مدلسازی گسترش فضایی جزایرگرمایی شهری در کلان‌شهر رشت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی شهرسازی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران

2 دانشجوی کارشناسی گروه مهندسی شهرسازی، دانشکده معماری و هنر، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

چکیده

امروزه در بسیاری از کشورهای دنیا، مسائل زیست‌محیطی اهمیت بالایی برای پژوهشگران دارد. در این زمینه گسترش فضایی جزایر حرارتی شهری یکی از مهم‌ترین مسائل زیست‌محیطی است. جزایر گرمایی شهری به‌دلیل گسترش فعالیت‌های انسانی و غلبۀ محیط‌های مصنوعی بر محیط‌های طبیعی شکل می‌گیرند. هدف اصلی از انجام این پژوهش، تحلیل فضایی و شناسایی کانون‌های جزایر گرمایی شهری در کلان‌شهر رشت بود. تعداد چهار شاخص اصلی شامل تراکم کاربری‌ها، زیرساخت‌های سبز، حمل و نقل و تراکم شهری برای مطالعه انتخاب شد. برای گردآوری اطلاعات، از مطالعات میدانی، نرم‌افزار Google earth، طرح تفصیلی و پرسشنامه استفاده شد. برای بررسی وزن نسبی شاخص‌ها از روش مقایسۀ زوجی استفاده شد. برای تجزیه‌و‌تحلیل اطلاعات، از ابزارهای تحلیل فضایی و مدل Zonal Statistic در نرم‌افزار Arc Map استفاده شد. نتایج نشان داد، شاخص حمل و نقل با ضریب 44/0 نسبت‌به سایر شاخص‌ها از اهمیت بیشتری در زمینۀ شکل‌گیری جزایر گرمایی شهری برخوردار بود. شاخص تراکم کاربری‌ها با وزن نسبی 341/0 در رتبۀ دوم قرار گرفت. شاخص‌های تراکم شهری و همچنین زیرساخت‌های طبیعی به‌ترتیب در رتبۀ سوم و چهارم قرار گرفتند. براساس نتایج به‌دست‌آمده از همپوشانی شاخص‌ها، کانون جزایر گرمایی شهری در کلان‌شهر رشت، در محلات باقرآباد، چله‌خانه و محلۀ بازار شناسایی شد. تحلیل‌های فضایی نشان داد که روند گسترش فضایی جزایر گرمایی به سمت محلات غربی شهر مانند پیرسرا و ضیابری است. مطابق با نتایج پژوهش، در 26 درصد از محدودۀ قانونی شهر رشت، احتمال شکل‌گیری جزایر گرمایی شهری، بالا و بسیار بالا بود. همچنین 48 درصد از محلات شهر رشت یعنی، 26 محله از 55 محلۀ شهر، با شدت بالا و بسیار بالای جزایر گرمایی شهری مواجه بودند؛ از‌این‌رو ضرورت دارد تا مدیران و مسئولان شهری، در برنامه‌ریزی برای آیندۀ شهر رشت، به این مسئله توجه بیشتری داشته باشند و سیاست‌هایی در پیش بگیرند که کاهش اثرات و پیامدهای منفی این مسئله را به همراه داشته باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Modeling the Spatial Expansion of Urban Heat Islands in Rasht Metropolitan

نویسندگان [English]

  • Seyed Reza Azadeh 1
  • Hossein Etemadi kia 2
1 Assistant Professor, Department of Urban Planning, Faculty of Engineering, Lorestan University, Khorramabbad, Iran.
2 Undergraduate Students, Department of Urban Planning, factually of Art and Architecture, University of Guilan, Rasht, Iran.
چکیده [English]

Today, in many countries of the world, environmental issues are very important for researchers. In this field, the spatial expansion of urban heat islands is one of the most important environmental issues. Urban heat islands are formed due to the growth of human activities and the dominance of artificial environments on the natural environments. The main purpose of this research was spatial analysis and identification of urban heat islands in Rasht metropolitan. In this regard, four main indicators (Density of land use, Green Infrastructure, Transportation, and Urban density) were selected. Environmental studies, Google Earth software, the master plan of Rasht, and the questionnaire method were used to collect information. The pairwise comparison method was used to investigate the relative weight of the indicators. For data analysis, the Arc Map software used spatial analysis tools such as point density, line density, kernel density, interpolation, Euclidean distance, and Zonal Statistic model. Results showed that the transportation index with a coefficient of 0.44 was more important than other indices in the formation of urban heat islands. The index of the land use density with a comparative weight of 0.341 was the second most important index. The indicators of urban density and natural infrastructure were the third and fourth most important indicators. According to the results obtained from the overlaying of the indicators, the center of urban heat islands was identified in Bagharabad, Chelekhane and Bazar neighborhoods. Spatial analysis showed that the spatial expansion of urban heat island is towards the western neighborhoods of Rasht such as Pirsera and Ziabri. According to the results of the research, in 26% of the Rasht area, the possibility of the formation of urban heat islands was high and very high. Also, in 48 percent of the neighborhoods of Rasht city, in other words, 26 out of 55 neighborhoods of the city the intensity of urban heat islands was high and very high. Therefore, managers and city officials must pay more attention to this issue in planning for the future of Rasht City and adopt policies that reduce the negative effects and consequences of this issue.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Urban Heat Island
  • Spatial Analysis
  • Spatial Expansion
  • Rasht
اشرف، بتول؛ فریدحسینی، علیرضا؛ میان آبادی، آمنه. (1391). بررسی جزیرۀ حرارتی شهر مشهد با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای و نظریۀ فرکتال. جغرافیا و مخاطرات محیطی، دانشگاه فردوسی مشهد، دورۀ اول، شمارۀ 1، صص 35-48. DOI: 10.22067/GEO.V1I1.16521
آروین اسپنانی، عباسعلی. (1400). بررسی جزیرۀ حرارتی شهر مبتنی بر اطلاعات ایستگاه‌های هواشناسی شهری. مجلۀ آمایش جغرافیایی فضا، دانشگاه گلستان، دورۀ یازدهم، شمارۀ 41، صص 81-94. DOI: 10.30488/GPS.2020.229523.3238
برهانی، کاظم؛ گودرزی، صدراله؛ اسمعیلی، شیوا. (1399). امکان‌سنجی بهره‌گیری از استراتژی‌های سازگاری و کاهش ‌اثر در مقابله با جزایر گرمایی شهری (مطالعۀ موردی: کلان‌شهر تهران). پژوهش‌های جغرافیای انسانی، موسسه جغرافیا دانشگاه تهران، دورۀ پنجاه‌ودوم، شمارۀ 1، صص 263-281.DOI: 10.22059/JHGR.2018.263461.1007759
پورامین، کتایون؛ خاتمی، سید مهدی؛ شمس‌الدینی، علی. (1399). عوامل مؤثر بر شکل‌گیری جزایر حرارتی شهری؛ با تأکید بر ویژگی‌ها و چالش‌های طراحی شهری. گفتمان طراحی شهری مروری بر ادبیات و نظریه‌های معاصر، دورۀ اول، شمارۀ 1، صص 69-83.http://udd.modares.ac.ir/article-40-35601-fa.html
حسینی سیاه‌گلی، مهناز؛ امانپور، سعید؛ ملکی، سعید. (1402). آینده‌پژوهی نقش ساختارهای جمعیتی بر تغییرات کاربری اراضی شهری در کلان‌شهر اهواز، جغرافیا و آمایش شهری منطقه‌ای، دانشگاه تربیت مدرس، دورۀ سیزدهم، شمارۀ 49، صص 33-64. DOI: 10.22111/GAIJ.2023.46211.3132
شمسی‌پور، علی‌اکبر؛ مهدیان ماهفروزی، مجتبی؛ اخوان، هانیه؛ حسین‌پور، زینب. (1391). واکاوی رفتار روزانۀ جزیرة گرمایی شهر تهران. محیط‌شناسی، دانشگاه تهران، دورۀ سی‌وهشتم، شمارۀ 4، صص 45-56.DOI: 10.22059/JES.2013.29862
صادقی‌نیا، علیرضا؛ علیجانی، بهلول؛ ضیائیان فیروزآبادی، پرویز. (1391). تحلیل فضایی-زمانی جزیرۀ حرارتی کلان‌شهر تهران با استفاده از سنجش‌ازدور و سیستم اطلاعات جغرافیایی. جغرافیا و مخاطرات محیطی، دانشگاه فردوسی مشهد، دورۀ اول، شمارۀ 4، صص 1-17.  DOI:10.22067/GEO.V1I4.16950
عظیمی، نورالدین؛ زالی، نادر؛ آزاده، سیدرضا (1395). تحلیل الگوهای توسعه فیزیکی شهرهای ایران با توجه به متغیرهای جمعیتی، طبیعی و کالبدی، پژوهش های جغرافیای انسانی، موسسه جغرافیا دانشگاه تهران، دوره 48، شماره 3، صص 461-473. DOI: 10.22059/JHGR.2016.52187
ناصحی، سعیده؛ یاوری، احمدرضا؛ صالحی، اسماعیل. (1401). بررسی ارتباط بین تغییرات مورفولوژی شهری با دمای سطح زمین به‌منظور مدیریت جزیرۀ حرارتی شهری (مطالعۀ موردی: شهر تهران). جغرافیا و پایداری محیط، دانشگاه رازی، دورۀ دوازدهم، شمارۀ 3، صص 107-130.DOI: 10.22126/GES.2022.7625.2517
یوسفی، یدالله؛ کاردل، فاطمه؛ رورده، همت‌اله؛ محتسبی خلعتبری، مولود. (1396). بررسی پدیدۀ جزیرۀ حرارتی و اثر آن بر تغییرپذیری روزبه‌روز دمای تابستان شهر بابل. پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، دانشگاه تهران، دورۀ چهل‌ونهم، شمارۀ 3، صص 491-501.  DOI: 10.22059/JPHGR.2017.213105.1006913
 
Akbari, H., & Kolokotsa, D. (2016). Three decades of urban heat islands and mitigation technologies research. Energy and buildings, 133, 834-842. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2016.09.067
Abolhassani, S. S., Joybari, M. M., Hosseini, M., Parsaee, M., & Eicker, U. (2023). A systematic methodological framework to study climate change impacts on heating and cooling demands of buildings. Journal of Building Engineering, 63, 105428. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2022.105428
Basu, R., & Samet, J. M. (2002). Relation between elevated ambient temperature and mortality: a review of the epidemiologic evidence. Epidemiologic reviews, 24(2), 190-202. https://doi.org/10.1093/epirev/mxf007
Doyon, B., Bélanger, D., & Gosselin, P. (2008). The potential impact of climate change on annual and seasonal mortality for three cities in Québec, Canada. International journal of health geographics, 7(1), 1-12. https://doi.org/10.1186/1476-072X-7-23
Debbage, N., & Shepherd, J. M. (2015). The urban heat island effect and city contiguity. Computers, Environment and Urban Systems, 54, 181-194. https://doi.org/10.1016/j.compenvurbsys.2015.08.002
Edward, N. & Liang, Ch., Yingna, W. & Chao, Y. (2012). A study on the cooling effects of greening in a high-density city: An experience from Hong Kong, Building and Environment 47, 256-271.https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2011.07.014
Emmanuel, R., & Loconsole, A. (2015). Green infrastructure as an adaptation approach to tackling urban overheating in the Glasgow Clyde Valley Region, UK. Landscape and Urban Planning, 138, 71-86. https://doi.org/10.1016/j.landurbplan.2015.02.012
Gunawardena, K. R., Wells, M. J., & Kershaw, T. (2017). Utilizing green and blue space to mitigate urban heat island intensity. Science of the Total Environment, 584, 1040-1055. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.01.158
Hui .Sam C.M. (2001) Low energy building design in high density urban cities, Renewable Energy 24, 627-640. https://doi.org/10.1016/S0960-1481(01)00049-0
Hsu, A., Sheriff, G., Chakraborty, T., & Manya, D. (2021). Disproportionate exposure to urban heat island intensity across major US cities. Nature communications, 12(1), 1-11. https://doi.org/10.1038/s41467-021-22799-5
Heaviside, C., Macintyre, H., & Vardoulakis, S. (2017). The urban heat island: implications for health in a changing environment. Current environmental health reports, 4(3), 296-305. https://doi.org/10.1007/s40572-017-0150-3
He, B. J., Wang, J., Liu, H., & Ulpiani, G. (2021). Localized synergies between heat waves and urban heat islands: Implications on human thermal comfort and urban heat management. Environmental Research, 193, 110584. https://doi.org/10.1016/j.envres.2020.110584
Kim, S. W., & Brown, R. D. (2021). Urban heat island (UHI) intensity and magnitude estimations: A systematic literature review. Science of the Total Environment, 779, 146389. 10.1016/j.scitotenv.2021.146389
Li, D., Liao, W., Rigden, A. J., Liu, X., Wang, D., Malyshev, S., & Shevliakova, E. (2019a). Urban heat island: Aerodynamics or imperviousness?. Science Advances, 5(4), eaau4299. 10.1126/sciadv.aau4299
Li, X., Zhou, Y., Yu, S., Jia, G., Li, H., & Li, W. (2019b). Urban heat island impacts on building energy consumption: A review of approaches and findings. Energy, 174, 407-419. https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.02.183
Levermore, G., Parkinson, J., Lee, K., Laycock, P., & Lindley, S. (2018). The increasing trend of the urban heat island intensity. Urban Climate, 24, 360-368. https://doi.org/10.1016/j.uclim.2017.02.004
Mirzaei, P. A. (2015). Recent challenges in modeling of urban heat islands. Sustainable cities and society, 19, 200-206. https://doi.org/10.1016/j.scs.2015.04.001
Mallick, J. & Atiqur, R. & Chander, K. (2013)  Modeling urban heat islands in heterogeneous land surface and its correlation with impervious surface area by using night-time ASTER satellite data in highly urbanizing city, Delhi-India, Advances in Space Research 52, 639–655;https://doi.org/10.1016/j.asr.2013.04.025
Matthews, T., Lo, A. Y., & Byrne, J. A. (2015). Reconceptualizing green infrastructure for climate change adaptation: Barriers to adoption and drivers for uptake by spatial planners. Landscape and urban planning, 138, 155-163. https://doi.org/10.1016/j.landurbplan.2015.02.010
Martilli, A., Krayenhoff, E. S., & Nazarian, N. (2020). Is the urban heat island intensity relevant for heat mitigation studies? Urban Climate, 31, 100541. https://doi.org/10.1016/j.uclim.2019.100541
Menberg, K. & Peter, B. & Kai, Z. & Sven, R. & Philipp, B. (2013).  Subsurface urban heat islands in German cities, Science of the Total Environment 442, 123-133.https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2012.10.043
Phelan, P. E., Kaloush, K., Miner, M., Golden, J., Phelan, B., Silva III, H., & Taylor, R. A. (2015). Urban heat island: mechanisms, implications, and possible remedies. Annual Review of Environment and Resources, 40, 285-307.  https://doi.org/10.1146/annurev-environ-102014-021155
Piracha, A., & Chaudhary, M. T. (2022). Urban air pollution, urban heat island and human health: a review of the literature. Sustainability, 14(15), 9234.https://doi.org/10.3390/su14159234
Rizwan, A. M., Dennis, L. Y., & Chunho, L. I. U. (2008). A review on the generation, determination and mitigation of Urban Heat Island. Journal of environmental sciences, 20(1), 120-128.  10.1016/s1001-0742(08)60019-4
Radhi, H. & Fikr, F. & Sharples, S. (2013)  Impacts of urbanisation on the thermal behaviour of new built up environments: A scoping study of the urban heat island in Bahrain, Landscape and Urban Planning, 113,  47– 61.https://doi.org/10.1016/j.landurbplan.2013.01.013
Rajagopal, P., Priya, R. S., & Senthil, R. (2023). A review of recent developments in the impact of environmental measures on urban heat island. Sustainable Cities and Society, 88, 104279.https://doi.org/10.1016/j.scs.2022.104279
Solecki, W. D., Rosenzweig, C., Parshall, L., Pope, G., Clark, M., Cox, J., & Wiencke, M. (2005). Mitigation of the heat island effect in urban New Jersey. Global Environmental Change Part B: Environmental Hazards, 6(1), 39-49. https://doi.org/10.1016/j.hazards.2004.12.002
Tursilowati, L., Sumantyo, J. T. S., Kuze, H., & Adiningsih, E. S. (2012). The integrated wrf/urban modeling system and its application to monitoring urban heat island in Jakarta, Indonesia. Journal of Urban and Environmental Engineering, 6(1), 1-9. 10.4090/juee.2012.v6n1.001009
Ulpiani, G. (2021). On the linkage between urban heat island and urban pollution island: Three-decade literature review towards a conceptual framework. Science of the total environment, 751, 141727. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.141727
Yang, L., Qian, F., Song, D. X., & Zheng, K. J. (2016). Research on urban heat-island effect. Procedia engineering, 169, 11-18. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.10.002