تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی

تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی

بررسی تاثیرموروفولوژی شهر تهران درتشکیل جزایر حرارتی با تاکید بر عملکرد هوا

نویسندگان
فریبا صیادی 1
زهرا حجازی زاده 2
1 دکتری جغرافیای طبیعی گرایش اقلیم‌شناسی شهری، دانشکده علوم جغرافیایی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران.
2 استاد اقلیم‌شناسی، گروه جغرافیا، دانشکده علوم جغرافیایی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران.
10.61882/jgs.25.79.25
چکیده
با توجه به اینکه تغییر کاربری اراضی شهری در کلان‌شهرهای از جمله تهران در دهه‌های اخیر روند افزایشی داشته است؛ لذا شکل‌گیری پدیده جزیره حرارتی شهر به‌عنوان یکی از معضلات زیست‌محیطی قابل بررسی است. افزایش ساخت‌وساز، تراکم و ارتفاعات ساختمانی باعث تغییر در هندسه و فرم مجتمع‌ها شده و در پی آن تغییر شرایط آب‌وهوایی و خرد اقلیم شهری را در پی خواهد داشت. در این پژوهش سعی شد به چگونگی تأثیر مورفومتری شهری بر شکل‌گیری جزیره حرارتی در شهر تهران پرداخته شود. منطقه موردمطالعه در این پژوهش شامل مناطق یک، دو و سه تهران است. روش‌های مورداستفاده در این پژوهش شامل (1) معادله عددی اوک و طراحی الگوریتم جهت شبیه‌سازی شدت جزیره حرارتی بوده است. در مرحله اول از داده‌های رقومی GIS که شامل بلوک‌های ساختمانی (پارسل) با فرمت پلیگون و عرض معابر (خیابان‌) که بر اساس طرح تفضیلی ممیزی سال 1395 توسط شهرداری تهران تهیه و آماده گردیده بود، استفاده شد.(2) جهت مطالعه تأثیر هندسه شهر بر روی باد در نرم‌افزار Envi-met مدل‌سازی شد. نتایج بررسی‌ها نشان داد دو عامل ارتفاع ساختمان‌ و عرض معابر (H/W) به‌عنوان دو عامل کلیدی در بررسی هندسه شهری نقش مهمی دارند؛ بنابراین در بررسی شدت جزیره حرارتی عامل ارتفاع ساختمان‌ها و بلندمرتبه‌سازی می‌تواند نقش مهمی در شکل‌گیری جزیره حرارتی داشته باشند. این در حالی است که هر چه ارتفاع ساختمان نسبت به عرض معابر بیشتر باشد به صورت مانعی در برابر خروج جزیره حرارتی عمل می‌کند. شدت جزیره حرارتی تطبیق داده شده با معادله اوک نشان داد که عامل ضریب ناهمواری ساختمان می‌تواند به‌عنوان عامل مهمی در تعدیل شدت جزیره حرارتی تأثیرگذار باشد. آنالیز فضایی تصاویر و خروجی‌های مدل Envi.met نشان داد که عوامل اصلی تراکم ساخت‌وساز و ارتفاع بنا تأثیر بیشتری نسبت به شیب و توپوگرافی منطقه بر انتقال سرعت باد دارند؛ بنابراین در بررسی‌ طراحی شهری جهت مطالعات آینده به برنامه‌ریزی مناسب و مدیریت صحیح منابع جهت آسایش اقلیمی ساکنان نیاز است که با در نظر گرفتن اصول ایمنی معماری می‌توان به طراحی شهرهای زیبا و ایمن پرداخت.
کلیدواژه‌ها
شدت جزیره حرارتی
معادله اوک
THIS
Envi.met
تهران

عنوان مقاله English

Investigating the effect of Tehran city morphology on the formation of heat islands with emphasis on air performance

نویسندگان English

Fariba sayadi 1
zahra hejazizadeh 2
1 Ph.D. in Physical Geography, Urban Climatology specialization, Faculty of Geographical Sciences, Kharazmi University, Tehran, Iran
2 Professor of Climatology, Department of Natural Geography, Faculty of Geographical Sciences, Kharazmi University, Tehran, Iran
چکیده English

Considering that urban land-use change in metropolises such as Tehran has been increasing in recent decades; Therefore, the formation of the thermal island phenomenon in the city can be studied as one of the environmental problems. Increasing construction, density, and building heights will change the complexes' geometry and shape, followed by changes in climatic conditions and micro-urban climates. Therefore, in this study, we tried to investigate urban geometry's effect on forming a thermal island in Tehran. The study region in this research includes regions one, two, and three of Tehran.

The methods used in this research included (1) Oak's numerical equation and algorithm design to simulate the intensity of the heat island. In the first stage, digital GIS data including building blocks (parcels) in polygon format and street widths, which were prepared and prepared by Tehran Municipality based on the 2016 detailed audit plan, were used. (2) Modeling was performed in Envi-met software to study the effect of city geometry on wind. The results of the studies showed that the two factors of building height and street width (ratio (H/W)) play an important role as two key factors in studying urban geometry; therefore, in studying the intensity of the heat island, the factor of building height and high-rise construction can play an important role in the formation of the heat island. However, the higher the height of the building compared to the width of the streets, the more it acts as a barrier against the heat island. The intensity of the heat island adjusted with the Oak equation showed that the factor of building roughness coefficient can be an important factor in adjusting the intensity of the heat island. Spatial analysis of images and outputs of the Envi.met model showed that the two main factors of construction density And the height of the building has a greater impact on wind speed transmission than the slope and topography of the area. Therefore, in the study of urban design for future studies, appropriate planning and proper management of resources are needed for the climatic comfort of residents, which can be designed to be beautiful and safe cities by considering the principles of architectural safety.

کلیدواژه‌ها English

Thermal Island Intensity
Oke Equation
THIS
Envi-met
Tehran
افشارمنش، حمیده؛ حجازی‌زاده، زهرا؛ علیجانی، بهلول.1400، آینده‌پژوهی بحران افزایش دمای سطح زمین و کاهش آسایش اقلیمی شهروندان در کلانشهر تهران، تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، (61)21، صص 16-1.
افشارمنش، حمیده؛ حجازی‌زاده، زهرا؛ علیجانی، بهلول.1400، آینده‌پژوهی بحران افزایش دمای سطح زمین و کاهش آسایش اقلیمی شهروندان در کلانشهر تهران، تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، (61)21، صص 16-1.
خالدی، شهریار؛ متولی، صدرالدین؛ خالدی، شاهین. 1396، میکروکلیماتولوژی: شناخت آب و هوا در جهت توسعه پایدار، انتشارات پیشگام.
خالدی، شهریار؛ متولی، صدرالدین؛ خالدی، شاهین. 1396، میکروکلیماتولوژی: شناخت آب و هوا در جهت توسعه پایدار، انتشارات پیشگام.
صلاحی، برومند؛ فروتن، مهدی؛ پاسبان، امیرحسام (1403). واکاوی ارتباط آلودگی‌های مناطق شهری با جزایر حرارتی شهرستان اردبیل، جغرافیا و روابط انسانی، شماره 24. صص940 تا 954.
صلاحی، برومند؛ فروتن، مهدی؛ پاسبان، امیرحسام (1403). واکاوی ارتباط آلودگی‌های مناطق شهری با جزایر حرارتی شهرستان اردبیل، جغرافیا و روابط انسانی، شماره 24. صص940 تا 954.
صیادی، فریبا (1399). تاثیر هندسه شهر تهران بر تشدید جزیره حرارتی و آلودگی هوا، رساله دکتری جغرافیای طبیعی گرایش اقلیم شهری، دانشگاه خوارزمی تهران.
صیادی، فریبا (1399). تاثیر هندسه شهر تهران بر تشدید جزیره حرارتی و آلودگی هوا، رساله دکتری جغرافیای طبیعی گرایش اقلیم شهری، دانشگاه خوارزمی تهران.
5ی صیادی، فریبا؛ حجازی زاده، زهرا؛ سلیقه، محمد (1401). بررسی تأثیر هندسه شهری بر چگونگی شکل‌گیری جزیره حرارتی شهر تهران(مطالعه موردی: ناحیه دو و شش منطقه 3)، مجله جغرافیا، دورۀ20، شمارۀ72.صص 18-1. http://dor.net/dor/20.1001.1.27833739.1401.20.72.1.7
5ی صیادی، فریبا؛ حجازی زاده، زهرا؛ سلیقه، محمد (1401). بررسی تأثیر هندسه شهری بر چگونگی شکل‌گیری جزیره حرارتی شهر تهران(مطالعه موردی: ناحیه دو و شش منطقه 3)، مجله جغرافیا، دورۀ20، شمارۀ72.صص 18-1. http://dor.net/dor/20.1001.1.27833739.1401.20.72.1.7
علیجانی،بهلول؛ طولابی نژاد، میثم؛ صیادی، فریبا.1396، محاسبه شدت جزیره حرارتی بر اساس هندسه شهری (مطالعه موردی: محله کوچه باغ شهر تبریز)، تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، 3،ص112-99.
علیجانی،بهلول؛ طولابی نژاد، میثم؛ صیادی، فریبا.1396، محاسبه شدت جزیره حرارتی بر اساس هندسه شهری (مطالعه موردی: محله کوچه باغ شهر تبریز)، تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، 3،ص112-99.
مزیدی، احمد؛ امیدوار،کمال؛ مظفری، غلامعلی؛ تقی زاده، زهرا.1398، آشکارسازی تغییرات جزیره گرمایی شهر اصفهان با تاکید بر توسعه شهری، کاوش‌های جغرافیایی مناطق بیابانی،(1) 7،صص39-21.
مزیدی، احمد؛ امیدوار،کمال؛ مظفری، غلامعلی؛ تقی زاده، زهرا.1398، آشکارسازی تغییرات جزیره گرمایی شهر اصفهان با تاکید بر توسعه شهری، کاوش‌های جغرافیایی مناطق بیابانی،(1) 7،صص39-21.
ملکی، سعید ، عبیات، محمود ، عبیات ماجده. (1402) «ارزیابی اثر تغییرات کاربری بر الگوی مکانی-زمانی دمای سطح زمین و جزایر حرارتی در شهر اهواز با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای.» پژوهش های جغرافیای انسانی، دوره پنجاه و پنجم - شماره 2، صص 39 - 61 .
ملکی، سعید ، عبیات، محمود ، عبیات ماجده. (1402) «ارزیابی اثر تغییرات کاربری بر الگوی مکانی-زمانی دمای سطح زمین و جزایر حرارتی در شهر اهواز با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای.» پژوهش های جغرافیای انسانی، دوره پنجاه و پنجم - شماره 2، صص 39 - 61 .
منصوری، سحر؛ خالدی، شهریار؛ برنا، رضا؛ اسدیان، فریده.1398، اثر تغییرات کاربری و کاهش فضای سبز شهری بر تشدید جزیره گرمایی و آلودگی هوای شهر تهران(منطقه یک)، مجله جغرافیا، سال هفدهم، شماره 63، 114-129.
منصوری، سحر؛ خالدی، شهریار؛ برنا، رضا؛ اسدیان، فریده.1398، اثر تغییرات کاربری و کاهش فضای سبز شهری بر تشدید جزیره گرمایی و آلودگی هوای شهر تهران(منطقه یک)، مجله جغرافیا، سال هفدهم، شماره 63، 114-129.
منصوری، میلاد؛رورده، همت اله؛ صفرراد، طاهر (1403). واکاوی تأثیر گسترش شهری بر تغییرات مکانی جزیره‌ی حرارتی شهر ساری، مجله مطالعات ساختار و کارکرد شهری، شماره 38 ، صص 218 تا 240.
منصوری، میلاد؛رورده، همت اله؛ صفرراد، طاهر (1403). واکاوی تأثیر گسترش شهری بر تغییرات مکانی جزیره‌ی حرارتی شهر ساری، مجله مطالعات ساختار و کارکرد شهری، شماره 38 ، صص 218 تا 240.
Abramopoulos, F., Rosenzweig, C., & Choudhury, B. (1988). Improved ground hydrology calculations for global cli mate models (GCMs): Soil water movement and evapo transpiration. Journal of Climate. [DOI:10. 1175/1520-0442(1988)001/3c0921:IGHCFG/3e2.0.CO;2.]
Abramopoulos, F., Rosenzweig, C., & Choudhury, B. (1988). Improved ground hydrology calculations for global cli mate models (GCMs): Soil water movement and evapo transpiration. Journal of Climate. [DOI:10. 1175/1520-0442(1988)001/3c0921:IGHCFG/3e2.0.CO;2.]
Al-Kodmany, K. (2018). The sustainability of tall building developments: A conceptual framework. Buildings, 8(1), 7. [DOI:10.3390/buildings8010007]
Al-Kodmany, K. (2018). The sustainability of tall building developments: A conceptual framework. Buildings, 8(1), 7. [DOI:10.3390/buildings8010007]
Atash, F. (2007). The deterioration of urban environments in developing countries: Mitigating the air pollution crisis in Tehran Iran. Cities,24(6), 399-409. [DOI:10.1016/j.cities.2007.04.001]
Atash, F. (2007). The deterioration of urban environments in developing countries: Mitigating the air pollution crisis in Tehran Iran. Cities,24(6), 399-409. [DOI:10.1016/j.cities.2007.04.001]
Bady, M., Kato, Sh., Takahashi, T. and Huang, H., 2011.An experimental investigation of the wind environment and air quality with in densely populated urban street canyon: Journal of Wind engineering and industrial aerodynamics, Vol.99, p.857-867 [DOI:10.1016/j.jweia.2011.06.005]
Bady, M., Kato, Sh., Takahashi, T. and Huang, H., 2011.An experimental investigation of the wind environment and air quality with in densely populated urban street canyon: Journal of Wind engineering and industrial aerodynamics, Vol.99, p.857-867 [DOI:10.1016/j.jweia.2011.06.005]
Battisti, A. (2020). Bioclimatic architecture and urban mor-phology. Studies on intermediate urban open spaces. Energies, 13(21), Article Article 5819. [DOI:10.3390/en13215819]
Battisti, A. (2020). Bioclimatic architecture and urban mor-phology. Studies on intermediate urban open spaces. Energies, 13(21), Article Article 5819. [DOI:10.3390/en13215819]
Castro, S. L., Wick, G. A., Minnett, P. J., Jessup, A. T., & Emery, W. J. (2010). The impact of measurement uncertainty and spatial variability on the accuracy of skin and subsurface regression-based sea surface temperature algorithms. Remote Sensing of Environment,114(11), 2666-2678. [DOI:10.1016/j.rse.2010.06.003]
Castro, S. L., Wick, G. A., Minnett, P. J., Jessup, A. T., & Emery, W. J. (2010). The impact of measurement uncertainty and spatial variability on the accuracy of skin and subsurface regression-based sea surface temperature algorithms. Remote Sensing of Environment,114(11), 2666-2678. [DOI:10.1016/j.rse.2010.06.003]
Charalampopoulos, I., et al. (2013). Analysis of thermal bioclimate in various urban configurations in Athens, Greece. Urban Ecosystems, 16(2), 217-233. [DOI:10.1007/s11252-012-0252-5]
Charalampopoulos, I., et al. (2013). Analysis of thermal bioclimate in various urban configurations in Athens, Greece. Urban Ecosystems, 16(2), 217-233. [DOI:10.1007/s11252-012-0252-5]
Collier, G. (2006). The impact of urban areas on weather, Meteorological,132, pp. 1-25 doi: 10.1256/qj.05.199 [DOI:10.1256/qj.05.199]
Collier, G. (2006). The impact of urban areas on weather, Meteorological,132, pp. 1-25 doi: 10.1256/qj.05.199 [DOI:10.1256/qj.05.199]
Cortes, A., Rejuso, A. J., Santos, J. A., & Blanco, A. (2022). Evaluating mitigation strategies for urban heat island in Mandaue City using ENVI-met. Journal of Urban Man agement, 11(1), 97-106. [DOI:10.1016/j.jum.2022.01.002]
Cortes, A., Rejuso, A. J., Santos, J. A., & Blanco, A. (2022). Evaluating mitigation strategies for urban heat island in Mandaue City using ENVI-met. Journal of Urban Man agement, 11(1), 97-106. [DOI:10.1016/j.jum.2022.01.002]
Crank, P. J., Sailor, D. J., Ban-Weiss, G., & Taleghani, M. (2018). Evaluating the ENVI-met microscale model for suitability in analysis of targeted urban heat mitigation strategies. Urban Climate, 26, 188-197. [DOI:10.1016/j.uclim.2018.09.002]
Crank, P. J., Sailor, D. J., Ban-Weiss, G., & Taleghani, M. (2018). Evaluating the ENVI-met microscale model for suitability in analysis of targeted urban heat mitigation strategies. Urban Climate, 26, 188-197. [DOI:10.1016/j.uclim.2018.09.002]