بخشی از مقاله
چکیده
گسترش جمعیت، توسعه و پیشرفت در شهرها سبب ایجاد جزایر گرمایی و تغییرات اقلیمی در این مناطق گشته، که شدت آن تحت تاثیر عواملی نظیر توپوگرافی شهر، وضعیت هوا، اندازه جمعیت، مقدار گرمای مصنوعی تولید شده، قرار میگیرد. جزایر گرمایی علاوه بر افزایش درجه حرارت و پیدایش خرد اقلیمها در مناطق شهری، سبب بروز مشکلات زیست محیطی عدیدهای از جمله پایداری و تشدید آلودگی هوا نیز میشوند. بدین منظور این پژوهش بر اساس مطالعات کتابخانهای و با هدف بررسی چگونگی تشکیل جزایر گرمایی، تاثیر آن بر اقلیم مناطق شهری و ارائهی راهکارهایی به منظور مقابله با آن، صورت پذیرفته است.
کلمات کلیدی: جزایر گرمایی، تغییرات اقلیمی، آلودگی هوا
مقدمه و هدف
در عصر حاضر افزایش جمعیت بر روی کرهزمین، پیامدهایی همچون افزایش شهرنشینی، گسترش فعالیتهای صنعتی و بروز مشکلات زیست محیطی نظیر مصرف غیر اصولی از منابع، آلودگی آب، هوا و خاک و تغییرات اقلیمی را به دنبال داشته است. [1] در واقع از میان مشکلات زیست محیطی ایجاد شده، تغییرات اقلیمی به عنوان یکی ازمهمترین آسیبهای زیست محیطی در جهان تلقی میشود. زیرا اقلیم دستگاه پیچیدهای است که همواره توسط عوامل درونی و برونی در حال تغییر میباشد.که در این میان شهرها، از عوامل اصلی تغییرات اقلیمی به شمار میروند. [14] زیرا یکی از بارزترین عوامل تغییر اقلیم، پدیدهی جزیره گرمایی شهری میباشد که تقریبا بیشتر شهرهای بزرگ جهان به سبب افزایش جمعیت و گسترش فعالیتهای صنعتی به آن مبتلا شدهاند. [6] جزایر گرمایی شهری به سطحی از شهر گفته میشود که به میزان قابل توجهی از مناطق اطراف خود دارای درجه حرارت بیشتری باشد.
این پدیده نخستین بار توسط شخصی به نام لاک هاوارد در سال 1810 بیان گشت. در جزایر گرمایی اختلاف دما به طور معمول در شب بیشتر از طول روز است و در مواقعی که وزش باد ضعیف میشود، آشکارتر میگردد. این پدیده به صورت فصلی علاوه بر تابستان، در زمستان نیز قابل رؤیت میباشد. در واقع تغییر نوع کاربری سطح زمین در اثر توسعهی شهری، از علل اصلی ایجاد جزایر گرمایی شهری، برشمرده میشود. [22] پدیده جزایر گرمایی در محدوده شهری، میتواند منجربه بروز معضلاتی از قبیل افزایش دما، افزایش آلودگی هوا، کاهش رطوبت هوا، افزایش میزان تبخیر و تعرق، کاهش منابع آبی منطقه و در پی آن سبب تشدید عوامل تغییرات اقلیمی، گردد. [4] اکثر کشورهای جهان از قبیل آمریکا، مکزیک، هند، سنگاپور و ... به دنبال راهکارهایی برای مقابله و کاهش پیامدهای جزایر گرمایی شهری میباشند که طی بررسی های انجام شده در امریکا مشخص گردید 57 شهر از این کشور به این پدیده مبتلا گشتهاند. [12]
در کشورهای دیگر نیز همچون سنگاپور بخشی از بودجه دولت به منظور جلوگیری از گسترش جزایر گرمایی شهری و راهکارهایی برای توسعه اصولی شهرها اختصاص داده شده است. [2] کشور ایران نیز از این معضل جهانی مصون نبوده و بیشتر شهرهای بزرگ آن به جهت افزایش تراکم جمعیت، توسعه فعالیتهای صنعتی و افزایش مصرف سوخت- های فسیلی، گرفتار جزایر گرمایی شهری شدهاند. [5] در این مقاله به برر سی علل ت شکیل جزایر گرمایی شهری، تاثیر این پدیده بر روی تغییرات اقلیمی و پیامدهای آن و ارائه راهکارهایی به منظور مقابله و کاهش اثرات جزایر گرمایی شهری، پرداخته میشود.
تئوری و پیشینه تحقیق
مطالعه جزایر حرارتی در گذشته با استفاده از اندازهگیری دما در ایستگاههای هواسنجی و اتومبیلهای مخصوص ثبت دما انجام میشد. از دهه 2000 با ورود ماهوارههای پایش زمینی و امکان مدلسازی اقلیمی، از این تکنولوژیها بهطور گسترده جهت اندازهگیری دمای سطح زمین استفاده میگردید، که تاکنون توانستهاند با استفاده از این روش دادههای ارزشمندی برای تحلیل جزایر حرارتی شهری فراهم کنند. [25] و [26] مطالعات صورت گرفته در تگزاس و سئول، نخستین پژوهشهایی بودند که در آنها با استفاده از دادههای دمایی چشم انداز حرارتی شهری مطالعه شد. مبنای این مطالعات، سنجش دما در یک محیط شهری گسترده بر اساس دادههای ایستگاههای هواشناسی بود. اما توزیع یکنواخت و تعداد اندک این ایستگاهها سبب شد تا این دادهها آن طور که باید برای نمایش پراکندگیها در سرتاسر یک منطقه، مورد اعتماد نباشند. [6]
در مطالعهای که با هدف دانستن ظرفیتهای ذخیره حرارتی سطوح و تأثیرات آن بر روی دمای لایه هوای شهر در هوستون آمریکا صورت پذیرفت، قدرت تفکیک مکانی تا 160 متر افزایش یافت که فقط برای تهیه نقشه بزرگ مقیاس هر شهر مناسب بود. نگرش اصلی در این مطالعه بررسی محیط حرارتی شهری در ارتباط با ویژگیهای پوششهای گیاهی سطح زمین بود. [25] در مطالعه بر روی سطوح شهری پکن، علل اصلی تغییرات محیط حرارتی شهر، تغییر سطوح طبیعی و جایگزین شدن آن با سطوح بتونی، خیابانهای آسفالته و دیگر مواد غیرقابل نفوذ بیان گشت و پس از مدلسازی محلی، بررسی و افزایش پوشش گیاهی امری ضروری در نظر گرفته شد. [24]
در سالیان اخیر، ضرورت بررسی کلیات جزایرگرمایی شهری درکشور ایران نیز مورد توجه جدی پژوهشگران قرار گرفته است. آنها اختلاف دمای نقاط منتخب را با انتخاب یک و یا چند ایستگاه اندازهگیری دما به عنوان نماینده نواحی توسعه یافته و کمتر توسعه یافته شهری یا روستایی، بررسی نموده و در مورد ساختار جزایر حرارتی ناحیه مطالعاتی خود اظهار نظر کردهاند. [11] طی پژوهش صورت گرفته در شهر رشت در سال 1385، به منظور شناخت محدوده مکانی تشکیل جزیره گرمایی و علل تشکیل آن، از آمار روزانه ایستگاههای سینوپتیک مستقر در شهر و حومه شهر استفاده گشت و همچنین مشخص گردیدکه جزایر گرمایی در طی ماههای بهمن سال 1385 تا خرداد سال 1386 در این شهر به وقوع پیوسته، که علل اصلی ایجاد این پدیده در شهر رشت، افزایش سطح ساختمانها، افزایش میزان استفاده از سوختهای فسیلی به جهت حمل و نقل و ایجاد آلودگی هوا، تراکم زیاد جمعیت در شهر به سبب توریستی بودن آن و ...، بیان شده است. [10]
در سال 1392، با استفاده از مدلهای ریاضی و آماری جهت بررسی نحوه استقرار جمعیت و تغییرات در فاصله زمانی ده ساله، پژوهشی صورت گرفت. در این پژوهش با استفاده از دادههای به دست آمده از دو سر شماری انجام شده در سالهای 1375 و 1385، تأثیر افزایش جمعیت بر عملکرد جزایر گرمایی شهری در محدوده جغرافیایی استان البرز مورد بررسی قرار گرفت. طی نتایج به دست آمده از این پژوهش مشخص گردید شهرهایی که جمعیت بیشتری دارند، دچار افزایش دما از طریق تولید گرمای مصنوعی و بروز پدیدهی جزایر گرمایی شهری میشوند. که به دنبال آن مشکلات دیگری از قبیل تفاوت در آب و هوای مناطق شهری نسبت به مناطق اطراف و حومهی آنها، نمایان میگردد. [6]
مواد و روشها -1 دلایل پیدایش جزایر گرمایی شهری
بررسیهای ماهوارهای نشان میدهد که تمامی شهرهای بزرگ جهان، به دلیل نابود کردن رستنیها، گیاهان و در واقع جایگزینی سطح نرم با سطح سخت، به ویژه مصالح تیره رنگ ساختمانی، دچار پدیدهی جزایر گرمایی شهری شدهاند. [4] در محیطهای شهری به علت کاهش میزان خاک و پوشش گیاهی، در طول روز مواد تیره ساختمانی مانند ایزوگامها، رنگهای تیرهی به کار رفته در مصالح ساختمانها، گرما را جذب میکنند و تا مدت زیادی حتی ساعتهایی پس از غروب آفتاب هم میتوانند گرمای جذب شده را در خود نگاه دارند. چنین شرایطی باعث میشود دما 2 تا 15 درجه سانتی گراد در این مناطق افزایش یابد، این امر نه تنها باعث افزایش مصرف انرژی برای خنک کردن ساختمانها و افزایش سرانه بار مالی به ویژه در ماههای گرم سال و در مناطق مرکزی شهرها میشود، بلکه باعث ایجاد آلودگی در جو از جمله تولید گاز ازن و افزایش ترکیبات زیان بار گوگردی و دیگر آلایندهای آسیبرسان در سطح زمین میگردد. [8]
کاهش سطح پوشش گیاهی نیز در مناطق شهری به سبب گسترش احداث ساختمانها در این مناطق، منجربه عدم تهویه صحیح، تعدیل و کاهش دمای هوا در محیطهای شهری گشته است. همچنین این امر میتواند موجب بروز مشکلات دیگری نظیر افزایش سطح آلایندههای گوناگون در هوای شهرها، هدر رفتن آب حاصل از بارندگی و به دنبال آن کاهش منابع آبی، افزایش آلودگی صوتی و بصری، افزایش مشکلات روانی و ...گردد. [18] امروزه ساختمانهای بلند جزء پدیدههایی محسوب میشوند که جهان به ویژه شهرهای بزرگ با آن رو به رو هستند. بلندمرتبهسازی به منظور بهرهبرداری بهینه از زمین، به دلیل داشتن تاثیرات منفی بر محیط زیست مشکلات جدیدی را ایجاد میکند که ازجمله آن میتوان به افزایش تراکم جمعیت، آلودگی زیست محیطی، کاهش دسترسی شهروندان به هوای تازه و نور خورشید، افزایش دمای موجود در مناطق شهری، به وجود آمدن پدیدهی جزایر گرمایی شهری و در نهایت ایجاد یا تشدید تغییرات اقلیمی در منطقه، اشاره کرد. [21]
