آمار
| تعداد نشریات | 45 |
| تعداد شمارهها | 1,537 |
| تعداد مقالات | 18,741 |
| تعداد مشاهده مقاله | 62,095,477 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 22,499,027 |
بررسی نقش پارامترهای اقلیمی در تشکیل جزایر حرارتی شهری (UHII) با استفاده از سنجش از دور مطالعه موردی: کلانشهر تبریز | ||
| نشریه کاربرد سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی در علوم محیطی | ||
| دوره 4، شماره 10، فروردین 1403، صفحه 122-95 اصل مقاله (1.38 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/rsgi.2024.61462.1073 | ||
| نویسندگان | ||
| اکبر رحیمی* 1؛ فیروز آقازاده2؛ هاشم رستم زاده3 | ||
| 1هیات علمی گروه برنامه ریزی شهری و منطقه ای دانشکده برنامه ریزی و علوم محیطی دانشگاه تبریز | ||
| 2دانش آموخته کارشناسی ارشد، رشته سنجش از دور و GIS، گروه سنجش از دور و GIS، دانشکده برنامهریزی و علوم محیطی، دانشگاه تبریز | ||
| 3هیات علمی گروه آب و هواشناسی دانشکده برنامه ریزی و علوم محیطی دانشگاه تبریز | ||
| چکیده | ||
| مناطق شهری در طول زمان دستخوش دگرگونی های قابل توجهی شده اند که منجر به پدیده «تغییر اقلیم شهری» شده است.ادر این مطالعه از تصاویر ماهوارهای Landsat 8/9 برای محاسبه دمای سطح زمین (LST) و شدت جزیره گرمایی شهری (UHII) و دادههای تحلیل مجدد ERA5_Land برای پارامترهای هواشناسی برای فصول بهار و تابستان 2023 استفاده شد. از الگوریتم Split Window برای محاسبه LST و از الگوریتم UHII برای بررسی شدت جزایر حرارتی شهری استفاده شد. نتایج نشان میدهد که مناطق برهنه و عاری از پوشش گیاهی، به عنوان همچنین مناطق نزدیک به صنایع و فرودگاه، بالاترین دمای سطح و UHII را دارند. در مقابل، مناطق با تراکم ساختمانی بالا و فضای سبز فراوان، دمای سطح و کمتری دارند. تجزیه و تحلیل پارامترهای هواشناسی نشان می دهد که با حرکت از غرب به شرق در محدوده مورد مطالعه، دمای هوا و فشار سطح کاهش می یابد، در حالی که بارش افزایش می یابد. علاوه بر این، سرعت باد از غرب به شرق در بهار افزایش می یابد و در تابستان کاهش می یابد، در حالی که تابش خورشید سطح در هر دو فصل از حث مکانی ثابت بوده است. نتایج تحلیل رگرسیون خطی نشان دهنده یک رابطه مثبت ضعیف بین بارش و UHII است، در حالی که دمای هوا، تابش خورشیدی سطحی و فشار سطح رابطه منفی ضعیفی با UHII دارند. رابطه بین توپوگرافی و UHII نیز ضعیف مثبت است. | ||
تازه های تحقیق | ||
رشد و توسعه شهرها، به عنوان پدیدهای شتابان، نقشی اساسی در تشدید جزیره گرمایی ایفا میکند. افزایش جمعیت در مناطق شهری، عاملی محرک در تشدید این پدیده و دگرگونی اقلیم شهری به شمار میرود. در این مطالعه، نتایج زیر حاصل شده است. بررسی نقشههای LST و UHII نشان میدهد که مناطق بایر و فاقد پوشش گیاهی، همچنین مناطق نزدیک به صنایع و فرودگاه، دارای بیشترین دمای سطح و شدت جزیره حرارتی شهری هستند. در مقابل، مناطق با تراکم ساختمانی بالا و پوشش فضای سبز زیاد، دارای دمای سطح و شدت جزیره حرارتی کمتری هستند. بدین صورت که حداقل و حداکثر میزان LST در فصول مورد نظر به ترتیب برابر با 75/9 تا 57/46 و میزان UHII نیز 48/20- تا 07/9 درجه سانتیگراد بوده است. تحلیل پارامترهای هواشناسی نشان داد که حداقل دمای هوا در فصول بهار و تابستان به ترتیب 73/14 و 94/21 و حداکثر آن برابر با 55/16 و 57/23 درجه سانتیگراد، حداقل و حداکثر بارش در فصل بهار به ترتیب برابر با 07/143 و 17/224 و در فصل تابستان به ترتیب به 93/2 و 32/10 میلیمتر، حداقل فشار سطح در بهار و تابستان به ترتیب برابر با 82730 و 82804 و حداکثر آن برابر با 57715 و 84811 hpa، حداقل و حداکثر تابش خورشیدی سطح در فصل بهار به ترتیب 1/231 و 9/239 و در فصل تابستان به ترتیب برابر با 03/203 و 34/213 وات بر متر مربع و کمترین و بیشترین سرعت باد در فصل بهار برابر با 30/0 و 48/0 متر بر ثانیه و در فصل تابستان 60/1 و30/1 متر بر ثانیه بوده است. در کل میتوان گفت که با حرکت از غرب به شرق محدوده مطالعاتی، دمای هوا و فشار سطح کاهش و بارندگی افزایش مییابد. همچنین سرعت باد در فصل بهار از غرب به شرق افزایش و در فصل تابستان کاهش مییابد. نتایج رگرسیون خطی نشان داد که بارندگی با UHII رابطه مثبت ضعیفی با R2 برابر با 08/0 در فصل بهار و 03/0 در فصل تابستان دارد، در حالی که دمای هوا (با R2 برابر با 12/0 در فصل بهار و 04/0 در فصل تابستان، تابش خورشیدی سطح (با R2 برابر با 11/0 در فصل بهار و 05/0 در فصل تابستان) و فشار سطح (با R2 برابر با 11/0 در فصل بهار و 04/0 در فصل تابستان) با UHII رابطه منفی ضعیفی دارند. رابطه توپوگرافی با UHII نیز مثبت و ضعیف است و مقدار R2 در فصول بهار و تابستان به ترتیب برابر با 04/0و 11/0بوده است. نتایج رگرسیون چند متغیره نشان میدهد که در هر دو فصل بهار و تابستان، پارامترهای هواشناسی به طور معنیداری با UHII در ارتباط هستند. این رابطه در فصل تابستان قویتر است. صحت این ادعا را براساس مقادیر Sig, T و R2 میتوان مشاهده کرد. بدین صورت که مقدار Sig در همه پارامترها کمتر از 05/0 بوده و مقدار T در همه پارامترها بیشتر بوده است و مقدار R2 در پارامتر بارندگی در فصل بهار و تابستان به ترتیب حدود 4/3 و 6/8 درصد، پارامتر تابش خورشیدی سطح به ترتیب 7/5 و 1/11، فشار سطح 2/4 و 11، دمای هوا 7/4 و 9/12، سرعت باد 9/1 و 3/9 و ارتفاع 8/4 و 2/11 بوده است. تحلیل همبستگی نشان میدهد که در فصل تابستان، رابطه UHII با بارندگی (با R برابر با 18/0 در فصل بهار و 29/0 در فصل تابستان) و توپوگرافی (با R برابر با 22/0 در فصل بهار و 34/0 در فصل تابستان) مثبت و ضعیف، و با دمای هوا (با R برابر با 22/0- در فصل بهار و 36/0- در فصل تابستان) ، تابش خورشیدی سطح (با R برابر با 24/0- در فصل بهار و 33/0- در فصل تابستان) ، فشار سطح (با R برابر با 21/0- در فصل بهار و 33/0- در فصل تابستان) و سرعت باد (با R برابر با 14/0 در فصل بهار و 30/0- در فصل تابستان) منفی و ضعیف است. نتایج این تحقیق با مطالعات مفتاخی و همکاران (1401) و غضنفری مقدم و همکاران (1389) مطابقت دارد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| جزیره حرارتی شهری (UHII)"؛ " سنجش از دور"؛ " پارامترهای هواشناسی"؛ " کلانشهر تبریز | ||
| اصل مقاله | ||
|
این مطالعه با هدف بررسی نقش پارامترهای اقلیمی در شکلگیری شدت جزایر حرارتی شهری با استفاده از تکنیکهای سنجش از دور، با مطالعه موردی کلانشهر تبریز، ایران انجام شد. در این مطالعه از تصاویر ماهوارهای Landsat 8/9 برای محاسبه دمای سطح زمین و شدت جزیره گرمایی شهری و دادههای تحلیل مجدد ERA5_Land برای پارامترهای هواشناسی برای فصول بهار و تابستان 2023 استفاده گردید. الگوریتم Split Window برای محاسبه دمای سطح زمین و شاخص Urban Heat Island Intensity برای بررسی شدت جزایر حرارتی شهری استفاده شد. از طرف دیگر تحلیلهای آماری رگرسیون خطی ساده، رگرسیون چند متغیره و همبستگی پیرسون برای بررسی رابطه شدت جزایر حرارتی شهری با پارامترهای اقلیمی بهره گرفته شد. نتایج نشان داد که مناطق برهنه و عاری از پوشش گیاهی، مناطق نزدیک به شهرکهای صنعتی و فرودگاه بالاترین دمای سطح زمین و شدت جزایر حرارتی شهری را دارا بودند. در مقابل، مناطق با تراکم ساختمانی بالا و فضای سبز با وسعت زیاد دارای دمای سطح زمین و شدت جزایر حرارتی کمتری برخوردار بودند. نتایج تجزیه و تحلیل پارامترهای هواشناسی نشان داد که با حرکت از غرب به شرق در محدوده مورد مطالعه، دمای هوا و فشار سطح کاهش ولی بارندگی افزایش مییابد. علاوه بر این، سرعت باد از غرب به شرق در بهار افزایش و در تابستان کاهش می یابد، در حالی که تابش خورشیدی سطح در فصول مورد نظر از لحاظ مکانی ثابت بوده است. نتایج تحلیل رگرسیون خطی ساده نشان داد که یک رابطه مثبت ضعیف بین بارش و شدت جزایر حرارتی شهری با R2 برابر با 08/0 در فصل بهار و 03/0 در فصل تابستان بوده است، در حالی که دمای هوا (فصل بهار با R2 برابر با 12/0 و فصل تابستان برابر با 04/0)، تابش خورشیدی سطح (فصل بهار با R2 برابر با 11/0 و فصل تابستان برابر با 05/0) و فشار سطحی (فصل بهار با R2 برابر با 11/0 و فصل تابستان برابر با 04/0) رابطه منفی ضعیفی با شدت جزایر حرارتی شهری داشتند. رابطه بین توپوگرافی و شدت جزایر حرارتی شهری نیز دارای یک رابطه مثبت ضعیف با R2 09/0 و 019/0 به ترتیب در فصل بهار و تابستان بوده است. نتایج رگرسیون چند متغیره نشان داد که در هر دو فصل بهار و تابستان، همه پارامترهای هواشناسی به طور قابل توجهی با شدت جزایر حرارتی شهری مرتبط هستند. بدین صورت که همه پارامترها دارای سطح اطمینان (Sig) 95 درصد یا کمتر از 05/0 (به جز بارندگی و سرعت باد در فصل بهار) بودند. تجزیه و تحلیل همبستگی پیرسون نشان داد که در فصل بهار، رابطه شدت جزایر حرارتی شهری با بارندگی، سرعت باد و توپوگرافی همبستگی مستقیم و با پارامترهای دمای هوا، تابش خورشیدی سطح و فشار سطح دارای همبستگی معکوس بوده است. در فصل تابستان نیز رابطه آن با پارامترهای بارندگی و توپوگرافی مستقیم و با دیگر پارامترها دارای رابطه معکوس بوده است. در مجموع، یافتههای این مطالعه حاکی از آن است که پارامترهای هواشناسی به طور معناداری با شدت جزایر گرمایی شهری در کلان شهر تبریز مرتبط است و این رابطه در فصل تابستان قویتر است. | ||
| مراجع | ||
|
پوزیدی، علی علی محمد، علیجانی، بهلول، اکبری، مهری، ضیائیان فیروزآبادی، پرویز. (1399). تحلیل فضایی و زمانی جزایر گرمایی مناطق شهریگرگان. مجله آمایش جغرافیایی فضا، 10(38)، 157-172.، سال دهم، شماره مسلسل سی و هشتم، صص .157-172
جاودان، جواد، رضائی مقدم، محمد حسین، عبادی، یوسف. (1398). توسعه الگوریتم خودکار برآورد دمای سطح زمین با استفاده از تصاویر لندست 8 - مطالعه موردی: کلانشهر تبریز. فصلنامه علمی- پژوهشی اطلاعات جغرافیایی « سپهر»، 28(112)، 187-198.
حسن زاده، المیرا.، حسن زاده، یوسف.، و ضرغامی، مهدی. (1390). مدلسازی تاثیر جریان آب سطحی بر کاهش تراز دریاچه ارومیه به کمک پویایی سیستم ها. مهندسی عمران و محیط زیست (دانشکده فنی)، 41(2)، 1-8.
خالدی، شهریار، کیخسروی، قاسم، احمدی براتی، فرزانه. (1401). بررسی اثر تغییرات پوشش زمین بر دمای رویه سطحی زمین با استفاده از تصاویر ماهواره ای سنجنده مودیس - مطالعه موردی: شمال شرق ایران. فصلنامه علمی- پژوهشی اطلاعات جغرافیایی « سپهر، 31(123)،. 179-197.
رضازاده جودی، علی، و ستاری، محمدتقی. (1395). ارزیابی عملکرد روش های مختلف در بازسازی داده های بارش ماهانه. تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی (علوم جغرافیایی)، 16(42 )، 155-176. SID. https://sid.ir/paper/102304/fa
رنجبرسعادت آبادی، عباس، علی اکبری بیدختی، عباسعلی، و صادقی حسینی، سیدعلیرضا. (1385). آثار جزیره گرمایی و شهرنشینی روی وضع هوا و اقلیم محلی در کلان شهر تهران بر اساس داده های مهرآباد و ورامین. محیط شناسی، 32(39)، 59-68. SID. https://sid.ir/paper/3146/fa.
شکری کوچک، سعید، بهنیا، عبدالکریم. (1390). تأثیر پدیده جزیره گرمایی بر تغییر اقلیم محلی درکلان شهر اهواز. علوم و مهندسی آبیاری، 34(1)، 35-43..
صدرموسوی، میرستار، رحیمی، اکبر. (1389). مقایسه نتایج شبکههای عصبی پرسپترون چند لایه با رگرسیون چندگانه در پیشبینی غلظت ازن در شهر تبریز. پژوهش های جغرافیای طبیعی، 42(71)، -.
صدرموسوی، میرستار، و رحیمی، اکبر. (1387). ارزیابی کاربرد شبکه های عصبی مصنوعی در پیش بینی منوکسید کربن در هوای شهر تبریز. منابع طبیعی ایران، 61(3)، 681-691.
عزیزی، قاسم. (1383). تغییر اقلیم. تهران: نشر قومس، چاپ اول، ص 434.
علیجانی، بهلول، طولابی نژاد، میثم، و صیادی، فریبا. (1396). محاسبه شدت جزیره حرارتی بر اساس هندسه شهری مورد مطالعه: محله کوچه باغ شهر تبریز. تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، 4(3 )، 99-112. SID. https://sid.ir/paper/264738/fa
عیسی زاده، وحید، آسیابی، شکوفه، عیسی زاده، اسماعیل. (1399). بررسی پایش دمای سطح زمین با استفاده تصاویر لندست 8 و الگوریتم های تک کاناله و پنجره مجزا (منطقه مورد مطالعه: شهرستان دزفول). جغرافیا و روابط انسانی، 3(3)، 8-25.
غضنفری مقدم, محمدصادق, علیزاده, امین, ناصری مقدم, مهیار, فریدحسینی, علیرضا. (1389). بررسی اثر جزیره گرمایی شهری بر روند تغییرات ریزش های جوی مشهد. آب و خاک, 24(2), -
فیضی زاده، بختیار، دیده بان، خلیل، و غلام نیا، خلیل. (1395). برآورد دمای سطح زمین با استفاده از تصاویر ماهواره لندست 8 و الگوریتم پنجره مجزا مطالعه موردی: حوضه آبریز مهاباد. اطلاعات جغرافیایی، 25(98)، 171-181.
کافی، فاطمه ،یوسفی روبیات، الهام، جهانی شکیب ،فاطمه. (1402). تعیین مناسبترین روش استخراج دمای سطح زمین با استفاده از تصاویر ماهوارهای لندست (مطالعة موردی: شهر بیرجند). نشریه سنجش از دور و GIS ایران،15(2)،37-54. .
کاویانی، محمد رضا. (1380). میکروکلیماتولوژی. انتشارات سمت. ص 337.
محمودزاده، حسن، پویان جم، آذر، & امان زاده، فاطمه. (1399). محاسبه دمای سطح زمین و استخراج جزایر حرارتی با استفاده از تصاویر ماهوارهای لندست8 و الگوریتم پنجره مجزا در شهر ارومیه. جغرافیا و برنامهریزی، 24(73)، 325-348..
مزیدی، احمد و حیدری، بتول،(1400)، تحلیل و ارزیابی تغییر کاربری اراضی بر جزیره حرارتی در شهرکرمان،پنجمین کنگره بین المللی توسعه کشاورزی، منابع طبیعی، محیط زیست و گردشگری ایران،تبریز،https://civilica.com/doc/1275898
مقیمی، ابراهیم، محمدی، حسین، و نجفیان گرجی، محمدرضا.(1396). ارزیابی روند تغییرات دما،الگوی جزیره حرارتی و پوشش گیاهی ایام گرم شهر تهران. جغرافیای طبیعی، 10(4 (پیاپی 38) )، 1-18.
موسوی بایگی، محمد، اشرف، بتول، فرید، علیرضا، میان آبادی، آمنه. (1391). بررسی جزیره حرارتی شـهر مشـهد بـا استفاده از تصاویر ماهواره ای و نظریه فراکتال، مجلّه جغرافیا و مخاطرات محیطی، شماره اول، .35-49.
ناصـحی، سعیده، یاوری، احمدرضا، صالحی، اسماعیل. (1401) .بررسـی ارتباط بین تغییرات مورفولوژی شهری با دمای ســـطح زمین بهمنظور مدیریت جزیره حرارتی شـــهری (مطـالعهی موردی: شـــهر تهران). جغرافیاو پایداری محیط. شماره 44، .107-130
Aghazadeh, F., Ghasemi, M., Garajeh, M. K., Feizizadeh, B., Karimzadeh, S., & Morsali, R. (2023). An integrated approach of deep learning convolutional neural network and google earth engine for salt storm monitoring and mapping. Atmospheric Pollution Research, 14(3), 101689. Aghazadeh،F.،Bageri،S.،Garajeh،M.K.،Ghasemi،M.،Mahmodi،S.،Khodadadi،E.،& Feizizadeh،B. (2023). Spatial-temporal analysis of day-night time SUHI and its relationship between urban land use،NDVI،and air pollutants in Tehran metropolis. Applied Geomatics،15(3)،697-718. Aslan N, Koc-San D (2021) The use of land cover indices for rapid surface urban heat island detection from multi-temporal Landsat imageries. ISPRS Int J Geo Inf 10:416. Atkinson،B W. (2003). Numerical modelling of urban heat-island intensity. Journal of Boundary Layer Meteorology،109(3)،285-310. Bencheikh, H. and Rchid, A. )2012(. “The Effects of Green Spaces (Palme Trees) on the Microclimate in Arid Zones, Case Study: Ghardaia, Algeria”, Architecture Research, 2(4), pp. 42-46. Che-Ani, A.I. and Shahmohamadi, P. and Sairi, A. and Mohd-Nor, M.F.I. )2009(. “Mitigating the Urban Heat Island Effect: Some Points without Altering Existing City Planning”, European Journal of Scientific Research No.2, pp. 204-216. Chen،W.،Zhang،Y.،Gao،W.،Zhou،D. (2016). The Investigation of Urbanization and Urban Heat Island in Beijing Based on Remote Sensing،Journal of Social and Behavioral Sciences 216،141 – 150. Chun،B.،& Guhathakurta،S. (2017). Daytime and nighttime urban heat islands statistical models for Atlanta. Environment and Planning B: Urban Analytics and City Science،44(2)،308–327. https://doi.org/10.1177/0265813515624685. Dhalluin, A., & Bozonnet, E. (2015). Urban heat islands and sensitive building design–A study in some French cities’ context. Sustainable Cities and Society, 19, 292-299. Ghahremanloo،M.،Lops،Y.،Choi،Y.،Mousavinezhad،S.،2020. Impact of the COVID-19 outbreak on air pollution levels in East Asia. Sci. Total Environ. 142226. Ghorbani, M. Nature of Iran and its climate. In The Economic Geology of Iran; Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, 2013; pp. 1–44. Google Scholar. Guang،C.،Yiqi،C.،Hao،H.،Junsong،W.،& Lihua Zhao. (2023). Assessing the synergies between heat waves and urban heat islands of different local climate zones in Guangzhou،China. Building and Environment،magnitude of the urban heat island in Seoul: An exploratory analysis"،Sustainable Cities and Society،Volume (71). Khan،A.،Chatterjee،S. (2017) Numerical simulation of urban heat island intensity under urban–suburban surface and reference site in Kolkata،India،Journal of Modeling Earth Systems and Environment،2-71. Kuang،W.،Yang،T.،Liu،A.،Zhang،C.،Lu،D.،Chi،W.،(2017). An Eco City model for regulating urban land cover structure and thermal environment: taking Beijing as an example. Sci. China Earth Sci. 60 (6)،1098–1109. Mozayedi،A.،Narengi،M. (2016). Urban expansion and land use changes effect on climate elements،Journal of Geographic Science Applied Research،40(16)،132-153. Mozayedi،A.،Narengi،M. (2016). Urban expansion and land use changes effect on climate elements،Journal of Geographic Science Applied Research،40(16)،132-153. Oke،T. R. (1973). City size and the urban heat island. Atmos. Environ.،7،769–779. Rahimi, A., & Nobar, Z. (2023). The impact of planting scenarios on agricultural productivity and thermal comfort in urban agriculture land (case study: Tabriz, Iran). Frontiers in Ecology and Evolution, 11, 1048092. Serco Italia SPA. (2018). Urban heat island with Sentinel-3. (version 1.1) Retrieved from RUS Lectures at https://rus-copernicus.eu/portal/the-rus-library/learn-by-yourself/. Sol Hart،P.،Feldman،L. (2018). Would it be better to not talk about climate change? The impact of climate change and air pollution frames on support for regulating power plant emissions،Journal of Environmental Psychology،60،1-8. Sundborg،A. (1950). The local climatological studies of the temperature conditions in an urban areaTellus،2،222-232. Swain،S.،Therivel،R.،(2014). Environmental impacts of civil emergency plans and their exemption from SEA،Journal of Environmental Assessment Policy and Management،16(3)،1-16. Zarghami, M.; Abdi, A.; Babaeian, I.; Hassanzadeh, Y.; Kanani, R. Impacts of climate change on runoffs in East Azerbaijan, Iran. Glob. Planet. Chang. 2011, 78, 137–146. Google Scholar. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 524 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 580 |
||