تحلیل فضایی-زمانی تغییرات فصلی جزایر حرارتی در شهرستان ملایر با استفاده از داده های سنجش ازدور

مقدمه: توسعه شتابان شهرنشینی در سطح جهانی موجب افزایش سطوح غیرقابل نفوذ، تراکم جمعیتی، تشدید فعالیت های عمرانی و افزایش مصرف انرژی شده است؛ عواملی که به طور هم افزا در تقویت پدیده جزیره حرارتی شهری (UHI) موثرند، به طور خاص، این پدیده از جایگزینی پوشش های گیاهی طبیعی با سطوح مصنوعی نفوذناپذیر، تمرکز فعالیت های انسان ساخت، افزایش تقاضای انرژی و تضعیف مکانیسم های طبیعی خنک سازی نظیر تعرق-تبخیر ناشی می شود. به دلیل نیاز به داده های مکانی و زمانی گسترده برای برآورد دمای سطح زمین(LST) ، پیشرفت های فناوری سنجش از دور در سال های اخیر بینش های مهمی در زمینه پویایی مکانی-زمانی جزایر حرارتی را ارائه کرده است. تاکنون مطالعات مختلفی در زمینه تاثیر و ارتباط بین تغییر کاربری، تراکم ساخت وساز، پارامترهای بیوفیزیکی شهری و پوشش گیاهی با دمای سطحی و جزایر حرارتی انجام شده و آثار اجتماعی و محیط زیستی افزایش دمای سطحی، از جمله افزایش مصرف انرژی، تنش های گرمایی و تاثیر بر سلامت انسان مورد بررسی قرار گرفته ولی بیشتر این مطالعات بر مقیاس شهری تمرکز کرده اند. مواد و روشها: در این مطالعه، تغییرات فصلی جزایر حرارتی در شهرستان ملایر با استفاده از داده های دمای سطح زمین حاصل از سنجنده MODIS ماهواره Terra و سنجنده TIRS ماهواره Landsat ۸ در بازه ی زمانی ۲۰۱۹ تا ۲۰۲۴ با توجه به متغیرهای بیوفیزیکی سطحی منتخب مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. همچنین به منظور مقایسه بهتر میان تصاویر مختلف، مقادیر LST بین حداقل و حداکثر مقدار موجود در هر تصویر نرمال سازی شدند. برای مقایسه دمای سطح زمین در کاربری های مختلف، پوشش زمین با استفاده از روش طبقه بندی حداکثر احتمال در محیط Google Earth Engine به پنج کلاس شامل باغات و زمین های زراعی، اراضی بایر، مراتع، مناطق آبی و مناطق شهری تقسیم بندی شد. این طبقه بندی بر پایه ترکیب همه تصاویر ماهواره ای لندست OLI مربوط به سال ۲۰۲۳ به عنوان نماینده سال های مورد مطالعه صورت گرفت. برای محاسبه ضریب همبستگی بین ویژگی های سطح زمین در نرم افزار گوگل ارث انجین، شاخص اختلاف پوشش گیاهی نرمال شده (NDVI)، پوشش کسری گیاهی ((FVC و آلبدو محاسبه شد. نتایج: نتایج نشان داد که بالاترین دمای سطح زمین روزانه و شبانه در ماه اوت، و کمترین دما برای هر دو LST روز و شب در ماه ژانویه مشاهده می شود. ضریب همبستگی بین میانگین آلبدو و NDVI ماهانه ۶۰۳ /۰- است. همچنین FVC در ماه هایی از سال که پوشش گیاهی فراوان تر است، با NLST همبستگی منفی دارد. به طوری که در ماه های آوریل، می و ژانویه به خصوص در مراتع ضریب همبستگی به ۶۵/۰- نیز هم می رسد. بحث: شدت شکل گیری جزایر حرارتی سطحی بسته به نوع کاربری اراضی (مانند کشاورزی یا آبی) تغییر می کند و تغییرات آن در دو بازه زمانی روز و شب به وضوح قابل مشاهده است. در طول روز، باغات، پوشش های گیاهی نسبتا متراکم و نواحی مرتفع نسبت به مناطق اطراف، دمای کمتری داشته و خنک تر هستند. از طرف دیگر در شب، مرکز شهر به عنوان گرم ترین ناحیه شناسایی شد، در حالی که نواحی روستایی، زمین های کشاورزی و باغات اطراف، دمای پایین تری داشتند. علاوه بر این، مناطق مرتفع به ویژه ارتفاعات شمال غربی شهرستان در اغلب فصول سردترین نواحی شهرستان بودند. این نتایج می توانند در برنامه ریزی و مدیریت منطقه ای در زمینه کشاورزی، محیط زیست، اقلیم شناسی، برنامه ریزی شهری و روستایی، رفاه اجتماعی و حوزه سلامت مورد استفاده قرار گیرند.

کلیدواژه ها:

دمای سطح زمین ، متغیرهای بیوفیزیکی ، پوشش گیاهی ، سنجش از دور ، شهرستان ملایر