Geography and Human Relationships

Geography and Human Relationships

Analyzing the Relationship between Pollution in Urban Areas and Thermal Islands in Ardabil Province

Document Type : projects

Authors
1 Professor of Climatology, Department of Physical Geography, Faculty of Social Sciences, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.
2 Ph.D. Student of Climatology, Department of Physical Geography, Faculty of Social Sciences, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.
3 Ph.D. Student of Geomorphology, Department of Physical Geography, Faculty of Social Sciences, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.
Abstract
The purpose of this research is to investigate the relationship between these pollutions in urban areas and heat islands in Ardabil City. In this regard, the land use map of Ardabil City was drawn in the Google Earth Engine system by calling the data of Sentinel 2 and 1 satellites, and its overall accuracy and correctness were checked with the Kappa coefficient. In the next step, to investigate the aerosols of Ardabil City, Sentinel 5 satellite data was used and its daily trend was obtained by regression method. The skewness of aerosols was calculated for 2018-2023 and the pollution density map of Ardabil City was drawn. Then, by calling the MODIS satellite data, the temperature anomaly map and the thermal island of Ardabil City were drawn during 2018-2023, and the night LST trend in the mentioned period and the profile diagram of the night LST thermal island were obtained. By extracting the data of urban aerosol density maps with the thermal islands in ArcGis software, the correlation between temperature and the thermal island of Ardabil City was investigated. The results showed that there is a direct relationship between these two phenomena, such that the amount of daily aerosols in Ardabil City has taken an upward slope since the middle of 2021, and its negative skewness has shown an increase in pollution with high density and occurrence in inner city areas. The pollution density map also showed that the amount of aerosol has increased significantly in the inner city areas and intercity roads of Ardabil City. As a result, the temperature anomaly in urban and residential areas has increased significantly and led to the formation of a thermal island with an average temperature of 8.22 degrees Celsius, which reached its maximum in July.
Keywords

Subjects


احمدی، عبد‌المجید.، اکبری، ابراهیم.، جمال‌آبادی، جواد.، آل‌محمد، مریم. (1401). تأثیر کاربری اراضی و پوشش گیاهی بر شکل‌گیری جزایر حرارتی نمونه موردی: شهر قائن. تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، دوره بیست‌و‌دوم، شماره 64، صص 79-93.
اسمعیل­زاده، زینب.، صلاحی، برومند.، صابر، مهناز. (1402). آشکارسازی ارتباط بین تغییرات برخی از شاخصهای رطوبت نسبی سواحل جنوبی ایران با الگوهای پیوند از دور اقیانوس هند. فصلنامه علمی علوم و فنون آبخاکی، شماره (3)4، صص 59-78.
doi: 10.22034/jamst.2023.544224.1119
اصغری ‌سراسکانرود، صیاد.، اسدی، بهاره. (1399). بررسی اثرات کاربری‌های مختلف شهرستان اصفهان بر ایجاد جزایر حرارتی، کاوش‌های جغرافیایی مناطق بیابانی، دوره هشتم، شماره 2، صص 217-246.
ایمانی، بهرام.، حجت‌الله، رشید.، ابراهیمیان، مهرداد. (1401). ارزیابی و سنجش میزان تحقق‌پذیری روستای خلاق در بخش مرکزی شهرستان اردبیل، جغرافیا و روابط انسانی، دوره پنجم، شماره 3، صص 357-388.
خدمت‌زاده، علی.، موسوی، میر‌نجف، محمدی ترکمانی، حجت.، محمدی، میر‌صادق. (1400). تحلیلی بر تغییرات کاربری زمین و شکل‌گیری جزایر حرارتی در حریم شهر ارومیه با استفاده از سنجش از دور. برنامه‌ریزی منطقه‌ای، دوره یازدهم، شماره 41، صص 119-134.
خسروی، یونس.، حیدری، محمد‌علی.، توکلی، آزاده.، زمانی، عباس‌علی. تحلیل رابطه تغییرات زمانی دمای سطح زمین و الگوی فضایی تغییرات کاربری اراضی (مطالعه موردی: شهر زنجان). برنامه‌ریزی و آمایش فضا، دوره بیست‌و‌یکم، شماره 3، صص 119-144.
ذرتی­پور، امین.، چراغی، میتر .، قائم نژاد، راضیه. (1400). ارزیابی کارایی مولدهای وضع هواCLIMGEN  و LARSWG  در شبیه‌سازی اقلیمی (مطالعه موردی: مناطق سه‌گانه اقلیمی استان خوزستان). فصلنامه علمی علوم و فنون آبخاکی، شماره (3)2، صص 50-65.
doi: 10.22034/jamst.2022.538308.1039
شاهینی‌فر، مصطفی.، شاهنده، حمید‌رضا. (1402). تحلیل تصاویر سنتینل 3 سنجنده SLSTR در شناسایی جزایر گرمایی شهری و ارتباط آن با پوشش گیاهی (مطالعه موردی: شهر کرمانشاه). جغرافیای طبیعی، دوره شانزدهم، شماره 60، صص 97-112.
عرب، نرگس.، ‌ماهینی، عبد‌الرسول سلمان.، میکاییلی ‌تبریزی، علی‌رضا.، ویته، توما. (1401). بررسی و تحلیل پویایی کاربری اراضی و تأثیر آن بر جزایر حرارتی شهری مطالعه موردی: شهر مشهد. محیط زیست طبیعی، دوره هفتاد‌و‌پنجم، شماره 3، صص 384-398.
غفاری گیلانده، عطا.، صلاحی، برومند.، شکر‌زاده‌فرد، الهام. (1396). کاربرد روش ELECTRE در سطح‌بندی پتانسیل تراکم آلاینده‌های هوا در سطح شهر تبریز. جغرافیا و آمایش شهری منطقه‌ای، دوره هفتم،  شماره 23، صص 215-238.
گلستانی، زهره.، محمدی، حسین.، برنا، رضا.، اسدیان، فریده. (1401). تحلیل ارتباط دمای سطح زمین و پوشش گیاهی در شکل‌گیری جزیره گرمایی و مخاطرات آن (مطالعه موردی: کلانشهر اصفهان). مدیریت مخاطرات محیطی، دوره نهم، شماره 4، صص 354-341.
Dai, X., Zhongyang, G., Zhang, L., Li, D. (2010). Spatiotemporal exploratory analysis of urban surface temperature field in Shanghai, China. Stochastic Environmental, Research and Risk Assessment, 24, 247-257.
EM-DAT. Emergency Management Database, CRED, Catholic University of Louvain. (2022). Available online: http://www.public.
Feng, Z., Wang, X., Yuan, I., Zhang, Y., Mengqianxi, Y. (2022). Changes in air pollution, land surface temperature, and urban heat islands during the COVID-19 lockdown in three Chinese urban agglomerations, Science of The Total Environment, 892: 164496. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.164496.
Grigoraș, G., Urițescu, B. (2019). Land Use/Land Cover changes dynamics and their effects on Surface Urban Heat Island in Bucharest, Romania. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation 80, 115-126.
Nimish, G., Bharath, A., Ramachandra, T. (2022). Visualization of landuse change pattern and its impact on Urban Heat Islands, Global Urban Heat Island Mitigation, 301-322.
Piracha, A., Chaudhary, M. 2022. Urban Air Pollution, Urban Heat Island and Human Health: A Review of the Literature, Sustainability, 14: 9234.
Rashid, N., Mostahidul Alam, A.M, Arif Chowdhury, M.D., Islam, S.L. 2022. Impact of landuse change and urbanization on urban heat island effect in Narayanganj city, Bangladesh: A remote sensing-based estimation, Environmental Challenges, 8: 100571. https://doi.org/10.1016/j.envc.2022.100571
Singh, P., Kikon, N., Verma, P. (2017). Impact of Land Use Change and Urbanization on Urban Heat Island in Lucknow City, Central India. A Remote Sensing Based Estimate. Sustain. Cities Soc, 32, 100–114.
UNFPA (United Nations Population Fund). State of World Population 2007. 2007. Available online: (accessed on 25 April 2022).
Wang, W,.Liu, K., Tang, R., Wang, S., (2019). Remote sensing image-based analysis of the urban heat island effect in Shenzhen, China. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C. 110, 168-17.
Wang, Y., Guo, Zh., Han, J. (2022). The relationship between urban heat island and air pollutants and them with influencing factors in the Yangtze River Delta, China, Ecological Indicators, 129(5651):107976. https://DOI:10.1016/j.ecolind.2021.107976
Xiao, J., Moody, A. (2005). A comparison of methods for estimating fractional green vegetation cover within a desert-to-upland transition zone in central New Mexico, USA. Remote Sensing of Environment, 98(2), 237 -250.
Volume 6, Issue 4 - Serial Number 24
Winter 2024
Pages 940-954

  • Receive Date 24 February 2024
  • Revise Date 07 June 2024
  • Accept Date 22 April 2024