1.1 研究背景

1.1.1 全球变暖趋势明显与负面影响日益加剧

人类经济活动，尤其是工业革命以来矿物燃料消耗的急剧增加以及大尺度土地利用和植被的变化，增加了大气中CO₂等温室气体的浓度，破坏了地球表面的辐射平衡，影响了全球大气结构，使气候逐渐变暖。全球气候突变发生的时间尺度已经由千年缩小到十年之内（Cheng，2004；张强等，2005），全球地表持续升温、极端气候频发（沈永平等，2013），高温事件也发生了大范围变化（史军等，2009；陈少勇等，2012），其发生频率、影响范围、持续时间屡屡打破地区观测纪录（陆琛莉等，2012）。2013年联合国政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change，简称IPCC）在瑞典首都斯德哥尔摩发布的第五次评估报告指出：气候变暖毋庸置疑，过去的30年里，每十年的全球温度都高于1850年以来的任意一个十年，北半球1983～2012年的30年甚至是过去1400年以来的最暖时期。基于温室气体排放情景对全球平均地表气温进行模拟预估，相对于1986～2005年，未来的2046～2065年、2081～2100年全球地表均温增幅将分别达到1.4～2.6℃与2.6～4.8℃（RCP 8.5），对应海平面将分别升高22mm～38mm与45mm～82mm（IPCC，2013）。

目前，全球变暖问题已成为各国政府、社会公众以及科学界共同关心的重大问题（于淑秋，2006）。除引发极端天气事件、海平面上升外，全球变暖还通过生物多样性丧失、环境退化、诱发疾病与死亡率上升等方式对人类社会做出了多种反馈，对人类生存、社会经济的可持续与健康发展构成了严重威胁。欧美国家研究表明，法国、德国和意大利等在2003年高温热浪天气中相继出现了大量异常因高温死亡的人口（Luterbacher 等，2004）。据不完全统计，这些国家因高温热浪直接死亡的人数均在1000～5000人（刘建军等，2008；Bouchama，2004）。美国每年因极端高温死亡的人数有600～1800人，高于其他天气灾害造成的死亡人数（Uejio 等，2011）。为了应对气候变暖，包括欧美国家在内的一些国家的州政府和地方政府纷纷制订、参与相应的行动计划，以减少温室气体排放，应对并减缓气候变暖。

1.1.2 中国快速城镇化进程中城市高温热浪形势严峻

改革开放以来，中国进入了快速城镇化轨道，城镇化水平从1978年的17.92%增加到2016年的57.35%，平均每年增幅超过1个百分点（国家统计局，2017）。与此同时，高温热浪现象席卷中国的大部分地区，中国已成为世界上受高温热浪影响最为严重的国家之一（见表1-1）（黄崇福，2001；谈建国等，2004；Gosling 等，2009）。

据中国气候变化监测公报（2016），1901～2016年，中国地表年平均气温上升了1.17℃，且最后的20年是20世纪初以来的最暖时期。1951～2016年，中国地表年平均气温呈显著上升趋势，增温速率为0.23℃/10年（中国气象局气候变化中心，2017）。2007年8月国务院办公厅印发了《国家综合减灾“十一五”规划》，将高温热浪列为影响中国的十三种主要自然灾害之一（新华网，2007）。中央气象台监测数据表明，2013年8月8日17时，全国共有112个国家气象观测站日最高气温突破历史极值，8月6日至7日，高温影响范围180万～190万平方千米，影响人口约7亿（新华网，2013）。

表1-1 近年来中国部分重大高温热浪事件

福建省会福州位于亚热带季风气候区域，夏季的炎热高温经常成为困扰人们生活的重要天气因素。据气象部门统计，福州城区2003年从6月29日起连续24天最高气温超过36℃，创下1957年以来持续高温时间最长的纪录（王朝春，2006）。2007年福州市出现的持续高温天数创百年纪录（林雅茹，2008）。根据1981～2010年年均高温日数，福州市以年均32.6天超过重庆的29.6天成为“内地大城市最热城市”（新华网，2013）。

尤其值得注意的是，随着全球气候变暖愈演愈烈和中国城镇化快速发展而导致的城市热岛效应不断增强，高温热浪对中国城市的影响也将持续增强。城市中心区作为区域生产生活资料以及能源消耗的集中区，人口与经济活动高度集聚，大量化石燃料燃烧、温室气体排放、混凝土建筑及不透水路面等进一步加快了城市热环境的形成，致使下垫面温度升高，城乡温度差异扩大，城市热岛效应也将进一步加剧（麦健华等，2011）。研究表明，伴随着中国改革开放以来城镇化水平的快速提升，城市热岛强度也出现了跃变式的增加，且随着硬化下垫面与城市建筑群扩大，城市热岛范围显著扩大（于淑秋等，2006）。