بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش ساختار فضایی جزیره حرارتی شهر تهران در ماه ژانویه مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور دمای تابشی سطح زمین با استفاده از تصاویر ماهواره لندست - سنجنده - olia مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا با استفاده از الگوریتم تک باندی دمای تابشی سطح زمین محاسبه شده و سپس با استفاده از روشهای تحلیلی آمار کلاسیک وضعیت فضایی دمای سطح زمین مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی های انجام گرفته بر روی تصاویر ماهواره ای نشان می دهد که بیشترین دمای تابشی سطح زمین در نواحیی از تهران رخ داده که دارای محیطی بدون ساختمان بوده نواحی مانند جنوب و جنوب غرب تهران که دارای ساختمانهای کوتاهی هستند دارای دمای بالاتری نسبت به نواحی مرکز و شمال تهران هستند که دارای ساختمانهای مرتفعی می باشند.
از طرفی در نواحی فرودگاه مهرآباد و قلعه مرغی که دارای محیطی باز و بدون ساختمان می باشد بیشترین میزان دمای سطحی وجود دارد که نشان دهنده این موضوع است که از آنجایی که دمای سطحی بصورت مستقیم از تابش خورشید تاثیر می پذیرد بیشترین میزان دمای سطحی در نواحی رخ می دهد که زمین بیشترین انرژی تابشی را از خورشید دریافت می کند نواحیی مانند فرودگاهها و نواحی باز و بدون ساختمان. از طرف دیگر مقایسه بین دمای شهر تهرتن با نواحی اطراف آن با استفاده از ماهواره modis در شب و روز به صورت میانگین 13 ساله نشان دهنده این موضوع است که دمای تهران در صبح حوالی ساعت 9:30 به وقت محلی سردتر از اطراف و در شب حوالی ساعت 9:30 شب گرمتر از اطراف است.
مقدمه
جزیره حرارتی اختلاف دمای بین شهر و محیط اطراف شهر است.معمولا محیط شهری به علت فعالیت های انسانی مانند حمل و نقل و مصرف سوختهای فسیلی و وسایل گرمایشی گرم تر از محیط اطراف است که این امر باعث شکل گیری یک توده هوای گرم بر روی شهر و بخصوص مرکز شهر می شود که به این وضعیت دمایی بر روی شهر جزیره گرمایی می گویند.طبق تحقیقات صورت گرفته جزیره گرمایی نقش مهمی بر روی میزان و بارش و نوع بارش وجهت بادهای محلی همچنین بر میزان رعد و برق بر روی شهر ها دارد. همچنین این پدیده نقش مهمی بر رژیم دمایی شهرها مصرف انرژی و دمای آسایشی ایفا می کند.بنابراین شناخت ویژگی های زمانی و همچنین موقعیت مکانی جزیره گرمایی بخصوص بر روی ابر شهر تهران از اهمیت زیادی برخورداراست.
در طول نیم قرن گذشته سطح زمین دستخوش تغییرات بسیاری ناشی فعالیت های انسانی مانند جنگل زدایی و توسعه شهرها شده است. تغییرات سریع کاربری پوشش زمین در مناطق شهری تبدیل به نگرانی عمده زیست محیطی و علت مشکلات زیست محیطی فراوانی از جمله کاهش فضای سبز و توسعه جزیره حرارتی شده است.جایگزین شدن پوشش طبیعی زمین با سنگ فرش و ساختمانها و بتن و آسفالت و دیگر ساخت و سازهای شهری باعث ایجاد اثر گرمایشی در مناطق شهری می شود.
از طرف دیگر وسایل نقلیه و کارخانه ها و وسایل گرمایشی گرمای محیطی را افزایش می دهد علاوه بر آن ساختمانهای بلند و خیابانهای باریک جریان هوا را کاهش می دهند و هوای پیرامون را گرم می کنند. این تغییرات منجر به شکل گیری جزیره حرارتی شهری می شود پدیده ای که به موجب آن مناطق شهری درجه حرارت گرمتر از محیط طبیعی و روستایی اطراف خود را تجربه می کنند.
داده های سنجش از دور حرارتی یک منبع منحصر به فرد برای تعریف جزیره حرارتی سطح است که با جزیره حرارتی تاج پوشش شهری در ارتباط است . داده های ایستگاههای سینوپتیک دارای قدرت تفکیک زمانی بالا و پوشش بلند مدت است اما فاقد جزییات فضایی است. داده های سنجش از دور حرارتی می تواند به طور مستمر یک دید کلی از همه شهر داشته باشد و اهمیت ویژه ای برای بررسی دقیق اقلیم سطح شهر دارد. بررسی تحقیقات انجام گرفته در رابطه با جزیره حرارتی شهر تهران نشان می دهد که تا کنون پژوهشهای متعددی این موضوع را مورد بررسی قرار داده اند - نامداری - 1 - 1388،شکیبا و همکاران - 2 - 1388، ملک پور و طالعی - 4 - 1390 و صادقی و علیجانی - 5 - - تحقیقات صورت گرفته در این زمینه با ابزارها و روشهای گوناگونی صورت پذیرفته است
برای مثال - عباس رنجبر سعادت آباد و همکاران - 1384 آثار جزیره گرمایی و شهرنشینی را بر روی محیط طبیعی با استفاده از داده های ایستگاه ورامین و مهرآباد بررسی نموده و یا - صادقی و علیجانی - 1392 به بررسی فضایی زمانی جزیره حرارتی شهر تهران با استفاده از داده های ماهواره لندست سنجده ETM+ پرداخته است. نتایج این پژوهشها می تواند برای برنامه ریزان محیطی و ناحیه ای وشهری و حفاظت محیط زیست و دانشمندان علوم شهری و کشاورزی و اقتصاد سودمند باشد و به مدیران و برنامه ریزان شهری کمک کند تا در جهت مقابله با اثرات منفی جزیره حرارتی کمک کند.
منطقه مورد مطالعه
منطقه مورد مطالعه ما شامل شهر تهران پایختخت جمهوری اسلامی ایران است که از نظر جغرافیایی در 51درجه و 17 دقیقه تا 51 درجه و 33 دقیقه شرقی و 35 درجه و 36 دقیقه تا 35 درجه و 46 دقیقه شمالی قرار گرفته است. این شهر در دامنه جنوبی رشته کوههای البرز و حاشیه شمالی کویر مرکزی ایران در دشتی نسبتا هموار واقع شده است.
شکل 1نقشه مناطق مختلف تهران
مواد و روشها
دراین پژوهش از تعداد 2 تصویر ماهواره لندست سنجنده oliaاستفاده شده است. البته باید این مسِئله را مد نظر قرار داد که هدف ما از بررسی تصاویر ماهواره لندست بدست آوردن دمای سطح زمین است به منظور این کار باید مراحل مختلفی را از محاسبات و تصحیحات را بر روی باندهای تصویر خام انجام داد. از طرف دیگر برای مقایسه بلند مدت اختلاف دمای تهران با نواحی اطراف از تصاویر بلند مدت شبانه و روزانه ماهواره modis استفاده شده است.
-1 محاسبه دمای تابشی
برای محاسبه دمای تابشی ابتدا باید دادههای مادونقرمز حرارتی به رادیانس تبدیل شود. درواقع پس از استفاده عکس قانون پلانک - برای تبدیل رادیانس به دمای تابشی - لازم است دمای تابشی به دمای واقعی تبدیل شود که از رابطه - 1-1 - دمای تابشی محاسبه میشود.
که BT دمای درخشندگی، K1 و K2، ثابتهای تصحیح اول و دوم که مقدار آن از فرادادههای تصاویر به دست میآید. ، یا درخشندگی بالای جو با استفاده از رابطه - 1-2 - به دست میآید
