针对城市热环境研究中研究尺度选择不足、研究维度不全面导致研究结论与实际情况有差异的问题，提出一种定量分析和研究城市建筑空间分布格局与城市热环境相关性的方法。首先基于Landsat8遥感影像提取研究区的地表温度（LST），构建研究区城市建筑空间分布格局定量表达体系，然后利用相关分析（CA）和双变量局部空间自相关分析（BLSAA）方法探究1 km和2 km尺度下城市建筑空间分布格局对热环境的影响。所提方法对济南市中心城区热环境的研究结果表明：一、二、三维城市空间结构指标对研究尺度变化非常敏感，且一、三维城市空间结构指标尤其敏感；1 km尺度下的研究结果置信度比2 km尺度高；一、二、三维城市空间结构指标对城市热环境的影响主要为正相关，且正相关指标的个数随维度增长而递增；相比于一维城市空间结构指标，二、三维城市空间结构指标与城市热环境的相关程度较大。

随着城市化进程的加快和人口的快速增长，城市空间内部格局正发生变化，城市热岛效应不断加剧。本研究旨在根据建筑、人口与地表热环境的关系来寻求可持续发展。与其他研究相比，本文采用了东京新宿区的机载热红外图像、机载激光雷达数据、建筑物矢量数据和人口普查数据等新颖数据，且最大创新点在于对建筑密度、平均高度、平均地表温度(Land Surface Temperature, LST)和人口密度之间进行的定量分析。结果显示，平均LST与建筑密度的相关性最大(r=06718)，其次是平均LST与人口密度的相关性(r=06050)；建筑密度与人口密度呈正相关(r=04949)，平均LST与建筑物平均高度呈负相关(r=-03814)。经研究可知，通过合理规划城市内部结构有望为减弱城市热岛效应和实现环境可持续发展提供参考。

采用等离子喷涂法在碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(SiCf/SiC-CMCs)表面制备了Si/(Yb1-xYx)2Si2O7/LaMgAl11O19(x=0、0.5)热/环境障涂层(T/EBCs)体系。通过SEM、EDS和XRD等测试方法研究了不同组成的T/EBCs体系在1 300 ℃下的热循环性能和抗水氧腐蚀性能, 进而探讨了热循环失效和水氧腐蚀失效机理。结果表明, 在T/EBCs体系中, Si/Yb2Si2O7/LMA涂层体系的热循环寿命为403次, 抗水氧腐蚀性能为50 h, Si/YbYSi2O7/LMA体系的热循环寿命降低至277次, 而水氧腐蚀性能提高至80 h。YbYSi2O7与LMA之间较大的热失配应力以及层间含Al化合物或固溶体的生成是Si/YbYSi2O7/LMA热循环寿命降低的主要原因; YbYSi2O7-EBCs层较少的杂质氧化物减少了与水反应生成挥发性物质的几率, 提高了Si/YbYSi2O7/LMA的抗水氧腐蚀能力。

基于Landsat5 TM和Landsat8 OLI/TIRS数据,利用辐射传输方程法反演南京市地表温度,结合景观格局指数进行热环境格局 演变分析,并利用CA-Markov模型预测了2024年南京市热环境变化。结果表明,2000～2017年南京市高温区面积增加了456.55 km2, 增幅为149.75%,中温区、低温区及次低温区面积呈现持续减少的趋势;在斑块类型水平上,高温区斑块在热力景观格局中的 优势度在迅速上升,2000～2010年热岛高温区斑块破碎度下降,斑块复杂程度降低,而2010～2017年则与之相反。 在景观水平上,南京市热力景观格局破碎程度降低,各类型斑块面积趋于均匀化,斑块间聚集程度增加。基于CA-Markov模型 模拟的2017年南京市热环境空间分布具有较高的精度,各热岛类型平均误差小于6%,模型总体Kappa系数为78.36%。 2024年南京市热环境的预测结果表明,2024年南京市热岛高温区及次高温区面积分别增加了94.96 km2、126.91 km2, 中温区、次低温区及低温区面积延续了减少的趋势。

为满足光纤光栅传感技术在高真空热环境下的应用, 分析了丙烯酸酯和聚酰亚胺2种不同涂覆层单模紧套光纤作为传输光纤, 在高真空热环境下对FBG峰值功率的影响, 并进行了实验验证。首先, 设计了高真空热环境下传输光纤等效模型; 接着, 设计了不同涂覆层光纤传输损耗特性影响实验方案, 搭建了硬件在环检测平台; 最后, 进行了实验验证, 探索了在高真空热环境条件下, 不同涂覆层单模传输光纤随着温度、真空度变化对FBG反射谱功率峰值影响规律。实验结果表明: 真空度从常压降至10-4 Pa水平再恢复至常压, 丙烯酸酯和聚酰亚胺2种不同涂覆层单模传输光纤温度从常温降至-196 ℃再恢复至常温, 历经224 h, FBG反射谱功率峰值均不发生变化, 为光纤传感技术在高真空(压力约为10-4 Pa水平)、热环境(-196~25 ℃循环)中应用提供理论及实验依据。

为满足搭载于高空气球平台的地-月成像光谱仪的长时观测需求, 对其载荷系统进行了热设计。分析了载荷系统的热环境, 建立了载荷系统的换热模型, 利用Spearman等级相关系数公式以及反向传播神经网络与Garson公式结合的BP-Garson方法对影响载荷系统温度水平的主要参数进行了全局灵敏度分析, 详细阐述了载荷系统的热设计方案。利用I-DEAS/TMG软件建立了载荷系统的有限元模型, 对冬至、夏至两工况进行了仿真分析。仿真结果显示: 在冬至与夏至工况下, 气球放飞2 h内光谱仪均能快速降温至-5 ℃, 光谱仪维持(-5±2) ℃温度水平大于3.5 h, 光学窗口温度高于海拔20 km当地露点温度, 满足设计指标, 热控方案合理。该研究方法对球载光学遥感器的热设计具有一定的指导和借鉴作用。

针对液晶可调滤光器所处的空间热环境设计了热真空及高低温循环试验方案,旨在通过试验验证液晶可调滤光器在空间热环境下的器件光学性能。热环境试验的结果表明,液晶可调滤光器的光谱曲线较试验前仅漂移不超时0.1倍带宽，透过率降低不超过2%。为确保器件在空间温度环境下的性能更加可靠,又设计了液晶可调滤光器的热控改进方案,将工作温度控制在35±0.5 ℃。仿真结果表明LCTF器件经过合理的温控设计完全可以适应空间热环境。

以遥感影像为数据源、地表温度为指标，评价成都1988~2013年城市热环境特征。结果表明：城市热场中高温区域向外迁移，2013年转移到三环至绕城区域；特高温类型面积逐年减小，2005~2013年平均每年减少1.83 km2，高温和次高温类型面积分别增加26.90 km2和45.35 km2；4个时段的年际城市热岛强度(UHII)按照先减小后增大再减小的规律变化，2005年UHII最强为4.37 ℃。从一环路以内至绕城高速间，1988年UHII逐渐减弱，最大值为5 ℃，2013年逐渐增强，最大值为2.93 ℃；沿西向东方向上地温值和植被覆盖度值均呈波动变化，二者呈负相关，确定性系数为0.5744。

利用1995～2012 年的Landsat TM/ETM 和MODIS 热红外卫星数据，从时间、空间和城市热岛效应比率等方面对上海地区进行城市热环境进行了研究。结果表明，在时间序列上，一方面，上海地区地表亮温在季节上夏季最强，春季次之，秋冬季节较弱；另一方面，上海地区城市热环境主体逐渐从次中温区向中温区转化，城市地表亮温在总体上有升高的趋势。在空间分布上，在1995～2000 年上海地区地表亮温格局主要是由中心城区决定，随着浦东、松江、闵行、嘉定等新城区的兴起，在2000年以后，逐渐形成以中心城区为主，多个中心建成区为辅的城市热环境分布格局。