AICc | Sigma | 残差 | 标准误差 | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
范围/℃ | -2~2 ℃误差站点所占百分比 | -1~1 ℃站点所占百分比 | ||||||
1 | 0.98 | 0.97 | 7689.73 | 1.28 | -3.08~4.72 | 91.37 | 74.40 | 0.16~1.23 |
2 | 0.98 | 0.98 | 6707.40 | 1.38 | -1.49~1.44 | 90.38 | 74.67 | 0.14~1.33 |
3 | 0.98 | 0.97 | 2678.30 | 1.44 | -2.44~3.41 | 90.98 | 74.86 | 0.17~1.39 |
4 | 0.96 | 0.94 | 1397.08 | 1.68 | -3.97~4.37 | 90.01 | 74.42 | 0.19~1.64 |
5 | 0.93 | 0.90 | 996.86 | 1.42 | -3.19~2.34 | 90.07 | 73.43 | 0.18~1.47 |
6 | 0.91 | 0.90 | 419.44 | 2.44 | -2.94~3.84 | 90.28 | 73.48 | 0.29~1.37 |
7 | 0.94 | 0.92 | 468.49 | 2.84 | -2.42~4.73 | 91.64 | 72.98 | 0.34~1.76 |
8 | 0.96 | 0.94 | 246.68 | 2.68 | -3.44~4.43 | 90.84 | 72.46 | 0.33~1.49 |
9 | 0.91 | 0.90 | 442.37 | 2.98 | -2.24~3.71 | 90.22 | 73.23 | 0.39~1.89 |
10 | 0.96 | 0.94 | 994.03 | 1.66 | -3.71~3.11 | 90.24 | 74.42 | 0.21~1.41 |
11 | 0.98 | 0.97 | 329.14 | 1.64 | -2.94~3.46 | 91.47 | 77.92 | 0.18~1.49 |
12 | 0.98 | 0.98 | 7302.13 | 1.26 | -1.67~3.46 | 91.64 | 74.74 | 0.16~1.22 |
表4
2018年各月站点气温与拟合结果的相对误差"
站点名称 | 经度/°E | 纬度/°N | 高程/m | 月份 | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | ||||
哈尔滨 | 126.94 | 44.42 | 161 | 0.47 | 0.41 | 0.48 | 0.34 | 0.22 | 0.41 | 0.19 | 0.04 | 0.14 | 0.08 | 0.22 | 0.40 |
乌鲁木齐 | 87.62 | 43.78 | 903 | 0.71 | 1.44 | 3.38 | 4.06 | 4.78 | 4.19 | 4.78 | 4.44 | 3.87 | 4.21 | 2.90 | 0.04 |
喀什 | 76.78 | 39.24 | 1204 | 0.47 | 0.77 | 2.30 | 0.77 | 0.07 | 0.39 | 0.28 | 0.40 | 2.44 | 2.40 | 0.37 | 0.64 |
额济纳旗 | 101.07 | 41.94 | 940 | 0.20 | 0.41 | 0.39 | 0.14 | 0.29 | 0.84 | 0.99 | 1.36 | 0.16 | 0.88 | 1.48 | 0.16 |
敦煌 | 94.68 | 40.14 | 1136 | 3.37 | 2.31 | 3.70 | 2.43 | 2.17 | 2.11 | 2.12 | 2.44 | 2.88 | 2.37 | 2.94 | 3.48 |
酒泉 | 98.48 | 39.77 | 1470 | 0.26 | 0.94 | 0.81 | 0.34 | 0.49 | 0.32 | 0.49 | 0.49 | 0.27 | 0.31 | 0.24 | 0.10 |
民勤 | 103.08 | 38.63 | 1369 | 0.26 | 0.49 | 1.08 | 1.22 | 1.72 | 2.26 | 2.34 | 1.76 | 1.62 | 1.04 | 0.68 | 0.20 |
格尔木 | 94.90 | 36.42 | 2816 | 1.79 | 1.40 | 1.14 | 1.42 | 0.87 | 0.23 | 0.00 | 0.02 | 0.67 | 1.04 | 1.11 | 1.74 |
二连浩特 | 111.97 | 43.64 | 964 | 0.11 | 0.63 | 0.44 | 0.74 | 0.11 | 0.11 | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.14 | 0.64 | 0.94 |
太原 | 112.33 | 37.62 | 776 | 0.26 | 0.24 | 0.17 | 0.69 | 0.62 | 0.49 | 0.44 | 0.62 | 0.36 | 0.24 | 0.34 | 0.76 |
沈阳 | 122.72 | 41.42 | 16 | 1.40 | 0.71 | 0.34 | 0.12 | 0.03 | 0.11 | 0.36 | 0.19 | 0.40 | 0.29 | 0.44 | 0.74 |
北京 | 116.33 | 39.74 | 44 | 0.49 | 0.91 | 0.70 | 0.30 | 0.42 | 0.44 | 0.17 | 0.63 | 0.41 | 0.41 | 0.38 | 0.82 |
大连 | 121.63 | 38.90 | 82 | 0.48 | 1.19 | 0.39 | 0.42 | 0.47 | 0.48 | 0.14 | 0.32 | 0.64 | 1.09 | 0.82 | 0.20 |
济南 | 116.98 | 36.68 | 37 | 0.46 | 0.40 | 0.97 | 0.71 | 0.60 | 0.47 | 0.40 | 0.82 | 0.49 | 0.46 | 0.49 | 0.44 |
那曲 | 91.10 | 32.34 | 4699 | 1.12 | 1.47 | 0.48 | 0.47 | 0.39 | 1.13 | 0.34 | 0.91 | 0.07 | 0.40 | 1.04 | 1.02 |
拉萨 | 91.13 | 29.67 | 3642 | 0.68 | 0.89 | 1.26 | 1.78 | 2.11 | 2.47 | 1.64 | 1.86 | 2.33 | 1.07 | 1.42 | 0.88 |
昌都 | 97.17 | 31.14 | 3342 | 1.74 | 2.27 | 2.20 | 2.69 | 0.82 | 0.43 | 2.20 | 1.96 | 0.01 | 1.38 | 0.44 | 0.48 |
腾冲 | 98.40 | 24.02 | 1634 | 0.03 | 0.30 | 0.32 | 0.36 | 0.06 | 0.13 | 0.07 | 0.32 | 0.04 | 0.09 | 0.00 | 0.19 |
昆明 | 102.68 | 24.02 | 1889 | 4.77 | 4.42 | 4.98 | 3.39 | 3.43 | 3.09 | 3.28 | 4.04 | 2.92 | 4.13 | 4.71 | 4.84 |
西安 | 108.92 | 34.14 | 431 | 1.38 | 1.10 | 1.60 | 1.70 | 1.71 | 1.16 | 1.48 | 1.67 | 1.41 | 1.42 | 1.24 | 1.11 |
郑州 | 113.37 | 34.44 | 401 | 0.42 | 0.48 | 0.40 | 0.44 | 1.99 | 0.70 | 0.23 | 0.84 | 0.44 | 0.31 | 0.44 | 0.47 |
宜昌 | 111.00 | 30.80 | 294 | 0.34 | 0.38 | 0.32 | 0.46 | 0.34 | 0.42 | 0.37 | 0.32 | 0.04 | 0.04 | 0.14 | 0.37 |
贵阳 | 106.60 | 26.84 | 1243 | 1.46 | 1.92 | 1.84 | 2.39 | 2.96 | 2.38 | 3.22 | 3.09 | 2.31 | 3.14 | 2.28 | 2.10 |
桂林 | 110.30 | 24.32 | 149 | 2.20 | 0.49 | 0.49 | 0.60 | 0.70 | 0.37 | 0.47 | 0.07 | 0.28 | 0.24 | 0.47 | 0.94 |
上海 | 121.44 | 31.62 | 3 | 0.67 | 0.24 | 0.60 | 0.47 | 0.24 | 0.43 | 1.02 | 0.70 | 0.31 | 0.23 | 0.34 | 0.33 |
福州 | 119.28 | 26.08 | 16 | 0.44 | 0.09 | 0.29 | 0.41 | 0.24 | 0.47 | 0.37 | 0.24 | 0.12 | 0.18 | 0.20 | 0.27 |
表5
2005—2018年中国年均舒适度等级覆盖面积及百分比"
年份 | 极冷-极不舒适 | 寒冷-不舒适 | 偏冷-不舒适 | 凉爽-舒适 | 非常凉爽-非常舒适 | 比较凉爽-舒适 | 偏热-不舒适 | 闷热-不舒适 | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
面积 | 百分比 | 面积 | 百分比 | 面积 | 百分比 | 面积 | 百分比 | 面积 | 百分比 | 面积 | 百分比 | 面积 | 百分比 | 面积 | 百分比 | |
2005 | 200.65 | 20.91 | 144.93 | 15.10 | 293.44 | 30.58 | 145.11 | 15.12 | 120.79 | 12.59 | 41.73 | 4.35 | 12.67 | 1.32 | 0.17 | 0.02 |
2009 | 202.60 | 21.11 | 148.66 | 15.49 | 316.21 | 32.95 | 134.09 | 13.97 | 114.31 | 11.91 | 38.19 | 3.98 | 5.54 | 0.58 | - | - |
2014 | 165.23 | 17.22 | 119.95 | 12.50 | 345.07 | 35.96 | 133.78 | 13.94 | 132.75 | 13.84 | 49.48 | 5.16 | 13.21 | 1.38 | 0.03 | - |
2018 | 160.86 | 16.76 | 264.16 | 14.87 | 264.16 | 27.51 | 134.51 | 14.10 | 115.16 | 11.99 | 136.11 | 14.18 | 6.68 | 0.70 | 0.001 | - |
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