由于城市热岛效应导致的热浪暴露的全球数据集

为什么城市高温关系到日常生活

炎热的夏日正变得更为普遍，对于居住在城市的人来说，这种热感尤其强烈。混凝土和沥青会蓄热，高耸的建筑阻挡微风，数百万人聚居在有限的空间内。本研究解决了一个既简单又至关重要的问题：城市居民因城市比周边地区更热而额外承受了多少热浪暴露？这一情况在全球范围内如何随时间变化？

变暖世界中的更热城市

全球变暖和快速城市化共同推高了热风险。2000年至2019年间，全球每年近50万人死于与气温相关的原因，而罕见的“百年一遇”致命热事件已经变得更加频繁。城市形成科学家所称的城市热岛，通常比周边乡村高出几度。额外的热量可以将本已炎热的天气变成对数百万居民危险的热浪，因此不仅要了解热浪发生的频率，还要弄清楚其中有多少危险是源于城市环境本身，这一点至关重要。

构建全球热暴露地图

为此，作者创建了一个细致的一公里分辨率全球数据集，追踪2003年至2020年城市地区居民在热浪中的暴露天数。他们结合了基于卫星的地表温度、精细的人口分布图以及一致的全球城市边界轮廓。研究没有在所有地方使用单一温度阈值，而是相对于每个地区的常年气候来定义热浪：当地温连续至少三天超过历史值的前10%时，这些天就被计为热浪。该方法能捕捉在冷暖不同气候中被认为极端的情况，使结果在各种不同地区都有实际意义。

将城市热量与背景气候区分开来

该研究的一个关键创新是将因大尺度气候造成的热浪暴露与城市自身额外增温造成的暴露区分开来。研究团队首先使用全球城市边界数据集识别每座城市的建成核心。在每个核心周围，他们创建了一个与之面积相同的周边环形带，作为参考背景。通过为每座城市精心调整该环带的大小，他们确保该带主要由自然或轻度开发的土地而非其他城市区组成。将城市内部的热浪天数与周边环带进行比较，使他们能够估算由城市热岛效应导致的额外高温天数，然后将这些天数乘以当地人口，计算以人-天/年计的额外暴露。

地图揭示了谁面临风险

生成的全球地图显示了城市热岛如何放大危险高温的地域与程度。在许多主要城市地区，例如长江三角洲、圣保罗、纽约和伦敦，与城市条件相关的热浪影响范围在2005年至2020年间显著扩大。东亚及太平洋地区因人口密集和城市增温显著而在额外暴露方面尤为突出。其他地区，包括欧洲、北美、拉丁美洲、中东和北非以及撒哈拉以南非洲，也因城市扩张和更多铺装面增加而出现热浪暴露的上升，而南亚部分地区则因气候与人口格局变化而表现为下降。作者还检验了卫星温度数据与全球气象站测得的气温高度一致，从而增强了这些模式确实反映人们实际感受的信心。

为更安全、更可持续的城市提供工具

对非专业读者而言，核心信息是：城市并非全球变暖的被动受害者；其设计与扩张可以显著放大或缓解热风险。这一开放且免费的数据集可帮助规划者、卫生官员和研究人员确定在哪些地点通过更多公园、反光屋顶或不同的建筑布局等城市设计改变，最有效地为社区降温并减少热浪期间的疾病和死亡。通过将整体气候影响与城市结构的附加效应区分开来，这项工作为有针对性的降温措施和更好保护城市居民的预警系统建立了清晰的数据驱动基础，随着地球持续变暖，这一点尤为重要。

引用: Yu, W., Yang, J., Zhou, Y. et al. Global dataset on heat wave exposure due to the urban heat island effect. Sci Data 13, 449 (2026). https://doi.org/10.1038/s41597-026-06877-1

关键词: 城市热岛, 热浪, 气候风险, 城市规划, 人口暴露