شبيه‌سازي عددي عملكرد برنامه هاي كنترلي جزيره گرمايي تابستانه كلان شهر تهران بوسيله ارزيابي شارهاي حرارتي

Numerical simulation of the adaptive and control strategies of Tehran metropolis summer heat island by evaluating heat fluxes

افزايش ميزان رشد جمعيت و در نتيجه توسعه نواحي شهري مي توانند به شدت بر روي وقايع آب و هوايي تاثير گذاشته و در نتيجه باعث تشديد پديده­هايي مانند تنش گرمايي شوند. با توجه به تاثيرات مورد انتظار اين پديده بر سلامت انسان، ارائه راهكارهاي عملياتي تعديل كننده جهت كنترل شرايط آينده بسيار حائز اهميت مي­باشد. بنابراين مطالعه حاضر با هدف شبيه‌سازي تاثير راهكارهاي برنامه‌ريزي شهري بر فرايند‌هاي پويا در محيط شهري و در مقياس محلي در شهر تهران با استفاده از مدل عددي ميان‌مقياس WRF انجام شد. شبيه‌سازي‌ها با استفاده از 4 دامنه تو در تو با يك رويكرد تعاملي دو طرفه اجرا شدند. در اين مطالعه از يك مدل كنپي شهري تك لايه­اي ساده و يك رويكرد چند لايه‌اي پيشرفته‌تر به نام تعيين پارامتر ساختماني (BEP) استفاده شد. نتايج شبيه‌سازي‌ها پس از مقايسه دو طرح شهري، با يك حساسيت‌سنجي براي راهبردهاي مختلف، نشان داد كه سناريوي تغيير سپيدايي سطوح، بيشترين تاثير را روي سطح زمين در مقايسه با دو سناريوي افزايش مناطق سبز شهري و كاهش تراكم ساختماني دارد. به دليل موقعيت توپوگرافيكي خاص تهران و درجه حرارت كلي بالا در اين منطقه، تهران در مقابل تنش گرمايي به ميزان نسبتا بالايي آسيب‌پذير است. اعمال اقدامات كنترلي مي‌تواند شدت جزيره حرارتي را تا 3 درجه سانتي­گراد (در مقايسه با شدت جزيره حرارتي ° C5/5 براي حالت پايه) هنگام استفاده از رنگ‌هاي روشن با بازتابندگي بالا براي سقف و 1 درجه سانتي­گراد با جايگزيني سطوح غير قابل نفوذ با پوشش گياهي طبيعي در مناطق شهري تهران، كاهش دهد.

Increasing population growth and consequently the development of urban areas can profoundly affect climate events and thus intensify phenomena such as heat stress. Given the expected effects of this phenomenon on human health, it is very important to provide mitigating operational solutions to control future conditions. Therefore, the present study was conducted with the aim of simulating the effect of urban planning solutions on dynamic processes in the urban environment and at the local scale in Tehran city using the WRF mid-scale numerical model. Simulations were performed using 4 nested domains with a two-way interactive nesting procedure. The study used a simple Single-Layer Urban Canopy Model and a more advanced multi-layered approach called Multi‐layer urban canopy (BEP). The results of the simulations, after comparing the two urban schemes with a sensitivity measurement for different strategies, showed that the surface reflectance change scenario has the greatest impact on the land surface compared to the two scenarios of increasing urban green areas and reducing building density. Due to Tehran's specific topographic location and high overall temperature in this region, Tehran is relatively vulnerable to heat stress. Compared to the intensity of 5.5 °C for base mode, applying control measures can reduce the intensity of UHI up to 3 °C when using bright colors with high reflectivity for the ceiling and 1 ° C by replacing impermeable surfaces with natural vegetation in urban areas of Tehran.