近日，实验室杨元建教授团队在城市群热岛时空关联与传输机制研究方面取得重要进展，相关成果以“Spatiotemporal linkage and transmission of urban heat islands in the Yangtze River Delta urban agglomeration: the role of urban heat advection”为题，发表于国际权威期刊《Atmospheric Chemistry and Physics》。论文第一作者为实验室直博生薛捷升，通讯作者为杨元建教授，合作者还包括中国地质大学任国玉教授和意大利国家研究委员会环境分析方法研究所Simone Lolli教授。

城市热岛作为城市气候的核心特征之一，对局地乃至区域尺度的天气、气候与环境系统均具有显著调控作用。既有研究多聚焦于单城市尺度热岛的强度特征与空间结构，伴随全球城市化进程加快，城市群内部城市间距持续缩小，目前针对城市群内部多城市热岛效应的空间关联性与相互作用过程仍缺乏充分的观测证据与系统理论支撑，其中非局地热量传输过程即城市热平流对城市群热岛的定量贡献尚未得到系统性解析。城市边界层湍流与地气间能量交换过程是探究城市热岛演变机制的核心环节，迄今为止，城市群上风向城市热量的叠加输送过程如何影响下游城市热岛强度，以及边界层动力、热力过程在该传输过程中发挥的调控作用仍不明确。

本研究以长三角城市群的常州、无锡、苏州三个城市作为研究对象，利用五年高密度自动气象站观测资料与WRF-UCM数值试验，系统量化了城市热平流对城市群下游地区冠层热岛和边界层热岛的贡献。研究发现，在西北风向主导背景下，日均热平流强度从上游负值（通风冷却）增至下游0.32°C，夜间峰值可达约0.6°C。夜间热平流强度受风速和边界层高度的非线性调控，在中等风速及中等边界层高度时下游增温最显著；而白天深厚对流边界层（≥800米）通过湍流混合稀释热羽，甚至可使热平流对下游城市冠层转为净冷却效应。敏感性试验进一步表明，处在上风向的常州城市化可使下游无锡冠层热岛强度最大增强约0.68°C（增幅8.1%–60.4%），边界层热岛强度最大增强约0.40°C（增幅4.7%–41.7%），且冠层增温可延伸至下风向100千米以外。该成果揭示了跨城市热平流叠加是耦合城市群热环境的关键物理过程，为城市群的能量平衡、天气预报与气候评估、热风险管理和跨城市协同热缓解策略的制定提供了重要科学依据。

该项成果受到国家自然科学基金创新研究群体项目（42521006）资助。

论文资讯及链接：https://doi.org/10.5194/acp-26-11543-2026。

图1 西北风条件下不同区域的逐时城市热平流强度。

数值表示各区域日均城市热平流强度，正值以红色线条表示，负值以蓝色线条表示。

图2 城市热平流影响下游城市热岛效应的概念图。