“城市热岛效应”| 地物光谱仪用于城市道路反射率的实测方案

摘要

随着中国经济的高速发展，城市化进程的不断加快，农村向成城镇转型，人口向城市聚集，城市人口密度增大，建筑密度增大，绿化面积减少，水泥、柏油路面、混凝土结构的建筑物所占的面积比重越来越大，人造下垫面至少占城市下垫面面积的70%。而当太阳照射表面时，人造表面吸收率大，反射率低，光照少数辐射出去，大部分则被转换成热量并存储。一方面导致白天城市下垫面表面温度远高于气温；另一方面夜间下垫面通过长波辐射将热量辐射出去，使近地面温度升高，从而产生如同一个盖住的罩子，使得城市热量无法转移的“城市热岛”效应。

目前国内外主要通过采用提高城市反射率来达到节能、降低城市热岛效应。而作为至少占据城市20%—40%的城市道路，其反射率的高低直接与城市热岛效应相关联。因此提高城市道路反射率以及确保城市道路反射率符合标准就尤为重要。

实验过程及结果

在目前城市人造表面面积的占比不断增加的情况下，尤其需要进行人造表面反射率的监控。本研究中我们描述了使用地物光谱仪测试城市道路反射率的结果，采用奥谱天成的地物光谱仪，配合标准白板，在户外进行了不同类型道路路面的反射率测试，为监测城市道路地面反射率提供一个可行的方法。

本次实验采用了ATP9100手持式地物光谱仪，分别在厦门市集美区的柏油、水泥、泥土以及人行道砖这四个常见的城市道路，在配合参考白板的情况下进行反射率的测量实验，测量结果如下所示：

1. 柏油路

图1.1 柏油路实物图

1.2 水泥反射率

2.水泥路

2.1 水泥路实物图

                2.2水泥反射率

3.泥土

3.1 泥土实物图

               3.2 泥土反射率

4.人行砖

4.1 人行道砖实物图

             4.2人行道砖反射率

结论

除了本次研究中的城市道路反射率之外，还有建筑物墙体、反射涂料以及建筑物屋面等反射率，这些都共同影响着城市热岛效应。而地物光谱仪如ATP9100能够便捷快速且准确地测量出物体的反射率，这为测量城市人造表面反射率提供了精准快捷的办法，也为城市监管城市表面反射率并调整以改善城市热岛效应提供了可循途径。