سبد خرید
0

هیچ محصولی در سبد خرید نیست.

عوامل موثر بر جزایر حرارتی شهری

1-1-1-     عوامل موثر بر جزایر حرارتی شهری

برای ایجاد جزایر حرارتی شهری چندین دلیل وجود دارد. پیش از ذکر عوامل مختلف در تشکیل جزایر حرارتی ابتدا به بررسی تاثیر عوامل مختلف بر کاهش یا افزایش جزایر حرارتی پرداخته می شود.

     1-1-1-1-  نقش فاکتورهای مختلف موثر بر جزایر حرارتی شهری

1-1-1-1-1-       نقش تغییرات پوشش سطح زمین

تغییرات اقلیم شهری نتیجه تمرکز جمعیت، توسعه فضاهای مسکونی در زیر، رو و بالای زمین و تغییرات مواد و مصالح سطح زمین است (Yamashita and Sekine, 1991). این تبدیلات یا تغییرات کابری سطح زمین در مناطق شهری، ترکیبی از گرم شدن های محلی و منطقه ای را در بر دارد. برای مثال در طول قرن بیستم روی یک منطقه در حال توسعه از شرق کردیلا از شمال غربی کانادا به تگزاس، مشاهده شده دمای سطح با تغییرات وسیع پوشش سطح (مانند حذف جنگل ها) در مدت زمان افزایش پیدا کرده است (Skinner and Majorowicz, 1999).

Cai و Kalnay (2033) ، تخمین زدند که در طول چهل سال گذشته تغییرات پوشش زمین در ایالات متحده به طور میانگین 27/0 درجه سانتی گراد افزایش گرما به همراه داشته، که این رقم تقریبا دو برابر رقمی است که قبلا برای شهرنشینی زده شده بود.

به طور کلی این مطالعات به این موضوع اشاره داشتند که تغییرات سطح زمین موجب افزایش دمای محلی با تقریب 22/12-67/1 درجه سانتی گراد برای نواحی شهری بزرگ در تابستان، تا 5.6 درجه سانتی گراد برای مراکز شهری بزرگ در زمستان، در مقایسه با حومه شهر می شود. مقالات زیادی در زمینه اثر جنگل زدایی در تغییر دمای جهانی وجود دارد. علاوه بر آن اندک مطالعاتی نیز سهم جنگل زدایی جهانی را برای شهری شدن در افزایش دمای جهانی بررسی کردند.

مطالعات دیگر اثر تغییرات پوشش زمین را روی جزایر حرارتی شهری بر حسب خصوصیات حرارتی متفاوت بررسی کردند. برای مثال اثر آن روی آلبدو محلی، هدایت گرمایی و ظرفیت حرارتی سطوحی که با ساختمان ها و خیابان ها، جایگزین دشت ها و مزارع شده است که به وسیله Zhao و Zeng در سال 2002 برای شمال چین و برای شهر New Orleans به وسیله Sailor and Fan در همان سال مورد آزمایش قرار گرفت.

جمعا این مطالعات نشان دادند که جنس مواد ساختمان ها در جذب تابش های خورشیدی و بازتاب انرژی به سطوح پایین تر اتمسفر بسیار موثرند و بنابراین موجب افزایش دمای هوای مجاور می شوند. کارهای بسیاری باقی مانده که اثر آلبدو، هدایت گرمایی، و ظرفیت حرارتی را در مقیاس های محلی، منطقه ای و جهانی مطالعه و بررسی کنند.

علاوه بر این ناهماهنگی و پیچیدگی ساخت، الگو و محدوده مکانی موزاییک پوشش زمین در نواحی شهری همچنین در مشخص کردن مشخصات محلی جزایر حرارتی شهری در لندن (Clarke and Peterson, 1972)، ژاپن (Shudo et al, 1997)، آلمان (Blankenstein and kuttler, 2004) و هنگ کنگ (Giridharan, 2004) دخالت داده شد.

Chandler (1968) ذکر کرد که موزاییک سطح زمین به علت تغییر الگوی جریان هوای محلی که ناشی از کاهش انتشار گرما از سطوح آسفالت و حیاط ها و حرارت تلف شده آنتروپوژنیک از فعالیت های صنعتی و خانگی است به طور غیر مستقیم روی جزایر حرارتی شهری تاثیر گذار است. مطالعات بعدی همچنین روی اثر سطوح آسفالت در تراکم جزایر حرارتی شهری انجام شد (Asaeda and Ca, 1993 ., Chudnovsky et al, 2004).

تا حدی همه متغیرهای حرارتی ذکر شده در افزایش دمای سطح در مناطق شهری شرکت می کنند. به طور کل تفاوت بین محیط های بیوفیزیکی شهری و غیر شهری تابعی است از ساختار سطوح متفاوت که نهایتا روی اقلیم این مناطق اثر می گذارد (Quattrochi and Ridd, 1998). همچنین هر نوع پوشش کاربری زمین به صورت بالقوه بودجه انرژی اتمسفری مخصوص به خود را دارند. مطالعات بودجه انرژی شهری اصول درک مکانیسم جزایر حرارتی شهری هستند (Sakakibara 1996 , Arnfield 1998). بنابراین جزایر حرارتی شهری اصولا نتیجه دگرگونی سطح زمین می باشد، که روی توازن حرارتی فضای شهری اثر گذار است.

1-1-1-1-2-       نقش آب

فاکتور دیگری که روی جزایر حرارتی شهری موثر است آب است. حرکت آب از لایه های سطحی و زیرسطحی به اتمسفر فاکتور مهمی برای کنترل جزایر حرارتی شهری است چرا که بخشی از انرژی تابشی خورشید که توسط سطح جذب می شود را به گرمای نهان تبدیل می کند یعنی از آن برای تبخیر آب یا ذوب یا تصعید یخ استفاده می شود و دیگر نمی تواند از افزایش دما برای تبدیل آن به گرمای محسوس استفاده کند. نهایتا تبخیر تنها فرایندی است

که ترکیبی است از معادله توازن انرژی و معادله توازن آب. مطالعات زیادی نقش چرخه هیدرولوژی را در توازن انرژی اتمسفری روی مکان شهرها مثل بیت المقدس، اسرائیل (Shafir and Alpert, 1990) و مکزیکوسیتی (Oke et al, 1999) بررسی کردند. به طور کل این مطالعات نشان می دهند که میزان انرژی در گرمای نهان به دسترسی به آب در سطح برای انجام فرایند تبخیر بستگی دارد.

1-1-1-1-3-       نقش پوشش گیاهی

پوشش گیاهی ارتباط مستقیمی با خصوصیات رطوبتی، حرارتی و تابشی دارد که دمای سطح زمین را تعیین می کند (Weng et al, 2004). از آنجایی که اقلیم در مقیاس جهانی کنترل عمده را روی توزیع مکانی پوشش گیاهی غالب دارد، پوشش گیاهی به نوبت از اقلیم محلی و ناحیه ای که متاثر از خصوصیات فیزیکی سطح زمین است نیز تاثیر می پذیرد (Brovkin, 2002). چرا که گیاهان به طور موثری آب را از لایه های زیر سطحی به اتمسفر انتقال دهند. پوشش گیاهی در به حداکثر رساندن تبدیل انرژی ورودی به گرمای نهان و حداقل کردن گرمای محسوس تاثیر بسیاری دارد. از آنجا که تنک شدن و کاهش تاج پوشش در یک مادر شهر همواره مشکلاتی به همراه داشته است، پیشنهاد شده است که در شهرها یک پوشش 40 درصدی که معادل 20 درخت بزرگ در هر اکر است را برای پوشش گیاهی قرار دهند (Moll, 1997).

به واسطه ترکیبی از خنک سازی با تبخیر و سایه اندازی، پوشش گیاهی می تواند برای کاهش مقداری از گرمای آنتروپوژنیک و اثرات آلودگی تولید شده به وسیله گسترش مناطق شهری استفاده شود (Grimmond et al, 1996)، (Ca et al, 1998)، (Spronken-Smith and Oke, 1998). به طور مثال در زمانی که درختان رشد فعال دارند نسبت CO2 تولید شده از طریق فتوسنتز از مقدار آزاد شده آن گاز از طریق تنفس بیشتر است و نتیجه خالص کاهش CO2 در اتمسفر است (Mcpherson, 2000)، به موجب آن اثر گلخانه ای آنتروپوژیکی کاهش پیدا می کند. اما به طور کل رابطه بین پوشش گیاهی و آب در دسترس نمی تواند تخمین زده شود.

پوشش گیاهی اثر دیگری هم روی اتمسفر شهری محلی دارد، مانند کاهش گرمای محلی و سرد کردن ساختمان ها (Heilman and Gesch, 1991)، پراکنده کردن و تصفیه آلوده گرها (Rao et al, 2004) و مدیریت آب های سطحی (Avissar, 1996). برای مثال در آتلانتا 60 درصد اتلاف پوشش درختان طبیعی در طی 20 سال پیش افزایش 2 بیلیون دلاری در هزینه های مدیریت آب های سطحی را در پی داشت (Moll, 1997). در بالتیمور مشخص شد که مجاورت با پوشش 40 درصدی درختان می تواند رواناب آب سطحی را تا حدود 60 درصد بیشتر از همسایگی بدون درختان کاهش دهد (Mol, 1997). هرچند پوشش گیاهی می تواند روی رژیم بارش و باد منطقه شهری که هر کدام روی خصوصیات حرارتی اثر می گذارند، دخالت کند، تحقیقات بسیار کمی این روابط را از نظر کمی مورد یررسی قرار داده اند.

1-1-1-1-4-       نقش جمعیت

اثرات پوشش سطح، آب و پوشش گیاهی که در قسمت های قبل توضیح داده شد در مقیاس های مختلف روی اتمسفر شهری، اثرات جوی و آب و هواشناسی دارد و همه این فاکتور ها به رشد جمعیت و اثرات آن بستگی دارد. اما رشد جمعیت به تنهایی اثرات آب و هواشناسی محلی دارد.

شدت جزایر حرارتی شهری با افزایش اندازه شهر و یا جمعیت افزایش می یابد و همزمان با رشد شهرها به صورت فزاینده در تغییرات اقلیمی حتی فراتر از مقیاس محلی شرکت می کنند. Oke (1973) ، برای آمریکای شمالی و شهرهای اروپایی یک مدل رگرسیونی ایجاد کرد که به صورت موفقیت آمیزی 97 درصد تغییرات شدت جزایر حرارتی شهری را با متغیر پیشگویی کننده واحد اندازه جمعیت توضیح می داد. یک آنالیز تغییرات دمایی شهر در ایالات متحده آمریکا براساس اندازه جمعیت افزایش محلی تقریبی در 100000 نفر جمعیت ناشی از شهری شدن را نشان داد (Karl et al, 1988). همچنین در مقیاس منطقه ای Kukla و همکارانش در سال 1986 بیان کردند که افزایش 12/0 درجه سانتی در هر دهه در دمای شهری ایالات متحده آمریکا بین سال های 1941 و 1980 وجود داشته است.

اغلب مطالعات اخیر مطالعات پیشین را تایید می کنند، برای مثال در یک مدل برای پیش بینی گرمای آینده برای شهرهای 200000 نفری یا بیشتر در ایالات متحده آمریکا Viterito (1991)، پیش بینی کرد که در سال 2035 گرم شدن 0.19 درجه سانتی گرادی با رشد جمعیت همراه خواهد بود.

1-1-1-1-5-       نقش باد

اثرات جزایر حرارتی شهری همچنین می تواند با عوامل آب و هوایی کاهش یابد. جزایر حرارتی همچنین در هوای آرام و آسمان صاف افزایش می یابند تفاوت دمایی بین شهر و مناطق حومه همچنین تابعی است از باد. بادهای شدید با اختلاط هوای مناطق شهری و مناطق حومه شهر با هم در کاهش دمای هوا نقش مهمی دارند.

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

توسط
تومان

تماس با ما

شماره تماس

برگشت به منوی تماس ها

اتصال به واتساپ

برگشت به منوی تماس ها

اتصال به تلگرام

برگشت به منوی تماس ها

برگشت به منوی تماس ها

برگشت به منوی تماس ها

برگشت به منوی تماس ها