浙江教育学习强国号：杭师大师生化身“城市医生”，研究怎么给城市“退烧”
“现在夏天好像比之前热的厉害！”“郊区比市里凉快好多。”……近年来总能听到关于城市好像“变热了”的讨论，其实这是全球气候变暖背景下，城市热岛效应在作祟。那么如何给城市“退烧”呢？
近日，杭州师范大学师生给出了自己的解决方案——他们在城市热岛模拟和预测方面获得了显著成果，为城市规划者和决策者更好地治理城市热岛效应提供了建议，以促进城市的可持续发展和人居环境质量提升。
“城市中心的高密度建筑和城市道路在白天吸收了大量的太阳辐射，成为蓄热体，这部分热量一般通过夜间向外的长波辐射以及通风对流散发出去。但由于高层建筑的阻挡，向外辐射不畅，热量无法及时散去。”学校信息科学与技术学院学生沈楚慧想着，“如果能够通过一种预测技术，成功预测出城市热岛现象的发生和演变趋势，就能够及早通过城市规划制定针对性的城市微改造措施，从而有效缓解城市热岛效应给人带来的负面影响。”
在想法得到教师侯浩的肯定后，沈楚慧就开始阅读大量有关城市热岛预测研究的文献，发现已有的研究中预测模型的精度还有待提升，在参数和建模算法方面也需进一步优化。为解决这一问题，她加入了侯浩的科研团队，开始以项目负责人的身份和团队共同研究“城市热岛”的相关课题。
沈楚慧找到志同道合的小伙伴组成团队，并与侯浩进行了多次探讨，在仔细研究了技术路线的可行性后，开展了一项名为“基于景观组分和空间构型的未来城市热岛强度和分布预测”的课题研究，该研究旨在通过遥感技术和地理信息技术，结合“空天地”多维数据，探究城市景观格局与热岛的关联性，在此基础上，建立用于城市热岛监测与预测的机器学习模型，为城市热岛治理工作提供技术和决策支持。
团队成员日复一日地进行着实验，不断优化模型，调整实验方案，探索研究方法和思路，预测了按照当前城市化发展速率条件下，2030年杭州的城市热岛分布和强度。研究结果表明，在所有景观达到理想配置的条件下，夏季可产生平均0.5℃左右的降温效果。以2022年杭州为例，这0.5℃可以使城市的高温天数减少9天，使高温时长减少约16.4%，并能为整个城市夏季带来4%左右的制冷能耗减少。通过热岛预测和城市微改造的共同作用，可以为城市居民提供更凉快的室外环境，为小家庭和小商铺企业节省电费，也可为整个社会的节能减排和宜居建设做出贡献。
然而，科研过程并不是一帆风顺的，需要反复验证才能得出实验结果，加上实验的不确定因素，经常会出现进行大量的工作但结果并不符合预期的情况。“那时候心情沮丧是难免的，但我会努力调整好自己的情绪，继续钉在实验室，找出问题所在，一次不行就两次，直到成功。”在一次城市土地利用模拟实验中，沈楚慧和团队成员已花费了数天进行模拟，可模拟结果的精度一直达不到标准。为了解决这个问题，她耐心地对整个过程的所有环节进行逐一排查，最后发现是在用地类型转化的设置上出现了误差，对此进行修正之后，沈楚慧从头开始模拟实验并最终得到了合格的实验结果。
除了实验过程中遇到困难以外，由于缺乏英文论文写作经验，沈楚慧在论文撰写的初期也意外频频。回顾侯浩帮助自己第一次修改论文时的场景，沈楚慧说：“那时，侯老师看完我的文档后，光是聊天对话框里，他就提了十多条建议，打开发回的文档后，更是看到了每页上密密麻麻的错误和修改建议，我的心情就像是坐了过山车，感觉都不敢再见到老师。”不过在快速地调整情绪后，她马上进入到“战斗状态”，经历了来来回回的数十次修改后，这篇关于“城市热岛”的论文发表在中科院一区TOP期刊《Sustainable Cities and Society》上，影响因子10.696，本科生能发到这样的文章，让很多硕士生都自叹弗如。
在《国家适应气候变化战略2035》中，政府提出要构建蓝绿交织、清新明亮的复合生态网络和连续完整、功能健全的生态安全屏障，有效缓解城市热岛效应问题。这一目标与杭师大青年学生的小小心愿紧密结合，他们希望通过技术创新和勤奋努力，用自己的青春力量为城市热岛治理做出积极贡献，为城市的可持续发展注入新的活力和动力。
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