دمای رویه زمین

فعالیت های انسانی خرداقلیم شهر را کنترل می کنند و یکی از روشن ترین آثار آن، پدیده جزیره گرمایی شهری است. جزیره گرمایی بر کیفیت زندگی شهری ازجمله مصرف انرژی، کیفیت هوا و آب و همچنین تندرستی مردم اثر دارد. شهر اهواز از گرم ترین شهرهای ایران است؛ از این رو جزیره گرمایی اهواز و شناخت خرداقلیم آن شایسته بررسی است. بدین منظور در این مطالعه جزیره گرمایی کلان شهر اهواز ازلحاظ تغییرات زمانی و مکانی با استفاده از داده های دمای رویه زمین سنجنده مودیس تررا و مودیس آکوا طی سال های 1381 تا 1396 بررسی شد. سنجش شدت جزیره گرمایی براساس آب وهوای پس زمینه انجام گرفت. در این راستا نخست محدوده شهر بر مبنای آخرین تصاویر گوگل ارث مشخص و سپس محدوده ای به اندازه وسعت شهر در پیرامون شهر تعیین و «ناشهر» نامیده شد. دمایی که در میان همه یاخته های ناشهر بیشترین فراوانی را داشت، دمای ناشهر در نظر گرفته شد. در ادامه اختلاف دمای تمامی یاخته های شهر از دمای ناشهر به دست آمد و میانگین اختلاف دمای همه یاخته های شهر از دمای ناشهر، میانگین شدت جزیره گرمایی/ سرمایی نامیده شد. نتایج نشان داد شهر اهواز طی روز جزیره سرمایی و هنگام شب جزیره گرمایی دارد. شهر اهواز هنگام روز به طور متوسط 2 درجه سلسیوس خنک تر و در شب 2/2 درجه سلسیوس گرم تر از پیرامون خود است. همچنین به علت عبور رودخانه کارون از داخل شهر، جزیره گرمایی به دو بخش تقسیم می شود؛ بخش های شرقی و غربی شهر دمای رویه بیشتری نسبت به میانه شهر دارند. کانون جزیره گرمایی شبانه و قسمت های ضعیف جزیره سرمایی روزانه بر منطقه صنعتی اهواز منطبق است.

  رطوبت خاک نقش مهمی در تبادل ماده و انرژی میان سطح زمین و جو دارد. کمبود یا فقدان رطوبت خاک، به عنوان یکی از عوامل شتاب دهنده به ایجاد و گسترش کانون های گرد و غبار شناخته می شود. تالاب هورالعظیم در جنوب غرب ایران، در دهههای اخیر به دلایل مختلف با تنشهای آبی مواجه بوده است. هدف از این بررسی، پایش تغییرات زمانی-مکانی رطوبت خاک در تالاب هورالعظیم و ارتباط آن با فراوانی رخداد طوفانهای گرد و غبار در جنوب غرب ایران میباشد. برای این منظور، پایش تغییرات زمانی- مکانی رطوبت خاک برپایه اطلاعات سنجش از دور بررسی گردیده است. تصاویر 8 روزه از سنجنده مادیس ماهواره اکوا در دوره 15 ساله(2017-2003) اساس این بررسی را شکل میدهد. در سوی دیگر، فراوانی سالانه رخدادهای گرد و غبار در جنوب غرب ایران در دوره 2017-1987 جهت بررسی پاسخ شرایط جوی به تغییرات محیطی تالاب مورد ارزیابی قرار گرفته است. نمایههای سنجش از دور شامل دمای رویه زمین(LST)، شاخص پوشش گیاهی تعدیل کننده اثر خاک(SAVI) و شاخص رطوبت خاک عمودی(PSMI) میباشند. نتایج این بررسی، بیانگر روند افزایشی دامنه شاخصهای دور سنجی میباشد. دامنه شاخص پوشش گیاهی، رو به ارزشهای بیشتر میرود که به مفهوم کاهش تراکم پوشش گیاهی میباشد. ارزشهای شاخص رطوبت خاک عمودی نیز روند افزایشی دارد که بیانگر کاهش رطوبت خاک میباشد. آزمونهای آماری نشان داد که فراوانی طوفانهای گرد و غبار در ایستگاههای بستان و صفیآباد دزفول در سطح معنی داری 0/01 و سایر ایستگاهها در سطح معنیداری 0/05 روندهای افزایشی داشتهاند. همچنین مقادیر بتا نشان داد که هرساله حدود یک روز به تعداد روزهای گرد و غبار در ایستگاه های صفی آباد و بستان افزوده شده است. بنابراین کاهش رطوبت خاک و کاهش تراکم پوشش گیاهی منجر به افزایش دمای رویه زمین شده که این تغییرات شرایط محیطی تالاب هورالعظیم بر فراوانی رخداد طوفانهای گرد و غبار اثر میگذارند. <span style="font-size: 12pt; line-height: 115%; font-family: '2 Lotus';" lang="FA" dir="RTL"> 

دمای رویه زمین، فراسنجی کلیدی در فیزیک فرآیندهای رویه زمین در مقیاس منطقه ای و به ویژه جهانی است. نزدیک به دو دهه است که از اندازه گیری دمای رویه توسط سنجنده مودیس می گذرد. واکاوی وردش های مکانی دمای رویه می تواند ما را در شناخت رفتار این فرا سنج کلیدی یاری کند. هدف از این پژوهش واکاوی روند تغییرات دمای رویه در گستره ایران است. بدین منظور از داده های دمای رویه زمین سنجنده مودیس ترا (MOD11A1) در دوره زمانی 1379-1398 به صورت روزانه و با تفکیک مکانی 1 × 1 کیلومتری بهره گرفته شد. پس از استخراج داده ها در گستره ایران، روند دمای رویه گستره ایران بر روی 1884077 یاخته به کمک آزمون من کندال موردبررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد بیشترین گستره روند افزایشی دمای رویه در فصل زمستان در ماه دی، بهمن و اسفند قابل مشاهده است و بیشتر روند های افزایشی معنی دار نیز در ارتفاعات دیده می شود که این موضوع می تواند در ارتباط با کاهش پوشش برفی و کاهش سپیدایی در این نواحی باشد. بررسی روند دمای رویه در فواصل ارتفاع 100 متر نیز نشان داد که در دی ماه تمامی سطوح ارتفاعی دارای روند افزایشی در دمای رویه است که این روند افزایشی در سطح 05/0 معنی دار است.

پایش مکانی و زمانی جزیره گرمایی شهری با داده های دورسنجی رو به افزایش است و یکی از مهم ترین دلایل آن ارائه اطلاعات مکانی بیشتر از دمای شهرها نسبت به داده های زمینی است. هدف از این پژوهش واکاوی اثر نوع پوشش زمین در منطقه خارج از شهر بر جزیره گرمایی شهری است. به این منظور ، از دمای رویه زمین مودیس در چهار برداشت روزانه برای برآورد شدت جزیره گرمایی شهرهای تبریز و ارومیه بهره گرفته شده است. به منظور بررسی اثر نوع پوشش حومه شهر بر شدت جزیره گرمایی، گونه های غالب پوشش زمین در اطراف این دو شهر جداگانه کندوکاو شد. همچنین ، بررسی وردش های زمانی گستره دریاچه ارومیه و ارتباط آن با شدت جزیر ه گرمایی از دیگر اهداف این پژوهش است. یافته ها نشان داد نوع پوشش حومه اثر چشم گیری د ر شدت جزیره گرمایی و سرمایی رویه دارد. هر کدام از دو شهر مورد واکاوی با توجه به نوع و تراکم پوشش اطراف آن رفتار متفاوتی را ، به ویژه در وردش های درون سالانه جزیره گرمایی ، نشان می دهند. تغییر نوع پوشش حومه بر جزیره گرمایی ارومیه اثر بیشتری نسبت به تبریز دارد. این شرایط در پیوند با تغییرات گستره دریاچه ارومیه نیز در شهر ارومیه چشم گیرتر است. یافته ها همچنین گویای این است که افت وخیز بیشتر دمای رویه زمین نسبت به دمای هوا جزیره گرمایی شدیدتری را نیز برای شهرها به دست می دهد.

گسترش شهر نشینی و افزایش جمعیت در کلان شهرها و رشد فعالیت های صنعتی در شهر ها باعث ایجاد تغییراتی در خرد اقلیم مناطق شهری شده است. یکی از نتایج این تغییرات، جزایر گرمایی شهر است. شهر مشهد نیز، طی سال های اخیر، رشد شتابناکی داشته است. در این پژوهش، جزیره گرمایی/ سرمایی رویه پایه کلان شهر مشهد براساس آب وهوای پس زمینه بررسی شده که هدف آن شناخت رفتار زمانی و مکانی این جزیره گرمایی بوده است. بدین منظور، داده های دمای رویه زمین سنجنده های مودیس تررا و مودیس آکوا دریافت و جزیره گرمایی، براساس آن، بررسی شد. برای سنجش جزیره گرمایی، از روش نوینی استفاده شد. در این روش، نقشه های کاربری اراضی مودیس برای تعیین محدوده شهر و غیرشهر و همچنین، تعیین نوع کاربری اراضی منطقه مورد مطالعه به کار رفت. آب وهوای پس زمینه برپایه دمای دورسو مشخص شد، نماینده دمای غیرشهر طبق بیشترین تکرار دما انتخاب شد و جزیره گرمایی براساس آن محاسبه شد. بررسی جزیره گرمایی/ سرمایی در بازه روزانه نشان داد که در کلان شهر مشهد، طی روز، میانگین دما کمتر و در شب، دمای شهر بیشتر از دمای بیرون شهر است. همچنین، بررسی فصلی جزیره گرمایی/ سرمایی این کلان شهر نشان می دهد که جزیره سرمایی، روز هنگام، طی فصل های گرم سال بیشترین مقدار و در فصل های سرد کمترین مقدار را دارد و تغییرات فصلی جزیره گرمایی شبانه کمتر از جزیره سرمایی روز هنگام است. هسته جزیره سرمایی روز هنگام مشهد در محدوده حرم مطهر تا میدان شهید فهمیده به سمت حاشیه غربی شهر قرار دارد. این منطقه منطبق بر پارک ها و باغ های بزرگ شهری است. هسته جزیره گرمایی شبانه در بافت قدیمی، پرتراکم و پررفت وآمد شهر و در محدوده حرم مطهر به سمت شمال غرب قرار دارد. شدت جزیره گرمایی/ سرمایی نیز ارتباط مستقیمی با سرعت وزش باد دارد. نقش کاربری اراضی در تشدید و یا کاهش شدت جزیره گرمایی شهر مشهد به خوبی مشخص است. در توسعه شهر، می توان توجه بیشتری به کاربری اراضی شهری داشت تا دمای شهر را با استفاده درست از آن، تعدیل کرد.