地理学报ACTAGEOGRAPHICASINICA第78卷第3期2023年3月Vol.78,No.3March,20231916—2020年北京城市变迁及其与区域气候演化的关系杨仕琪1,2，王冀3，窦银银1，栾庆祖3，匡文慧1（1.中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室，北京100101；2.中国科学院大学资源与环境学院，北京100049；3.北京市气候中心，北京100089）摘要：剖析百年尺度的城市变迁与气候要素变化对提升区域气候演变机理的认知具有重要意义。本文基于卫星遥感图像、社会经济数据和气象站点实测等数据，采用人机交互解译方法，刻画了1916—2020年北京城市扩展过程。利用滑动平均法和Mann-Kendall趋势检验方法，分析了关键气象要素的变化特征，从而揭示了百年尺度城市土地利用变化和社会经济发展与区域气候变化之间的关系。研究表明：1916—2020年北京城市土地面积增长了64.48倍，围绕中心地域呈圈层式蔓延扩展，呈现“缓慢—加速—减速”的扩展模式，城市扩展速度在2000—2010年达到峰值，为70.12km2/a。1916—2020年北京的5a滑动平均气温和年降水量分别为12.25℃和588.6mm。随着城市发展，1916—2020年北京市5a滑动平均气温以0.22℃/10a波动上升，1978年以来升温显著。年降水量则呈现波动下降趋势，速率为9.37mm/10a。城市不透水面的加速扩张可能造成地表能量收支的改变，从而引发城市变暖。城市化率与气温升高具有协同关系，不同时段差异显著，1916—2020年北京城市化对区域升温的贡献为20.83%。另一方面，地表能量收支改变与空气污染物排放增加可能导致北京城市地区降水减少。本文结果可为提升北京城市变迁对区域气候演变影响过程和机制的认知提供科学参考。关键词：城市扩展；气候变化；百年尺度；时空特征；土地利用DOI:10.11821/dlxb2023030081引言城市化作为多尺度环境变化的热点区域，是人类活动改造自然环境的重要方式[1]。城市空间扩展是城市化过程以及城市土地利用变化最直接的表现形式[2]。城市扩展通过改变地表反照率、比辐射率、粗糙度、蒸散量等导致全球气候系统变暖[3]，对区域热量收支和大气流场产生影响，由此引起区域气候环境发生变化[4-6]。因此，厘清人类活动影响下的城市化进程对区域气候的影响，揭示城市化与气象要素之间的作用机制对于认识区域气候变化规律具有重要的现实意义。1949—2019年中国城市土地面积增长12倍，70a年均增长988.69km2[7]。21世纪以收稿日期：2022-07-20;修订日期：2023-03-04基金项目：国家自然科学基金项...
