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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:李欣蓉
研究生(外文):Hsin-Jung Lee
論文名稱:都市公園與熱島效應之空間關係-以臺北市為例
論文名稱(外文):A Study on the spatial relationship between urban parks and urban heat island – a case study in Taipei
指導教授:張琪如張琪如引用關係
指導教授(外文):Chi-Ru Chang
學位類別:碩士
校院名稱:中國文化大學
系所名稱:景觀學系碩士班
學門:建築及都市規劃學門
學類:景觀設計學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
中文關鍵詞:都市公園都市熱島效應微氣候
外文關鍵詞:urban parkurban heat island effectmicroclimate
相關次數:
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本研究目的為探討台北市公園綠地對於都市熱島的局地與遠距影響。利用移動觀測法,於94年夏季7-9月及95年冬季12-3月的白天AM10:00-PM2:00及夜晚PM9:00-AM1:00,對台北市主要街區之氣溫進行實地測量,並依中央氣象局之氣溫,作為都市內相對熱島強度之指標。環境因子部份則針對台北市116個公園及其周邊局地空間因子及微氣候因子,包括:遠距公園之面積與NDVI;局地空間內的公園面積比、NDVI、建地面積、樓地板面積、樓層數、交通量、溼度、風速與相對溫差進行統計分析。
研究結果顯示,夏季夜晚各測點對中央氣象局台北測站相對溫差之標準差最小,為0.40,冬季夜晚最大,為1.29。影響夏天相對溫差的因子主要為局地空間的NDVI及溼度,冬天則為同為微氣候因子的溼度及風速。
因為時間變異量的干擾,公園綠地對於周邊局地氣候的影響顯著,但遠距影響並不顯著,資料中可發現某些路段之相對溫差明顯地會隨著調查時間變化,進而衍生計量的誤差值。此結果說明,時間變異量對於相對熱島強度變化的影響大於公園對於相對熱島強度的影響,因此,未來在測量都市內相對熱島時,應須將時間變異量所造成的誤差值一併考量,將測量樣本在空間中分散,在同一時段內,取得代表不同地區之樣本,方能解決時間變異量所產生的誤差情況。
從樹狀分析得知,夏季白天當溼度大於48.95%或局地NDVI大於0.005時,相對溫差較低;夏季夜晚當遠距中心公園面積大於0.43公頃,或溼度大於68.35%,或交通量小於6.9輛*m/m2時,相對溫差較低;冬季白天當溼度大於52.73%或風速1.48m/s時,則有降溫的作用;冬季夜晚,當風速大於0.74m/s、或溼度大於75.53%、或局地的NDVI小於0.11時,皆能降低局地溫度。
綜合分析,得出遠距公園之NDVI大於0.146、面積大於0.43公頃或局地空間內的NDVI大於0.005,有利夏季降溫作用,同時若限制建築物高度在4層以下,及降低交通量則可有效地降低溫度,達到減緩熱島效應的作用。此分析量化結果將可作為未來台北市都市規劃、綠地計畫、土地利用的參考,降低能源的消耗,提昇環境品質,藉以有效的改善都市微氣候及實踐永續都市的概念。
The purpose of this thesis is to study how urban parks affect the urban microclimate at local to 1 km scales.
In July-September 2005 and in December 2005 to March 2006 during daytime and nighttime to record microclimate measurements, including temperature, humidity, and wind speed in the major urban district of Taipei city. The synchronous air temperatures recorded from the Central Weather Bureau Taipei Station were then subtracted from the field temperature measurements to produce a spatial map of relative heat island intensity of central Taipei city. The characteristics of 116 Taipei urban parks and their vicinity, including the area and NDVI of the parks, the green coverage, NDVI, building coverage, floor area, average number of floors, and traffic volume and the microclimatic conditions in their vicinity were analyzed using GIS and statistical procedures.
Results show that the temperature difference between the field measurements and the CWB Taipei station showed least variance at night in summer, is 0.40 and most variance at night in winter, is 1.29. Local NDVI and humidity are the major factors affecting the temperature differences in summer, whereas humidity and wind speed are the factors most associated with temperature differences in winter.
Temporal variance made up a large component in the variability of the temperature differences, and the temperature differences showed clear disparity among days. As a result of this bias, the long-distance effect of parks on the microclimate in its vicinity is unclear. In future studies, the temporal variance must be considered, and samples representing an extensive area should be measured within limited time.
From the tree-analysis, in daytime in summer, the temperature difference is lower when the humidity is greater than 48.95% or local NDVI is greater than 0.005. At night in summer, the temperature difference is lower when the area of the park is greater than 0.43 hectares, the humidity is greater than 68.35%, or the volume of traffic is smaller than 6.9 car-equivalent unit*m/m2. In daytime in winter, the temperature difference is lower when humidity is greater than 52.73% or wind speed is 1.48 m/s. At night in winter, the temperature difference is lower when wind speed is greater than 0.74 m/s, humidity is greater than 75.53%, or local NDVI is smaller than 0.11.
In conclusion, when a park has a NDVI greater than 0.146 or area larger than 0.43, or local NDVI is greater than 0.005, the temperature difference in its vicinity is lower in summer. At the local scale, limiting the height of buildings to 4 stories or less, or lowering the negative impacts of heavy traffic also mitigates the heat island effect. Such analytical results may be used in future urban plans for Taipei city in hopes for a sustainable future.
目 錄
第一章 前言
第一節 研究動機……………………………………………………………………………1
第二節 研究目的……………………………………………………………………………2
第二節 研究流程……………………………………………………………………………3
第二章 文獻回顧
第一節 都市氣候……………………………………………………………………………5
第二節 都市熱島現象………………………………………………………………………7
第三節 都市熱島的結構組織………………………………………………………………8
第四節 都市的能量學………………………………………………………………………9
第五節 都市熱島所引起的影響……………………………………………………………11
第六節 植物對於都市熱島的緩和作用……………………………………………………12
第七節 國內都市熱島之相關研究…………………………………………………………13
第三章 研究方法
第一節 研究地區概述………………………………………………………………………16
第二節 資料收集方法………………………………………………………………………19
第三節 資料分析方法………………………………………………………………………21
第四章 研究結果
第一節 公園與周邊空間特性分析…………………………………………………………25
第二節 微氣候因子資料概述………………………………………………………………30
第三節 影響微氣候之因子分析……………………………………………………………34
第四節 四個不同尺度環形單元間的比較…………………………………………………43
第五節 中心公園對周邊相對溫差影響之分析……………………………………………47
第五章 討論與建議
第一節 影響相對溫差的因子………………………………………………………………53
第二節 公園遠距因子、局地空間因子、微氣候因子間的關係…………………………57
第三節 時間變異量的影響…………………………………………………………………61
第四節 都市空間規劃之建議………………………………………………………………63
第五節 後續研究建議………………………………………………………………………64

附錄一 環形分析單元之比較與分析
參考文獻








表 目 錄
表1-1 氣候尺度與對應現象……………………………………………………………………5
表2-1 農村、郊區、都市的熱能來源表………………………………………………………10
表2-1 農村、郊區、都市的熱能變化表………………………………………………………10
表3-1 中央氣象局1971-2000年月均溫………………………………………………………..17
表3-2 台北各區土地人口統計表………………………………………………………………17
表3-3 LUTROM LM-8000溫度、風速、照度測定儀之測量範圍與誤差表…………………20
表3-4 中心公園抽樣個數表……………………………………………………………………21
表3-5 變項對照表………………………………………………………………………………23
表4-1 中心公園的數量、面積、NDVI比較表………………………………………………..26
表4-2 中心公園周邊環形分析單元特性平均值比較表………………………………………26
表4-3 空間因子相關矩陣表……………………………………………………………………29
表4-4 微氣候因子基礎資料表…………………………………………………………………30
表4-5 微氣候與因子間之相關矩陣表…………………………………………………………35
表4-6 四個時段相對溫差樹狀分析之優先影響因子順序比較表……………………………39
表4-7 四個時段路徑分析之R平方值…………………………………………………………41
表4-8 四個時段之各項分析結果綜合比較表…………………………………………………42
表4-9 四個時段的環形分析單元內之各項分析結果綜合比較表……………………………44
表4-10 四個時段的環形單元內之R平方值比較表……………………………………………46
表4-11 四個時段之公園遠距因子ANOVA分析與線性分析比較表………………………….48
表4-12 四個時段之公園遠距因子Duncan檢定表……………………………………………...48
表5-1 四個時段之各項分析結果綜合比較表…………………………………………………54
表5-2 影響四個時段相對溫差的條件…………………………………………………………55
表5-3 公園因子與溼度、風速相關分析表……………………………………………………59
表5-4 四個時段之不同空間尺度下的R平方值表……………………………………………62
表I-1 夏季白天相對溫差與環形分析單元因子相關矩陣表………………………………….65
表I-2 夏季白天四個環形分析單元相對溫差樹狀分析之優先影響因子順序比較表………68
表I-3 夏季夜晚相對溫差與環形分析單元因子相關矩陣表…………………………………71
表I-4 夏季夜晚四個環形分析單元相對溫差樹狀分析之優先影響因子順序比較表………74
表I-5 冬季白天相對溫差與環形分析單元因子相關矩陣表…………………………………77
表I-6 冬季白天四個環形分析單元相對溫差樹狀分析之優先影響因子順序比較表………80
表I-7 冬季夜晚相對溫差與環形分析單元因子相關矩陣表…………………………………83
表I-8 冬季夜晚四個環形分析單元相對溫差樹狀分析之優先影響因子順序比較表………86
表I-9 四個時段的環形分析單元內之各項分析結果因子綜合比較表………………………89
表I-10 四個時段的環形分析單元內之R平方比較表…………………………………………90


圖 目 錄
圖1-1 研究流程圖………………………………………………………………………………3
圖2-2 都市地區大氣環境分層示意圖…………………………………………………………6
圖3-1 研究因子變項關係圖……………………………………………………………………15
圖3-2 研究範圍圖………………………………………………………………………………16
圖3-3 研究範圍及樣本道路圖…………………………………………………………………19
圖3-4 環形分析單元劃設圖……………………………………………………………………22
圖4-1 台北市公園綠地分佈圖…………………………………………………………………25
圖4-2 台北市都市計劃圖………………………………………………………………………25
圖4-3 中心公園的面積與NDVI散佈圖………………………………………………………26
圖4-4 不同尺度環形分析單元與因子間之比較圖……………………………………………27
圖4-5 夏季白天南北路段A相對溫差曲線圖…………………………………………………31
圖4-6 夏季白天東西路段B相對溫差曲線圖…………………………………………………31
圖4-7 夏季白天相對溫差分佈圖………………………………………………………………32
圖4-8 夏季夜晚相對溫差分佈圖………………………………………………………………32
圖4-9 冬季白天相對溫差分佈圖………………………………………………………………33
圖4-10 冬季夜晚相對溫差分佈圖………………………………………………………………33
圖4-11 夏季白天相對溫差樹狀圖………………………………………………………………37
圖4-12 夏季夜晚相對溫差樹狀圖………………………………………………………………37
圖4-13 冬季白天相對溫差樹狀圖………………………………………………………………38
圖4-14 冬季夜晚相對溫差樹狀圖………………………………………………………………38
圖4-15 夏季白天相對溫差與因子路徑分析圖…………………………………………………39
圖4-16 夏季夜晚相對溫差與因子路徑分析圖…………………………………………………40
圖4-17 冬季白天相對溫差與因子路徑分析圖…………………………………………………40
圖4-18 冬季夜晚相對溫差與因子路徑分析圖…………………………………………………41
圖4-19 夏季白天環形單元相對溫差圖…………………………………………………………43
圖4-20 夏季夜晚環形單元相對溫差圖…………………………………………………………43
圖4-21 冬季白天環形單元相對溫差圖…………………………………………………………43
圖4-22 冬季夜晚環形單元相對溫差圖…………………………………………………………43
圖4-23 夏季白天局地空間相對溫差殘差值比較圖……………………………………………47
圖4-24 夏季夜晚局地空間相對溫差殘差值比較圖……………………………………………47
圖4-25 冬季白天局地空間相對溫差殘差值比較圖……………………………………………47
圖4-26 冬季夜晚局地空間相對溫差殘差值比較圖……………………………………………47
圖4-27 夏季白天相對溫差殘差值之樹狀分析圖………………………………………………49
圖4-28 夏季夜晚相對溫差殘差值之樹狀分析圖………………………………………………49
圖4-29 冬季白天相對溫差殘差值之樹狀分析圖………………………………………………50
圖4-30 冬季白天相對溫差殘差值之樹狀分析圖………………………………………………50
圖5-1 中心公園的面積與NDVI相關性散佈圖………………………………………………57
圖5-2 局地空間的公園面積比與NDVI相關性散佈圖………………………………………57
圖5-3 局地空間的公園面積比與溼度相關性散佈圖…………………………………………58
圖5-4 局地空間的NDVI與溼度相關性散佈圖………………………………………………58
圖5-5 變項間之關係圖…………………………………………………………………………60
圖I-1 外環50m夏季白天相對溫差樹狀圖……………………………………………………66
圖I-2 外環150m夏季白天相對溫差樹狀圖…………………………………………………..67
圖I-3 外環500m夏季白天相對溫差樹狀圖…………………………………………………..67
圖I-4 外環1000m夏季白天相對溫差樹狀圖…………………………………………………68
圖I-5 外環50m夏季白天相對溫差與因子路徑分析圖………………………………………69
圖I-6 外環150m夏季白天相對溫差與因子路徑分析圖……………………………………..69
圖I-7 外環500m夏季白天相對溫差與因子路徑分析圖……………………………………..70
圖I-8 外環1000m夏季白天相對溫差與因子路徑分析圖……………………………………70
圖I-9 外環50m夏季夜晚相對溫差樹狀圖……………………………………………………72
圖I-10 外環150m夏季夜晚相對溫差樹狀圖…………………………………………………..73
圖I-11 外環500m夏季夜晚相對溫差樹狀圖…………………………………………………..73
圖I-12 外環1000m夏季夜晚相對溫差樹狀圖…………………………………………………74
圖I-13 外環50m夏季夜晚相對溫差與因子路徑分析圖………………………………………75
圖I-14 外環150m夏季夜晚相對溫差與因子路徑分析圖……………………………………..75
圖I-15 外環500m夏季夜晚相對溫差與因子路徑分析圖……………………………………..76
圖I-16 外環1000m夏季夜晚相對溫差與因子路徑分析圖……………………………………76
圖I-17 外環50m冬季白天相對溫差樹狀圖……………………………………………………78
圖I-18 外環150m冬季白天相對溫差樹狀圖…………………………………………………...79
圖I-19 外環500m冬季白天相對溫差樹狀圖…………………………………………………...79
圖I-20 外環1000冬季白天相對溫差樹狀圖……………………………………………………80
圖I-21 外環50m冬季白天相對溫差與因子路徑分析圖………………………………………81
圖I-22 外環150m冬季白天相對溫差與因子路徑分析圖……………………………………..81
圖I-23 外環500m冬季白天相對溫差與因子路徑分析圖……………………………………..82
圖I-24 外環1000m冬季白天相對溫差與因子路徑分析圖……………………………………82
圖I-25 外環50m冬季夜晚相對溫差樹狀圖……………………………………………………84
圖I-26 外環150m冬季夜晚相對溫差樹狀圖…………………………………………………..85
圖I-27 外環500m冬季夜晚相對溫差樹狀圖…………………………………………………..85
圖I-28 外環1000m冬季夜晚相對溫差樹狀圖…………………………………………………86
圖I-29 外環50m冬季夜晚相對溫差與因子路徑分析圖………………………………………87
圖I-30 外環150m冬季夜晚相對溫差與因子路徑分析圖……………………………………..87
圖I-31 外環500m冬季夜晚相對溫差與因子路徑分析圖……………………………………..88
圖I-32 外環1000m冬季夜晚相對溫差與因子路徑分析圖……………………………………88
一、外文文獻
1.Akbari, H., J. Huang, P. Martuen, L. Ranier, A. Rosenfeld, andH. Taha. 1988. The impact of summer heat island on cooling energy consumption and CO2 emission. In Proceedings of the 1988 ACEEE summer study on energy efficiency in building. Washington: American Council for an Energy Efficient Economy.
2.Akbari, H., S. Davis, S. Dorsano, J. Huang, and S. Winnett. 1992. Cooling our communities: A guidebook on tree planting and light-colored surfacing. Washington: U.S. Environmental Protection Agency.
3.Bradley, G. A. (ed.) 1995. Urban Forest Landscapes – Integrating Multidisciplinary Perspectives. Seattle: U Washington Press.
4.Cardelino, C. A., and W. L. Chameides. 1990. Natural hydrocarbons, urbanization, and urban ozone. Journal of Geophysical Research. 95(D9):1371-79.
5.Demoudi, A.., and M. Nikolopoulou. 2003. Vegetation in the urban environment: microclimatic analysis and benefits. Energy and Buildings. 35: 69-76.
6.Goward, S. N. 1981. Thermal behavior of urban landscape and the urban heat island. Physical Geography. 2(1):19-13.
7.Huang, J., H. Taha, and A. Rosenfeld. 1987. The potential of vegetation in reducing summer cooling loads in residential buildings. Journal of Climate and Applied Meteorology. 26:1103-6.
8.Landsberg, H. E. 1981. The urban climate. New York: Academic Press.
9.Mc Pherson E.G. 1994. cooling urban island with Sustainable Landscape. In: Platt, RH, Rowntree RA, Muick, P. C, ect.
10.Meier, A. K. 1991. Measured cooling saving from vegetative landscaping. In Energy Efficiency and the Environment: Forging the Washington: American Council for an Energy Efficient Economy.
11.Oke, T. R. 1982. The energetic basis of the urban heat island. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 188(455):1-24.
12.Oke, T. R. 1987a. Boundary layer climates. New York: Methuen.
13.Oke, T. R. 1988a. The urban energy balance. Progress in Physical Geography 12:471-508.
14.Oke, T. R. 1989. The micrometeorology of the urban forest. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 324:335-49.
15.O’Rourke, P. A. and W. H. Terjung. 1981. Urban parks, energy budgets, and surface temperatures. Archives for Meteorology, Geophysics and Bioclimatology. 19:327-44.
16.Tuller, S. E. 1973. Microclimatic variations in a downtown urban environment. Geografiska Annaler 54(3-4):123-35.
17.Tyson, P. D., M. Garstang, and G. D. Emmitt. 1973. The structure of heat islands. Occasional paper no.12, Department of Geography and Environmental Studies, University of Witwatersrand. Johannesburg.
18.Weihe, W. H. 1986. Life expectancy in tropical climates and urbanization. In Urban Climatology and its Applications with Special Regard to Tropical Areas, ed. T. R. Oke. Geneva: World Meteorological Organization.
19.Weier, J., and D. Herring. Measuring Vegetation (NDVI&EVI), NASA earth observatory, http://earthobservatory.nasa.gov/Library/MeasuringVegetation/printall.php
20.吉野正敏,1976,氣候學,大名堂株式會社。
二、中文文獻
1.林立人,1999,台北市都市熱島之觀測解析,碩士論文,國立成功大學建築研究所。
2.李明晃,2004,都市公園與局地氣溫效應之關係研究-以台北市公園為例,碩士論文,中國文化大學景觀研究所。
3.李魁彭,1999,台灣四大都會區都市熱島之研究,博士論文,國立成功大學建築研究所。
4.姜善鑫,1992,都市的氣候,23(12):911-916,(科學月刊)。
5.郭柏巖,2000,都市公園微氣候觀測解析,碩士論文,國立成功大學建築研究所。
6.陳恩右,2005,道路特性與都市局部熱島關係之研究-以台北市主要道路為例,碩士論文,中國文化大學景觀研究所。
7.張慧玲、陳嘉芬,臺北城市公園之旅,2001.12,台北市政府新聞處。
8.歐陽嶠輝,2001,都市環境學,詹氏書局。
9.Helmut E.L.,鄭師中譯,1988,都市氣候學,徐氏基金會。

三、網站資料
1.http://www.cwb.gov.tw/,中央氣象局。
2.http://www.taipei.gov.tw/,台北市政府。
3.http://parklight.tcg.gov.tw/,公園路燈管理處。
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