فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

سابقه و هدف: در سالیان اخیر، مدل‌سازی و شناسایی الگوی توزیع مکانی پدیده جزیره حرارتی شهری با هدف برنامه‌ریزی برای مواجهه با اثرات این پدیده و پیش‌بینی تأمین زیرساخت‌های مورد نیاز در تأمین آسایش حرارتی بهتر شهروندان افزایش یافته است. مدل اوکه از جمله مدل‌های مطرح در این زمینه است که بیشینه شدت جزیره حرارتی (UHImax ) را بر اساس شاخص نسبت منظر کانیون‌های شهری شبیه‌سازی می‌کند. وابستگی مدل اوکه به شرایط اقلیمی و فیزیکی‌ شهرها ایجاب می‌کند؛ این مدل قبل از استفاده در هر منطقه شهری، مورد ارزیابی قرار گرفته تا در صورت نیاز، اصلاح شود. با توجه به تأثیراتی که عامل مقاومت آیرودینامیک کانیون‌های شهری(طول زبری) در UHImax دارد، لحاظ کردن شاخص‌ این عامل در فرآیند ‌محلی‌‌سازی مدل، می‌تواند دقت نتایج حاصل را تحت تأثیر قرار دهد. در این پژوهش سعی شده است، ضمن محلی‌سازی مدل اوکه در ناحیه‌ای از منطقه 22 شهر تهران؛ تأثیر طول زبری نیز در این فرآیند بررسی شود. تهیه داده‌های دمایی کانیون‌های شهری از جمله چالش‌های مهم در فرآیند مدل‌سازی محسوب می‌شود. تحقیقات نشان می‌دهد دمای هوای مناطق مرکزی و حومه شهرها در هنگام شب، به دمای سطح زمین (LST) نزدیک است و LST کانیون‌ها می‌تواند به عنوان یک تقریب مناسب از دمای هوا مورد استفاده قرار گیرد. لذا در این تحقیق سعی شد؛ با بهره‌گیری از داده‌های سنجنده‌های حرارتی ماهواره‌ای و استفاده از یک الگوریتم مناسب بازیابی LST ، مشکل تهیه داده‌های دمایی حل گردد. محاسبه شاخص‌های هندسی و مقاومت آیرودینامیکی کانیون‌ها در فرآیند مدل‌سازی، به علت نیاز به انجام پردازش‌های گوناگون مکانی، پیچیده و زمان‌بر است و از این رو، چالشی دیگر در این زمینه محسوب می‌شود. سیستم‌های اطلاعات مکانی (GIS) با دارا بودن قابلیت ذخیره‌سازی روابط توپولوژیک عوارض جغرافیایی و تجزیه و تحلیل آن‌ها می‌تواند محاسبه این شاخص‌‌ها را تسهیل نماید. لذا در انجام این پژوهش، از سیستم‌های اطلاعات مکانی استفاده شده است. مواد و روش‌ها: در این پژوهش به منظور تهیه داده‌های دمایی مورد نیاز، از داده‌های سنجنده ASTER و داده‌های هواشناسی نزدیک‌ترین ایستگاه هواشناسی به محدوده مطالعاتی در فاصله زمانی سال‌های 2016 تا 2022 میلادی استفاده شد. این داده‌ها در محیط نرم‌افزار MATLAB و با استفاده از الگوریتم پنجره مجزا مورد پردازش قرار گرفت و دمای سطح زمین و بیشینه شدت جزایر حرارتی سطحی در محدوده مطالعاتی محاسبه شد. سپس، محاسبه شاخص‌های‌ نسبت‌ منظر، طول زبری و UHImax شبیه‌سازی شده کانیون‌ها (بر اساس مدل اوکه)؛ از طریق پردازش نقشه‌های رقومی در برنامه ModelBuilder در محیط نرم‌افزار ArcGIS صورت پذیرفت. پس از تقسیم‌بندی محدوده مطالعاتی به محدوده‌های آموزشی و محدوده چک، محلی‌سازی مدل UHImax در دو حالت مختلف انجام شد. در حالت اول، ضرایب مدل محلی در محدوده آموزشی با لحاظ کردن شاخص نسبت‌منظر محاسبه شد. بدین‌منظور، کانیون‌ها بر اساس شاخص نسبت‌منظر به یازده کلاس مختلف طبقه‌بندی گردید و مقدار UHImax شبیه‌سازی شده و اندازه‌گیری شده آن‌ها در منطقه آموزشی محاسبه شد و از طریق تحلیل رگرسیون این دو دسته داده، مدل محلی اوکه در منطقه مطالعاتی به دست آمد. در حالت دوم، در ابتدا کانیون‌های محدوده آموزشی بر اساس شاخص طول زبری به دو دسته جداگانه طبقه‌بندی و سپس، دسته اول کانیون‌ها بر اساس شاخص‌ نسبت‌منظر به هشت گروه مجزا و دسته دوم، به سه گروه مختلف طبقه‌بندی گردید. با محاسبه UHImax شبیه‌سازی شده و اندازه‌گیری شده هر یک از گروه‌ها، و استفاده از تحلیل رگرسیون، مدل محلی‌سازی شده اوکه برای هر یک از 2 طبقه مذکور تعیین گردید. نتایج و بحث: با اعتبارسنجی مدل‌های به دست آمده در محدوده چک، مقادیر R^2، ρ،RMSE و MAE حاصل از رگرسیون در حالت اول، به ترتیب: 0/53 ، 0/73، 1/18 ± و 0/98و در حالت دوم، به ترتیب0/80، 0/89، 1/05 ± و 0/87محاسبه شدند. مقایسه این نتایج نشان می‌دهد لحاظ کردن شاخص مقاومت آیرودینامیک در فرآیند مدل‌سازی UHImax ضمن افزایش ضرایب همبستگی و ضریب تشخیص رگرسیون؛ سبب افزایش دقت نتایج حاصل از مدل محلی و بهبود مدل شده است.