ارزیابی روند تغییرات دما، الگوی جزیره حرارتی و پوشش گیاهی ایام گرم شهر تهران

محورهای موضوعی : اقلیم شناسی

محمد رضا نجفیان گرجی ¹ , ابراهیم مقیمی ² , حسین محمدی ³

1 - دانشجوی دکتری اقلیم شناسی شهری، واحد علوم تحقیقات تهران،دانشگاه آزاد اسلامی،تهران،ایران
2 - استاد ژئومورفولوژی دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران،ایران
3 - استاد اقلیم شناسی دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران،ایران

تاریخ دریافت : 1396/08/01 تاریخ پذیرش : 1396/11/18 تاریخ انتشار : 1396/12/29

کلید واژه: تهران, تصاویر ماهواره ای, اقلیم شهری, جزیره حرارتی, دمای هوا,

چکیده مقاله :

بررسی وضعیت دمای مناطق شهری و بررسی جزیره حرارتی آنها در مطالعات اقلیم شهری و علوم محیطی حائز اهمیت می باشد. تحقیق حاضر با هدف ارزیابی روند تغییرات دمای هوای و الگوی جزیره حرارتی ایام گرم شهر تهران بررسی شد. در این تحقیق برای ارزیابی روند تغییرات دمای ماههای گرم سال، از آزمون ناپارامتری من – کندال بر روی داده های دیدبانی ایستگاه مهر آباد تهران استفاده شد. برای آشکار سازی الگوی فضایی جزیره حرارتی شهر تهران در ماههای گرم از تصاویر ماهواره لند ست 8 از سال 2013 تا 2015 ، برای ماههای ژوئن، جولای، آگوست و سپتامبر استفاده شد. در ادامه شاخص تفاضل بهنجار شده پوشش گیاهی (NDVI) بر روی تصاویر محاسیه شد. نتایج نشان داد که روند افزایشی معنی داری در مولفه های دمایی شهر تهران وجود دارد. به طوری که در نیم سده گذشته میانگین دمای سالانه 4 درجه سانتیگرداد افزایش یافته است.این روند تغییرات افزایشی در میانگین دماهای کمینه بیشتر از دیگر مولفه های دمایی مشاهده گردید.نتایج پردازش تصاویر ماهواره ایی نشان داد که بین جزیره حرارتی شهر و کاربری های فضاهای سبز ارتباط موثری وجود دارد. استفاده از شاخص های گیاهی نرمال شده نشان دهنده این است که فضاهای سبز شهری، در کاهش پدیده جزایر حرارتی در شهر نقش موثری دارند. بیشترین میزان شاخص NDVIبه طور متوسط 65/0 در سالهای 2014 و 2015 مشاهده گردید. کانون عمده جزایر حرارتی شهر تهران در ماههای گرم سال، مناطق غرب، جنوب غرب و مرکز و نیمه جنوبی می باشد. از شمال به جنوب شهر تهران با کاهش کاربری فضاهای سبز شهری و افزایش کاربری های فرسوده و کارگاهی و حمل و نقل؛ میزان گرما افزایش یافته و اقلیم شهری آن منطقه متاثر از کاربری های شهری قرار می گیرد. نتایج و دستاوردهای این تحقیق از نظر تغییرات فضایی جزایر حرارتی شهر تهران در ماههای گرم و رنگ خطر روند افزایش دمای هوا در پیوند با گرمایش جهانی برای مدیریت شهری حائز اهمیت می باشد.

چکیده انگلیسی:

بررسی وضعیت دمای مناطق شهری و بررسی جزیره حرارتی آنها در مطالعات اقلیم شهری و علوم محیطی حائز اهمیت می­باشد. تحقیق حاضر با هدف ارزیابی روند تغییرات دمای هوای و الگوی جزیره حرارتی ایام گرم شهر تهران بررسی شد. در این تحقیق برای ارزیابی روند تغییرات دمای ماههای گرم سال، از آزمون ناپارامتری من – کندال بر روی داده­های دیدبانی ایستگاه مهر آباد تهران استفاده شد. برای آشکار سازی الگوی فضایی جزیره حرارتی شهر تهران در ماههای گرم از تصاویر ماهواره لند ست 8 از سال 2013 تا 2015 ، برای ماههای ژوئن، جولای، آگوست و سپتامبر استفاده شد. در ادامه شاخص تفاضل بهنجار شده پوشش گیاهی (NDVI) بر روی تصاویر محاسیه شد. نتایج نشان داد که روند افزایشی معنی­داری در مولفه­های دمایی شهر تهران وجود دارد. به طوری که در نیم سده گذشته میانگین دمای سالانه 4 درجه سانتیگرداد افزایش یافته است.این روند تغییرات افزایشی در میانگین دماهای کمینه بیشتر از دیگر مولفه­های دمایی مشاهده گردید.نتایج پردازش تصاویر ماهواره­ایی نشان داد که بین جزیره حرارتی شهر و کاربری­های فضاهای سبز ارتباط موثری وجود دارد. استفاده از شاخص­های گیاهی نرمال شده نشان دهنده این است که فضاهای سبز شهری، در کاهش پدیده جزایر حرارتی در شهر نقش موثری دارند. بیشترین میزان شاخص NDVIبه طور متوسط 65/0 در سالهای 2014 و 2015 مشاهده گردید. کانون عمده جزایر حرارتی شهر تهران در ماههای گرم سال، مناطق غرب، جنوب غرب و مرکز و نیمه جنوبی می­باشد. از شمال به جنوب شهر تهران با کاهش کاربری فضاهای سبز شهری و افزایش کاربری­های فرسوده و کارگاهی و حمل و نقل؛ میزان گرما افزایش یافته و اقلیم شهری آن منطقه متاثر از کاربری­های شهری قرار می­گیرد. نتایج و دستاوردهای این تحقیق از نظر تغییرات فضایی جزایر حرارتی شهر تهران در ماههای گرم و رنگ خطر روند افزایش دمای هوا در پیوند با گرمایش جهانی برای مدیریت شهری حائز اهمیت می­باشد.

منابع و مأخذ:

1. احمدی، محمود، عاشور لو، د، نارنگی فرد، مهدی (1394): تحلیل دمای شیراز در فصول گرم و سرد با به‌کارگیری تحلیل‌های آماری و تصاویر ماهواره‌ای، فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، سال 30، شماره 2: 160-147. مشهد.

2. احمدی، محمود، داداشی رودباری، عباسعلی، (1396): شناسایی جزایر حرارتی شهری مبتنی بر رویکرد زیست‌محیطی (مطالعه موردی: کلان‌شهر اصفهان)، جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، 28(67): 20-1. اصفهان.

3. احمدی، فرشاد، رادمنش، فریدون (1393): بررسی روند تغییرات متوسط دمای ماهانه و سالانه نیمه شمالی کشور در نیم‌قرن اخیر، نشریه آب‌وخاک (علوم و صنایع کشاورزی) شماره 4: 865 -855. تهران.

4. انتظاری، علیرضا، داداشی رودباری، عباسعلی، اسدی، مهدی، (1394): ارزیابی خودهمبستگی فضایی تغییرات زمانی – مکانی جزایر دمایی در خراسان رضوی، جغرافیا و مخاطرات محیطی، شماره 16: 121-135. مشهد.

5. بابایی فینی، ام السلمه. (1394): بررسی رابطه دمای سطح زمین و شاخص بهنجار شده پوشش گیاهی در محیط شهری (مطالعه موردی: کلان‌شهر اصفهان). فصل­نامه جغرافیای طبیعی، سال هشتم، شماره 29: 90-75. لارستان.

6. ترکاشوند، محمدقاسم. (1395): آشکارسازی جزایر حرارتی شهر اراک مبتنی بر تحلیلی‌های خودهمبستگی فضایی، فصل‌نامه آمایش محیط، شماره 35: 148-123. ملایر.

7. رنجبر سعادت‌آبادی، عباس، بیدختی، عباسعلی و صادقی حسینی، سید علیرضا، (1384): آثار جزیره گرمایی و شهرنشینی روی وضع هوا و اقلیم در کلان‌شهر تهران بر اساس داده‌های مهرآباد و ورامین، نشریه محیط‌شناسی، شماره 39: 68-59. تهران.

8. سبزی پرور علی‌اکبر و شادمانی مسعود، (1390): تحلیل روند تبخیر و تعرق مرجع با استفاده از آزمون من – کندال و اسپیرمن در مناطق خشک ایران. نشریه آب‌وخاک (علوم و صنایع کشاورزی)، جلد 25، شماره 4: 823 تا 834. مشهد.

9. صادقی نیا، علیرضا. (1391): تحلیل فضایی – زمانی ساختار جزیره حرارتی تهران با استفاده از سنجش‌ازدور و سیستم اطلاعات جغرافیایی، رساله دکتری، دانشگاه خوارزمی، دانشکده علوم جغرافیایی، گروه آب و هواشناسی، تهران.

10. صادقی نیا، علیرضا، علیجانی، بهلول و ضیائیان، پرویز. (1391): تحلیل فضایی – زمانی جزیره حرارتی کلان‌شهر تهران با استفاده از سنجش‌ازدور و سیستم اطلاعات جغرافیایی، جغرافیا و مخاطرات محیطی، شماره 4: 17-1. تهران.

11. عزیزی، قاسم، شمسی‌پور، علی‌اکبر، مهدیان ماه فروزی، مجتبی و میری، مرتضی (1392): تأثیرپذیری شدت جزیره گرمای شهر تهران از الگوهای همدیدی جو، نشریه محیط‌شناسی، دوره 49، شماره 4: 66-55. تهران.

12. عقیلی نسب، سیده زهرا، محمد زاده، مرجان، سلمان ماهینی، عبدالرسول و زارعی، حسین. (1392): تحلیل جزایر حرارتی شهری با استفاده از سنجش‌ازدور و رابطه آن با توسعه دوست دار محیط‌زیست، محیط‌زیست و توسعه، 4 (8):88-79. تهران.

13. کریمیان، زهرا، تهرانی فر، علی، بنیان اول، محمد، عزیزی، مجید و کاظمی، فاطمه. (1393): مطالعه تأثیر پوشش گیاهی و سطوح سخت شهری بر ریز اقلیم و آسایش دمایی مشهد. نشریه علوم باغبانی ایران، 45(4): 473-461. تهران.

14. مسعودیان، سید ابوالفضل (1383): بررسی روند دمای ایران در نیم سده گذشته. پژوهش‌های جغرافیایی شماره 54: 45-29. تهران.

15. مقیمی، ابراهیم. (1378): تحلیل آماری رطوبت نسبی و بارش تهران در یک دوره 30 ساله، فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، دوره 14، شماره (4-3):61-43. مشهد.

16- Buyantuyev, A. Wu, J. (2010): Urban Heat Islands and Landscape Heterogeneity: Linking Spatiotemporal Variations in Surface Temperatures to Land-Cover and Socioeconomic Patterns, Landscape Ecol, 25:17–33.

17- Effat, H. A. & Hassan, O. A. K. (2014): Change Detection of Urban Heat Islands and Some Related Parameters Using Multi-Temporal Landsat Images; A Case Study for Cairo City, Egypt. Urban Climate, 10, 171-188.

18- Gago, E. J. Roldan, J. Pacheco-Torres, R. & Ordoñez, J. (2013): The City and Urban Heat Islands: A Review of Strategies to Mitigate Adverse Effects. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 25, 749-758.

19- Gartland, L. M. (2012): Heat Islands: Understanding and Mitigating Heat In Urban Areas. Routledge.

20- Gülten, A. Aksoy, U. T. & Öztop, H. F. (2016): Influence of Trees On Heat Island Potential In an Urban Canyon. Sustainable Cities and Society.

21- Hirano, Y. & Fujita, T. (2012): Evaluation of The Impact of The Urban Heat Island on Residential and Commercial Energy Consumption in Tokyo. Energy, 37(1), 371-383.

22- Kendall, M. (1975). Multivariate Analysis. Charles Griffin Book, London. 218 p.

23- Mann, H. B. (1945): Nonparametric Tests Against Trend. Econometrical: Journal of The Econometric Society 13(3): 245-259.

24- Ren, Y. Parker, D. Ren, G. & Dunn, R. (2016): Tempo-Spatial Characteristics of Sub-Daily Temperature Trends in Mainland China. Climate Dynamics, 46(9-10), 2737-2748.

25- Senanayake, I. P. Welivitiya, W. D. D. P. & Nadeeka, P. M. (2013): Remote Sensing Based Analysis of Urban Heat Islands With Vegetation Cover in Colombo city, Sri Lanka Using Landsat-7 ETM+ Data. Urban Climate, 5, 19-35.

26- Senanayake, I. P. Welivitiya, W. D. D. P. & Nadeeka, P. M. (2013): Remote Sensing Based Analysis of Urban Heat Islands With Vegetation Cover in Colombo City, Sri Lanka Using Landsat-7 ETM+ Data. Urban Climate, 5, 19-35.

27- Stathopoulou, M. & Cartalis, C. (2009): Downscaling AVHRR Land Surface Temperatures For Improved Surface Urban Heat Island Intensity Estimation. Remote Sensing of Environment, 113(12), 2592-2605.

28- Stathopoulos, M. Synnefa, A. Cartalis, C. Santamouris, M. Karlessi, T. & Akbari, H. (2009): A Surface Heat Island Study of Athens Using High-Resolution Satellite Imagery and Measurements of The Optical and Thermal Properties of Commonly Used Building and Paving Materials. International Journal of Sustainable Energy, 28(1-3), 59-76.