Urban
Από RemoteSensing Wiki
Urban Heat Island Effect
Περιγραφή του φαινομένου
Μελέτες για το κλίμα αστικών περιοχών εδώ και χρόνια επικεντρώνονται στη σπουδαιότητα των θερμοκρασιακών διαφορών που αναπτύσσονται εντός τους, οι οποίες και περιγράφονται γενικά ως το φαινόμενο Αστικής Θερμικής Νησίδας (Urban Heat Island effect). Η ανάπτυξη της αστικής δόμησης έχει συνήθως ως αποτέλεσμα τη δραματική αλλαγή της γήινης επιφάνειας, καθώς συνοδεύεται από αποψιλώσεις και αντικαταστάσεις της φυσικής βλάστησης με υλικά που δε βοηθούν στην αναπνοή και στην εξάτμιση του περιεχόμενου στην ατμόσφαιρα αλλά και στο έδαφος νερού (πέτρα, σκυρόδεμα, μέταλλο κλπ). Στις αστικές περιοχές όπου η μεταβολή της επιφάνειας έχει επέλθει με την απομάκρυνση της βλάστησης και την πυκνότητα του δομημένου ιστού παρατηρείται μείωση της εξατμισοδιαπνοής λόγω έλλειψης βλάστησης και επαρκούς αερισμού με αποτέλεσμα να αυξάνεται κατά πολύ η αισθητή θερμότητα. Στις περιοχές αυτές παρατηρείται μεγαλύτερη απορρόφηση της ηλιακής ακτινοβολίας καθώς επίσης και αύξηση της θερμοχωρητικότητας και της αγωγιμότητας των υλικών. Οι διαφορές θερμοκρασίας μεταξύ αστικών και αγροτικών περιοχών που τις περιβάλλουν είναι συνήθως μικρής κλίμακας αλλά αυξάνονται κατά πολύ όταν οι αστικές, μετεωρολογικές και γεωγραφικές συνθήκες της περιοχής ευνοούν την ανάπτυξη του φαινομένου θερμικής αστικής νησίδας. Το φαινόμενο αυτό δεν περιορίζεται μόνο στις μητροπόλεις αλλά και σε μικρές πόλεις 10.000 κατοίκων.
Στη συνέχεια περιγράφεται το φαινόμενο Αστικών Θερμικών Νησίδων για τρείς περιοχές, την πόλη Wuhah της Κίνας, για την Αττική και για το Πεκίνο.
Μελέτη για την πόλη Wuhan της Κίνας
Οι μελέτες έγιναν στην πόλη Wuhan, η οποία βρίσκεται σε μια επίπεδη πεδιάδα της επαρχίας Province και έχει έκταση 8467.6km². Οι περιοχές που μελετήθηκαν είναι το κέντρο της πόλης και τρία προάστια (Caidian, Hannan, Jiangxia). Στην έρευνα χρησιμοποιήθηκαν φασματικές απεικονίσεις, οι οποίες τραβήχτηκαν από το δορυφόρο σε μέρες με μεγάλη ατμοσφαιρική διαύγεια. Τα δεδομένα προέκυψαν από το δορυφόρο Landsat, με διακριτική ικανότητα 30m για τα κανάλια 1,2,3,4,5 και 7 και αντίστοιχη διακριτική ικανότητα για το κανάλι 6 (TIR) ίση με 120m για τις εικόνες Landsat 5 TM και 60m για τις εικόνες Landsat 7 ETM+. Πιο συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκαν για την εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικών με τις θερμικές αστικές νησίδες της πόλης Wuhah οι εξής εικόνες: μια φασματική εικόνα Landsat 7 Enchanced Thematic Mapper Plus (ETM+) που λήφθηκε στις 13 Οκτώβρη 2002, τρεις φασματικές εικόνες Landsat 5 TM που λήφθηκαν στις 26 Οκτώβρη 1988, στις 23 Οκτώβρη 1991 και 4 Οκτώβρη 1996. Η τοπική ώρα κατά την οποία ο δορυφόρος περνούσε πάνω από την πόλη και λήφθηκε η φασματική εικόνα καταγράφηκε ως 11:00μ.μ περίπου. .
Το φαινόμενο αστικών θερμικών νησίδων παρουσιάζει σταδιακή αύξηση τα τελευταία 14 χρόνια, η οποία είναι πιο διακριτή στην περιοχή του κέντρου της πόλης. Από το 1996 στον κεντρικό αστικό ιστό όπου υπάρχουν βιομηχανικές, νέες αστικές και πυκνά κατοικημένες περιοχές οι θερμοκρασίες εμφανίζονται αρκετά υψηλότερες από αυτές των προαστίων και η ζώνη υψηλής θερμοκρασίας περιβάλλοντος (θερμική νησίδα) είναι εύκολα διακριτή. Παρόλα αυτά δεν φάνηκε να υπάρχει κάποιο διακριτό κέντρο υψηλότερης ενδεχομένως θερμοκρασίας.
Φαινόμενο Αστικής Θερμικής Νησίδας στην Αττική
Στην παρούσα μελέτη γίνεται προσπάθεια ποιοτικής και ποσοτικής ανάδειξης του φαινομένου της Θερμικής Νησίδας για την περιοχή της Αθήνας με χρήση δορυφορικών εικόνων από ΝΟΑΑ AVHRR και LANDSAT TM. Οι καθημερινές λήψεις εικόνων NOAA AVHRR ανά 6ωρο δίνουν την δυνατότητα παρακολούθησης του φαινομένου σε ημερήσια και διημερήσια βάση.
Oι εικόνες Landsat TM παρέχουν υψηλή διακριτική ικανότητα (30x30m/pixel) με δυνατότητα παρακολούθησης του φαινομένου της αστικής θερμικής νησίδας σε συνάρτηση με τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του αστικού ιστού όπως η πυκνότητα δόμησης, βιομηχανικές ζώνες, χρήσεις γης και ανάγλυφο, κ.ά. Ο αστικός ιστός αναδεικνύεται με επεξεργασία επιβλεπόμενης ταξινόμησης (Supervised Classification) και κυρίων συνιστωσών (Principal Components).
Μελέτη Θερμικών Αστικών Νησίδων στην πόλη του Πεκίνου
Για τη διεξαγωγή της μελέτης χρησιμοποιήθηκαν τρείς εικόνες από το δορυφόρο Landsat TM, οι οποίες απεικονίζουν την πόλη του Πεκίνου στις 26 Σεπτεμβρίου 1987, 28 Αυγούστου 1994 και 31 Αυγούστου 2001. Κάθε εικόνα καταχωρήθηκε στην κοινή προβολή (Albers Conical Equal Area) με βάση τον ψηφιακό χάρτη κλίμακας 1:10.000. Οι εικόνες του δορυφόρου υπέστησαν περαιτέρω επεξεργασία (βάσει στατιστικών μεθόδων) έτσι ώστε να είναι δυνατός ο εντοπισμός και η ανάλυση των αλλαγών κάλυψης γης που έχουν επέλθει στην ίδια περιοχή με το πέρασμα του χρόνου.
Με κόκκινο χρώμα παριστώνται οι περιοχές στις οποίες υπήρξε αστική ανάπτυξη ενώ με άσπρο εκείνες στις οποίες δε σημειώθηκε κάποια μεταβολή. Τέλος με μπλε αποτυπώνονται οι περιοχές που σημείωσαν μείωση του δομημένου ιστού με τη μετατροπή αυτού ή της άγονης γης σε άλλα είδη εδαφοκάλυψης (πχ. βλάστηση, νερό, κλπ.) Σύμφωνα με τις εικόνες είναι εμφανής η αστική ανάπτυξη του Πεκίνου με περιορισμό της βλάστησης και αντίστοιχη ένταση της δόμησης. Οι αλλαγές αυτές θα ασκούσαν αναπόφευκτα αντίκτυπο στο περιβάλλον της πόλης. Για τον εντοπισμό των θερμικών αστικών νησίδων στο Πεκίνο ήταν απαραίτητος ο προσδιορισμός της θερμοκρασίας στην επιφάνεια της γης σε όλη την έκταση της πόλης και η ανίχνευση των μεταβολών αυτής από περιοχή σε περιοχή. Για την επίτευξη αυτού του στόχου τα δεδομένα του θερμικού καναλιού (έκτο, με διακριτική ικανότητα 120m) του Landsat TM υπέστησαν επεξεργασία. Εξαιτίας των διαφορετικών ετών στα οποία αποκτήθηκαν οι φωτογραφίες αλλά και των διαφορετικών καιρικών συνθηκών που επικρατούσαν σε κάθε περίπτωση, οι τελικές τιμές επιφανειακής θερμοκρασίας προέκυψαν ύστερα από κανονικοποίηση των δεδομένων. Οι τιμές της θερμοκρασίας μετά την κανονικοποίηση κυμαίνονται από 0 ως 1, με ελάχιστη σχετική τιμή το 0 και μέγιστη το 1. Περιοχές με τιμές σχετικής θερμοκρασίας από 0.6 μέχρι 1 θεωρούνται ως αστικές θερμικές νησίδες.
