Дослідження просторово-часових змін поверхневих температур міста Запоріжжя (Україна) за даними дистанційного зондування Землі
DOI:
https://doi.org/10.36023/ujrs.2021.8.3.198Ключові слова:
температура поверхні землі, тепловий острів, ландшафтно-функціональні зони, теплове профілювання, серія даних Landsat, Sentinel-2Анотація
Місто Запоріжжя – один з найпотужніших промислових осередків України, розташоване в центральній степовій частині країни на обох берегах Дніпра. У місті багато щільно розташованих великих підприємств – металургійних, машинобудівних, хімічних та будівельних – утворюють над ним потужний термальний острів (UHI), фізичні характеристики якого (розміри, форма, розподіл температур) змінюються в часі і просторі.
Аналіз космічних знімків штучного супутника Землі Landsat, отриманих у теплових каналах, дав змогу встановити значні зміни цих характеристик, що відбулися протягом 33 років, тобто майже за весь період функціонування орбітальних апаратів цієї серії.
Середнє підвищення поверхневих температур (LST) загалом для всього термального острова міста, обчислених за цей період становило для липня 0.149 оС щорічно. Побудовано температурні графіки LST за даними липня і серпня для трьох профілів, що перетинають більшість ландшафтно-функціональних зон міста. Встановлено, що одна із складових ландшафтно-функціональних зон – земна поверхня, різко поділяється на ділянки, які знижують або підвищують температуру відносно її середніх значень для усього міста. Із часом спостерігається зменшення контрасту між цими різновидами у зв’язку з більшим нагрівом всієї поверхні міста та встановлюється стабільний ефект UHI з перевищенням у промислових районах до 14 оC. Для більшої частини міста річний приріст LST знаходиться в інтервалі від 0.15 до 0.3 оС. Максимальне підвищення температури до 0.6 оС за рік спостерігається в новому, щільно забудованому житловому масиві “Південний”, та на територіях з виробничими зонами промислових об’єктів у Заводському районі Запоріжжя. Понижувальний тепловий вплив мають ландшафти лише водних поверхонь і площ окремих сільськогосподарських орних земель, а в межах міста природний покрив під луками, пустищами і навіть деревною рослинністю прогрівається до середніх значень по місту. Порівняння середніх для всього міста липневих і серпневих LST показало, що показник липня на 8 оС вищий, а коливання температур у серпні стає на 2–3 оС менш амплітудним у межах простору теплового острова.
Посилання
Action Plan for Adaptation to the Consequences of Climate Change in the City of Zaporizhia. (2020). https://zp.gov.ua/uk/sessions/99/resolution/41273.pdf. (in Ukrainian)
Alavipanah, Sadroddin, Wegmann, Martin, Qureshi, Salman, Weng, Qihao, Koellner, Thomas. (2015). The role of vegetation in mitigating urban land surface temperatures: a case study of Munich. Germany during the warm season / Sustainability, 15 (7). 4689–4706 doi:10.3390/su7044689.
Hidalgo, García D., Arco, Díaz J. (2021). Spatial and Multi-Temporal Analysis of Land Surface Temperature through Landsat 8 Images: Comparison of Algorithms in a Highly Polluted City (Granada). Remote Sensing, 13. 1012. https://doi.org/10.3390/rs13051012/
Kottmeier, C., Corsmeierm U., Biegert, C. (2007). Effects of Urban Land Use on Surface Temperature in Berlin: Case Study. doi:10.1061/(ASCE)0733-9488(2007)133:2(128)
Li, Xiaoma, Zhou, Weiqi, Ouyang, Zhiyun, Xu, Weihua, Zheng, Hua. (2012). Spatial pattern of greenspace affects land surface temperature: evidence from the heavily urbanized Beijing Metropolitan area, China, Landscape Ecology, 27 (6). 887–898. https://link.springer.com/article/10.1007/s10980-012-9731-6
Lischenko, L., Pazynych, N., Filipovych, V. (2019). Summer surface temperature distribution analysis of Mykolayiv city based on the Landsat series thermal infrared data. Ukrajinsjkyj zhurnal dystancijnogho zonduvannja Zemli, 21, 49–59. https://doi.org/10.36023/ujrs.2019.21.148. (in Ukrainian)
Lischenko, L. (2020). Monitoring of land surface temperature of post-industrial areas and industrial sites in Kyiv using remote sensing data. Ukrajinsjkyj zhurnal dystancijnogho zonduvannja Zemli, 25. 17–27. https://doi.org/10.36023/ujrs.2020.25.172 (in Ukrainian)
Maimaitiyiming, Matthew, Ghulam, Abduwasit, Tiyip, Tashpolat, Pla, Filiberto, Latorre-Carmona, Pedro, Halik, Umut, Sawu, Mamat, Caetan, Mario. (2014) Effects of green space spatial pattern on land surface temperature: Implications for sustainable urban planning and climate change adaptation. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing. 89. 59–66. http://repositori.uji.es/xmlui/handle/10234/1355
Stankevich, S. A., Filipovich, V. E., Lubsky, N. S., Krylova, A. B., Kritsuk, S. G., Brovkina, ... Tronin A. A. (2015). Intercalibration of methods for restoring the thermodynamic temperature of the surface of an urbanized area based on materials of thermal space imagery. Ukrajinsjkyj zhurnal dystancijnogho zonduvannja Zemli, 7. 14–23. https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/59/77. (in Russian)
Subhanil, Guha, Himanshu, Govil, Anindita, Dey, Neetu, Gill. (2018). Analytical study of land surface temperature with NDVI and NDBI using Landsat 8 OLI and TIRS data in Florence and Naples city, Italy. European Journal of Remote Sensing, 51:1. 667–678. doi:10.1080/22797254.2018.1474494
Voogt, J. (2014). How researchers measure urban heat islands. Department of Geography, University of Western Ontario London ON Canada. https://www.epa.gov/sites/production/files/2014-07/documents/epa_how_to_measure_a_uhi.pdf
Wienert, Uwe, Kuttler, Wilhelm. (2005.) The dependence of the urban heat island intensity on latitude. A statistical approach. Meteorologische Zeitschrift, 14 (5). 677–686. doi:10.1127/0941-2948/2005/0069
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійні умови: автори зберігають авторські права та надають журналу право першої публікації на твір, одночасно ліцензований за міжнародною ліцензією Creative Commons Attribution License International CC-BY, що дозволяє іншим поділитися твором з підтвердженням авторства твору та первинною публікацією в цьому журналі.
Автори, направляючи рукопис у редакцію «Українського журналу дистанційного зондування Землі», погоджуються з тим, що редакції передаються права на захист і використання рукопису (переданого до редакції журналу матеріалу, в т. ч. такі об’єкти авторського права як фотографії автора, рисунки, схеми, таблиці тощо), в тому числі на відтворення у пресі та мережі Інтернет, на поширення, на переклад рукопису на будь-які мови, експорту та імпорту примірників журналу зі статтею авторів з метою розповсюдження, на доведення до загального відома. Зазначені вище права автори передають редакції без обмеження терміну і на території всіх країн світу без обмеження в т. ч. на території України.
Автори гарантують наявність у них виняткових прав на використання переданого редакції матеріалу. Редакція не несе відповідальності перед третіми особами за порушення даних авторами гарантій. За Авторами залишається право використання їх опублікованого матеріалу, його фрагментів і частин в особистих, у тому числи наукових і освітянських цілях. Права на рукопис вважаються переданими Авторами редакції з моменту підписання до друку випуску журналу, в якому він публікується. Передрук матеріалів, опублікованих у журналі, іншими фізичними та юридичними особами можливий тільки зі згоди редакції, з обов’язковим зазначенням випуску журналу, в якому було опубліковано матеріал.
