بررسی جزیره حرارتی شهر مبتنی بر اطلاعات ایستگاه‌های هواشناسی شهری

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسنده

دانشیار گروه جغرافیا، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

10.30488/gps.2020.229523.3238

چکیده

بررسی شرایط ریزاقلیم­شناسی شهری مبتنی بر داده­های ایستگاه­های هواشناختی حرفه­ای، واقعیت­های ملموس‌تری را از جزیره حرارتی شهری بیان می­کند. از این رو هدف این پژوهش بررسی شرایط ریزاقلیمی و جزیره حرارتی شهری بر اساس داده­های دمای ساعتی و روزانه ایستگاه­های خودکار هواشناسی و آلوده­سنجی تحت نظارت مرکز پایش و کنترل هوای شهرداری اصفهان می­باشد. برای این منظور از روش آزمون همبستگی جهت بررسی اعتبار و صحت داده­های ایستگاه­های هواشناسی شهری استفاده شد که صحت داده­های مذکور در سطح اطمینان 99% تأیید شد. سپس جزیره حرارتی شهر بر اساس اختلاف دمای سطوح شهری و حومه بدست آمد. نتایج نشان داد متوسط سالانه جزیره حرارتی برابر با 27/1-=UHIAN که نشان از عدم شکل­گیری جزیره حرارتی در مقیاس سالانه دارد. حداقل جزیره حرارتی در تابستان 55/1-=UHISU و حداکثر آن در زمستان 96/0+=UHIWI می­باشد. به این ترتیب فقط در فصل زمستان متوسط دمای سطح شهر بیشتر از حومه است و جزیره حرارتی شهر بخوبی نمایان است. بررسی رژیم  شبانه­روزی دما در سطوح شهری و غیرشهری نشان داد دمای شهر در شب­هنگام به دلیل ترکم بیشتر آلاینده­های شهری ناشی از دمای کمتر شب و وارونگی­های دمایی بخصوص در فصل سرد، بالاتر از محیط پیرامونی است. در حالی که در روزهنگام به دلیل انعکاس بیشتر سطوح شهری، دمای سطح شهر از محیط پیرامون کمتر است. به این ترتیب جزیره حراتی از نظر فصلی در فصل سرد و از نظر تغییرات شبانه­روزی در شب هنگام بروز می­کند. از نظر مکانی خطوط هم­گرمای جزیره حرارتی شهری عمدتا در شرق و شمال شرق اصفهان متراکم­تر و رخنمون بیشتری دارد و کانون جزیره حرارتی بر شمال شرق اصفهان تمرکز دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of Urban Thermal Island Based on Information of Urban Meteorological Stations

نویسنده [English]

  • Abbasali Arvin(spanani)
Associated Profesoor in Payame Noor University
چکیده [English]

Investigating the micro-climatic conditions of the city based on data from professional meteorological stations reveals more tangible realities from the urban heat island. In this study, urban heat island was analyzed based on hourly and daily temperature data of automated air-polluting stations under the supervision of Isfahan Municipality's Air Monitoring and Control Center. The validity and accuracy of the data of these stations were confirmed by the correlation and graphical test with the data of the Meteorological Organization's ozone meter station at 99% confidence level. Then the thermal island of the city was obtained based on the temperature difference between the urban and suburban surfaces. The results showed that the annual mean of the thermal island was UHIA = -1.27, indicating no thermal island formation at the annual scale. The minimum heat island in summer is UHIS = -1.55 and the maximum in winter is UHIW = 0.96. Thus, only in winter the average temperature in the city is higher than in the suburbs. Investigation of circadian temperature regime at urban and non-urban levels showed that city temperature at night is higher than the peripheral environment due to higher concentration of urban pollutants due to lower night temperature and temperature inversions especially in cold season. However, due to the reflection of more urban surfaces, the surface temperature of the city is lower than the surrounding environment. Thus, the urban island occurs seasonally in the cold season and in terms of day and night changes. Locally, the isotherm of the urban thermal island is denser and more prominent, mainly in the east and northeast of Isfahan, and the center of the thermal island is concentrated in the northeast of Isfahan.

کلیدواژه‌ها [English]

  • "Isfahan"
  • "Micro-Climatology"
  • "Thermal Island"
  • "Urban and Suburban"
  1. پورزیدی، علی­محمد. بهلول علیجانی و مهری اکبری و پرویز ضیائیان فیروزآبادی. تحلیل فضایی و زمانی جزایر حرارتی شهر گرگان. فصلنامه آمایش جغرافیایی فضا، فصلنامه علمی-پژوهشی دانشگاه گلستان، سال دهم، شماره مسلسل سی و هشتم، صص 172-157.
  2. حجازی­زاده، زهرا. علی­اصغر عبداللهی و سعید جوی‌زاده و آناهیتا عضدی ­قاجار. ۱۳۹۰. میکروکلیماتولوژی شهری با استفاده از داده­های سنجش از راه دور (RS) مطالعه موردی: شهر اصفهان. یازدهمین کنگره جغرافیدانان ایران، تهران، انجمن جغرافیایی ایران، دانشگاه شهید بهشتی.
  3. جاجرمی، کاظم. (1390). اقلیم و شهر. تألیف ژیزل اسکورو. جلد اول. تهران، انتشارات اندیشه­های گوهر بار.
  4. موسوی­بایگی، محمد. بتول اشرف و علیرضا فرید حسینی و آمنه ­میان­آبادی. 1391. بررسی جزیره حرارتی شهر مشهد با استفاده از تصاویر ماهواره­ای ونظریه فرکتال. مجله جغرافیا و مخاطرات محیطی. دوره 1، شماره 1، صص 49-35.
  5. مجتهدزاده، غلامحسین. 1389. برنامه­ریزی شهری در ایران. تهران. دانشگاه پیام نور.
  6. یوسفی، یدالله. فاطمه کاردل و همت­اله رورده و محسن محتسبی­خلعتبری. 1396. بررسی پدیده جزیره حرارتی و اثر آن بر تغییرپذیری روز به روز دمای تابستان شهر بابل. پژوهش­های جغرافیای طبیعی، دوه 49، شماره 3، 491-501.
  7. Berardi, Umberto. Yupeng Wang. 2016. The Effect of a Denser City over the Urban Microclimate: The Case of Toronto, Sustainability, 8 (822):1-12.
  8. Irina, T. and Garcia, E. H. 2016. Urban microclimate and thermal comfort modelling: Strategies for urban renovation, International Journal of Sustainable Building Technology and Urban Development 7(1):1-16.
  9. Ignatius, Marcel. Nyuk Hien Wonga and Steve Kardinal Jusufba. Urban microclimate analysis with consideration of local ambient temperature, external heat gain, urban ventilation, and outdoor thermal comfort in the tropics. Sustainable Cities and Society, 19: 121–135
  10. Jansson, Ch. 2006. Urban Micro-Climate and Surface Hydro meteorological Processes , TRITA-LWR Ph.D Thesis 1027, ISSN 1650-8602, ISRN KTH/LWR/PHD 1027-SE.
  11. Lee Chapman, J.A.A. and Muller, C.L. 2016. Quantifying the Daytime and Night-Time Urban Heat Island in Birmingham, UK: A Comparison of Satellite Derived Land Surface Temperature and High Resolution Air Temperature Observations, Remote Sens, 8, 153: 1-17.
  12. Lee, G., Jeong, Y. 2017. Impact of Urban and Building Form and Microclimate on the Energy Consumption of Buildings- Based on Statistical Analysis, Journal of Asian Architecture and Building Engineering, JAABE.16 (3): 565-572.
  13. Liao, Wei. Yeonsook Heo. 2018. The Effect of Urban Spatial Characteristics on Microclimate. 4th Building Simulation and Optimization Conference, Cambridge, UK: 11-12 September 2018.
  14. Miles, Victoria. Igor Esau. 2017. Seasonal and Spatial Characteristics of Urban Heat Islands (UHIs) in Northern West Siberian Cities. Remote Sens, 9(989): 1-15.
  15. Rahimpour Golroudbary, Vahid. Yijian Zeng and Chris M. Mannaerts and
  16. Zhongbo (Bob) Su. 2018. Urban impacts on air temperature and precipitation over The Netherlands. CLIMATE RESEARCH, 75: 95–109,
  17. Shishegar, N. 2013. Street Design and Urban Microclimate: Analyzing the Effects of Street Geometry and Orientation on Airflow and Solar Access in Urban Canyons, Journal of Clean Energy Technologies, 1: 1, January
  18. Tsou, J. Zhuang, J., Yu Li and Zhang, Y. (2017). Urban Heat Island Assessment Using the Landsat 8 Data: A Case Study in Shenzhen and Hong Kong. Urban Science, 1(10): 1-22.
  19. Wolters, Dirk. and Theo Brandsma. 2012. Estimating the Urban Heat Island in Residential Areas in the Netherlands Using Observations by Weather Amateurs. Journal of Applied Meteorology and Climatology. 51: 711-721.
  20. Yahia, Moohamad Wasim. Erik Johansson. 2015. The role of urban design in enhancing the microclimate and thermal comfort in warm-humid Dar es Salaam Tanzania. ICUC9 - 9th International Conference on Urban Climate jointly with 12th Symposium on the Urban Environment, Dated: 15th June 2015.
  21. Yang, Wei. Yaolin Lin and Chun-Qing Li. 2018. Effects of Landscape Design on Urban Microclimate and Thermal Comfort in Tropical Climate. Hindawi Advances in Meteorology, 1-13.