خلاصه
:
دمای سطح زمین ؛ ذخیره سازی حرارت شهری ; جزیره گرمایی شهری ; تابش خورشیدی ؛ GRASS GIS
۱٫ معرفی
۲٫ مواد و روشها
۲٫۱٫ مفهوم نظری برای مدلسازی دمای سطح زمین
جایی که α�بازتاب خورشیدی بدون واحد یا آلبدوی سطح است که از ۰ تا ۱ متغیر است، I تابش جهانی تابش خورشیدی روی سطح در Wm -۲ است که خروجی مدل r.sun است.ε�تابش سطح است، σ�ثابت استفان بولتزمن ، ۵٫۶۶۸۵ × ۱۰-۸ Wm -۲ K – ۴ است ، Ts دمای سطح تعادل در K است، T آسمان دمای موثر آسمان تابشی ، hc ضریب انتقال حرارت همرفتی در Wm -۲ است. K −۱ و T a دمای هوا در K [ ۲۴ ] است. این معادله از ذخیره حرارتی در سازه های شهری غفلت می کند. ذخیره سازی حرارتی باعث کاهش و به تعویق افتادن پیک دمای سطح زمین در طول روز می شود که این امر به قیمت انتشار گرما در عصر و در طول شب است. گریموند و اوکه [ ۲۵] گزارش می دهند که اندازه گیری یا مدل سازی شار گرمای ذخیره سازی به دلیل ساختار سه بعدی پیچیده سطوح شهری و تنوع انواع مواد که ساختارهای شهری را تشکیل می دهند، دشوار است. با توجه به گریموند و اوک [ ۲۵ ] شار گرمای ذخیره سازی ΔسسΔسسبه عنوان تعادل انرژی باقیمانده از مشاهده مستقیم تابش خالص Q * و شار QH محسوس همرفتی و گرمای نهان QE تعیین می شود :
جایی که زمان است در حل ما، ضریب a ۱ قدرت کلی وابستگی ذخیره گرما به تابش خورشیدی I را نشان می دهد. ضریب a ۲ قدرت و جهت روابط فاز بین را توصیف می کند ΔسسΔسسو من در ارتباط با تغییرات زمانی در تابش خورشیدی I . وقتی حاصل ضرب یک ۲ و ∂ من∂ t∂من∂تیمثبت است، فرآیند ذخیره سازی گرما قوی است و تابش خورشیدی موثر را که بلافاصله به LST تبدیل می شود، کاهش می دهد . هنگامی که منفی است، گرما از ماده آزاد می شود و در نتیجه تابش خورشیدی موثر I را افزایش می دهد . ضریب a ۳ یک عبارت رهگیری است که نشان دهنده آزاد شدن ثابت گرما در زمانی که تابش خورشیدی I در دسترس نیست، است. تابع بصری است و به راحتی قابل پارامتر است، با این حال، مقادیر واقعی ۱ ، a ۲ ، a ۳ضرایب به عوامل مختلفی از جمله پوشش زمین، پیکربندی هندسی فضای شهری و حتی وضعیت بتنی هواشناسی بستگی دارد. گریموند و اوکه [ ۲۵ ] مطالعات متعددی را با این مدل برای طبقات مختلف پوشش زمین تجزیه و تحلیل کردند و مستند کردند که مقادیر ضرایب a ۱ و a ۲ در محدوده وسیع ۰٫۰۱ تا ۰٫۸۵ مثبت هستند و مقادیر ضریب ۳ در محدوده منفی هستند. محدوده -۱۲٫۳ تا -۷۹٫۹ Wm- ۲ .
۲٫۲٫ پیاده سازی در GRASS GIS
۲٫۳٫ منطقه مطالعه و جمع آوری داده ها
۲٫۴٫ داده های ورودی
۳٫ نتایج
۴٫ بحث
۵٫ نتیجه گیری ها
مواد تکمیلی
مشارکت های نویسنده
منابع مالی
قدردانی
تضاد علاقه
منابع
- شی، ی. Zhang، Y. بازیابی سنجش از دور دمای سطح زمین شهری در منطقه گرم و مرطوب. اقلیم شهری. ۲۰۱۸ ، ۲۴ ، ۲۹۹-۳۱۰٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- Estoque، RC; مورایاما، ی. Myint، SW اثرات ترکیب و الگوی منظر بر دمای سطح زمین: مطالعه جزیره گرمایی شهری در کلان شهرهای آسیای جنوب شرقی. علمی جمع. محیط زیست ۲۰۱۷ ، ۵۷۷ ، ۳۴۹-۳۵۹٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ PubMed ]
- سلطانی، ع. تغییرات روزانه اثر جزیره گرمایی شهری و همبستگی آن با سرسبزی شهری: مطالعه موردی آدلاید. جلو. قوس. Res. ۲۰۱۷ ، ۶ ، ۵۲۹-۵۳۸٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- Nichol, JE رویکردی مبتنی بر GIS برای نظارت بر اقلیم کوچک در شهرکهای مسکونی مرتفع سنگاپور. فتوگرام مهندس Remote Sens. ۱۹۹۴ , ۶۰ , ۱۲۲۵-۱۲۳۲٫ [ Google Scholar ]
- اثر جزیره گرمایی شهری (UHI). در دسترس آنلاین: http://www.urbanheatislands.com (در ۲۶ ژانویه ۲۰۱۹ قابل دسترسی است).
- آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده کاهش جزایر گرمایی شهری: خلاصه ای از استراتژی ها. در دسترس آنلاین: https://www.epa.gov/heat-islands/heat-island-compendium (در ۲۶ ژانویه ۲۰۱۹ قابل دسترسی است).
- چن، Y.-C.; چیو، H.-W. سو، ی.-ف. وو، ی.-سی. چنگ، ک.- اس. آیا شهرنشینی تغییرات روزانه دمای سطح زمین را افزایش می دهد؟ شواهد و مفاهیم. Landsc. طرح شهری. ۲۰۱۷ ، ۱۵۷ ، ۲۴۷-۲۵۸٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- بردال، پ. برتز، SE بررسی مقدماتی بازتاب خورشیدی مواد سرد سقف. انرژی ساخت. ۱۹۹۷ ، ۲۵ ، ۱۴۹-۱۵۸٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
- میرصادقی، م. کاستولا، دی. بلوکن، بی. هنسن، جی. بررسی مدلهای ضریب انتقال حرارت همرفتی خارجی در برنامههای شبیهسازی انرژی ساختمان: پیادهسازی و عدم قطعیت. Appl. حرارت مهندس ۲۰۱۳ ، ۵۶ ، ۱۳۴-۱۵۱٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- هو، ال. وندل، ج. تجزیه و تحلیل اثرات مورفولوژیکی سطح شهری بر ناهمسانگردی جهت حرارتی روزانه. ISPRS J. Photogramm. از راه دور. Sens. ۲۰۱۹ , ۱۴۸ , ۱-۱۲٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- Li، Z.-L. تانگ، B.-H. وو، اچ. رن، اچ. یان، جی. وان، ز. Trigo، IF; Sobrino، JA دمای سطح زمین برگرفته از ماهواره: وضعیت فعلی و چشم اندازها. از راه دور. حس محیط. ۲۰۱۳ ، ۱۳۱ ، ۱۴-۳۷٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
- ووگت، جی. Oke, T. سنجش از دور حرارتی اقلیم شهری. از راه دور. حس محیط. ۲۰۰۳ ، ۸۶ ، ۳۷۰-۳۸۴٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- پور، ت. میرجوفسکی، جی. پورکت، تی. سنجش از راه دور حرارتی هوابرد: مورد شهر اولوموک، جمهوری چک. یورو J. از راه دور. Sens. ۲۰۱۹ , ۵۲ , ۲۰۹–۲۱۸٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- هوفیرکا، جی. Kaňuk, J. ارزیابی پتانسیل فتوولتائیک در مناطق شهری با استفاده از ابزارهای تابش خورشیدی منبع باز. تمدید کنید. انرژی ۲۰۰۹ ، ۳۴ ، ۲۲۰۶-۲۲۱۴٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- هوفیرکا، جی. Zlocha, M. مدل جدید تابش خورشیدی سه بعدی برای مدل های سه بعدی شهر. ترانس. GIS ۲۰۱۲ ، ۱۶ ، ۶۸۱-۶۹۰٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- فریتاس، اس. کاتیتا، سی. ردویک، پی. بریتو، MC مدلسازی پتانسیل خورشیدی در محیط شهری: بررسی پیشرفتهتر تمدید کنید. حفظ کنید. Energy Rev. ۲۰۱۵ , ۴۱ , ۹۱۵-۹۳۱٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- بیلجکی، اف. استوتر، جی. لدوکس، اچ. زلاتانوا، اس. Çöltekin، A. کاربردهای مدل های سه بعدی شهر: بررسی وضعیت هنر. ISPRS Int. J. Geo Inf. ۲۰۱۵ ، ۴ ، ۲۸۴۲-۲۸۸۹٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
- ردویک، پی. کاتیتا، سی. Brito، MC پتانسیل انرژی خورشیدی بر روی سقف ها و نماها در منظر شهری. سول انرژی ۲۰۱۳ ، ۹۷ ، ۳۳۲-۳۴۱٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- فوگل، م. Moudrý, V. تأثیر تاج پوشش گیاهی بر پتانسیل خورشیدی در محیط های شهری. Appl. Geogr. ۲۰۱۶ ، ۶۶ ، ۷۳-۸۰٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- کلینگبرگ، جی. کونارسکا، جی. لیندبرگ، اف. یوهانسون، ال. Thorsson، S. نقشه برداری از سطح برگ سبز شهری با استفاده از LiDAR هوایی و اندازه گیری های زمینی در گوتنبرگ، سوئد. شهری برای. سبز شهری. ۲۰۱۷ ، ۲۶ ، ۳۱-۴۰٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- هوفیرکا، جی. گالی، ام. اوناچیلوا، ک. Hofierka, J., Jr. مدلسازی دمای سطح زمین مبتنی بر فیزیکی در مناطق شهری با استفاده از مدل شهر سه بعدی و دادههای ماهوارهای چندطیفی. اقلیم شهری. ۲۰۲۰ ، ۳۱ ، ۱۰۰۵۶۶٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- GRASS GIS. در دسترس آنلاین: http://grass.osgeo.org/ (در ۴ ژوئن ۲۰۲۰ قابل دسترسی است).
- برتز، اس. اکبری، ح. روزنفلد، A. مسائل عملی برای استفاده از مواد منعکس کننده خورشیدی برای کاهش جزایر گرمایی شهری. اتمس. محیط زیست ۱۹۹۸ ، ۳۲ ، ۹۵-۱۰۱٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
- ASHRAE. کتاب راهنما: مبانی ; انجمن آمریکایی مهندسین گرمایش، تبرید و تهویه مطبوع: آتلانتا، GA، ایالات متحده آمریکا، ۱۹۸۹٫ [ Google Scholar ]
- گریموند، اس. Oke، TR Heat Storage در مناطق شهری: مشاهدات در مقیاس محلی و ارزیابی یک مدل ساده. J. Appl. هواشناسی ۱۹۹۹ ، ۳۸ ، ۹۲۲-۹۴۰٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- اوکی، TR; Cleugh، HA ذخیره حرارت شهری به عنوان باقیمانده تعادل انرژی مشتق شده است. مقید. Meteorol لایه. ۱۹۸۷ ، ۳۹ ، ۲۳۳-۲۴۵٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- شوری، م. Hofierka, J. یک مدل جدید تابش خورشیدی مبتنی بر GIS و کاربرد آن در ارزیابیهای فتوولتائیک. ترانس. GIS ۲۰۰۴ ، ۸ ، ۱۷۵-۱۹۰٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- نتلر، ام. Mitasova، H. متن باز GIS: A GRASS GIS Approach , ۳rd ed.; سری بین المللی در مهندسی و علوم کامپیوتر؛ Springer: نیویورک، نیویورک، ایالات متحده آمریکا، ۲۰۰۸٫ [ Google Scholar ]
- اوناچیلوا، ک. Gallay، M. تجزیه و تحلیل فضایی-زمانی جزیره حرارتی شهری سطحی بر اساس تصاویر LANDSAT ETM + و OLI/TIRS در شهر Košice، اسلواکی. Carpathian J. محیط زمین. علمی ۲۰۱۸ ، ۱۳ ، ۳۹۵-۴۰۸٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- هوفیرکا، جی. گالی، ام. کانوک، جی. شوپینسکی، جی. Sasak، J. نقشهبرداری فضای سبز شهری با وضوح بالا برای مدلسازی ریزاقلیم بر اساس مدلهای شهر سه بعدی. ISPRS Int. قوس. فتوگرام از راه دور. حس تفت. Inf. علمی ۲۰۱۷ ، XLII-4/W7 ، ۷–۱۲٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
- نتلر، ام. بومن، MH; لاندا، م. Metz, M. GRASS GIS: GIS منبع باز چند منظوره. محیط زیست مدل. نرم افزار ۲۰۱۲ ، ۳۱ ، ۱۲۴-۱۳۰٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
- مدلسازی انتقال حرارت تابشی آلگارنی، SA برای بارهای سرمایشی و گرمایشی ساختمان: با در نظر گرفتن نقش شرایط صاف، ابری و غبارآلود در آب و هوای گرم و خشک. دکتری پایان نامه، دانشگاه ملک خالد، ابها، اسیر، عربستان سعودی، ۲۰۱۵٫ [ Google Scholar ]
- Whillier، A. عوامل طراحی موثر بر کلکتورهای خورشیدی در کاربردهای مهندسی دماهای پایین انرژی خورشیدی . ASHRAE: نیویورک، نیویورک، ایالات متحده آمریکا، ۱۹۶۷٫ [ Google Scholar ]
- وانینو، اس. نینو، پ. دی میشل، سی. Bolognesi، SF; D’Urso، G. دی بنه، سی. پنلی، بی. وولو، اف. فرینا، ر. پولیگه، جی. و همکاران قابلیت داده های Sentinel-2 برای تخمین حداکثر تبخیر و تعرق و نیاز آبیاری برای محصول گوجه فرنگی در ایتالیای مرکزی. از راه دور. حس محیط. ۲۰۱۸ ، ۲۱۵ ، ۴۵۲-۴۷۰٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- مونیر، تی. گیمارد، سی. Kambezidis, H. Solar Radiation and Daylight Models , ۲nd ed.; Elsevier Butterworth-Heinemann: آکسفورد، انگلستان، ۲۰۰۴٫ [ Google Scholar ]
- گریموند، اس. کلو، اچ. Oke, T. یک مدل ذخیره حرارت شهری عینی و مقایسه آن با سایر طرحها. اتمس. محیط زیست قسمت B. اتمس شهری. ۱۹۹۱ ، ۲۵ ، ۳۱۱-۳۲۶٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- فنگ، J.-M. وانگ، Y.-L. Ma، Z.-G. لیو، ی. شبیه سازی اثرات منطقه ای شهرنشینی و انتشار گرمای انسانی بر آب و هوا در سراسر چین. جی. کلیم. ۲۰۱۲ ، ۲۵ ، ۷۱۸۷-۷۲۰۳٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- کریستن، ا. فوگت، آر. تعادل انرژی و تشعشع یک شهر اروپای مرکزی. بین المللی جی. کلیم. ۲۰۰۴ ، ۲۴ ، ۱۳۹۵-۱۴۲۱٫ [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
بدون دیدگاه