آلبیدو

بیلان انرژی تابشی دریافتی و برگشتی از کره زمین بیانگر انرژی قابل دسترس در هر بخش از سامانه زمین-اتمسفر می باشد. همچنین تابش خالص خورشیدی بنیادی ترین نیروی محرکه برای تبخیر و تعرق و تمامی کنش و واکنش های میان رویه زمین و اتمسفر می باشد. این برهم کنش ها به گونه ای معنی دار بر اقلیم و دگرگونی آن سایه می افکنند. ازاین رو، برآورد ریزبینانه انرژی خالص در مقیاس گسترده ازنظر مدل های اقلیمی جهانی و منطقه ای حائز اهمیت است. در این پژوهش جهت مطالعه روند تغییراتِ بلندمدتِ میانگینِ ماهانه آلبیدو سطحی (Albedo) از تولیدات آلبیدو سنجندهِ MODIS ماهوارهِ ترا بانام (MCD43B3) استفاده شد. قدرت تفکیک فضایی تصاویر اخذشده، یک در یک کیلومتر برای یک دوره آماری 15 ساله (2014-2000) برای سه ماه آوریل، می و ژوئن بوده است. بعد از اخذ تصاویر از مرکز آرشیو فعال توزیع فرایندهای سطح زمینِ ناسا، تمامی 45 تصویر دانلود شده برای منطقه مورد مطالعه موزائیک و با سیستم مختصات جهانی مرکاتور معکوس با استفاده از روش نمونه برداری نزدیک ترین همسایه ژئو رفرنس شدند. تبدیل فرمت تصاویر به فرمت ASCII مرحله بعدی کار را تشکیل داد که هر ASCII 30080 پیکسل را شامل می شود. درنهایت با استفاده از دو روش آماری برآورد کننده شیب سنس و رگرسیون خطی کلاسیک روند تغییرات بلندمدت میانگین ماهانه آلبیدو در یک مقیاس پیکسل-مبنا مورد تحلیل قرار گرفتند. نتایج حاصل از این دو مدل نشان دادند که این دو مدل در برآورد روند تغییرات میانگین آلبیدو دقیقاً مانند همدیگر عمل نموده اند و تفاوتی با یکدیگر نداشته اند. همچنین نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که کانون بیشترین روند کاهشی شیب تغییرات آلبیدو در شمال شرق می باشد که در این قسمت از دشت به دلیل جاری بودن رودخانه هیرمند، کشاورزی به صورت گسترده ای در آن رواج دارد. مقادیر افزایشی شیب روند تغییرات نیز به صورت بسیار محدود و لکه هایی کوچک و گاهاً بزرگ در شمال، جنوب شرق و مرکز دشت قابل مشاهده است. این روند افزایشی در مقادیر شاخص آلبیدو نیز در شمال دشت دقیقاً منطبق بر خشک شدن دریاچه های سه گانه هامون بوده است. بقیه مساحت دشت نیز که دارای چشم اندازی بیابانی می باشد و فاقد هرگونه پوشش گیاهی و همچنین جمعیت انسانی می باشد روند خاصی را از خود نشان نداده است. در این مطالعه همچنین به روشنی مشخص شد که استفاده از روش ناپارامتریک برآورد کننده شیب سنس و پارامتریک رگرسیون خطی کلاسیک در مطالعات روند تغییرات آلبیدو مناطق خشک منتج از تولیدات ماهواره ای سنجنده مادیس می تواند بسیار کارآمد باشد.

مصالح قابلیت جذب، انباشت و انتقال پرتوهای خورشید به جو را دارند. بدین معنا که مصالح مورداستفاده در پوسته شهر، نقشی کلیدی در تغییر خرداقلیم شهرها و ایجاد اثر جزیره حرارتی دارد. برای شناسایی تأثیر مصالح مختلف پوسته شهری بر افزایش دمای هوای مجاور سطوح، یک مطالعه تجربی بر روی 30 نمونه از مصالح رایج مورداستفاده در پیاده راه، خیابان و بام در شهر تهران انجام شده است. در این پژوهش با هدف بررسی تأثیر خواص ترموفیزیکی و تابشی مصالح و با بهره گیری از ابزارهایی چون ترمومتر تماسی، دوربین مادون قرمز و طیف سنج، عملکرد حرارتی و نوری نمونه ها موردمطالعه قرار گرفت. با استفاده از روش های آماری، خصوصیات فیزیکی نمونه ها چون رنگ، جنس و بافت سطح و اثر هر یک بر تغییرات دمای سطوح به کمک داده های جمع آوری شده مشخص گردید. نتایج نشان می دهد که در اکثر نمونه ها، بیشینه دمای سطح بالاتر از oC 54 و شاخص بازتاب خورشیدی(SRI) و آلبیدوی کمتر از 50% است که در افزایش دمای هوای مجاور نقش به سزایی دارند. لذا استفاده از مصالح با رنگ روشن و صیقلی و همچنین آلبیدو بالا، به شرط کنترل خیرگی، از مؤثر ترین راهکارهای کنترل افزایش دمای هوای مجاور است. این مطالعه می تواند در انتخاب هرچه بهتر مصالح مناسب، کاهش اثر جزیره حرارتی و در نتیجه بهبود شرایط آسایش حرارتی در محیط های خارجی در ایران مؤثر باشد.

در پژوهش حاضر حساسیت سنجی عناصر هواشناسی(نظیر میانگین دما، رطوبت نسبی و سرعت باد) به پارامترسازی های فیزیکی مختلف در مدل پیش بینی عددی وضع هوا (WRF) جهت شبیه سازی اقلیم شهر و تعدیل جزیره گرمایی شهری منطقه مورد مطالعه، مورد ارزیابی قرار گرفت. جهت مطالعه مسائل زیست محیطی شهری از مدل تاج پوش شهری(UCM) به صورت جفت شده با مدل WRF استفاده شد. آزمایش های متعددی به منظور دستیابی به پیکربندی بهینه برای انجام شبیه سازی در بازه زمانی 18-21 آگوست 2016 با شرایط جوی پایدار در فصل تابستان اجرا شد. انتخاب مناسب ترین پیکربندی با کمترین خطا، به عنوان بستری مناسب برای شبیه سازی های اقلیم شهری جهت مطالعه راهکارهای تعدیل جزیره گرمایی شهری (UHI) مطرح می شود. افزایش بازتاب سطوح جهت کاهش UHI در دامنه اعمال گردید. جهت ارزیابی عملکرد پیش بینی مدل و مقادیر مشاهداتی متناظر با آن از دو شاخص ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین خطای اریب (MBE) استفاده شد. نتایج نشان داد در استان تهران، بطورکلی تمامی پیکربندی ها دمای هوا و سرعت باد را کمتر از مقدار واقعی و رطوبت نسبی را بیشتر از مقدار واقعی برآورد می نمایند. همچنین در استان البرز تمامی پیکربندی ها دمای هوا و سرعت باد را بیشتر از مقدار واقعی و رطوبت نسبی را کمتر از مقدار واقعی برآورد می نمایند. با افزایش انعکاس سطوح شهری، میانگین دمای استان های تهران و البرز به ترتیب به میزان 6/0 و 2/0 درجه سانتی گراد کاهش می یابد. سرعت باد مخصوصاً در نواحی شهری، مقداری افزایش می یابد. همچنین شاهد افزایش میانگین رطوبت نسبی (خصوصاً در نواحی شهری) در مناطق مورد مطالعه خواهیم بود.