تحلیل فضایی مخاطرات محیطی

تحلیل فضایی مخاطرات محیطی

آشکار سازی تاثیر کاربری اراضی درتغییر پذیری زمانی مکانی سالانه ارتفاع لایه مرزی(مطالعه موردی شهر کرمانشاه)

نویسندگان
داریوش یاراحمدی 1
زهرا زارعی چقابلکی 2
1 دانشگاه لرستان
2 دانشجوی دکتری اقلیم شناسی
10.29252/jsaeh.5.3.53
چکیده
چکیده:

لایه مرزی جو بخشی از جو است که مستقیماً تحت تأثیر شرایط سطحی است و به واداشت‌های سطحی در کوتاه مدت پاسخ می‌دهد. هدف از این مطالعه بررسی نقش تغییرات توسعه شهری کرمانشاه بر ارتفاع لایه مرزی می باشد. در این راستا داده‌های مربوط به ارتفاع لایه مرزی از پایگاه داده میان برد اروپایی برای دوره آماری 1990 تا 2015 اخذ گردید. داده‌های مربوط به کاربری شهری از تصاویر چند زمانه لندست(ETM،TM و OLI) نیز طی دوره آماری 1990 تا 2015 اخذ شد. برای تحلیل ارتباط داده‌های مذکور، از تحلیل همبستگی پیرسون در سطح معنی داری 95/0درصد(P_value=0/05) استفاده گردید. در نهایت به ارزیابی تأثیر میزان توسعه شهری در ارتفاع لایه مرزی در دو دوره گرم و سرد سال پرداخته شد. نتایج این تحقیق بیانگر آن بود که طی دوره آماری مورد بررسی یعنی از سال1990 تا 2015 رشد شهر از 41 کیلومتر مربع بوده در سال 1990 به 71 کیلومتر مربع در سال 2015 رسیده است و رشد دو برابری را نشان داده است. نتایح تحلیل همبستگی نشان داد تاثیر میکرو اقلیمی گسترش کاربری شهری، بر تغییرات لایه مرزی در زمستان مشهودتر از تابستان بود زیرا در تابستان گرمایش شدید سطح زمین به طور یکسان، تا حدود زیادی تأثیر میکرواقلیم را کمرنگ تر کرده و باعث کاهش همبستگی تغییرات زمانی ارتفاع لایه مرزی با توسعه رشد شهر شده است به طوری که در این فصل ارتباط معنیداری مشاهده نشد (17/0) اما در فصل سرد ارتباط معنی داری بین توسعه کاربری شهری و ارتفاع لایه مرزی مشاهده گردید به طوری که با افزایش رشد شهر ارتفاع لایه مرزی نیز در پاسخ به این تغییرات کاربری یک روند صعودی را طی کرده است.

واژگان کلیدی: توسعه شهری، لایه مرزی، میکروکلیما،کرمانشاه
کلیدواژه‌ها
واژگان کلیدی: توسعه شهری
لایه مرزی
میکروکلیما
کرمانشاه

عنوان مقاله English

Revealing the impact of changing land use of the annual spatiotemporal boundary layer height (Kermanshah Case Study)

چکیده English

Introduction

Atmospheric boundary layer (ABL), is the lowest part of the atmosphere. Its behavior is directly influenced by its contact with earth surface. On earth it usually responds to changes in surface radiative forcing in an hour or less. In this layer physical quantities such as flow velocity, temperature, moisture, etc., display rapid fluctuations (turbulence) and vertical mixing is strong. Above the ABL is the "free atmosphere" where the wind is approximately geostrophic while within the ABL the wind is affected by surface drag and turns across the isobars. The land use/cover changes affecting the surface radiative forces lead to ABL spatio-temporal variation. The main object of this study is to analysis the association among ABL height and built-up spatial growth in Kermanshah city.

Data and methods

Multi-temporal satellite images from Landsat imagery data for 1990 to 2015 series of sensors TM, and OLI (Landsat 5 and 8) were taken from USGS database. Data of the Atmospheric Boundary layer height (ABL height) for the city of Kermanshah also were taken during 1990- 2015 from ECMWF – Eran-Intrim website at 0.0125 ° spatial resolution. Firstly, we analysis the temporal trends of ABL height of Kermanshah in summer and winter using linear regression in 0.95 confidence level (P_value = 0.05). The built up area of Kermanshah has been extracted from TM and OLI images using supervised classification method and maximum likelihood classification(MLC) algorithm in GIS image analysis. The Pearson correlation analysis has been used to reveal the relationship between annual ABL height variation and built-up growth of Kermanshah.

Result

The results of long term trend of Built up growth of Kermanshah that extracted using MLC algorithm as can be seen in figure 1 indicated that the built up area in Kermanshah has been growth by 1.02 square kilometer annually.According the figure 2, The results of annual trend of ABL height in summer and winter also reveals that in summer there is no significant trends in ABL height while in winter the significant increasing long term trend has been observed in ABL height.

کلیدواژه‌ها English

Keywords: urban development boundary layer
microclimate
Kermanshah
9. Lee, Sang-Hyun. & Jong-Jin. Baik.2011. Evaluation of the Vegetated Urban Canopy Model (VUCM) and Its Impacts on Urban Boundary Layer Simulation, ASIA-PACIFIC Journal of Atmospheric Sciences.47: 151-165.
10. Miller, Roberta Balstad. And Small. Christopher.2013. Cities from space: potential applications of rericemote sensing in urban environmental research and policy. Environmental Science & Policy. 6: 129-137.
11. Amiri R., Q.H. Weng, A. Alimohammadi, and S.K. Alavipanah .2009. Spatial-temporal dynamics of land surface temperature in relation to fractional vegetation cover and land use/cover in the Tabriz urban area, Iran. Remote Sensing of Environment. 113:2606-2617
12. Dengsheng, Lu. And Qihao, Weng. .2006. Spectral mixture analysis of ASTER images for examining the relationship between urban thermal features and biophysical descriptors in Indianapolis, Indiana, USA. Remote Sensing of Environment. 104: 157–167.
13. Jiang, Jing, and Guangjin. Tian.2010. Analysis of the impact of Land use/ Land cover change on Land Surface Temperature with Remote Sensing. Procedia Environmental Sciences. 2: 571–575
14. Xiao, j., and A. Moody.2005. A Comparison of methods for estimating fractional green vegetation cover within a desert-to-upland transition zone in central New Mexico, USA, Remote Sensong of Environment. 98: 237- 25.
15. Xingping, Wen, Yang. Xiaofeng and Hu. Guangdao .2011. Relationship between Land Cover Ratio and Urban Heat Island from Remote Sensing and Automatic Weather Stations Data, J. Indian Soc Remote Sens. 39:193– 201
16. Feng, J. Z., and D. E. Petzold.1988. Temperature trends through urbanization in metropolitan Washington, D.C., 1945–1979. Meteor. Atmos. Phys. 38: 195–201.
17. Karl, T. R., H. F. Diaz, and G. Kukla.1988. Urbanization: Its detection and effect in the United States climate record. J. Climate. 1: 1099–1123.
18. Karl, T. R., and P. D. Jones.1989. urban bias in area-averaged surface air temperature trends. Bull. Amer. Meteor. Soc. 70:265–270.
19. Ghazanfari, S., M. F. Naseri, Faridani, H. and Farid, A. Aboutorabi.2009. Evaluating the effects of UHI on climate Parameters (A case study for Mashhad, Khorrasan). International Journal of Energy and Environment, WSEAS Transactions on Environment and Development. 3: 94-101.
20. Cotton, W. R. and Pielke, R. A. 1995. Human impacts on weather and Climate. Cambridge university press, 288 pp.
21. Tumanov, S. A.et al .1999. Influences of the city of Bucharest on weather and climate parameters. Atmos. Environ. 33: 4173 - 4183.
22. Changnon, S. A., Jr., (Ed). 1981. METROMEX: A Review and summary. Meteor. Mongor. 40: Amer. Meteor. Soc. 181 pp.
23. Baik, J. J. and. Chun,. Y. 1997. A dynamical model for urban heat islands. Bound. Layer Meteor. 83: 463 - 477.
24. Atwater, M. A. 1974. Thermal changes induced by urbanization and pollutants. J. Appl. Meteor. 14:1061 - 1071.
25. Seto, Karen C. and Peter. Christensen.2013. Remote Sensing Science to Inform Change Mitigation Strategies, Urban Climate, In Press, Accepted Manuscript, Available online 21 March.