今夏，我国出现了大范围的高温热浪，我所在的浙江省已经多处出现40℃以上的高温，其中奉化已经被网友戏称“奉旨融化”。有很多人指出城市热岛效应对高温有贡献，但是到底有多大贡献？似乎也没有个定论。其实就我对文献的了解，有关城市化对极端高温事件的影响在国内研究并不多，也是从近几年开始才有了一些文章。正好我最近做了一些关于浙江省城市化与高温热浪的联系，有一些结果也已经投稿并接收，现发出来给大家一起讨论。有不当的地方请批评指正（另外，不知道这么发出来会不会有版权问题，有的话请提醒）。

数据：我用到了浙江省62个气象站自1971年以来的每年5-9月逐日最高温数据（该数据存在一些由于迁站等造成的数据不均一性，在此并未做订正，因为均一性订正对研究UHI的影响如何，还存在争议）；还用到了自2005年开始建设的上千个自动气象站逐时观测资料，如此高密度的观测站可以得到更为精细的气温分布特征；使用DMSP/OLS遥感夜间灯光来反映城市化的范围和强度

高温日的定义：气象的高温一般是指日最高气温≥35℃，但是不同地区气候背景的差异决定了人们对高温的耐受力也存在较大的不同，因此，对高温阈值的确定应考虑地域上的差异。本文参考Della-Marta等提出的基于逐日百分位数的定义方法来计算高温阈值，具体如下：选取1971-2000年气候标准时段，取出这30年间夏季6-8月92天中每一天以及这一天前后各7天共15天的样本，基于这一450天的逐日最高气温样本，计算最高气温95分位数，当做这一天的高温阈值，即夏季的92天中每一天都有一个高温阈值。高温日的定义：如果1971-2011年夏季6-8月中每一天的最高气温高于当天的高温阈值则为高温日，当日最高气温与高温阈值的差值为高温度日数。

结果：

图1以杭州站2003年夏季逐日最高气温为例给出了基于逐日95百分位数定义的高温日。逐日95百分位数曲线有着超过4℃的季节变化，夏季开始和结束时段的气温阈值较小，在7月27日左右达到峰值（37.8℃）。浙江省大部分站点的逐日95百分位数都有类似的季节变化。有研究表明，热浪发生的季节早晚对人体健康的影响程度不同，由于人的气候适应性，发生在夏季初的热浪影响要大于季节后的热浪。如果简单的以35℃为高温阈值可能会低估夏季初对人体健康影响较大的高温事件。

图1 基于逐日95百分位数定义的杭州站2003年夏季高温日（虚线为最高气温逐日95百分位数，曲线为杭州站2003年夏季逐日最高气温，空心点为高温日）

图2 DMSP/OLS卫星遥感夜间灯光监测到的浙江省城市扩展

图3 2010年夜间灯光强度与197-2011年利用逐日95百分位数定义的（a）高温日数（day/10a）和（b）高温度日数（℃•day /10a）变化趋势，黑色表示城市站的趋势值，绿色表示农村站的趋势值，圆圈表示通过0.05显著性检验

图3分别给出利用逐日最高气温95百分位数定义的1971-2011年浙江省高温日数和高温度日数变化趋势空间分布。近41年浙江省绝大多数站点的极端高温事件有不同程度的增加，其中环杭州湾地区、台州和温州城市化水平较高的区域夏季高温日数和高温度日数的增加更为显著。1971-2011年间农村站平均高温日增加2.0 day/10a，高温度日数增加2.3℃•day/10a；而城市站平均高温日的增加则达到5.3 day/10a，高温度日数增加4.2℃•day/10a。由此可见，气候变暖导致极端高温事件的发生有所增加，随着城市规模扩大、热岛增强，在高温背景上叠加了城市热岛的影响，因而表现为城市区域局地性的极端高温事件发生更为频繁，且高温强度更大。

图4 浙江省1971-2000年以及2001-2011年两个时段极端高温日数的变化

图4给出浙江省1971-2000年以及2001-2011年两个时段极端高温日数（日最高气温高于35℃）的变化。东部沿海海岛站由于海洋对气温的调节作用，极端高温日数变化很小。气候变暖导致浙江省的内陆地区35℃以上高温日数都有不同程度的增加，其中，环杭州湾、温台沿海和金华-义乌三大城市群地区夏季极端高温日数的增加最为显著。相比1971-2000年，近11年来农村站日最高气温高于35℃的日数平均增加8.49天，而城市站则增加了12.01天。

图5 （a）夏季日最高气温大于35℃的累积度日数（b）夏季日最低气温大于26℃的累积度日数

从图5可以看出，UHI主要影响夜间高温，对白天的高温影响并不大。已有研究指出： UHI加剧了市区的高温强度，特别是夜间更为显著的热岛效应使得城区在夜晚降温变缓，导致城市居民在白天和夜晚经历持续的高强度热胁迫(Clarke, 1972; Jones  et al., 1982; Changnon et al., 1996; Palecki et al., 2001)。最近，Dousset等(2011)和Laaidi等(2012)利用遥感地面温度数据对巴黎市区2003年8月热浪的监测也证实了夜间UHI对高温强度和过量死亡的影响。我们在区域尺度上的分析结果也证实了城市化对夜间高温的影响。

小结：

（1）基于1992-2010年连续的DMSP/OLS卫星遥感夜灯数据反映的浙江省城市面积扩展情况来看，2000以后浙江的城市化进程加速，目前已基本形成环杭州湾、温台沿海和金华-义乌三大城市群。

（2）1971-2011年浙江省绝大部分站点夏季最高气温平均值和最高气温95百分位数都呈现出上升的趋势，其中环杭州湾地区、台州和温州城市化水平较高的区域夏季最高气温升高最为显著。城市化对夏季最高气温平均值和最高气温95百分位数增加趋势的影响分别为0.17℃/10a和0.19℃/10a。

（3）气候变暖导致浙江省近41年来极端高温事件发生频率有所增加，尤其是快速城市化的区域，由于城市热岛效应的叠加影响，使得城市区域高温日数和高温度日数的增加更为显著，城市化引起的高温日数和高温度日数增加趋势分别为1.5day/10a和3.4℃•day /10a。

（4）UHI对白天最高气温的贡献不大，对夜间高温影响显著，使得城市居民在白天和夜晚经历持续的高强度热胁迫，造成显著的健康风险。

2011年Nature杂志在报道我们发表的一篇有关城市化对变暖贡献的论文时用了一个题目：Hot cities heat up China，今天还看来真是没有夸张。