بررسی روش ترکیبی در تشخیص جزایر گرمایی و راهکار تعدیل از طریق ظرفیت فضای سبز شهری (مورد مطالعه: شهر اصفهان)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس توسعه پایدار-شهرداری اصفهان

2 عضو هیئت علمی و مدیر گروه شهرسازی دانشگاه هنر اصفهان

3 استادیار پژوهشکده هواشناسی اصفهان

4 عضو هیئت علمی دانشگاه هنر اسلامی تبریز

5 کارشناس ارشد معماری، مدیر عامل شرکت مهندسین مشاور فرآیند بنا

6 پژوهشگر آزاد. نظام مهندسی کشاورزی و منابع طبیعی استان اصفهان

چکیده

پدیده جزایر گرمایی شهری یکی از چالش­هایی است که در پی گسترش بدون برنامه شهرها گریبانگیر اغلب کلانشهرها شده است. از آنجایی که در هر شهر و یا منطقه شهری پدیده جزیره گرمایی برآیند عوامل متفاوتی است که می­تواند منحصر به آن مکان باشد، راهکارهای ارائه شده برای آن منطقه نیز باید در جهت تصحیح و یا تقلیل آن عوامل باشد. در این پژوهش سعی شده به کمک داده­های ماهواره­ای شامل یک تصویر حرارتی روزانه 18 جولای 2015 ماهواره لندست و همچنین تصویر شبانه ماهواره مدیس و سیستم اطلاعات جغرافیایی به همراه داده زمینی نزدیک­ترین ایستگاه هواشناسی شهری به محل شبیه­سازی جزایر گرمایی شهر اصفهان مورد بررسی قرار گیرد. در این راستا میزان تأثیرپذیری کاربری­های مختلف بر ایجاد و شدت جزایر گرمایی در اصفهان بررسی شده و بر پایه یافته­های تحقیق، پیشنهادهای قابل اجرا در حوزه فعالیت شهری با نگاه ویژه بر روی فضای سبز داده شده است. از میان کاربری­های شهری به کمک شبیه­سازی تأثیر فضاهای سبز و به ویژه فضای سبز حاشیه معابر بر خرد اقلیم­های شهری در یکی از محدوده­های دارای با قدمت­ترین فضای سبز حجمی شهر، محدوده عباس­آباد مورد مطالعه قرارگرفت. در این راستا این فضای سبز شهری با درختان با قدمت زیاد در بافت تاریخی اصفهان انتخاب شد و به وسیله نرم­افزار Envi-met   مدل سازی شد. نتایج این شبیه­سازی برای تابستان 2015 میلادی نشان می­دهد که در سه نقطه انتخاب شده باوجود نزدیکی فواصل، حدود 1 درجه تفاوت دمایی مشاهده می­شود که نزدیکی به بدنه­های آبی و به خصوص فضای سبز از عوامل اصلی تأثیرگذار می­باشند و همچنین داده­های زمینی انطباق نسبی با روند تغییرات در نقاط دارند. بر این اساس سناریوهای مختلفی از حضور فضای سبز پیشنهاد و به کمک شبیه­سازی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج این مقاله نشان می­دهد که فضاهای سبز خرد می­تواند در صورت طراحی مناسب و بر مبنای اصول علمی تأثیر مناسبی در تعدیل اثرات حرارتی جزایر گرمایی در مقیاس­های کوچک داشته باشد. همچنین به علت گستردگی محدوده شهری روش­های ترکیبی پیشنهادی در این پژوهش می­تواند تحلیل­های حداکثری برای اقدامات کاربردی به منظور کاهش اثرات منفی جزایر گرمایی برای مدیریت شهری به ارمغان آورد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Studying the combined method in identifying Urban Heat Islands and their Mitigation via Urban Green Spaces (case study: Isfahan City)

نویسندگان [English]

  • Salahaldin Shoshtari 1
  • Mahmoud Ghalehnoee 2
  • Victoria Ezzatian 3
  • Aida Maleki 4
  • Mostafa Paknejad 5
  • raofeh rahpou 6
1 Sustainable Development Expert, Urban Service Department, Isfahan Municipality
2 PhD in Urban Design, Department of Urban Studies, Art University of Isfahan, Iran
3 Research Center Isfahan meteorological Organization
4 Faculty Member, Tabriz Islamic Art University
5 Director Manager, Farayand Bana Consulting Company
6 Free Researcher, Agricultural and Natural Resources Engineering organization of Isfahan
چکیده [English]

The urban heat island phenomenon is one of the challenges with which most metropolises have been struggling due to unplanned city expansions. Multiple factors have led to the emergence and escalation of this phenomenon, which can be classified into three main categories: the macro-climate of the region, materials used at urban fabric and urban texture. Various suggestions have been given by experts in this area to reduce the severity of this phenomenon and improve the urban microclimate. However, as the phenomenon is different in each city or metropolitan area, various location-specific solutions will be offered to reduce the factors contributing to the phenomenon. The study uses satellite data, including images of the Landsat satellite on July 18, 2015, as well as the overnight satellite images of Modis and the GIS, along with land data from the metropolitan weather stations closest to the selected simulation area where thermal islands were examined. In this regard, the extent of the impact of different uses on the formation and severity of thermal islands in Isfahan was investigated. Based on the findings, applicable suggestions in the field of urban activity are made with an emphasis on the green space.
In this paper, on the city level, the main green spaces including green spaces of urban streets and different types of urban parks were examined with regard to their geographical location in terms of the three categories of surface temperature (approximate 24-35°C, 35-40°C, and 40-51°C) and the applied map of each of these categories were developed. Accordingly, at the city level, the temperature in 10% of urban green spaces was above the normal, the temperature in 15% of urban green spaces was in the normal range, and the temperature in 3% of these spaces was lower than the nornal range.
The Abbas Abad area was studied in terms of urban usage through a simulation of the effect of green spaces, especially green spaces on the boundaries of the roads on the urban microclimate. This area is one of the areas with the most abundant, old green space in the city. In this regard, an urban green space with old trees was selected in the historical fabric of Isfahan and was modeled using Envi-Met. The simulation results for summer 2015 indicate that, despite the close proximity of the three selected points, about 1°C of difference is seen in the temperature of the three spots. The proximity of the water bodies, and green spaces in particular, is one of the main factors. Additionally, the ground data follows the pattern of simulations points as well. Therefore, different scenarios are proposed for the presence of green spaces and evaluated through simulation. The results of this paper show that small green spaces, if designed based on scientific principles, can have a good effect on the thermal effects of heat islands on the small scale. Also, because of the large scale of urban areas, the combined methods proposed in this study can lead to the application of measures to reduce the negative effects of heat islands for urban management.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Isfahan Metropolitan Urban Heat Island
  • Geography Information Systems
  • Environment Simulation
  • Urban Green Space Design
Ahmadi, A., et al. "Urban Change and Its Thermal Impacts Case Study: Isfahan." Journal of Architecture and Urban Planning 9(17): 155-171. [Persian]

Akbari, H. and D. Kolokotsa (2016). "Three decades of urban heat islands and mitigation technologies research." Energy and Buildings 133 834–842.

Arnfield (2003). "Two Decades of Urban Climate Research: a Review of Turbulence, Exchanges of Energy and Water, and the Urban Heat Island." International Journal of Climatology 23(1): 1-26.

F., R., et al. (2016). "Experimental evaluation of urban heat island mitigation potential of retro-reflective pavement in urban canyons." Energy and Buildings 126 340–352.

Gartland, L. (2008). Heat Islands, Understanding and Mitigating Heat in Urban Areas. London, Earthscan.

Gholami, F. and M. Gholami (2016). Urban Design indicators, effecting on Urban heat Island mitigation- Case study Enghelan Square Tehran. International Conference on Science and Engineering. Istanbul, www.civilica.com.[Persian]

Gunawardena, K. R. and M. J. K. Wells, T. (2017). "Utilizing green and bluespace to mitigate urban heat island intensity." Science of the Total Environment 584–585: 1040–1055.

j., Y., et al. (2016 ). "Effect of pavement thermal properties on mitigating urban heat islands: A multi-scale modeling case study in Phoenix,." Building and Environment 108 110-121.

Kotharkar, R. and A. Bagade (2018). "Evaluating urban heat island in the critical local climate zones of an Indian city." Landscape and Urban Planning 169: 92–104.

L., M., et al. ( 2016). "Climatological analysis of the mitigating effect of vegetation on the urban heat island of Milan, Italy,."  569-570: 762–773.

Maleki, A. (2015). Monitoring and modelling of the urban micro-climate in Vienna. Architecture and Spatial Planing. Vienna, Technical university of Vienna. PhD.

Mirzaei and Parham (2015). "Recent challenges in modeling of urban heat island " Sustainable Cities and Society 19: 200-206.

Nassar, A., et al. (2016). "Dynamics and controls of urban heat sink and island phenomena in a desert city: Development of a local climate zone scheme using remotely-sensed inputs." International Journal of Applied Earth Observation and Geoformation 51: 76–90.

Sheng, L., et al. (2016). "Comparison of the urban heat island intensity quantified by using air temperature and Landsat land surface temperature in Hangzhou, China." Ecological Indicators 72: 738–746.

Ward, K., et al. (2016). "Heat waves and urban heat islands in Europe: A review of relevant drivers." Science of the Total Environment: 569–570

Yuan, J., et al. (2016). "Application of glass beads as retro-reflective facades for urban heat island mitigation: Experimental investigation and simulation analysis." Building and Environment 105: 140-152.