Οι επιπτώσεις της αστικοποίησης και της αλλαγής της χρήσης/ κάλυψης γης στο ημερήσιο εύρος θερμοκρασίας
Από RemoteSensing Wiki
ΣΥΓΓΡΑΦΕΙΣ: Manju Mohan, Anurag Kandya
1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΣΚΟΠΟΣ
Με την έναρξη της αστικοποίησης υπήρξε μια σημαντική αλλαγή σε ολόκληρο τον αστικό ιστό που έχει οδηγήσει σε πολλές περιβαλλοντικές αλλαγές, όπως στενότερο ημερήσιο εύρος θερμοκρασιών (ΗΕΘ) (Runnalls και Oke, 2000). Το ΗΕΘ είναι ένας σημαντικός δείκτης της αλλαγής του κλίματος (Karl et al., 1984) και είναι ευαίσθητο σε αστικές επιδράσεις (Διακυβερνητική Πάνελ για την Κλιματική Αλλαγή, 2001). Επίσης, το ΗΕΘ επηρεάζεται από τις αλλαγές χρήσεων γης (Kalnay και Cai, 2003), τη βλάστηση (Collatz et al., 2000), την υγρασία του εδάφους, τα σύννεφα (Dai et al, 1999, Trenberth, 2003, Stone και Weaver, 2003), τα αερολύματα (Huang et al, 2006, Stenchikov και Robock, 1995) και την ηλιακή ακτινοβολία (Wild, 2009, Makowski et al, 2008). Η αστικοποίηση έχει αυξήσει τη συγκέντρωση των αερολυμάτων στην τροπόσφαιρα, το οποίο έχει επηρεάσει το τοπικό κλίμα και επίσης έπαιξε σημαντικό ρόλο στη μείωση του ΗΕΘ. Η παρούσα μελέτη αντικαθιστά προηγούμενες μελέτες για τη θερμοκρασία που έχουν γίνει για το Δελχί με τα δεδομένα της θερμοκρασίας του αέρα σε λίγες τοποθεσίες και παρουσιάζει μια ολοκληρωμένη ανάλυση της χωρο-χρονικής μεταβολής του ΗΕΘ στο Δελχί, έχοντας βαθύτερες συνέπειες στα εξελισσόμενα μέτρα για τη βελτίωση του τοπικού αστικού κλίματος, μειώνοντας έτσι τα ποσοστά θνησιμότητας που σχετίζονται με τη θερμότητα.
2. ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ
Η παρούσα μελέτη έχει διεξαχθεί στο Δελχί, την πρωτεύουσα της Ινδίας. Ειδικότερα, το Δελχί βρίσκεται κοντά στη δυτική όχθη του ποταμού Yamuna και απλώνεται σε μια έκταση περίπου 1.490 τ.χλμ. Είναι περιτριγυρισμένο από τα Ιμαλάια στο Βορρά και τα όρη Aravali στα νοτιοδυτικά. Το Δελχί είναι μια από τις πολλές μεγαλουπόλεις του κόσμου που ταλαιπωρούνται από την ταχεία αστικοποίηση και τα γιγάντια επίπεδα ρύπανσης από βιομηχανικές, αστικές και πηγές μεταφοράς (Mohan et al., 2007). Λόγω της αύξησης του πληθυσμού από το 2001 έως το 2011, έχει παρατηρηθεί ένας επιταχυνόμενος ρυθμός αστικοποίησης και αυτό έχει αλλάξει σημαντικά το μίκρο και μάκρο κλίμα του Δελχί καθώς επίσης και το μοτίβο των χρήσεων γης, με το ποσοστό των κατοικημένων περιοχών να φτάνει περίπου το 53%.
3. ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ
Για την παρούσα μελέτη χρησιμοποιήθηκαν ετήσια τηλεπισκοπικά δεδομένα του μέσου όρου της θερμοκρασίας της επιφάνειας για όλη τη διάρκεια της μέρας και της νύχτας για 11 χρόνια (2001 – 2011). Τα δεδομένα ανακτήθηκαν από το πρόγραμμα Monsoon Ασία Ολοκληρωμένη Περιφερειακή Μελέτη, το οποίο χρησιμοποίησε το Terra και AquaModerate-Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) με ένα χιλιόμετρο χωρική ανάλυση. Αυτό το σύνολο δεδομένων αποτελείται από τους μέσους όρους της θερμοκρασίας στην επιφάνεια της γης για διάρκεια οκτώ ημερών. Το DTR υπολογίστηκε αφαιρώντας την νυχτερινή LST από τη διάρκεια της ημέρας LST (Sun et al., 2006). Η χαρτογράφηση DTR έγινε χρησιμοποιώντας το λογισμικό Arc GIS 9.2. Αν και η χαρτογράφηση έγινε για όλα τα χρόνια, ωστόσο, λεπτομερή ανάλυση των χαρτών έγινε για τα έτη 2001, 2004, 2008 και 2011 που χρησιμοποιήθηκαν. Περαιτέρω, 36 θέσεις που εκπροσωπούν τους 5 κυρίαρχους τύπους LU / LC, δηλαδή κατοικημένες περιοχές αστικών (που περιλαμβάνουν πυκνά Canopy, Medium πυκνό αστικό Canopy- Ι, Medium πυκνό αστικό Canopy - II, λιγότερο πυκνό αστικό κουβούκλιο), χώρους πρασίνου (που περιλαμβάνουν μεσαία πυκνό δάσος, πάρκα και κήπους), ανοικτές περιοχές, περιοχές παραποτάμιες και αστικά προάστια (που μοιάζουν με αγροτικές περιοχές) που υπάρχουν στην Delhiwere θεωρούνται αξιοποιήσιμα για τη λεπτομερή μελέτη. Για την ανάλυση των επιπτώσεων της αλλαγής LU / LC για τα DTR, οι DTR χάρτες ήταν προετοιμασμένοι για τα έτη 2004, 2008 και 2011 λαμβάνοντας το DTR του έτους 2001, ως σημείο αναφοράς. Για το γεγονός ότι η στατιστική σημαντικότητα των τάσεων του DTR κατά τη διάρκεια της περιόδου της μελέτης, της τάσης Mann-Kendall τεστ σε 95% επίπεδο εμπιστοσύνης έχει πραγματοποιηθεί σχετικά με την υπολογιστικές ετησίως μέσες τιμές DTR αυτών των 36 σταθμών.
4. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ
Συγκρίνοντας το Δελχί, το Σάο Πάολο και το Λονδίνο για τη θνησιμότητα που σχετίζονται με τη θερμότητα παρατηρήθηκε ότι το επίπεδο του κινδύνου θανάτου παρέμενε υψηλότερο και μεγαλύτερο για το Δελχί. Η μελέτη αποφάνθηκε αύξηση της θνησιμότητας από κάθε αιτία την ίδια ημέρα και την προηγούμενη ημέρα με θερμοκρασίες μεγαλύτερες από τη θερμοκρασία ορίου των 20 ΝΤΟ. Αν και η θνησιμότητα σχετίζονται με τη θερμότητα παραμένει ανεπαρκώς τεκμηριωμένη και κατανοητή στο Δελχί. Για να έχουμε μια ολοκληρωμένη εικόνα των επιπτώσεων των αλλαγών των χρήσεων/ καλύψεων γης στο Δελχί στις DTR κατά τη διάρκεια της περιόδου της μελέτης, οι ανωμαλίες DTR υπολογίστηκαν σε όλο το Δελχί για τα έτη 2004, 2008 και 2011 με την ανάληψη του DTR του έτους 2001, ως σημείο αναφοράς. Στο τέλος της ανάλυση προέκυψε ότι στο βάθος των αυξανόμενων κατοικημένων περιοχών στο Δελχί, και σχεδόν φθάνοντας στο 83% μέχρι το έτος 2031 (DDA, 2021) και επισημαίνοντας την ισχυρή άμεση συσχέτιση μεταξύ των κατοικημένων περιοχών, τη θερμοκρασία και τη θνησιμότητα, η παρούσα μελέτη απαιτεί επείγοντα και ισχυρά μέτρα πολιτικής για την αντιμετώπιση της μείωσης των θερμοκρασιών περιβάλλοντος σε μεγαλουπόλεις και να αποκτηθούν παράλληλα οφέλη για την ενέργεια, τις εκπομπές, την υγεία και τη μείωση της θερμικής καταπόνησης των σχετικών ποσοστών θνησιμότητας.
5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ
Τα κυριότερα ευρήματα της μελέτης είναι τα ακόλουθα: α) Τα ετήσια δορυφορικά δεδομένα που βασίζονται στο κατά μέσο όρο ημερήσιο εύρος θερμοκρασίας (ΗΕΘ) ολόκληρου του Δελχί δείχνουν μια σημαντική πτωτική τάση. Το ΗΕΘ ήταν 12,48ο C το 2001 και σταδιακά μειώθηκε στους 10,34ο C το 2011. β) Ο ετήσιος μέσος όρος ΗΕΘ των αστικών περιοχών ήταν κάτω από 11ο C, ενώ των περιοχών που μοιάζουν με αγροτικές ήταν πάνω από 13ο C. γ) Υπήρξε μια εξέχουσα αύξηση των περιοχών που έχουν ΗΕΘ κάτω από 11ο C συμπεραίνοντας την αύξηση της αστικής τάξης. Το 2001, η περιοχή είχε ΗΕΘ κάτω από 26,4% και μέχρι το 2011 το ποσοστό αυξήθηκε σταδιακά στο 65,3%. δ) Δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές αλλαγές στο ΗΕΘ σε εκείνες τις κατοικημένες περιοχές, οι οποίες έχουν πολύ μικρότερο πεδίο εφαρμογής της αστικοποίησης. ε) Οι ταχέως αναπτυσσόμενες περιοχές, όπως οι Rohini, Dwarka, το χωριό Khanjhawala, Vasant Kunj, IIT, το αεροδρόμιο Safdarjung, Kaushambi, κ.λπ., παρουσίασαν μια ιδιαίτερα πτωτική τάση στο ΗΕΘ που αποτελεί εγγενές χαρακτηριστικό της αστικοποίησης. στ) Η συγκλίνουσα τάση του ΗΕΘ που είναι κυρίως λόγω της αύξησης στις ελάχιστες θερμοκρασίες ως αποτέλεσμα των κτισμάτων στις πόλεις θα μπορούσε να οδηγήσει σε αύξηση της τιμής της θνησιμότητας λόγω της θερμότητας. Μαζί με την αυξημένη ζήτηση για ενέργεια ψύξης στις θερμές κλιματολογικές συνθήκες (π.χ. οι πόλεις σε χαμηλά γεωγραφικά πλάτη ή τροπικές περιοχές) η κατάσταση απαιτεί επείγουσες παρεμβάσεις πολιτικής, ιδίως για τις ταχέως αναπτυσσόμενες περιοχές.
