ارزیابی رابطه بین جزیره گرمایی با عناصر آلاینده جوی (مطالعه موردی: کلان‌شهر تهران)

جزیره حرارتی شهری به منطقه ای اطلاق می شود که در آن دما به طور قابل ملاحظه ای افزایش یافته و پیامدهای منفی فراوانی به همراه دارد. این پژوهش با هدف بررسی رابطه بین جزیره گرمایی شهر تهران با عناصر آلاینده جوی در بازه زمانی 2019 تا 2024 انجام شده است. برای نمایش جزیره حرارتی، از داده های دمای سطح زمین ماهواره مودیس تررا در پلتفرم گوگل ارث انجین بهره گرفته شد. در این بستر، وضعیت کاربری اراضی منطقه مورد مطالعه نیز تحلیل گردید و با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست 8، شاخص ndvi محاسبه شد تا نمایی از وضعیت پوشش گیاهی منطقه به دست آید. سپس، وضعیت آلاینده های جوی موثر بر شدت و گسترش جزیره حرارتی، شامل بخار آب، دی اکسید گوگرد، دی اکسید نیتروژن، متان، ازن و عمق نوری آئروسل، از داده های ماهواره سنتینل 5 استخراج و پردازش شد. به منظور ارزیابی ارتباط این متغیرها با دمای سطح زمین، ضریب تعیین و همبستگی برای 500 نقطه تصادفی محاسبه گردید. نتایج نشان داد که میانگین دمای سطح زمین از غرب به شرق تهران افزایش یافته و در مرکز و جنوب شرقی شهر، هاله حرارتی با میانگین دمای بالای 16 درجه سانتی گراد شکل گرفته است. تراکم بالای مناطق مسکونی و آلودگی ناشی از حمل ونقل در نواحی شرقی و جنوبی، از عوامل اصلی شکل گیری و تشدید این پدیده به شمار می آیند. از میان عوامل مورد بررسی، بخار آب با ضریب همبستگی مثبت و معنادار 648/0 بیشترین تاثیر را بر افزایش دمای محلی داشته و دی اکسید گوگرد و دی اکسید نیتروژن نیز تاثیرات قابل توجهی بر دما نشان داده اند. در مقابل، پوشش گیاهی نقش مهمی در تعدیل دما ایفا کرده است. همچنین بررسی سایر آلاینده ها همچون آئروسل، متان و ازن نشان داد که این گازها تاثیر کمتری بر دمای محلی دارند.

evaluating the relationship between heat island and atmospheric pollutants (case study: tehran metropolis)

an urban heat island is an area where the temperature has increased significantly and has many negative consequences. this study aimed to investigate the relationship between the heat island of tehran and atmospheric pollutants in the period 2019 to 2024. to display the heat island, land surface temperature data from the modis terra satellite was used on the google earth engine platform. in this context, the land use status of the study area was also analyzed, and the ndvi index was calculated using landsat 8 satellite images to obtain a view of the vegetation status of the area. then, the status of atmospheric pollutants affecting the intensity and spread of the heat island, including water vapor, sulfur dioxide, nitrogen dioxide, methane, ozone, and aerosol optical depth, was extracted and processed from sentinel 5 satellite data. in order to evaluate the relationship of these variables with land surface temperature, the coefficient of determination and correlation were calculated for 500 random points. the results showed that the average surface temperature of the earth increased from west to east of tehran, and a heat halo with an average temperature of over 16 degrees celsius has formed in the center and southeast of the city. the high density of residential areas and pollution from transportation in the eastern and southern areas are the main factors in the formation and intensification of this phenomenon. among the factors studied, water vapor, with a positive and significant correlation coefficient of 0.648, had the greatest impact on the increase in local temperature, and sulfur dioxide and nitrogen dioxide also showed significant effects on temperature. in contrast, vegetation played an important role in moderating temperature. also, the study of other pollutants such as aerosols, methane, and ozone showed that these gases have a lesser impact on local temperature.