《Sustainable Cities and Society》：The influence of urban geometry and vegetation on summer thermal comfort: an integrated methodology to assess microclimate variations across Local Climate Zones
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受全球变暖、热浪及城市热岛(UHI)效应叠加影响，城市区域正面临前所未有的压力。随着热应激加剧，评估城市尺度的热舒适状况对设计气候适应性空间至关重要。然而，现有研究较少通过分析城市内多个区域的微气候变化，来揭示几何形态与植被对热舒适的作用机制。研究人员以意大利
受全球变暖、热浪及城市热岛(UHI)效应叠加影响，城市区域正面临前所未有的压力。随着热应激加剧，评估城市尺度的热舒适状况对设计气候适应性空间至关重要。然而，现有研究较少通过分析城市内多个区域的微气候变化，来揭示几何形态与植被对热舒适的作用机制。研究人员以意大利阿尔卑斯山城市特伦托(Trento)为研究对象，选取四种不同局地气候分区(LCZ)的街区，结合城市气象发生器(UWG)工具与ENVI-met模型，计算夏季室外热舒适指标——生理等效温度(PET)，并考虑街区现有空间配置及未来气候情景。研究针对炎热日开展24小时模拟，并通过2024年7月的微气象实测数据完成验证。结果表明，不同LCZ之间及区域内部均存在热应力差异：紧凑型区域夜间温度更高，但日间因建筑遮阳作用热应力更低；几何形态提供的遮阳对改善热舒适的影响，似乎大于植被的降温效应。该工作流从单一气候数据集出发，经UWG处理以表征研究区域，可便捷支持多区域微气候评估。研究成果有助于深化对城市微气候及气候变化、植被与几何形态对热应激影响的理解。
《Sustainable Cities and Society》论文解读：城市几何形态与植被对阿尔卑斯山城市夏季热舒适的影响研究
研究背景与意义
当前全球城市化进程加速，城市下垫面硬化导致局地热环境恶化，叠加全球变暖与热浪频发，城市热岛(UHI)效应对人体健康、能源消耗及城市韧性的威胁持续升级。据IPCC第六次评估报告，2100年全球升温幅度可达1.1~5.7°C，阿尔卑斯山区作为气候敏感区，升温速率高于全球平均，夏季高温与热浪时长显著增加。然而，现有城市规划框架多采用通用策略，缺乏对局地微气候异质性及未来气候变化的考量，且针对阿尔卑斯山城市室外热舒适(OTC)的研究尚属空白。局地气候分区(LCZ)虽已被用于刻画城市内部气候分异，但多数研究未关注分区内部的微尺度变化，也未同时耦合几何形态、植被与未来气候情景的综合影响。在此背景下，研究人员以意大利特伦托市为案例，构建多区域微气候评估框架，旨在揭示不同城市形态下的热舒适分异规律，为气候适应性规划提供实证支撑。
关键技术方法
研究选取特伦托市4种典型LCZ街区：低层商业居住混合区(LCZ8)、带花园的低层住宅区(LCZ6)、高密度历史中心(LCZ2)、高层密集住宅区(LCZ5)。技术路径分为三阶段：首先利用城市气象发生器(UWG)工具，以特伦托机场乡村气象站数据为输入，生成各街区的局地边界气象条件，替代传统研究中统一使用外部气象站的简化做法；其次基于QGIS构建4个街区的ENVI-met三维微气候模型，整合建筑几何、地表材质、植被参数（树种、冠层高度等），以UWG输出的逐时气温、相对湿度为边界条件，开展现状(SQ)、无植被(NV)、未来气候(FW，RCP8.5情景2050年)三类情景的24小时夏季热环境模拟；最后通过2024年7月实地微气象监测数据验证模型精度，采用生理等效温度(PET)作为热舒适评价指标，结合统计分析与空间可视化，解析几何形态（高宽比H/W）、植被覆盖对微气候的驱动机制。
研究结果
3.1 ENVI-met模型验证
模拟气温与实测值的决定系数(R2)均高于0.95，均方根误差(RMSE)为0.84~1.39°C，平均绝对误差(MAE)为0.63~1.29°C，各项指标均符合微气候模拟的验证标准，证明模型可靠性。
3.2 四个街区的对比分析
日间（15:00~17:00）气温与PET峰值出现在LCZ8（低层开阔区），LCZ2（历史中心）因建筑遮阳作用，日间PET较其他区域低约2°C；夜间则呈现相反规律，LCZ2因热量积聚成为最热区域，LCZ6（带花园住宅区）夜间热应力最低。整体来看，紧凑形态在日间通过遮阳降低热负荷，但夜间蓄热效应显著；开阔形态夜间散热快，但日间太阳辐射暴露强。
3.3 微气候与城市肌理的关联
通过对比不同高宽比(H/W)与朝向的街道受体点发现：H/W与PET呈负相关，H/W>2的狭窄街道日间PET较H/W<0.7的开阔街道低5~7°C；东西向街道因全天受太阳辐射照射，热应力显著高于南北向街道。LCZ8中大型集中绿地（覆盖率6%）的降温效应优于LCZ2分散的小型绿地，而LCZ6中私有花园植被（覆盖率30%，多为低矮乔木）的降温贡献低于前者，表明植被规模与冠层高度是关键影响因素。
3.4 植被的降温效应
无植被情景模拟显示：植被对平均辐射温度(MRT)的削减作用最强，LCZ8中大型绿地的MRT最大降幅达8°C，PET降幅达6°C；LCZ2因植被覆盖率极低，移除植被对热舒适影响可忽略；植被降温效应在16:00~18:00达到峰值，夜间作用减弱。
3.5 未来气候情景
RCP8.5情景下，2050年各街区PET较现状升高2.7~10.6°C，气温升高3.7~6.8°C，MRT升高3.3~10.0°C。即便现有绿地仍保持较低PET水平，但其受热浪影响的增幅也最大，表明单纯依赖植被无法抵消气候变暖的负面效应。
讨论与结论
研究证实，特伦托市不同LCZ间日间气温差最大达2.4°C，但区域内部分异（如建筑阴影区与开阔区）远大于区域间差异，凸显几何形态与植被空间配置的精细化调控价值。几何形态通过遮阳主导日间热舒适，H/W>1.5的街道可显著降低热应力；植被降温效果取决于规模与冠层结构，集中连片的高大乔木绿地优于分散的低矮植被。未来气候变暖将使所有区域日间进入强热应激状态，需结合几何优化与植被布局制定差异化适应策略。
结论指出：紧凑历史街区应优先优化街道朝向与建筑遮阳，减少东西向立面暴露；开阔低层区需增加集中绿地与高大乔木覆盖；中层住宅区可通过分布式花园植被缓解夜间热积聚。该研究提出的“单一乡村气象数据-UWG局地化-ENVI-met多区域模拟”工作流，解决了传统多区域研究边界条件同质化的问题，可直接推广至其他中小城市的气候敏感性规划实践，为阿尔卑斯山及类似气候区的热适应策略制定提供了科学依据。
