آشكار سازي تاثير كاربري اراضي درتغيير پذيري زماني مكاني سالانه ارتفاع لايه مرزي(مطالعه موردي شهر كرمانشاه)

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

لايه مرزي جو بخشي از جو است كه مستقيماً تحت تاثير شرايط سطحي است و به واداشت هاي سطحي در كوتاه مدت پاسخ مي دهد. هدف از اين مطالعه بررسي نقش تغييرات توسعه شهري كرمانشاه بر ارتفاع لايه مرزي مي باشد. در اين راستا داده هاي مربوط به ارتفاع لايه مرزي از پايگاه داده ميان برد اروپايي براي دوره آماري 1990 تا 2015 اخذ گرديد. داده هاي مربوط به كاربري شهري از تصاوير چند زمانه لندست(etm،tm و oli) نيز طي دوره آماري 1990 تا 2015 اخذ شد. براي تحليل ارتباط داده هاي مذكور، از تحليل همبستگي پيرسون در سطح معني داري 0.95درصد(p_value=0.05) استفاده گرديد. در نهايت به ارزيابي تاثير ميزان توسعه شهري در ارتفاع لايه مرزي در دو دوره گرم و سرد سال پرداخته شد. نتايج اين تحقيق بيانگر آن بود كه طي دوره آماري مورد بررسي يعني از سال1990 تا 2015 رشد شهر از 41 كيلومتر مربع بوده در سال 1990 به 71 كيلومتر مربع در سال 2015 رسيده است و رشد دو برابري را نشان داده است. نتايح تحليل همبستگي نشان داد تاثير ميكرو اقليمي گسترش كاربري شهري، بر تغييرات لايه مرزي در زمستان مشهودتر از تابستان بود زيرا در تابستان گرمايش شديد سطح زمين به طور يكسان، تا حدود زيادي تاثير ميكرواقليم را كمرنگ تر كرده و باعث كاهش همبستگي تغييرات زماني ارتفاع لايه مرزي با توسعه رشد شهر شده است به طوري كه در اين فصل ارتباط معنيداري مشاهده نشد (0.17) اما در فصل سرد ارتباط معني داري بين توسعه كاربري شهري و ارتفاع لايه مرزي مشاهده گرديد به طوري كه با افزايش رشد شهر ارتفاع لايه مرزي نيز در پاسخ به اين تغييرات كاربري يك روند صعودي را طي كرده است.

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.