تحليل تغييرات مكاني زماني الگوهاي حرارتي شهر اراك با پردازش تصاوير ماهواره اي و GIS

امروزه افزايش‌ درجه حرارت برخي از مناطق پرجمعيت شهري در مقايسه با محدوده روستايي اطراف، پديده‌اي تحت ‌عنوان جزيره گرمايي شهري را به‌وجود آورده و موجب بروز مشكلات فراواني شده است. جزيره حرارتي شهري، سطحي از شهر است كه به ميزان قابل‌توجهي از مناطق روستايي اطراف گرم‌تر است. بدين منظور، ابتدا 8 تصوير ماهواره‌اي دوره گرم سال شهر اراك، طي بازه زماني 1985 تا 2017 با استفاده از داده‌هاي سنجنده‌هاي (TM) لندست‌هاي 4 و 5، (+ETM)  لندست 7، (OLI / TIRS) لندست 8 جمع‌آوري و استخراج گرديد. بعد از پيش‌پردازش‌هاي لازم، شاخص‌هاي تفاضل پوشش گياهي نرمال (NDVI)، دماي سطح زمين (LST) و شاخص پراكندگي عرصه حرارتي شهر با ارزيابي اكولوژيكي (UTFVI) محاسبه گرديد. الگوريتم مورد استفاده براي استخراج درجه حرارت سطح زمين، الگوريتم تك پنجره (Mono_Window) مي‌باشد كه گسيلمندي آن با استفاده از شاخص پوشش گياهي (NDVI) به‌دست آمد. براساس نتايج حاصل از پردازش تصاوير، مكان‌هاي داراي جزيره حرارتي، چگونگي تغييرات دمايي شهر، ارتباط بين تغييرات دماي سطح زمين با پوشش سطحي بررسي و تحليل گرديد تا جزاير حرارتي شهري اراك شناسايي و تحليل شوند. نتايج به‌كارگيري شاخص‌هاي (NDVI) و (LST) نشان داد كه، بيشترين نمود جزاير حرارتي، در مناطق با كاربري صنعتي، مكان‌هاي پرترافيك و داراي آلودگي شديد هوا و تراكم بالاي جمعيت، مناطق با پوشش گياهي ضعيف، مناطق داراي بافت فشرده و فرسوده مشاهده گرديد. تحليل نقشه‌هاي دمايي نيز مشخص كرد كه، كاربري‌هاي مسكوني به‌سرعت پيشرفت نموده‌اند و همچنين كاربري‌هاي صنعتي در حاشيه‌هاي شهر به‌ويژه در منطقه يك شهرداري باعث افزايش دما در آن مناطق شده است. تغييرات مقياس زماني الگوهاي دمايي اراك نشان داد كه، از سال 1985 تا 2017 در منطقه يك شهرداري (شرق و شمال‌شرقي اراك) حدود 4/3 درصد بر مساحت طبقه چهارم دمايي(41 تا 48 درجه سانتي‌گراد) افزوده شده و الگوهاي حرارتي در منطقه مذكور بيشترين شدت دمايي را داشته است. در منطقه دو و سه شهرداري كه جزء بافت قديمي و با تراكم شديد كاربري‌هاي مسكوني مشخص و ازنظر پوشش گياهي فقير هست نيز باعث تجمع دماهاي نسبتاً بالا در اين مناطق شده است. در منطقه چهار و پنج به دليل وجود پوشش گياهي انبوه، ميزان تجمع جزاير حرارتي كم بوده و همواره دماي پايين‌تر ثبات داشته است. در حاشيه‌هاي شهري به دليل كمربند شمالي و ترافيك و تردد ماشين‌هاي سنگين، جزاير حرارتي به‌صورت نواري تشكيل‌شده است. توسعه كاربري شهري در طول دوره مورد مطالعه، بسيار محسوس بوده است. به‌طوري‌كه از سال 2002 به بعد، شاهد افزايش دما و كاهش مساحت پوشش گياهي در سطح وسيعي از شهر اراك بوديم. براساس نتايج حاصل از شاخص (UTFVI)، در حاشيه‌هاي شهر، به علت وجود تجمع جزاير حرارتي، وضعيت دماي بحراني آزاردهنده حاكم است. اما در مكان‌هاي با پوشش گياهي و تعديل دما، به‌ويژه منطقه 4 و 5 وضعيت بحراني اندكي، حاكم بوده است.