作者：杨俊宴
出版社：东南大学出版社
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城市中心热环境与空间形态耦合机理及优化设计试读：
前言
城市是人口和建筑物高度集聚条件下形成的特殊形态，伴随经济社会发展和城市化进程，不仅为人类带来了物质财富，同时能源和资源的高强度消耗也在城市空间内形成了有别于自然气候环境和建筑室内物理环境的特殊的城市室外物理环境，或称为“城市微气候”。城市热环境作为城市微气候的重要内容，对城市外部空间的舒适性、建筑节能可持续发展等方面都有着重要作用。
伴随城市化进程加剧，城市热岛等城市病日益突显，尤其是在肌理复杂、人口密集的城市中心区，城市热环境对城市市民室外公共生活品质更有着重要影响。本书从城市规划及城市设计视角对城市中心区热环境进行解读。基于ENVI-met、ECOTECT、Ray-man等软件模拟，以南京新街口中心区为实际案例，探讨城市空间形态指标与热环境的相关性，为城市中心区热环境的优化提供可参考的技术方法及改善策略。
本书包括四个部分。第一部分，即第1章，首先阐述城市中心区热环境研究的价值与意义，介绍热环境相关基础理论，并基于城市规划学科视角系统梳理归纳国内外城市热环境研究的技术方法，明确研究内容、方法和框架。第二部分，即第2章、第3章、第4章，是本书的核心研究内容，通过模拟分析对影响城市热环境的指标机理进行探究；以南京新街口中心区为研究对象，通过现场实测和软件模拟，从全城尺度探究热岛效应的时空差异；进一步通过对城市中心区典型的空间形态单元，比对不同类型空间形态单元热环境的差异，并分析其特征、问题及成因。第三部分，即第5章，基于上述研究内容，归纳整理城市空间形态对热环境的影响因素，从规划、建筑、景观三个层次系统总结城市中心区热环境的优化策略。第四部分，即第6章，结合实际规划项目，进一步阐述不同尺度、类型的规划设计案例中热环境优化策略的应用。
本书对城市中心区热环境的研究，旨在为城市规划设计中基于热环境的城市空间优化及研究提供可参考的依据。限于作者的学识和科学水平，书中的叙述、引述和介绍难免存在不当或纰漏之处，敬请读者批评指正。1导论1.1研究背景与意义1.1.1 研究背景
世界城市化程度加剧，城市人口聚集，导致城市高密度空间的出现，引发了城市中心热环境的人为因素变化。城市热环境对城市规划、城市生态、大气污染、市政建设有密切影响，尤其是对城市中市民生活质量有重要影响，城市夏季高温问题已经成为近年来社会热点话题。
1）全球气候变化，城市气候问题彰显
城市是人口、建筑、交通、工业、物流的集中地，也是高碳排放、高能耗的热源集中地。随着城市化的发展，全球产生了温室效应、热岛、干岛、雾霾等城市气候问题。我国绝大多数地区处于冬冷夏热特殊气候区，夏季炎热潮湿，冬季寒冷干燥。设计结合自然、城市中心区大的物理环境格局更应该受到重视，生态文明、可持续发展等价值观已经深入人心。
2）城市户外公共活动增多的发展趋势
城市室外空间是城市活动的主要场所，人们在城市中的交通、游憩、购物等活动行为大都发生在室外环境中。人们的室外公共活动同城市热环境关系密切。城市中心区是城市中人口最为密集、交通最为繁忙、功能最为混合、建筑形态最为多变的区域，室外人体热舒适研究意义更为重大，研究内容更为复杂。
3）城市气候问题的跨学科研究特征
随着科学技术的发展，多学科及跨学科研究越来越普遍。城市气候是气候学科、环境资源学科及城市规划与建筑学科的共同研究对象，但城市规划学科对此的研究明显较少，尤其是中宏观尺度的研究，而城市室外空间设计及城市空间形态研究是城市规划学科的核心研究内容，通过学科交流，回归城市规划本体，探究城市形态指标同热环境的关系显得意义重大。1.1.2 研究意义
城市公共活动主要发生在室外空间中，城市中心区是城市活动最为集中、人口众多、建筑类型多变的区域，也是包括热岛效应在内的热环境问题最为严峻的区域。南京作为江苏省省会，冬冷夏热城市代表，其新街口中心区也是典型的单中心模式中心区，是我国城市中心区的典型样本，因此选择以南京新街口中心区为例研究城市中心区热环境具有典型性意义。本书立足城市空间形态这一规划学科研究的空间本体问题，试图探析其与城市气候中热环境的耦合关系。基于实测和模拟，总结南京市新街口中心区热环境特征；基于单因子变量法理想条件模拟，定量分析城市空间形态指标同热环境的关系及影响机制；基于新街口城市空间形态类型的归纳筛选，比较分析城市街区尺度下不同形态类型的热环境差异。1.2热环境相关概念及基础理论1.2.1 城市热环境研究对象与尺度特征
1）城市热环境研究对象
芦原义信、扬·盖尔很早就关注城市外部空间，认为城市中的街道、广场、公园等外部空间是人们生活、交往的重要场所，也是城市设计的主要研究对象，城市中心区的热环境自然也发生在城市的外部空间内。所谓外部，是指城市中建筑以外的那部分“虚体”空间，包括了城市街道、公路、广场、公园、绿地、水体等城市空间类型。外部空间可以分为两类：①街区内部建筑与建筑之间的场地；②街区外部街道和广场公园。这是人为地划分，但对于热环境物理属性，二者并没有领域之分，都属于建筑与建筑之间的虚空间。
城市所处地球大气之中，大气层绵延几十公里，最底层被称为城市边界层（Urban Boundary Layer, UBL），如图1-1所示，城市边界层从下至上包括城市表面的粗糙亚层、城市表面层和最外部的混合层，是受城市土地利用、建筑形态及人类活动影响最为密切的大气部分。城市冠层（Urban Canopy Layer, UCL）是城市边界层最下部，包括了从城市中地面至植被顶层或建筑顶层之间的范围，由于城市植被、建筑高度的变化，城市冠层上边界也有高低之分。同时因为城市中建筑、植被的复杂性，城市冠层内每一个点都存在差异，这是城市冠层不同于其他大气层的一个典型特征。因此，在城市冠层内会出现不同的微气候现象，这同城市设计及人类城市外部空间活动密切相关。图1-1 城市边界层示意图*资料来源：改绘自Oke
2）城市热环境尺度特征
一个城市的气候受纬度、海拔、气候条件影响。城市热环境研究是一个多尺度现象，对于不同尺度的热环境及空间形态有着不同的研究内容和研究方法。大量研究共识分为：宏观尺度、中观尺度和微观尺度（表1-1）。表1-1 城市热环境的尺度现象*资料来源：作者整理
——宏观尺度：研究全城及区域规模，具体范围大于100 km，研究急流、季风、气团等与气象相关的气象系统。在该尺度内，主要采用实地测量或遥感反演技术手段，研究城乡温差、土地利用或下垫面对热环境的影响。
——中观尺度：城市内部片区规模，也称为城市尺度，具体范围在0.5 km～100 km之间，在这个尺度内，可以观测到城市的具体空间形态、城市肌理和城市内部气候效应，运用GIS、热环境模拟、实测技术方法，研究城市几何空间形态、植被分布、整体建筑材质变化同热环境的相关性。
——微观尺度：在这一尺度上，街区周边一般拥有相同的城市用地类型，因而城市形态对微气候的影响最为显著。城市街区街峡规模（Street canyon scale）,0.5 cm～1 km，运用湍流模拟、热环境模拟、实测等方法，研究街峡模型内热环境变化，建筑间小气候，甚至可以考虑单体建筑组合或排列方向对日照阴影和通风的影响。
城市作为一个复杂的系统，建筑、交通、土地利用存在差异；同时城市热环境作为一个复杂的物理现象，由气候、辐射、城市环境等多方面因素共同作用。城市热环境尺度研究学科主要有：气候学、环境遥感、建筑物理等学科背景，可见整合不同学科研究的重要性。但由于对应描述各个尺度的理论上的不足和提供城市全面数据的复杂性，不同尺度下的城市热环境研究并没有得出一个最可行的共识性研究方法。宏观尺度遥感和街峡模型尺度研究都对城市形态或热力学物理现象进行了抽象简化。这也是不同尺度研究所得到的结论存在差异的原因。一般通过指标因子在相应尺度下影响城市能量平衡中的重要程度来判断其是否可行。例如：生物新陈代谢释放热能在微观尺度是一个重要影响因子，但在中宏观尺度下，则可以看做是微不足道的参数。
下文城市热岛效应研究部分涉及全城气象站数据统计，剖析城乡温度差异和分布特征，属于全城宏观研究尺度，而空间形态对热环境影响的研究集中在城市中心区内部和空间原型，属于中观和微观研究尺度。1.2.2 城市热环境评价与室外人体舒适度
1）城市热环境相关概念界定
城市热环境涉及地表温度、空气温度和太阳辐射等相关知识，可以通过测量不同时间的温度及计算热岛强度等指标进行表征说明。而温度又分为空气温度、地表温度和平均辐射温度等。a
空气温度（T），或称为气温，表示空气冷热程度的物理量，下文中的空气温度指行人高度（1～1.5m）处空气温度。空气温度可以通过小型气象站或热传感器测量，实测方法分为流动观测法或离散点观测法。g
地表温度（T），表示下垫面地面表面冷热程度的物理量，城市中地表温度一般指土壤、铺地、草地、沥青马路等不同城市下垫面的表面温度，同空气温度不同，地表温度存在明显的空间差异性。mrt
平均辐射温度（T），是夏季影响人体同室外环境能力平衡的重要气象参数指标，是指环境四周表面对人体辐射作用的平均温度。平均辐射温度是热舒适指标如预测平均热贡献（PMV）、生理等效温度（PET）的核心因素。
2）室外人体热舒适度
室外空间是城市重要的活动交往场所，室外热舒适度与人们室外活动时间、强度及不舒适感有密切联系。当人们在室外活动时，意识到所处环境条件的波动，从而放宽了对热舒适的期望。
预测平均热贡献（PMV）是Fanger以实验室为基础进行热舒适研究的著名成果，他对1396名美国和丹麦志愿者在人工气候室内进行冷热感觉实验，得出人的热感觉与人体热负荷之间关系的实验回归公式。1984年，这一指标被选作国际标准ISO 7730《中度热环境-PMV和PPD指数的测定及热舒适条件的规范》指标，并在1994年和2005年被修订完善。以-3至+3的数值范围表示稳定的人体热量预算差异（表1-2）。预测平均热贡献发生在理想状态下，而现实是一种动态的热平衡环境，因人体不断变化的热状态，会导致误差，误差可能以半随机方式表现出来。其作为评估室外环境的指标可能具有局限性。表1-2 预测平均热贡献（PMV）热感觉标尺*资料来源：Fanger P O.Thermal comfort.Analysis and applications in environmental engineering [J].Thermal comfort.Analysis and applications in environmental engineering.,1970.
生理等效温度（PET）是由Höppe提出的，其定义是在风速为0.1 m/s、水蒸气分压为1 200 kPa（相当于空气温度20℃时相对湿度为50%）的普通等温室内环境中，一个着装指数为0.9clo，从事轻度活动，其核心温度和皮肤温度与在实际环境中相同，且保持相同的热平衡状态，该等温环境的空气温度就是生理等效温度。比起预测平均热贡献（PMV）这类人工标准来讲，它会让使用者更好地感觉热环境，它是一个温度指数，任何场所（室内或室外）的“生理等效温度”等同于一个典型的室内设置情况下的气温，在这个气温下，等于这个条件下被评估气温的体内温度和皮肤温度维持着人体的热平衡。生理等效温度仅反映热环境参数对人的生理状态的影响，是一个真正意义上的气象指标，被应用于不同气候条件下室外热舒适度评价及城市气候研究。
Steemers和Ramos（2004）综合天空开敞度、太阳辐射和风环境三方面指标，提出城市环境多样性指数，用于评价城市开放空间舒适度，并通过叠合上述三类指标，绘制环境多样性地图（Diversity Map）。
本书的研究并非是绘制一幅精准的城市中心人体热舒适度评价图，而是通过各种空间形态的模拟和比对，分析不同条件对人体舒适度的影响，寻找差异。因此热舒适度评价指标仅仅是我们的一把尺子，它需要同不同条件的热环境模拟一起比较，作出评价。参数在研究中的作用是揭示二者的关系。1.2.3 城市表面层的能量平衡
城市中心区作为城市内部中观尺度区域，其表面存在能量平衡（SEB），如图1-2所示。式中：Q*——净辐射；F
Q——人为热；H
Q——大气显热交换量；E
Q——潜热交换量（涉及不透水面蒸发）；S
Q——下垫面净贮热量；A
Q——净水平对流热量。图1-2 城市表面能量平衡示意图*资料来源：改绘自Oke.T.R
1）辐射
辐射是城市热量得失的主要组成部分，波长在0.3～3 μm的辐射被称为短波辐射，波长在3～100μm的辐射被称为长波辐射，太阳辐射一般为短波辐射。冠层内存在净辐射平衡：*式中：Q——净辐射；dir
K——来自太阳的直接短波辐射；dif
K——扩散辐射，来自天空中云层或颗粒悬浮物反射的太阳辐射；
α——城市覆盖层表面反射系数；↑
L——从城市覆盖层表面释放出的长波辐射；↓
L——从城市覆盖层表面接收到的来自天空的长波辐射。
2）人为热
人在城市中从事生产生活的过程都会消耗和产生热量，人为热大小可以从三个方面计算：FVB
人为热Q等于车辆产生的热通量Q、建筑产生的热通量Q和人M体新陈代谢产生的热通量Q之和。车辆产热具有明显的昼夜差异及工作日和节假日的差异，同城市道路交通量息息相关。建筑产热包括电力消费及供热燃料消耗，其中火电厂、化工厂等工业场所释放热远远大于居住或办公建筑释放热。特殊的集会等人群密集条件会造成局部热源。人为热可以通过交通量、建筑耗电量与采暖消耗等进行估算。
3）显热交换
城市表面层与外界大气对流交换从机理上分为两类：一是热力紊流引起向边界层的热空气扩散、城市周边冷空气补充产生的热量的传递；二是风力引起的机械紊流而产生的热量传递。在无风或静风条件下，热力紊流是城市热损失的主要方式，传热量大小与气温垂直梯度、下垫面粗糙程度等因素有关。
4）潜热
影响城市热环境的潜热交换量包括两个物理过程：一是水分的蒸发（或凝结）；二是冰面的升华（或凝华）。大量研究已经发现，有效的水分影响潜热通量的大小，反之潜热通量会影响到气温变化，植物蒸腾作用及透水性地面的蒸发会在一定程度上降低空气温度。城乡间植被覆盖率的差异，是影响热岛效应的主要原因之一。
5）城市的净存储热
来自太阳、大气的辐射及人为产生的各种热量会被城市表面存储，表面材质、建筑布局及规模都会对热存储产生影响。
6）城市内对流小气候
城市中不同建筑空间形态、土地类型、植被分布等人为影响，产生不同的热源和冷源，冷热源之间距离适中，会产生对流小气候，城市中合理组织廊道，利用这种小气候，可以在一定程度上改善城市局部热环境。1.2.4 城市热岛效应
城市和郊区农村地区很早就被观测到存在温度的差异，城市表面的温度要高于农村地区，此种现象被形象地称为热岛效应。研究和观测证实全球许多城市都存在着城市热岛效应，而且在晴朗无风的夜间尤其明显。城市热岛效应可以被看做是城市化进程对气候带来的最明显的影响。一般用热岛效应强度（Urban Heat Island Intensity, UHII）u-rur表示热岛效应的强弱，热岛效应强度等于城乡温度的差值：T=T-T。从图1-3中可以看出，热岛效应存在强度的梯度变化和城乡空间的差异。奥克（Oke T.R.）用高峰和陡坡来形容。根据热岛发生的位置可以将其分为不同的城市热岛类型：空气热岛、地表热岛和地下热岛，其中空气热岛又分为城市边界层热岛（建筑物顶层至边界层顶层）和城市冠层热岛（城市地面至建筑物顶层），地表热岛一般通过遥感图像技术进行计算分析，城市气象观测的热岛现象为城市空气热岛中的城市冠层热岛。图1-3 城市热岛效应示意图*资料来源：改绘自Oke.T.R
1818年，霍华德（Howard）实测伦敦城市气温，首次发现城市和乡村之间存在温度的差异。Renou也同样在19世纪后期对巴黎的研究中，发现了相似的现象。Schmidt在20世纪初对维也纳的研究同样表明存在此种现象。周淑芳等（1985）以上海为研究对象，证实上海城乡在日落后2～3 h出现5℃的最大温差。香港在1989—2007年，共有11个大于10℃的热岛强度天数，最大热岛强度出现在早上6点左右。
通过对国内外已有研究进行总结，普遍认为可能引起城乡温度差异的形成因素包括（Oke,1973,1982; Arnfield,2003; Grimmond,2007）：（1）城市中植被覆盖面积少于农村，不透水面面积要远远多于农村，城市中蒸腾带走的潜热少于农村地区。（2）城市下垫面深色硬质材质要远远多于农村地区，能够储存更多的能量。（3）城市地区天空可视因子远远低于农村地区，影响到夜晚长波辐射的释放。（4）城市中人为热释放高、低风速或静风天气及空气污染等多因素同样有利于城市热岛的形成。
城市热岛效应是一种城市化进程的后果，不同地区、不同季节，热岛效应会产生不同的影响。分析热岛效应的影响要特殊情况特殊对待。在某些高纬度或高海拔城市，冬季热岛效应可以使城市气温升高，降低供暖产生的能源消耗，这在某些程度上可以看做有利的一面，但研究表明冬季热岛效应对城市污染物扩散起到不利影响。夏季时，城市中建筑虽然可以产生部分凉爽舒适的遮阴区域，但夏季城市，尤其是夏季湿热城市，热岛对人类生活产生重要影响，包括夏季建筑能源消耗、城市室外空气质量、城市外部空间的人体热舒适度等方面，甚至有研究表明珠三角城市热岛效应会增加夏季降水概率。绝大多数城市受到城市热岛效应的负面影响更为显著。
在学者的不断研究中，城市热岛效应已有研究表明了以下几点共识特征（Oke,1973,1982,1987; Arnfield,2003）：（1）城市热岛强度最大值出现在夜间，最小值在白天。（2）气温升高主要是由于城市下垫面比农村地区吸收更多太阳辐射。（3）晴朗无风天气下，空气温度和表面温度存在差异最为明显。（4）植被越少、开发强度越大的城市区域产生热岛效应的趋势越大。（5）热岛效应现象主要出现在城市边界层，城市上空逆温现象同热岛效应关系不大。（6）影响热岛强度的因素分为不同尺度，宏观尺度包括城市规模、人口规模、城市的土地利用情况，中观尺度包括建筑形态与下垫面材质。
当然不同城市有着其独特的城市热岛强度，这些取决于城市的土地利用情况、建筑形态、人口规模、自然环境和气候等。1.3规划学科视角下城市热环境研究综述
热岛效应作为城市化对气候环境的改变，被全球众多城市验证，使得越来越多的研究关注城市热环境。城市气候是作为建筑城市规划、气象学和环境科学的交叉学科，然而后者的研究明显多于前者。宾夕法尼亚大学Golony G.S.教授在20世纪80年代就提出城市设计师应关注城市气候，认为城市气候专家提供了大量城市气候数据，但城市设计师需要将其转换成为设计工具，他从城市设计视角总结城市形态设计与城市热环境的关系，并提出针对不同气候区域的城市设计策略。南京大学丁沃沃教授（2012）对城市形态与城市微气候的关联性进行了综述，提炼了城市肌理形态、城市肌理单元等概念，并提出舒适度、城市肌理、街道空间相应的指标，强调城市肌理形态的重要性，认为“形态的指标参数是城市形态与城市气候的连接点，对于建筑规划学科，研究形态参数的合理阈值是确立设计原则、修订城市建设规范的重要基础”。
本节从城市热环境相关理论研究、中微观尺度城市空间形态的热环境研究、全城尺度城市形态及土地利用层面的热环境研究和基于软件模拟的城市形态研究4个方面进行综述。1.3.1 城市热环境相关理论研究
随着城市化加剧城市热岛效应，学界至今已经开展了大量热岛效应研究，主要通过观测分析城市大气热岛和通过遥感分析城市地表热岛（附表1-1）。Arnfield（2003）、Parham A.Mirzaei（2010）系统地综述了城市热环境的测度途径及模拟方法，从参数化计算公式及城市边界层能量守恒公式，深入剖析热环境的物理机制、热岛效应的时空特征和影响因素。根据不同气候类型进行综述分类。早期研究主要关注具体城市的气候分布特征，近期研究更多地关注城市空间形态及人体热舒适度变化研究。柯本将全球气候分为五个基本气候分区（见附图1-1），通过对每个基本气候分区的典型城市进行分类统计，比较研究其城市热环境，可以发现城市热环境研究主要集中在热带和温带气候区，而欧美国家研究成果较多。我国地域辽阔，东西南北具有不同的气候特征，统计发现我国城市热环境研究主要集中在东部地区（附表1-2）。采取不同的城市设计策略以应对特定的气候，在全世界有很多成功城市案例。
希腊雅典大学Mat Santamouris教授（2007）详细总结了在欧洲开展的城市热岛研究（见表1-3），并探讨了影响欧洲城市热岛形成的因素，认为风速、云量、气旋和反气旋气象条件是决定热岛形成的气象因素。表1-3 Mat Santamouris总结的欧洲城市热岛研究结果续表1-3续表1-3注：①云量指云块占据天空的面积，通常将整个天空划分为10等份，碧空无云或被云遮蔽不到0.5份时，云量为“0”；云遮盖天空一半时，云量为“5”。*资料来源：Santamouris M.Heat island research in Europe:the state of the art[J].Advances in building energy research,2007,1（1）:123-150.
新加坡国立大学M.Roth教授（2007）对热带、亚热带地区城市热岛研究作了综述。热带、亚热带地区平均热岛强度低于同等人口规模的温带城市，热带城市的热岛强度干湿季差异特征明显，干季的热岛强度甚至会大于温带城市。植被的潜热通量对热岛效应有显著影响。
加拿大学者Stewart（2010）系统地回顾了1950—2007年全球城市热岛效应研究，提出针对实验设计及信息评估的九项标准，并审查了190个热岛效应的研究样本中的方法学质量。评估的结果仅有一半论文样品达到了平均得分，而近一半的研究中所有城市热岛效应程度被判断为其科学性是站不住脚的。普遍存在两个方面缺点：受限制的实测和空洞的理论。一半的样本研究未能充分控制天气条件，四分之三的样本没能明确交代实测所使用仪器如何获取数据，以及说明实测时气候的环境特征。
Zhou D（2014）研究了中国32个主要城市地表热岛强度（SUHII）的季节变化与昼夜变化特征，并分析了这32个城市热岛在地理空间上的分布变化。研究发现，年平均城市地表热岛强度白天为0.01℃～1.87℃，夜晚为0.35℃～1.95℃。研究结果表明地表热岛强度在白天和黑夜之间的差异显著（白天57%，夜晚72%），具有鲜明的气候驱动模式，华东华南地区更多发生在白天，而华北东北地区更多出现在夜间。冬季大多数城市会出现热岛效应（夏季61%，冬季90%），东北寒冷气候城市出现了冬季最为明显的地表热岛强度。在季节变化上，统计发现夏季白天比冬季白天更容易发生热岛效应，夜间相反。白天夏季热岛效应的发生同人为热等有密切关联，白天冬季热岛效应的发生同气温及降水有密切关联；夜晚两个季节热岛效应的发生受城市建成区密度、反照率、人为热释放影响显著。
对于南京的城市热岛现象也有大量的观测和研究。杨英宝利用遥感图反演计算，研究南京城市地表热岛变化。从年日变化特征来看，白天地表强度大于晚上；从季节变化特征来看，热岛强度由大到小依次为秋季、春季、夏季、冬季，热岛效应范围由大到小依次为夏季、秋季、春季、冬季。三个面积最大的热岛分别是城南秦淮河、建宁路-红山路-和燕路一线和大厂的南京化工园。杨英宝同时基于1985—2002年南京气象站和六合气象站冬季（1月15日）和夏季（7月15日）气温数据分析大气热岛变化，发现夜晚热岛强度大于白天。从季节变化特征来看，热岛强度由大到小依次为秋季、冬季、夏季、春季，而从热岛出现频率来看，由多到少依次为冬季、秋季、春季、夏季。综上可知，地表热岛同大气热岛存在时间特征的差异，认为主要原因是地表热岛计算的是城市和郊区的平均温度，而大气温度是城乡单点气温之间的比较。
江苏气象学会Yan Zeng（2009）基于对1961—2005年南京四个气象站的气温资料分析，发现南京城市热岛强度在一般情况下约为0.5℃，当夜间最低气温出现时，最大热岛强度约为6℃。南京城市热岛效应具有明显的昼夜变化特征和季节变化特征，热岛强度夏季大于冬季，而夜晚大于白天。随着城市化发展，南京的热岛强度增加，其增速为每10年0.109℃，城市热岛现象主要出现在我国快速城市化时期（20世纪80年代到90年代，尤其是在20世纪90年代），由于城市绿化的增加，2000年后城市热岛强度略有下降。
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