2024年夏季，长三角遭遇持续时间长、影响范围广的破纪录热浪，给居民健康带来了严重危害。近期复旦大学大气与海洋科学系联合上海市气象部门、哥本哈根大学等单位组成的研究团队针对这次极端事件展开研究。研究人员利用耦合城市冠层模型的区域气候模式以3公里空间分辨率复现了2024年夏季热浪最强阶段，并分别评估城市土地利用变化和人为排热对城市高温热点的影响。研究发现在大尺度天气系统带来极端热浪的背景下，城市建筑、道路等建成环境进一步放大了局地高温，尤其显著抬升夜间气温，并增加与高温相关的就诊风险。

城市增温在夜间最为突出

研究显示，城市对热浪的放大作用具有明显的昼夜差异。

白天，城市地表虽然吸收并储存了大量热量，但周边乡村也受到辐射加热而增温，使得城乡气温差异并不显著。入夜后，建筑墙体、屋顶和道路白天储存的热量持续释放，使城市降温速度慢于周边乡村，在城市区域形成更加突出的“热夜”。模拟结果表明，城市土地利用变化可使长三角城市地区的夜间近地面气温平均升高达2℃以上；考虑交通、建筑能源消耗和人体代谢等人为排热后，城市夜间综合增温最高可达到2.66℃。相比之下，白天由综合城市效应导致的增温最低约为0.32℃（图1b）。

这意味着，即使太阳已经落山，人口密集、建筑集中的城区仍可能长时间处于高温之中。夜间缺乏有效降温会缩短人体从白天热暴露中恢复的时间，对老年人、慢性病患者、户外劳动者等人群构成更大威胁。

城市土地利用类型变化是主要增温来源

研究进一步发现，改变地表性质的城市土地利用变化是局地高温的主要来源，其影响明显大于人为热排放。农田、林地等自然地表被道路、建筑和其他不透水表面替代后，地表蒸发能力下降，储热能力增强。与此相比，交通、建筑（空调）排热和生产生活产生的人为热虽然会进一步抬升气温，但总体贡献较小。从城市尺度看，城市化土地利用改变和人为热排放综合效应对夜间高温异常的贡献在上海、苏州和张家港尤为突出，分别约为55%、40%和40%。在上海中心城区的部分区域，城市效应对夜间近地面增温的贡献最高可达约85% (图2)。

需要指出的是，这并不意味着热浪完全由城市化造成。2024年长三角极端高温首先受到异常强盛且持续的副热带高压影响，城市化则在这一大尺度高温背景上进一步制造和强化了局地热点。

城市化趋向于降低白天城市区域的湿热暴露

人体感受到的热胁迫不仅取决于气温，还与空气湿度密切相关。湿度越高，汗液越难蒸发，人体散热能力也越弱。研究团队因此同时分析了气温和综合考虑温湿度的湿球黑球温度指数（WBGT）。结果显示，城市化一方面提高气温，另一方面也会因为蒸发减少等原因降低近地面湿度，形成“城市干岛”。白天，湿度下降可以部分抵消升温对湿热指数的影响；研究模拟中，城市土地利用变化甚至使白天湿热指数最多下降约0.25℃（图1d）。在城市尺度，城市土地利用变化对长三角各城市白天的湿热指数整体为负贡献（图2）。到了夜间，城市化仍会增强湿热程度，但增幅小于单纯的气温升幅。

城市效应增加热相关疾病就诊风险

研究进一步结合上海既有的温度—门诊就诊暴露反应关系和人口分布，估算了城市化导致的局地增温或WBGT增加对热相关疾病负担的影响。结果显示，在长三角城市地区，城市效应引起的日最低气温升高，对热相关疾病发病率的平均贡献约为29%。在上海、张家港和苏州，城市效应对热相关疾病发病率的贡献较高，分别约为39%、36%和33%，上海中心城区部分区域的估算贡献接近一半（图3）。其中城市土地利用变化是主要来源。值得注意的是，按照气温识别出的高风险区域，与按照湿热指标共同识别出的湿热风险区域并不完全重合。这意味着城市高温预警和健康防护不能只依赖一个指标，而应同时关注气温、湿度、昼夜变化和人口分布等多重因素。

降温措施需要因地制宜

研究为城市应对未来极端热浪提供了更精细的科学依据：在由城市土地利用变化主导的区域，可以通过增加树木和绿地、减少不透水地面、建设“绿色屋顶”和高反射的“冷屋顶”等方式降低储热；在人为排热相对突出的区域，则可通过改善公共交通、优化交通运行、提高建筑能源效率等措施减少人为热量排放。

然而，增加绿化将会促进蒸散发导致降温，但也可能同时提高局地湿度，增大湿热事件的发生风险。因此城市降温措施不能仅以气温变化为标准，还应同步评估湿热环境变化和由此带来的人体健康效应。

该研究表明，面对日益增强的极端热浪，城市不仅是热风险高度集中的地方，也蕴含着通过科学规划和系统治理降低风险的巨大潜力。精准识别每座城市、每个社区的主要增温来源，将是提升城市气候韧性和守护公众健康的重要一步。

相关研究成果已在国际SCI期刊《Urban Climate》上发表。复旦大学大气与海洋科学系硕士生何思洋为论文第一作者，袁嘉灿教授为通讯作者。合作者还包括复旦大学大气与海洋科学系张人禾院士、哥本哈根大学Alexander Baklanov院士、中国气象局上海台风研究所敖翔宇高级工程师、上海市气象服务中心梁晨工程师等。该研究受到国家自然基金委卓越研究群体项目（42288101）等项目的资助。

论文信息：Siyang He, Jiacan Yuan*, Chen Liang, Yuanhao Chen, Xiangyu Ao, Linhui Li, Alexander Baklanov, Renhe Zhang, 2026:Urban features dominate hot spots of extreme heat and elevate heat-related morbidity in 2024 over Yangtze River Delta.Urban Climate, 68, 103037. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212095526002683?via%3Dihub

图1. 城市地区(a)2米气温的日变化，以及(b)敏感性实验与对照实验之间的差异，分别代表城市化土地利用变化（蓝线）、人为热（紫线）及其综合影响（黄线）的影响。(c)和(d)分别与(a)和(b)相同，但为WBGT的差异。

图2. 城市因素对2024年破纪录热浪期间日最高气温(a-c)、日平均气温(d-f)、日最低气温(g-i)、日最高WBGT(j-l)、日平均WBGT(m-o)和日最低WBGT(p-r)变化的影响。第一列代表土地利用的影响(a, d, g, j, m, p)，第二列代表人为热效应(b, e, h, k, n, q)，第三列代表土地利用和人为热效应的综合影响(c, f, i, l, o, r)。

图3. 城市效应导致日最低气温(a-c)和日最低WBGT(d-f)升高对热相关疾病发病率的贡献：(a, d)土地利用效应的贡献；(b, e)人为热效应的贡献；(c, f)二者综合效应的贡献（单位：%）。