پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 158 |
| تعداد شماره‌ها | 6,223 |
| تعداد مقالات | 67,680 |
| تعداد مشاهده مقاله | 114,883,355 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 89,555,874 |
بررسی تغییرات دورهای و فصلی جزیره گرمایی شهر کرمانشاه در شب و روز با استفاده از تصاویر ماهوارهای | ||
| فیزیک زمین و فضا | ||
| مقاله 15، دوره 44، شماره 2، تیر 1397، صفحه 479-494 اصل مقاله (1.02 M) | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/jesphys.2018.247773.1006952 | ||
| نویسندگان | ||
| فیروز مجرد* 1؛ مهتاب ناصریه2؛ سیروس هاشمی3 | ||
| 1دانشیار ، گروه جغرافیا، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران | ||
| 2دانشآموخته کارشناسیارشد، گروه جغرافیا، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران | ||
| 3دانشجوی دکتری، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| جزایر گرمایی شهری (UHI) بهعنوان یکی از عواملی که فعالیت انسان را در داخل شهرها تحت تأثیر قرار میدهد، هم‌زمان با توسعه فیزیکی شهرها در دهههای اخیر، اهمیت زیادی پیدا کرده است. با ظهور تصاویر ماهوارهای گرمایی در چند دهه اخیر و امکان بازیابی دمای سطح زمین (LST)، این دادهها برای ارزیابی جزیره گرمایی سطحی شهری (SUHI) که با UHI ارتباط مستقیم دارد، مورد استفاده بوده است. هدف از این تحقیق بررسی تغییرات دورهای و فصلی جزیره گرمایی شهر کرمانشاه با استفاده از تصاویر ماهوارهای است. بدینمنظور از محصولات دمای سطح زمین سنجنده MODIS در دو دوره یکساله (2001-2000 و 2016-2015) برای بررسی تغییرات جزیره گرمایی سطحی شهری و همچنین تصاویر سنجندههای لندست (TM, ETM+, OLI/TIRS) در سه دوره (2015-2000-1987) برای بررسی تغییرات پوشش گیاهی و بازتاب سطح زمین استفاده شد. نتایج نشان داد مناطق شهری در طول روز بهخصوص در دوره گرم سال، نسبت به مناطق غیرشهری دمای سطح کمتری دارند و در آنها جزیره سرمایی سطحی شهری (SUCI) تشکیل میشود. در شب، بهویژه در بهار وضعیت فوق معکوس و دمای مناطق شهری بهدلیل انتقال گرمای محسوس در حدود 1 تا 2 درجه بیشتر از بیرون شهر میشود و از این‌رو جزیره گرمایی سطحی شهری تشکیل میشود. در حالت مقایسه نقطهای، اختلافات دمای سطح داخل و بیرون شهر به حدود دو برابر، یعنی 3 الی 4 درجه افزایش می‌یابد. بررسی تغییرات دورهای جزیره گرمایی نشان داد که مقدار SUCI در دوره (2015-2016) نسبت به دوره (2000-2001) در طول روز افزایش و مقدار SUHI در طول شب کاهش یافته است. دلیل این تغییرات، افزایش بازتاب مناطق شهری ناشی از استفاده از بامهای با بازتاب بالا بهجای آسفالت که موجب جذب کمتر انرژی خورشید و ذخیرهسازی کمتر گرما میشود و کاهش پوشش گیاهی در مناطق غیرشهری به دلایل مختلف از جمله تسطیح اراضی بهمنظور گسترش شهر است. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| جزیره گرمایی شهری؛ دمای سطح زمین؛ جزیره سرمایی شهری؛ تصاویر ماهوارهای؛ کرمانشاه | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Investigation of Periodic and Seasonal Variations of Urban Heat Island (UHI) at Night and Day Using Satellite Imagery in Kermanshah City | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Firouz Mojarrad1؛ Mahtab Naseriyeh2؛ Sirous Hashemi3 | ||
| 1Associate Professor, Department of Geography, Razi University, Kermanshah, Iran | ||
| 2M.Sc. Graduated, Department of Geography, Razi University, Kermanshah, Iran | ||
| 3Ph.D. Student, Faculty of Geography, University of Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Urban Heat Island (UHI) as one of the factors influencing human activity within the cities that has become very important simultaneously with the physical development of cities in recent decades. With the advance of thermal satellite imagery in the last few decades and the possibility of retrieve of Land Surface Temperature (LST), these data have been used to assess the Surface Urban Heat Island (SUHI), which is directly linked to the UHI. The purpose of this study is to investigate periodic and seasonal variations of UHI in Kermanshah city using satellite imagery. Kermanshah is the most important city in the central region of western Iran and the capital of Kermanshah Province. The elevation of the city from the sea level is about 1322 meters and its area is approximately 96 square kilometers. Based on the results of the general census of population and housing, the population of this city in 2006, 2011 and 2016 were 784602, 851405 and 946651 respectively. The population of the city during the 60-year period from 1956 to 2016 has increased sevenfold. To study the SUHI in this city, the MODIS product images were used with a 1 km spatial resolution at 10:30 and 22:30 in the two 1-year periods: old period (2000-2001) and the new period (2015-2016), as well as Landsat images at three different times (May 9, 1987, May 4, 2000, and May 15, 2015) to retrieve land surface albedo and vegetation cover. In this way, the diurnal, seasonal and annual variations of the UHI were studied using the Surface Urban Heat Island (SUHI) index, which is difference between the surface temperature of urban and non-urban areas. This difference was studied in two ways: 1- Between the average temperature of all pixels inside and outside the city 2- Between the representative pixel temperature inside the city (near Azadi Square in the city center), and the representative pixel temperature outside the city (a point near the south of Shahid Ashrafi airport). The results of the study showed that the urban areas during the day, especially in the warm period of the year, have a lower surface temperature than non-urban areas due to the role of the reflective roofs in increasing the surface albedo; hence, the Surface Urban Cool Island (SUCI) is formed and the value of the SUHI index is negative. In the new period (2015-2016), due to the further development of the city, the effect of reflective roofs on the city temperature reduction is intensified, and along with the deterioration of the vegetation cover outside the city and the rise of temperature, the SUCI is strengthened so that the average temperature in the city is 1.5 degrees lower than outside the city. In extreme cases, the value of the SUHI index reaches +2.65 and -3.44. At night, the situation is reversed and the temperature inside the city is about 1 to 2 degrees higher than the outside of the city mainly due to the anthropogenic heat. Therefore, the value of the SUHI index is positive and the UHI is formed. In the case of point comparison (the difference between the temperature of two representative pixels inside and outside the city), the differences inside and outside the city increase by about two-fold, i.e, 3 to 4 degrees. In extreme cases, the value of the night time SUHI index reaches +7.4 and -9.9 | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Urban Heat Island (UHI), Land Surface Temperature (LST), Urban Cool Island (UCI), Satellite images, Kermanshah | ||
| مراجع | ||
|
امیری، ر.، علیمحمدی، ع، و علویپناه، س. ک.، 1386، مطالعه تغییرپذیری فضایی- زمانی حرارت در ارتباط با کاربری/ پوشش زمین در منطقه شهری تبریز با استفاده از دادههای حرارتی و انعکاسی TM و ETM+ لندست، م. محیطشناسی، 33 (43)، 107-120. بهارلو، ا.، نامداری، س. و شکیبا، ع.، 1390، تأثیر کاربری اراضی و آلاینده مونو اکسید کربن بر میزان جزایر حرارتی سطحی تولیدشده از دادههای ETM+، همایش ملی ژئوماتیک، تهران، سازمان نقشه‌برداری کشور. ساسانپور، ف.، ضیائیان، پ. و بهادری، م.، 1392، بررسی رابطه کاربری و پوشش اراضی و جزایر حرارتی شهر تهران، م. جغرافیا (فصلنامه بینالمللی جغرافیای ایران)، 11 (39)، 256-270. شکیبا، ع.، ضیائیان فیروزآبادی، پ.، عاشورلو، د. و نامداری، س.، 1388، تحلیل رابطه کاربری و پوشش اراضی و جزایر حرارتی شهر تهران با استفاده از دادههای ETM+، م. سنجش از دور وGIS ایران، 1 (1)، 39-56. صادقینیا، ع.، علیجانی، ب. و ضیائیان، پ.، 1391، تحلیل فضایی- زمانی جزیره حرارتی کلانشهر تهران با استفاده از سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی، م. جغرافیا و مخاطرات محیطی، 1 (4)، 1-17. علویپناه، س. ک.، 1387، سنجش از دور حرارتی و کاربرد آن در علوم زمین، انتشارات دانشگاه تهران، تهران، ایران. علویپناه، س. ک.، هاشمی درهبادامی، س. و کاظمزاده، ع.، 1394، تحلیل زمانی- مکانی جزیره حرارتی شهر مشهد با توجه به گسترش شهر و تغییرات کاربری- پوشش زمین، م. پژوهشهای جغرافیای برنامهریزی شهری، 3 (1)، 1-17. ملکپور، پ. و طالعی، م.، 1390، مدلسازی ارتباط کاربری-پوشش اراضی و حرارت سطح زمین با استفاده از دادههای سنجندهASTAR ، م. محیطشناسی، 37 (58)، 29-42. موسوی بایگی، س. م.، اشرف، ب.، فریدحسینی، ع. و میانآبادی، آ.، 1391، بررسی جزیره حرارتی شهر مشهد با استفاده از تصاویر ماهوارهای و نظریه فرکتال، م. جغرافیا و مخاطرات محیطی، 1 (1)، 35-49. متکان، ع. ا.، نوحهگر، ا.، میرباقری، ب. و ترکچین، ن.، 1393، تحلیل نقش کاربری اراضی در شکلگیری جزایر حرارتی با استفاده از دادههای چندزمانه سنجنده ASTER (مطالعه موردی: شهر بندرعباس)، م. سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 5 (4)، 1-14. هاشمی، م.، علویپناه، س. ک. و دیناروندی، م.، 1392،ارزیابی توزیع مکانی دمای سطح زمین در محیط‌زیست شهری با کاربرد سنجش از دور حرارتی، م. محیطشناسی، 39 (1)، 81-92. هاشمی درهبادامی، س.، نوراییصفت، ا.، کریمی، س. و نظری، س.، 1394، تحلیل روند توسعه جزیره حرارتی شهری در رابطه با تغییر کاربری اراضی/پوشش با استفاده از سری زمانی تصاویر لندست، م. سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 6 (3)، 15-28. هاشمی درهبادامی، س.، 1394، مدلسازی تغییرات سالانه جزایر حرارتی شهری و بررسی اثر آن بر میزان تغییرات آلودگی هوا (کلانشهر تهران)، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، اساتید راهنما: علی درویشی بلورانی و سیدکاظم علویپناه، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران. Amiri, R., Weng, Q., Alimohammadi, A., and Alavipanah, S. K., 2009, Spatial–Temporal Dynamics of Land Surface Temperature in Relation to Fractional Vegetation Cover and Land Use/Cover in the Tabriz Urban Area, Iran. Remote Sensing of Environment, 113 (12), 2606-2617. Chander, G., Markham, B. L. and Helder, D. L., 2009, Summary of Current Radiometric Calibration Coefficients for Landsat MSS, TM, ETM+, and EO-1 ALI Sensors, Remote Sensing of Environment, 113(5), 893-903. Gedzelman, S. D., Austin, S., Cermak, R., Stefano, N., Partridge, S., Quesenberry, S. and Robinson, D. A., 2003, Mesoscale Aspects of the Urban Heat Island around New York City, Theor. Appl. Climatol., 75, 29-42. Hartz, D. A., Prashad, L., Hedquist, B. C., Golden, J. and Brazel, A. J., 2006, Linking Satellite Images and Hand-Held Infrared Thermography to Observed Neighborhood Climate Conditions, Remote Sensing of Environment, 104 (2), 190-200. Haashemi, S., Weng, Q., Darvishi, A. and Alavipanah, S. K., 2016, Seasonal Variations of the Surface Urban Heat Island in a Semi-Arid City, Remote Sensing, 8(4), 1-17. Hu, L. and Brunsell, N. A., 2013, The Impact of Temporal Aggregation of Land Surface Temperature Data for Surface Urban Heat Island (SUHI) Monitoring, Remote Sensing of Environment, 134, 162-174. Jiménez-Muñoz, J. C., Cristóbal, J., Sobrino, J. A., Soria, G., Ninyerola, M. and Pons, X., 2009, Revision of the Single-Channel Algorithm for Land Surface Temperature Retrieval from Landsat Thermal-Infrared Data. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 47 (1), 339-349. Jimenez-Munoz, J. C., Sobrino, J., Skokovic, D., Mattar, C. and Cristobal, J., 2014, Land Surface Temperature Retrieval Methods from Landsat-8 Thermal Infrared Sensor Data, IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, 11 (10), 1840-1843. Liang, S., 2000, Narrowband to Broadband Conversions of Land Surface Albedo: I. Algorithms, Remote Sensing of Environment, 76, 213-238. Lazzarini, M., Marpu, P. R. and Ghedira, H., 2013, Temperature-Land Cover Interactions: the Inversion of Urban Heat Island Phenomenon in Desert City Areas. Remote Sensing of Environment, 130, 136-152. Mackey, C. W., Lee, X. and Smith, R. B., 2012, Remotely Sensing the Cooling Effects of City Scale Efforts to Reduce Urban Heat Island, Building and Environment, 49, 348-358. Markham, B., Barsi, J., Kvaran, G., Ong, L., Kaita, E., Biggar, S., Czapla-Myers, J., Mishra, N. and Helder, D., 2014. Landsat-8 Operational Land Imager Radiometric Calibration and Stability, Remote Sensing, 6 (12), 12275-12308. Nonomura, A., Kitahara, M. and Masuda, T., 2009, Impact of Land Use and Land Cover Changes on the Ambient Temperature in a Middle Scale City, Takamatsu, in Southwest Japan, Journal of environmental management, 90 (10), 3297-3304. Quattrochi, D. A., Luvall, J. C., Rickman, D. L., Estes, M. G. J., Laymon, C. A. and Howell, B. F., 2000, A Decision Support Information System for Urban Landscape Management Using Thermal Infrared Data. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 66, 1195-1207. Rasul, A., Balzter, H. and Smith, C., 2015, Spatial Variation of the Daytime Surface Urban Cool Island During the Dry Season in Erbil, Iraqi Kurdistan, from Landsat 8, Urban Climate, 14, 176-186. Sobrino, J. A., Jiménez-Muñoz, J. C., Sòria, G., Romaguera, M., Guanter, L., Moreno, J., Plaza, A. and Martínez, P., 2008, Land Surface Emissivity Retrieval from Different VNIR and TIR Sensors. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 46 (2), 316-327. Sobrino, J. A, Oltra-Carrió, R., Sòria, G., Jiménez-Muñoz, J. C., Franch, B., Hidalgo, V., Hidalgo, V., Mattar, C., Julien, Y., Cuenca, J., Romaguera, M., Gomez, J. A., De Miguel, E., Bianchi, R. and Paganini, M., 2013, Evaluation of the Surface Urban Heat Island Effect in the City of Madrid by Thermal Remote Sensing, International Journal of Remote Sensing, 34 (9-10), 3177-3192. Voogt, J. A. and Oke, T. R., 2003, Thermal Remote Sensing of Urban Climates, Remote sensing of environment, 86 (3), 370-384. Zhou, Y., Weng, Q., Gurney, K. R., Shuai, Y. and Hu, X., 2012, Estimation of the Relationship Between Remotely Sensed Anthropogenic Heat Discharge and Building Energy Use. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 67, 65-72. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 953 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 704 |
||