بارزسازی و تشخیص جزایر گرمایی کلانشهر تهران در ماه های سرد سال با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای

محورهای موضوعی : اقلیم شناسی

صادق کریمی ¹ (دانشیار اقلیم شناسی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران)
حسین غضنفرپور ² (دانشیار جغرافیا و برنامه ریزی شهری، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران)
مصطفی چالشتری خبازی ³ (دانشیار ژئومورفولوژی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران)
اصغر حیدری ⁴ (دانشجوی دکتری، جغرافیا و برنامه ریزی شهری، دانشگاه تهران، تهران، ایران)
مهلا شجاعی اناری ⁵ (دانشجوی دکتری، دانشگاه اوتوش لورند مجارستان، بوداپست، مجارستان)

تاریخ دریافت : 1400/08/05 تاریخ پذیرش : 1401/08/02 تاریخ انتشار : 1401/03/01

کلید واژه: شاخص NDVI, کلان‌شهر تهران, شاخص LST, شاخص LSE, جزایر گرمایی,

چکیده مقاله :

در برخی کلانشهرهای ایران پدیدۀ جزایر گرمایی تا حدودی قابل تعمیم و مشاهده است. وجود ساختمان‌های بلند، ترافیک، فشردگی جمعیت در مراکز گرهگاهی و به خصوص محدودۀ مرکزی شهر باعث ایجاد جزیرۀ گرمایی در شهر می‌شود. در این پژوهش به شناسایی زمانی- مکانی جزایر گرمایی دورۀ سرد سال طی سال های 1984 تا 2019 و تحلیل زمینه‌های مؤثر در شکل‌گیری آن‌ها با تأکید بر تغییرات کاربری اراضی، بافت، بلندمرتبه سازی، پوشش زمین و متغیّرهای اقلیمی در شهر تهران پرداخته شد. پژوهش حاضر که مبتنی بر استخراج تصاویر ماهواره ای لندست صورت گرفته، با استفاده از شاخص های NDVI ، LSE، ISA و LST به تولید نقشه های شاخص های مذکور پرداخته که مبنای تجزیه و تحلیل ها قرار گرفت. نتایج تحقیق نشان می‌دهد که مقادیر بالای LST در مناطقی از سطح شهر تهران گسترش یافته که شاخص NDVI در آنجا نسبتاً پایین و شاخص ISA بالا بوده است. لذا اگرچه تشکیل جزایر گرمایی در زمستان کمی دور از انتظار است، اما بخش های کوچکی از نواحی شمال، شمال غرب، جنوب و جنوب غرب شهر در مناطق 1، 5 و 18 که عموماً در معرض دائمی جزایر گرمایی است که با کاربری های متراکم و نقاط عاری از پوشش گیاهی همگام است. لکه های گرم پراکنده در نواحی مذکور با پوشش دمایی بالاتر از 20 درجۀ سانتیگراد در میان متوسط دمای شهر که پایین‌تر از 17 درجۀ سانتگیراد در طول دورۀ سرد سال می باشد، گویای این واقعیت است.

چکیده انگلیسی:

In some metropolises of Iran, Thermal Islands is somewhat generalization and observable. Existence of tall buildings, traffic, population density in the hub centers and especially in the central part of the city cause the creation of a Thermal island in the city. In this research, the time-spatial identification of the thermal islands of the cold season during the years 1985 to 2019 and the analysis of the factors influencing their formation were done with an emphasis on changes in land use, texture, high-rise construction, land cover and climatic variables in the Tehran city. The current research, which is based on the extraction of Landsat satellite images, produced maps of the mentioned indices using NDVI, LSE, ISA and LST indices, which became the basis of the analyses. The results of the research show that high LST values are spread in areas of Tehran where the NDVI index is relatively low and the ISA index is high. Although the formation of Thermal islands in winter is a little far from expected, small parts of the north, northwest, south and southwest of the city (zones 1, 5 and 18) are permanently exposed to Thermal islands, which are in step with dense land use and areas free of vegetation. The scattered hot spots in the mentioned areas with a temperature cover above 20 degrees Celsius in the middle of the average temperature of the city, which is lower than 17 degrees Celsius during the cold period of the year, is indicative of this fact.

منابع و مأخذ:

1- شکیبا، علیرضا؛ ضیائیان فیروزآبادی، پرویز؛ عاشورلو، داوود؛ نامداری، سودابه؛ (1388): تحلیل رابطۀ کاربری و پوشش اراضی و جزایر حرارتی شهر تهران، با استفاده از داده‌های ETM+ . سنجش از دور و GIS ایران، دورۀ 1، شمارۀ 1، صص 56-29.

2- علوی‌پناه، سید کاظم؛ رضایی، عبدالعلی؛ آزادی‌قطار، سعید؛ جدی ازغندی، حمیدرضا؛ (1395): بررسی سطوح غیرقابل نفوذ و شاخص تفاضل پوشش گیاهی نرمال شده به‌عنوان پارامترهای نمایشگر جزایر گرمایی شهری با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای. نشریۀ جغرافیا و برنامه‌ریزی شهری، سال 20، شمارۀ 55، صص 207-183.

3- علوی‌پناه، سید کاظم؛ هاشمی دره‌بادامی، سیروس؛ کاظم‌زاده، علی؛ (1394): تحلیل زمانی – مکانی جزیره گرمایی شهر مشهد با توجه به گسترش شهر و تغییرات کاربری – پوشش زمین، فصلنامه پژوهش‌های جغرافیای برنامه‌ریزی شهری، دوره 3، شماره 1، صص 17-1.

4- فدایی، هادی؛ (1399): بررسی جزایر گرمایی شهر تهران با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای. اطلاعات جغرافیایی. مجله سپهر، دورۀ 29، شمارۀ 116، صص 130-119.

5- متکان، علی‌اکبر؛ نوحه‌گر، احمد؛ میربـاقری، بابـک؛ ترک‌چین، ناهید؛ (1393): تحلیـل نقـش کـاربری اراضی در شکل‌گیری جزایر حرارتی با استفاده از داده‌هـای چنـد زمانـه (مطالعـه مـوردی: شـهر بندرعباس). سـنجش از دور و سـامانه اطلاعـات جغرافیایی در منابع طبیعی، سال 5، شمارۀ 4، صص 14-1.

6- مجنونی توتاخانه، علی؛ رمضانی، محمدابراهیم؛ (1398): بررسی و ارزیابی وضعیت جزیره حرارتی کلان‌شهر تهران با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای. محیط‌زیست طبیعی (منابع طبیعی ایران). 72 (1)، صص 43-29.

7- Ahmadi, A. Ghafari, A. Taghbaz, M. (2015): Urban Physics Changes And Its Thermal Reflection (Case Study: Isfahan). Journal Of Art University, 17(9), 155-171.

8- Alijani, B. Toulabi Nezhad, M. Sayadi, F. (2016): Thermal Island Intensity Calculating Based On Urban Geometry, Journal Of Spatial Analyze Of Environment Risks, 4(3), 99-112.

9- Aniello, C. Morgan, K. Busbey, A. Newland, L. (2015): Mapping Micro-Urban Heat Islands Using Landsat TM And A GIS. Computers And Geosciences, 21(8), 961-967,

10- Chow, W. Roth, M. (2006): Temporal Dynamics Of The Ubran Heat Island Of Singapore, International Journal Of Climatology, 14, 21–35.

11- EPA (2014): Reducing Urban Heat Islands: Compendium Of Strategies. Nonpoint Source News-Notes, 1-23.

12- Haas, T. Troglio, E. (2017): Energy Transects Modeling And Sustainable Urban Cells Approach. Geosee Institute, 8, 1-17.

13- Hidalgo, J. Masson, V. Gimeno, L. (2010): Scaling The Daytime Urban Heat Island And Urban-Breeze Circulation, Journal Of Applied Meteorology And Climatology, 889-901.

14- Https://Www.Usgs.Gov/

15- Khan, A. Chatterjee, S. (2017): Numerical Simulation Of Urban Thermal Island Intensity Under Urban–Suburban Surface And Reference Site In Kolkata, India, Journal Of Modeling Earth Systems And Environment, 2-71.

16- 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.

17- Li, H. Zhou, Y. Li, X. Meng, L. Wang, X. Wu, S. Sodoudi, S. (2018): A New Method To Quantify Surface Urban Thermal Island Intensity, Science Of Thetotal Environment, 624, 262–272.

18- Liao, J. Wang, T. Jiang, Z. Zhuang, B. Xie, M. Yin, C. Et Al. (2015): WRF/Chem Modeling Of The Impacts Of Urban Expansion On Regional Climate And Air Pollutants In Yangtze River Delta, China. Atmospheric Environment, 106, 204– 214.

19- Liu, L And Zhang, Y. (2011): Urban Thermal Island Analisis Using The Landsat TM Data And ASTER Data: Case Study In Hong Kong. Remote Sensing, No.3 (7): Pp.1535-1552.

20- Lokoshchenko, M.A. Korneva, I.A. (2015): Underground Urban Heat Island Below Moscow City. Urban Climate, (13), 1-13. Https://Doi.Org/10.1016/J.Uclim.2015.04.002.

21- Morawitz, D. Blewett, T. Cohen, A. Alberti, M. (2006): Using NDVI To Assess Vegetative Land Cover Change In Central Puget Sound. Environmental Monitoring And Assessment, 114: 85–106.

22- Sailor, D.J. (2014): A Holistic View Of The Effects Of Urban Thermal Island Mitigation. Low Carbon Cities: Transforming Urban Systems. Routledge. New York, 270-281.

23- Singh, P. Kikon, N. Verma, P. (2018): Impact Of Land Use Change And Urbanization On Urban Heat Island In Lucknow City, Central India. A Remote Sensing Based Estimate, Journal Of Sustainable Cities And Society, 32, 100-114.

24- Streutker, D.R. (2002): A Remote Sensing Study Of The Urban Thermal Island Of Houston, Texas. International Journal Of Remote Sensing, 23(13), 2595-2608.

25- Taleb, H. Taleb, D. (2014): Enhancing The Thermal Comfort On Urban Level In A Desert Area: Case Study Of Dubai, United Arab Emirates. Urban Forestry & Urban Greening, 13(2), 253-260.

26- Valizadeh Kamran, K. Pirnazar, M. Bansouleh, V.F. (2015): Land Surface Temperature Retrieval From Landsat 8 TIRS: Comparison Between Split Window Algorithm And SEBAL Method. In Third International Conference On Remote Sensing And Geoinformation Of The Environment (Pp.953503-953503). International Society For Optics And Photonics.

27- Wang, Y. Akbari, H. (2015): Development And Application Of ‘Thermal Radioactive Power For Urban Environmental Evaluation. Sustainable Cities And Society, 14, 316-322.

28- Weng, Q. Lu, D. (2008): A Sub-Pixel Analysis Of Urbanization Effect On Land Surface Temperature And Its Interplay With Impervious Surface And Vegetation Coverage In Indianapolis, United States. International Journal Of Applied Earth Observation And Geoinformation, 10(1), 68-83.

29- Wu, L. Zhang, J. (2017): Assessing Population Movement Impacts On Urban Heat Island Of Beijing During The Chinese New Year Holiday: Effects Of Meteorological Conditions, Journal Of Theoretical And Applied Climatology, 131, 1203–1210.

30- Yue, W. Sun, Zhou. (2019): Impacts Of Urban Configuration On Urban Thermal Island: An Empirical Study In China Mega-Cities. Science Of The Total Environment. Elsevier B.V. 671, Pp. 1036–1046. Doi: 10.1016/J.Scitotenv.2019.03.421.

31- Zhan, Q. Meng, F. Xiao, Y. (2015): Exploring The Relationships Of Between Land Surface Temperature, Ground Coverage Ratio And Building Volume Density In An Urbanized Environment. The International Archives Of Photogrammetry, Remote Sensing And Spatial Information Sciences, 40(7), 255.