Nature Cities | 被忽视的上风处绿化用于城市降温-流域人居系统研究中心

Nature Cities | 被忽视的上风处绿化用于城市降温

发布日期：2026-08-22

文章信息：Yang, M., Wang, J., Liu, S., Wang, H. , & Cao, S.-J. (2026). Overlooked upwind greening for urban cooling. Nature Cities. https://doi.org/10.1038/s44284-026-00503-2

整理人：徐嘉苗，2025级硕士研究生

整理时间：2026年8月22日

Abstract: Many cities have substantially expanded urban tree cover yet continue to experience intensifying heat stress that threatens public health, infrastructure and climate resilience. By contrast, traditional Chinese villages have demonstrated lasting thermal resilience through a synergistic mountain–water–forest framework that functions as a holistic climatic regulator. Building on this principle, we adapt and validate this cooling framework for modern megacities across diverse climatic zones and morphological contexts. Leveraging cold-air advection driven by terrainguided wind patterns and upwind greening, the mountain–water–forest framework yields a temperature reduction of 0.4 ± 0.2 °C across more than half of the urban area and shows limited sensitivity to synoptic circulation types and terrain settings, requiring only (1) stable wind pathways and (2) adequate upwind greening zones. This study provides a scalable spatial strategy for heat mitigation in cities meeting these prerequisites, enriching climate adaptation strategies from a systems-based spatial perspective.

摘要：许多城市大幅扩大了城市树木覆盖面积，但仍继续经历威胁公共健康、基础设施和气候韧性的加剧热应激。相比之下，中国传统村落通过协同的山-水-林框架展示了持久的热韧性，该框架作为一个整体气候调节器发挥作用。基于这一原则，我们针对不同气候区和形态背景下的现代特大城市调整并验证了该降温框架。利用地形引导的风型驱动冷空气平流和上风处绿化，山-水-林框架使超过一半的城市区域温度降低了 0.4 ± 0.2 °C，并且对天气环流类型和地形设置的敏感性有限，仅需要 (1) 稳定的风道和 (2) 充足的上风处绿化区。本研究为满足这些先决条件的城市提供了一种可扩展的热缓解空间策略，从基于系统的空间视角丰富了气候适应策略。

1. 研究背景

城市热胁迫在全球变暖背景下持续加剧，威胁公共健康与基础设施安全。尽管许多城市大幅增加绿化覆盖，但极端高温事件仍频发，表明单纯依赖城市内部绿化不足以有效缓解热岛效应。中国传统村落长期依托“山-水-林”空间格局实现热环境稳定，该格局通过地形引导的风道与上风向植被协同作用，形成区域性冷空气平流，为现代城市热缓解提供了潜在的系统性空间策略。

2. 研究意义

本研究将传统生态智慧转化为可量化的城市热缓解框架，系统评估了上风向绿化对城市降温的物理机制与空间适用性。研究证明，在满足稳定风道与充足上风向绿地条件下，该框架可在全球多种气候区与城市形态中实现显著且稳定的降温效果，为超越局部绿化干预的系统性气候适应规划提供了科学依据。

3. 研究方法

研究采用WRF区域气候模型耦合城市冠层模型，对北京、上海等八座代表性城市进行高分辨率数值模拟。通过设置不同下垫面类型的敏感性实验，量化上风向植被替代对城市近地表气温的影响。进一步利用地表能量平衡分解方法，区分辐射强迫、湍流热交换与平流过程对降温的相对贡献，并结合Lamb-Jenkinson环流分类与降水分级评估框架的气候韧性。

4. 主要结论

上风向绿化通过改变郊区地表属性形成局地冷源，在盛行风驱动下将冷空气平流输送至城市核心区，实现0.4±0.2°C的降温幅度，覆盖半数以上城区。该降温效应主要受平流过程支配，对大尺度大气环流类型不敏感，但受降水条件显著影响。框架在不同地形与海陆配置下保持稳定的日变化与空间格局，展现出跨气候区的可迁移性。