تغییرات زمانی جزایر حرارتی شهری و ارتباط آن با آلودگی هوا با سنجش از دور در شهر کرمان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار اقلیم شناسی گروه جغرافیا دانشگاه یزد، یزد، ایران

2 استادیار اقلیم شناسی، گروه جغرافیا، دانشگاه یزد، یزد، ایران

3 دانشجوی کارشناسی ارشد اقلیم‌شناسی محیطی دانشگاه یزد، یزد، ایران

چکیده

دمای سطح زمین یکی از پارامترهای کلیدی در مطالعات شهرها می­باشد. آلودگی هوا نیز یکی از علل ایجاد جزیره حرارتی شهر است که در شهرهای بزرگ به دلیل تراکم بالای جمعیت و به دنبال آن افزایش تعداد روزهای آلوده، رخداد آن در سال­های اخیر رو به افزایش بوده است. هدف این پژوهش، بررسی تغییرات زمانی جزایرحرارتی شهری و ارتباط آن با آلودگی هوا در شهر کرمان می­باشد. جهت تعیین جزیره حرارتی شهرکرمان درفصول تابستان و زمستان، از تصاویر TM ماهواره­ لندست پنج و OLI/TIRS لندست هشت در دوره زمانی 16 ساله(2022-2007) استفاده شد. همچنین برای بررسی تغییرات دمایی، از اطلاعات دمایی ایستگاه کرمان و برای بررسی آلودگی هوا ازداده­های ایستگاه سنجش آلودگی هوای شهرکرمان استفاده شد. اگرچه تعداد روزهای آلوده زیاد بود، ولی با توجه به محدودیت گذر ماهواره بادوره 16روزه از شهرکرمان، محدود بودن تعداد روزهای با شدت آلودگی بالا در کرمان و عدم انطباق روزهای آلوده با زمان گذر ماهواره، در نهایت طی دوره آماری 16ساله، تصاویر فصلی پنج سال انتخاب و مورد استفاده قرار گرفت. پس از تصحیحات لازم، نقشه های­ دمای سطح زمین و پوشش گیاهی در محیط نرم افزاری ArcGIS ترسیم شد. روند دما نیز با آزمون آماری من­-کندال مورد بررسی قرارگرفت. نتایج نشان داد که در فصل تابستان و زمستان میزان دمای­سطح زمین دارای روند صعودی بوده است اما جزیره حرارتی فقط در فصل تابستان رخ داده است. به­طوری که در تابستان سال 2009 تراکم دمای خیلی گرم کمتر از 30 درصد بوده است اما با گذشت زمان و در سال 2022 در فصل تابستان بیش از 60 درصد منطقه شهری دارای دمای خیلی گرم بوده است. همچنین قسمت‌هایی از غرب به‌سمت جنوب شهر به‌دلیل وجود زمین‌های بایر و همچنین به‌دلیل عدم بهره‌مندی از سازوکارهای خنک‌کنندگی تبخیر و تعرق، دارا بودن ظرفیت بالای جذب گرما در کنار ظرفیت هدایتی پایین، هسته‌ی اصلی جزایر حرارتی را تشکیل‌ داده­اند. آزمون آماری من-کندال نیز حاکی از روند صعودی دما به خصوص در سال های اخیر است میزان این افزایش دما در یک دوره 25 ساله حدود 5/1 درجه سانتی گراد بوده­است. همچنین روابط همبستگی بین دمای­سطح زمین با آلاینده های هوا در سطح معناداری 01/0 تایید شد که در تابستان ضرایب همبستگی مذکور قوی تر و آلودگی نیز افزایش یافته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Temporal Changes of Urban Heat Islands And its Relationship with Air Pollution by Remote Sensing in Kerman City

نویسندگان [English]

  • Ahmad Mazidi 1
  • Iman Rosta 2
  • Foroogh Mohammadi Ravari 3
1 Associate Professor of Climatology, Department of Geography, Yazd University, Yazd, Iran.
2
3 Master student of Environmental Climatology, Yazd University, Yazd, Iran
چکیده [English]

The surface temperature of the earth is one of the key parameters in the studies of cities.Air pollution is also one of the causes of the creation of heat island in the city, which has been increasing in recent years due to high population density and pollution.The aim was to investigate the temporal changes of urban heat islands and its relationship with air pollution in Kerman in a period of 16 years(2007-2022)And to investigate the trend of temperature changes, the temperature data of Kerman station and the Mann-Kendall test were used, and the data of Kerman air pollution station were used to investigate air pollution.Although the number of polluted days was high, but due to the limited passage of the Badoureh satellite for 16 days from Kerman, the limited number of days with high pollution intensity in Kerman, and the non-compliance of polluted days with the time of satellite passage, finally, seasonal images of five years were selected. The results showed that the temperature of the earth's surface had an upward trend in both seasons, but the heat island occurred only in the summer season.So that in the summer of 2009, the density of very hot temperature was less than 30%, but with the passage of time and in 2022, in the summer season, more than 60% of the urban area has very hot temperature.And parts from the west to the south of the city have formed the center of thermal islands due to the presence of barren lands and also due to the lack of benefit from evaporation and transpiration cooling mechanisms.Also, the correlation between the temperature of the earth's surface and the air pollutants was confirmed at a significant level of 0.01 and 0.05, that in the summer the correlation coefficients are stronger and pollution has also increased.

کلیدواژه‌ها [English]

  • "Thermal Island"
  • "Air Pollution"
  • "Kerman City"
  • "Earth Surface Temperature"

مراجع

  1. آتشی، وحید. 1395. بررسی ارتباط تغییرات جزایر حرارتی سطحی و گسترش فیزیکی شهر شیراز با پردازش تصاویر ماهوارهای، خورشیددوست، علی محمد، پایان­نامه کارشناسی ارشد دانشگاه تبریز، دانشکده جغرافیا و برنامه­ریزی، گروه سنجش از دور و سیستم اطالعات جغرافیایی.
  2. آروین، عباسعلی. 1397. بررسی جزیره حرارتی در ارتباط با آلودگی هوا در شهر اصفهان، نشریه علمی جغرافیا و مخاطرات محیطی، شماره 25، صص 115-129.
  3. ارسلانی، عزیزی، خوش­اخلاق، محسن، قاسم، فرامرز. 1391. بازسازی تغییرات دمای حداکثر استان کرمانشاه با استفاده از حلقه­های درختی، مجله جغرافیا و مخاطرات محیطی، 1، 110-97.
  4. پورزیدی، علی‌محمد؛ علیجانی، بهلول؛ اکبری، مهری؛ ضیائی آن فیروزآبادی، پرویز. 1399. تحلیل فضایی و زمانی جزایرحرارتی شهر گرگان، فصلنامه آمایش جغرافیایی فضا، فصلنامه علمی-پژوهشی دانشگاه گلستان، سال دهم، شماره مسلسل سی و هشتم، صص 172-157.
  5. خاکپور، براتعلی، ولایتی، سعدالله، کیانژاد، قاسم. 1386. الگوی تغییر کاربری­اراضی شهربابل طی سال‌های 1378-1367، مجله جغرافیا و توسعه ناحیه­ای، 9، 64-45.
  6. شرعی پور، زهرا. 1388. بررسی تغییرات فصلی و روزانة آلاینده‌های هوا و ارتباط آن با پارامترهای هواشناسی، فیزیک زمین و فضا، دورة 35، شمارة 2، صص 137-119.
  7. علوی پناه، سیدکاظم، هاشمی دره بادامی، سیروس، کاظم زاده، علی. 1394. تحلیل زمانی مکانی جزیرة-حرارتی شهر مشهد با توجه به گسترش شهر و تغییرات کاربری پوشش زمین، پژوهش های جغرافیای برنامه ریزی شهری، دورة 3، شمارة 1 ، صص1-17.
  8. گلاب زاده، محمدعلی. 1390. کرمان در آینه گردشگری، مؤسسه فرهنگی کرمان شناسی، انتشارات ولی، چاپ چهارم.
  9. متکان، علی اکبر، نوحه­گر، احمد، میرباقری، بابک، ترک چین، ناهید. 1393. تحلیل نقش کاربری اراضی در شکل­گیری جزایر حرارتی با استفاده از داده های چند زمانه سنجنده ASTER مطالعه موردی: شهر بندرعباس. سنجش ازدور و سامانه های اطالعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 14 -1.
  10. مزیدی، احمد، حیدری، بتول. 1400. تحلیل و ارزیابی تغییر کاربری­اراضی بر جزیره حرارتی در شهر کرمان، پنجمین کنگره­ی بین­المللی توسعه کشاورزی، منابع طبیعی، محیط زیست و گردشگری ایران، تبریز.
  11. مزیدی، احمد، حسینی، فاطمه. 1394. تاثیر تغییر کاربری و پوشش زمین بر جزیره ی گرمایی در منطقه شهری یزد با استفاده از داده های سنجش از دور، جغرافیا و توسعه، شماره 38، صص 12-1.
  12. مومن­بیک، زهرا. 1396. ارزیابی اثرات تغییرات کاربری و پوشش­زمین بر جزایرحرارتی در شهرکرد، شاطریان، محسن، پایان­نامه کارشناسی ارشد دانشگاه کاشان، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی.
  13. میریعقوب زاده، میرحسین قنبرپور، محمدرضا. 1388. به کارگیری داده های سنجش از دور در برآورد دمای سطح اراض (مطالعة موردی حوضة آبخیز وردین، آذربایجان خاوری(، مرتع، شمارة 4، صص 723- 734.
  14. ناصحی، سعیده، یاوری، احمدرضا، صالحی، اسماعیل. 1401. بررسی ارتباط بین تغییرات مورفولوژی شهری با دمای سطح زمین به­منظور مدیریت جزیره حرارتی شهری (مطالعهی موردی: شهر تهران). جغرافیا و پایداری محیط، 3، 130-107.
    1. Bassett, R., Janes-Bassett, V., Philipson, J., Young, P.J., Blair, G.S. 2021, Climate driven trends in London's urban heat island intensity reconstructed over 70 years using a generalized additive model. Urban Climate ,Volume 40.
    2. Chander, G, Markham, B. L, & Helder, D. L. 2009, Summary of current radiometric calibration coefficients for Landsat MSS, TM, ETM+, and EO-1 ALI Remote sensing of environment, 113, (5): 893-903.
    3. Kok, T, Chooi, S. L, Hwee, M, Mohd, Zubir, & Khiruddin, A. 2010, Landsat data to evaluate urban expansion and determine land use/land cover changes in Penang Island, Malaysia. Environmental Earth Sciences 60, 7, 1509-1521.
    4. Landsberg, H. E. 1981 the Urban Climate. Academic Press, Maryland.
    5. Lettenmaier, D, Wood, E, & Wallis, J. (1994). Hydroclimatological trends in the continental United States, 1984-88. J. Climate, 7, 586-607.
    6. Margarete, C.T.A. 2020, Daily evolution of urban heat islands in a Brazilian tropical continental climate during dry and rainy periods. Urban Climate, Volume 34.
    7. UI Moazzam, M. F, Yang, H. D, Byung Gul, L. 2022, Impact of urbanization on land surface temperature and surface urban heat Island using optical remote sensing data: A case study of Jeju Island, Republic of Korea. Building and Environment, 222, 109368.
    8. Weimin, W., Kai,L., Rong, T., Shudong, w . 2019, Remote sensing image-based analysis of the urban heat island effect in Shenzhen, China. Physics and Chemistry of the Earth, Volume 110.
    9. Weng, Q. 2009, Thermal infrared remote sensing for urban climate and environmental studies: Methods, applications, and trends”. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 64(4): 335-344.
    10. Xu, H, Chen, Y, Dan, S, & Qiu, W. 2011, Dynamical monitoring and evaluation methods to urban heat island effects based on RS&GIS. Procedia Environmental Sciences volume 10: 1228-1237.
    11. Zanter K. 2016. Landsat 8 (L8) Data Users Handbook. USGS Science for Changing Word, EROS, Sioux Falls, South Dakota.
    12. Zhou, X., & H. Chen. 2018, Impact of urbanization-related land use land cover changes and urban morphology changes on the urban heat island phenomenon. Science of The Total Environment, 635, 1467-1476.

     

     

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار