Η συμβολή των Τοπικών Χρήσεων Γης στο φαινόμενο της Θερμικής Νησίδας στο Τελ Αβίβ, όπως εκτιμήθηκαν από Δορυφορική Τηλεπισκόπηση

Από RemoteSensing Wiki

Αναθεώρηση της 19:32, 25 Ιανουαρίου 2017

Εικόνα 1: Ταξινόμηση με της περιοχής μελέτης σε κύριες χρήσεις (α) και η Επιφανειακή Θερμοκρασία (β)

Εικόνα 2: Πίνακας Επιφανειακών θερμοκρασιών σε σχέση με την απόσταση, από χώρους πρασίνου σε αστικές περιοχές και από δημόσια πάρκα

Εικόνα 3: Διάγραμμα Επιφανειακών θερμοκρασιών σε σχέση με την απόσταση, από χώρους πρασίνου σε αστικές περιοχές και από δημόσια πάρκα

The role of local land-use on the urban heat island effect of Tel Aviv as assessed from satellite remote sensing

Orit Rotem-Mindali*, Yaron Michael, David Helman, Itamar M. Lensky Department of Geography and Environment, Bar Ilan University, Ramat Gan 5290002, Israel

πηγή: [[1]]

Μετάφραση και Περίληψη

Ευρύτερο Θέμα:

Η έρευνα αυτή αναγνωρίζει την Θερμική Νησίδα ως ένα πολύ σημαντικό πρόβλημα για την ανθρώπινη υγεία. Παρατηρώντας ότι θα αυξηθεί η επίδρασή της, λόγω της αστικοποίησης και της Κλιματικής Αλλαγής. Εξετάζει την κατεύθυνση μετριασμού των επιπτώσεων της θερμικής νησίδας μέσα από την αύξηση του αστικού πρασίνου.

Συγκεκριμένος Στόχος:

Η δημοσίευση ασχολείται με τις δυνατότητες μείωσης της θερμοκρασίες από την βλάστηση, σε επίπεδο γειτονιάς. Μελετώντας, την ύπαρξη κήπων, πρασίνου στους δρόμους και πάρκων. Επιχειρεί να απαντήσει σε δύο ερωτήματα:

1. Ποιες είναι οι θερμικές επιδράσεις των διαφόρων χρήσεων γης στο κοντινό τους περιβάλλον στην πόλη που επιλέχτηκε;
2. Πώς μπορεί να μετριαστεί το φαινόμενο της Θερμικής νησίδας σε πυκνά δομημένες αστικές περιοχές;

Με σκοπό να εξάγει μεθόδους και κριτήρια για το σχεδιασμό των δομών πρασίνου σε μία πόλη.

Πεδίο Εφαρμογής:

Η πόλη που επιλέχτηκε για την διεξαγωγή των μετρήσεων ήταν στο Τελ Αβίβ στο Ισραήλ. Πρόκειται για Μεσογειακή περιοχή με θερμά και ξηρά καλοκαίρια, όπου η ατμοσφαιρική υγρασία είναι πάρα πολύ υψηλή. Δύο λόγοι ανέδειξαν το Τελ Αβίβ ως ιδανικό πεδίο μελέτης:

• Η ποικιλομορφία της αστικής δόμησης σε διάφορες περιοχές της πόλης που επιτρέπει την σύγκριση δεδομένων σε επίπεδο γειτονιάς.
• Οι σοβαροί κίνδυνοι από την αύξηση της θερμοκρασίας, εξαιτίας της χρόνιας τακτικής για πυκνοκατοικημένη οικοδόμηση στο μοντέλο ανάπτυξης της πόλης

Έτσι, έγινε επιλογή 20 σημείων μέσα στο Τελ Αβίβ:

• 5 πράσινων περιοχών με υψηλή συγκέντρωση κήπων, πρασίνου στους δρόμους, σχετικά μεγάλη πυκνότητα δέντρων και χλόη
• 5 αστικών τοποθεσιών με λίγη βλάστηση που κυρίως ήταν θάμνοι και μεμονωμένα δέντρα
• 5 μικρών ή μεσαίων πάρκων μέσα σε κατοικημένες περιοχές
• 5 βιομηχανικών σημείων με μηδενικό πράσινου

Όλα τα σημεία επιλέχτηκαν σχετικά μακριά από την θάλασσα με την χρήση GIS. Ώστε, μην επηρεαστούν οι μετρήσεις από την ψυκτική επίδραση της αύρας. Επίσης, βάσει πληροφοριών του δήμου και εκτιμήσεις ειδικών η πόλη χωρίστηκε σε αντιπροσωπευτικές περιοχές.

Δορυφορικά Δεδομένα:

Για τον προσδιορισμό των επιπτώσεων της Θερμικής Νησίδας απαιτούνται χωρικά και χρονικά δεδομένα υψηλής ανάλυσης, Για αυτό χρησιμοποιήθηκαν οι μετρήσεις Επιφανειακής Θερμοκρασίας (LST) και του δείκτη NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) 2 δορυφόρων της NASA: Landsat με φασματική ανάλυση 30m, θερμική ανάλυση 60m και ελάχιστη συχνότητα 16 ημερών Terra που είναι συγχρονισμένος με τον ήλιο και περνά καθημερινά από κάθε σημείο στις 10:30 π.μ. και 10:30 μ.μ. παρέχοντας πληροφορίες για το NDVI και την LST Επιπρόσθετα, διαλέχτηκαν γιατί τα δεδομένα τους είναι ελεύθερα στο διαδίκυο Σε κάποιες διαδικασίες χρησιμοποιήθηκαν και εικόνες από το Google Earth

Επεξεργασία Δεδομένων:

Χρησιμοποιήθηκε το 1-km night LST (MOD11A2) και το 250-m NDVI (MOD13Q1) του MODerate resolution Imaging Spectrometer (MODIS) που βρίσκονται πάνω Terra (https://lpdaac.usgs.gov/products/modis_products table/) για να κατασκευαστεί μία 10-ετής χρονοσειρά για το Τελ Αβίβ. Εφαρμόσθηκε Χρονική Ανάλυση Fourrier όπως προτάθηκε στο Lensky and Dayan (2011). Για να προσδιοριστεί η LST και το NDVI κατά την διάρκεια το καλοκαιριού και σε βάθος χρόνου. Τα δεδομένα του Landsat ευθυγραμμίστηκαν (calibration) σύμφωνα με το USGS guide και ελέγχθηκαν για απορροφήσεις ακτινοβολίας από την ατμόσφαιρα. Για τον “υποβιβασμό” (downscale) των δεδομένων του MODIS σε αυτά του Landsat: Χρησιμοποιήθηκε η μετατροπή των Guo and Moore (1998). Για την εκτίμηση της χωρικής επίδρασης των πράσινων περιοχών, εξαιρώντας τα σημεία που επηρεάζονταν από την θαλάσσια αύρα, στην θερμοκρασία και την παραγωγή αντίστοιχων χαρτών χρησιμοποιήθηκαν το Google Earth και το ArcGIS (ESRI). Για την εξαγωγή της ποσότητας βλάστησης από τον NDVI λήφθηκε υπόψιν η γεωγραφική θέση της πόλης και το Μεσογειακό κλίμα. Στην στατιστική ανάλυση χρησιμοποιήθηκε Γραμμική Παλινδρόμηση. Επίσης, για την αξιοπιστία των συσχετίσεων υπολογίστηκαν οι two-tailed probability of a Pearson correlation coefficient. Εφαρμόστηκε η two-tailed student t-test για την αξιοπιστία συσχέτισης στις πράσινες περιοχές και τα πάρκα. Χρειάστηκε ο one-way Anova και η διόρθωση Bonferroni για την διαφορά συσχετίσεων και τις πολλαπλές συσχετίσεις των 4 χρήσεων γης. Έγινε χρήση του λογισμικού Microsoft Office Excel 2011.

Αποτελέσματα-Προβληματισμοί:

Παρατηρήθηκε ότι το Metropolitan CBD που είναι βιομηχανική ζώνη έχει τις υψηλότερες LST και το Yarkon Park που είναι μεγάλο πάρκο έχει τις χαμηλότερες LST.

• Όσο αυξάνεται η βλάστηση από ένα επίπεδο και πάνω, η επίδραση της στην μείωση της LST εξασθενεί
• Εντυπωσιακό είναι ότι οι πράσινες δομημένες περιοχές που έχουν αντίστοιχο NDVI, άρα κάλυψη από πράσινο, με τα πάρκα, προκαλούν μικρότερη μεγαλύτερη της LST κατα 0,5οC.
• Η πυκνότητα βλάστησης από πάρκο σε πάρκο διαφέρει πολύ.
• Οι αστικές περιοχές και πολύ οι βιομηχανικές είναι οι πιο ζεστές και αποτυπώνεται πως το δομημένο περιβάλλον συσχετίζεται με την LST
• Η πυκνότητα βλάστησης στα πάρκα δεν μπορεί να συσχετιστεί με την LST
• Στο Τελ Αβίβ οι πράσινες περιοχές έχουν την μεγαλύτερη αναλογία βλάστησης προς το συνολικό εμβαδό αυτής της κατηγορίας. Φαίνεται να απαρτίζονται από 50% βλάστηση ενώ τα πάρκα από 35%
• Τα πάρκα στο Τελ Αβίβ σε σχέση με την βλάστησή τους έχουν μεγάλη επίδραση στην μείωση της LST τοπικά και μικρή μετάδοση στις γειτονικές του περιοχές. Αντιθέτως, οι πράσινες περιοχές έχουν μικρότερη επίδραση τοπικά και μεγαλύτερη μετάδοση.

Συνεπώς, προκύπτει ότι:

• η βλάστηση επηρεάζει την LST
• σε τοπικό επίπεδο, οι ιδιωτικοί κήποι σε μεγάλη πυκνότητα επηρεάζουν πιο πολύ την θερμοκρασία σε σχέση με δημόσιους μικρούς και μεσαίους κήπους.
• τα μεγάλα έχουν μάλλον την μεγαλύτερη επίδραση στην μείωση της LST

Η μελέτη προσφέρει πληροφορίες για την συσχέτιση της μείωσης του φαινομένου της Θερμικής Νησίδας με το μέγεθος των χώρων πρασίνου. Σε αυτό το πλαίσιο, ανοίγουν ερωτήματα

• για την αποτελεσματικότητα των μικρών και μεσαίων πάρκων σε σχέση με ανάπτυξη βλάστησης στο δομημένο χώρο.

Αν αυτό εξηγηθεί με την μικρότερη αναλογία βλάστησης στα πάρκα και γίνει δεκτό ότι αυτή οφείλεται στην έλλειψη νερού και στην περιορισμένη χρήση του στα δημόσια πάρκα. Τότε, προκύπτει το ερώτημα

• για την επιθυμητή σχέση ποτίσματος και ανάπτυξης πρασίνου, σε συνάρτηση με το μέγεθος των δημόσιων και ιδιωτικών χώρων και την δική του σχέση με την παροχή νερού.

Πιθανότατα, τα μικρά πάρκα έχουν μικρότερη μετάδοση στις γειτονικές περιοχές επειδή συχνά περιβάλλονται από πλακόστρωτα ή δρόμους, ενώ στις δομημένες περιοχές που υπάρχουν πολλοί συνεχόμενοι κήποι και όχι απομονωμένοι η μετάδοση είναι μεγαλύτερη. Οι κατοικημένες όμως τοποθεσίες έχουν διαφορετική βλάστηση με βάση κοινωνικό-οικονομικά κριτήρια. Άρα, χρειάζεται συζήτηση

• για το αν η θέση των πάρκων αλλοιώνει τις μετρήσεις
• για τις κοινωνικό-οικονομικές δυνατότητες ανάπτυξης κήπων

Όλες αυτές οι πληροφορίες δίνουν στοιχεία για τον Αστικό Σχεδιασμό Πρασίνου ανάλογα με τις ανάγκες που εξυπηρετούν κάθε πόλη και την κατάσταση στην οποία βρίσκεται.