Investigating the role of vegetation and land use in the formation of heat island hazard(Case study : Isfahan city)

Subject Areas : Natural geography and human settlements

Zohreh Golestani ¹ , Reza Borna ² , Hosein Mohammadi ³ , Farideh Asadian ⁴

1 - Ph.D Candidate in Climatology, Department of Geography, Science & Research Branch,Islamic Azad University,Tehran, Iran
2 - Associate Professor, Department of Geography, Science & Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
3 - Professor, Department of Pysical Geography, Faculty of Geography, Tehran University, Tehran, Iran
4 - Assistance Professor, Department of Geography, Science & Research Branch, Islamic Azad University,Tehran, Iran

Received: 2022-03-11 Accepted : 2023-04-30 Published : 2024-05-21

Keywords: Satellite Imagery, Thermal Island, NDVI Index, Isfahan City,

Abstract :

Introduction: The role`` of climate in the study of urban environments is important in terms of its impact on climate change in urban environments. The heat island is one of the hazards that has recently affected the environmental conditions of cities due to urban development. Research Aim: The purpose of this research is to investigate the role of vegetation and land use in the thermal island of Isfahan city. Methodology: For this purpose, Landsat ETM satellite images were used during the period 1990-2019. In this regard, LST and NDVI indices, urban coverage and land use were used.. Studied Areas: The city of Isfahan has been considered in this study. Results: The results showed that the high temperature is mostly in the central core of Isfahan and the surrounding city is covered by the middle temperature class. Most of the low temperature class also includes agricultural use due to high humidity. Parks and green spaces in the city are among the middle temperature classes due to the impact of high and very high temperature areas around them. Conclusion: In general, it can be said that in the last three periods, the highest area has been related to the average temperature, and this trend will continue in the coming years. Due to the reduction of agricultural land use and the physical expansion of the city, the area of heat islands in the upper range has increased. On the one hand, the reasons for the increase in high temperatures are the increase in population, the increase in industries and the number of cars in the city, the multiplication of traffic volumes, the increase in asphalt levels and urban and interurban roads, and the increase in wasteland due to grazing. He pointed to overcrowding and damage to pastures, as well as clearing of green lands and deforestation.

References:

احمدی، محمود و داداشی رودباری، عباسعلی. (1396). شناسایی جزایر گرمایی شهری مبتنی بر رویکرد زیست محیطی (مطالعه موردی: کلان شهر تهران). جغرافیا و برنامه¬ریزی محیطی، 28(67) ، 20-1.
انتظاری، علیرضا؛ زندی، رحمان و خسرویان، مریم. (1398). ارزیابی تغییرات فضایی پوشش گیاهی و دمای سطح زمین با استفاده از تصاویر لندست و مادیس، مطالعه موردی: استان فارس ۱۹۸۶-۲۰۱۷ . نشریه علمی پژوهشی مهندسی و مدیریت آبخیز، جلد ،11(4)،940-929. پورزیدی، علی محمد؛ علیجانی، بهلول؛ اکبری، مهری و ضیاییان، پرویز. (1399). تحلیل فضایی و زمانی جزایر گرمایی مناطق شهري گرگان. مجله آمایش جغرافیایی فضا، 10 (38)، 172-157.
ترکی، مسلم؛ مسعودیان، سیدابوالفضل و منتظری، مجید. (1400). آب وهواشناسی جزایر گرمایی- سرمایی شهرهای بزرگ ایران. جغرافیا و توسعه، 64، 20-1.
حاجیلو، مرضیه؛ المدرسی، سید علی؛ ، زرنگ، نسیم؛ سرکارگراردکانی، علی. (1393). پایش دمای سطح زمین و بررسی رابطه کاربری اراضی با دمای ETMو OLI + سطح با استفاده از تصویر سنجنده (مطالعه موردی: استان قم). نخستین همایش ملی کاربرد مدل‌های پیشرفته تحلیل فضایی در آمایش سرزمین، یزد.
حلبیان، امیرحسین و سلطانی، زهرا. (1399). واکاوی تغييرات فضايی زمانی جزاير گرمايی شهری و کاربری اراضی با رويکرد زيست محيطی در شيراز. مطالعات ساختار و کارکرد شهری، 7(24)، 97-73.
رمضانی، صادق و نقیبی، فریدون. (1399). واکاوی تغییرات شاخص پوشش گیاهی در شکل گیری جزایر حرارتی شهری (مطالعه موردی: شهر ارومیه). فصلنامه علمی پژوهش و برنامه¬ریزی شهری، 11 (42)، 206-195.
ساسان پور، فرزانه ؛ ضیائیان، پرویز و بهادری، مریم. (1392)، بررسی رابطه پوشش و کاربری اراضی و جزایر حرارتی در شهر تهران. مجله جغرافیا، 39، 261-247.
صادقی نیا، علیرضا؛ علیجانی، بهلول و ضیاییان، پرویز. (1392). تحلیل فضایی زمانی جزیره حرارتی کلان شهر تهران با استفاده از سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی. جغرافیا و مخاطرات محیطی، 1 (4)، 17-1.
مجرد، فیروز؛ ناصریه، مهتاب و هاشمی، سیروس. (1397). بررسی تغییرات دوره‌ای و فصلی جزیره گرمایی شهر کرمانشاه در شب و روز با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای. فیزیک زمین و فضا، 44(2)، 494-479.
مزیدی، احمد؛ امیدوار، کمال؛ مظفری، غلامعلی و تقی زاده، زهرا. (1398). آشکار سازی تغییرات جزیره گرمایی شهر اصفهان با تاکید بر توسعه شهری. کاوش‌های جغرافیایی مناطق بیابانی، 7(1)، 39-21.
مزیدی،احمد و حسینی، فاطمه. (1394). تاثیر تغییر کاربری و پوشش زمین بر جزیره گرمایی در منطقه شهر یزد با استفاده از داده‌های سنجش از دور. جغرافیا و توسعه، 38، 12-1.
مسعودیان، سیدابوالفضل و ترکی، مسلم. (1398). واکاوی تغییرات زمانی و مکانی جزیرة گرمایی کلان‌شهر اهواز به کمک داده‌های مودیس. جغرافیا و برنامه ریزی محیطی، 30(1)، 2-75.
ملكي، سعيد؛ جاعيان، علي و فرهمند، قاسم. (1397). ارزيابي تغيير پذيري فضايي - زماني جزاير حرارتي در ارتباط با کاربري هاي شهري مطالعه موردي: شهر اروميه. اطلاعات جغرافيايي، 27 (105)، 197-183.
موسوی بایگی، محمد؛ اشرف، بتول؛ فرید حسینی، علیرضا و میان آبادی، آمنه. (1391). بررسي جزيره حرارتي شهر مشهد با استفاده از تصاوير ماهواره¬اي و نظريه فركتال. مجلّه جغرافيا و مخاطرات محيطي، 1، 49-35.

Chen, F., Yang, X., & Zhu, W. (2014). WRF simulations of urban heat island under hot-weather synoptic conditions: The case study of Hangzhou City. China, Atmospheric research, 138: 364-377. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2013.12.005.
Chen, X.L., Zhao, H.M., Li, P.X., & Yin, Z.Y. (2006). Remote sensing image-based analysis of the relationship between urban heat island and land use/cover changes. Remote sensing of environment, 104(2): 133-146. https://doi.org/10.1016/j.rse.2005.11.016.
Guo, G., Wu, Z., Xiao, R., Chen, Y., Liu, X., & Zhang, X. (2015). Impacts of urban biophysical composition on land surface temperature in urban heat island clusters. Landscape and Urban Planning, 135, 1-10. https://doi.org/10.1016/j.landurbplan.2014.11.007.
Jiang, J., & Tian, G. (2010). Analysis of the impact of land use/land cover change on land surface temperature with remote sensing. Procedia environmental sciences, 2, 571-575. https://doi.org/10.1016/j.proenv.2010.10.062.
Kassa, Alemayehu. (1990). Drought risk monitoring for Sudan using NDVI. A Dissertation submitted to the University College London, 1982-1993.
Kyungil, Lee., Yoonji, Kim., Hyun, Chan Sung., Jieun, Ryu., & Seong, Woo Jeon. (2019). Trend Analysis of Urban Heat Island Intensity According to Urban Area Change in Asian Mega Cities. Division of Environmental Science, 1-12. 112. https://doi.org/10.3390/su12010112
Martinelli, A., Kolokotsa, D. D., & Fiorito, F. (2020). Urban Heat Island in Mediterranean Coastal Cities: The Case of Bari (Italy). Climate, 8(6), 79. https://doi.org/10.3390/cli8060079
Mirzaei, P., & Haghighat, F. (2010). Approaches to study urban heat island – Abilities and limitations. Building and Environment, 45, 2192-2201. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2010.04.001.
Van Hove, L. W. A., C. M. J. Jacobs., B. G. Heusinkveld, J. A., Elbers, B. L. Van Driel., & A. A. M. Holtslag. (2015). Temporal and spatial variability of urban heat island and thermal comfort within the Rotterdam agglomeration. Building and Environment, 83, 91-103. https://doi.org/10.1016/j.buildenv .2014.08.029.
Wang, W., Liu, K., Tang, R.., & Wang, S. (2019). Remote sensing image-based analysis of the urban heat island effect in Shenzhen, China. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, 110, 168-175. https://doi.org/10.1016/j.pce.2019.01.002.
Zhao-Liang, Li., Menglin, Si., & Pei, L. (2020). A Review of Remotely Sensed Surface Urban Heat Islands from the Fresh Perspective of Comparisons among Different Regions. Progress In Electromagnetics Research C, 102, 31–46, 2020. doi:10.2528/PIERC20020403.
Zhou, D., Zhao, S., Zhang, L., Sun, G., & Liu, Y. (2015). The footprint of urban heat island effect in China. Scientific reports 5, 11160. https://www.nature.com/articles/srep11160.