Том 38, номер 03, статья № 7

Аннотация:

В настоящей работе представлены результаты анализа температуры земной поверхности в четырех городах-миллионниках России. Исследования выполнены на основе спутниковых данных Landsat-8 в безоблачные дни с мая по сентябрь 2013–2022 гг. Изучена устойчивость распределения температуры в городах к относительно слабым изменениям метеорологических условий. В качестве факторов, которые оказывают потенциальное влияние на распределение температуры в пределах городской территории, рассмотрены такие морфологические характеристики, как плотность застройки, высота зданий и неоднородность рельефа местности. Результаты анализа показали, что для городов со слабохолмистым и холмистым рельефом наблюдаются устойчивость поля температуры относительно метеорологических условий и высокая корреляция температуры с плотностью застройки. Для г. Красноярска, отличающегося высокой степенью неоднородности рельефа местности, таких закономерностей не выявлено. Показано, что при проектировании жилых районов в крупных городах с относительно плоским рельефом фактор роста локальной температуры заслуживает внимания. Результаты работы могут быть использованы для планирования климатического комфорта в урбанизированных районах.

Ключевые слова:

Landsat-8, температура земной поверхности, городской остров тепла, городская морфология

Иллюстрации:

Список литературы:

1. Wicki A., Parlow E. Multiple regression analysis for unmixing of surface temperature data in an urban environment // Remote Sens. 2017. V. 9, N 7. Art. N. 684. DOI: 10.3390/rs9070684.
2. Кислов А.В., Варенцов М.И., Горлач И.А., Алексеева Л.И. «Остров тепла» московской агломерации и урбанистическое усиление глобального потепления // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. Геогр. 2017. № 4. С. 12–19.
3. Kim S.W., Brown R.D. Urban heat island (uhi) intensity and magnitude estimations: A systematic literature review // Sci. Total Environ. 2021. V. 779. Art. No. 146389. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2021.146389.
4. Liu Z., Zhan W., Lai J., Bechtel B. Taxonomy of seasonal and diurnal clearsky climatology of surface urban heat island dynamics across global cities // ISPRS J. Photogramm. Remote Sens. 2022. V. 187. P. 14–33. DOI: 10.1016/j.isprsjprs.2022.02.019.
5. Kalogeropoulos G., Dimoudi A., Toumboulidis P., Zoras S. Urban heat island and thermal comfort assessment in a medium-sized mediterranean city // Atmosphere. 2022. V. 13, N 7. Art. No. 1102. DOI: 10.3390/atmos13071102.
6. Chen X., Zhang Y. Impacts of urban surface characteristics on spatiotemporal pattern of land surface temperature in Kunming of China // Sustainable Cities Soc. 2017. V. 32. P. 87–99. DOI: 10.1016/j.scs.2017.03.013.
7. Azhdari A., Soltani A., Alidadi M. Urban morphology and landscape structure effect on land surface temperature: Evidence from Shiraz, a semi-arid city // Sustain. Cities Soc. 2018. V. 41. P. 853–864. DOI: 10.1016/j.scs.2018.06.034.
8. Peng J., Jia J., Liu Y., Li H. Seasonal contrast of the dominant factors for spatial distribution of land surface temperature in urban areas // Remote Sens. Environ. 2018. V. 215. P. 255–267. DOI: 10.1016/j.rse.2018.06.010.
9. Logan T., Zaitchik B., Guikema S., Nisbet A. Night and day: The influence and relative importance of urban characteristics on remotely sensed land surface temperature // Remote Sens. Environ. 2020. V. 247. Art. No. 111861. DOI: 10.1016/j.rse.2020.111861.
10. Калинин Н.А., Шкляев В.А., Исаков С.В. Применение данных спутников Landsat для определения динамики изменения структуры землепользования и дифференциального альбедо территории // Оптика атмосф. и океана. 2018. Т. 31, № 7. С. 530–536. DOI: 10.15372/AOO20180705.
11. Krüger E., Minella F., Rasia F. Impact of urban geometry on outdoor thermal comfort and air quality from field measurements in Curitiba, Brazil // Build. Environ. 2011. V. 46, N 3. P. 621–634. DOI: 10.1016/j.buildenv.2010.09.006.
12. Qaid A., Ossen D.R. Effect of asymmetrical street aspect ratios on microclimates in hot, humid regions // Int. J. Biometeorol. 2015. V. 59, N 6. P. 657–677. DOI: 10.1007/s00484-014-0878-5.
13. Thani S.K.S.O., Mohamad N.H.N., Abdullah S.M.S. The influence of urban landscape morphology on the temperature distribution of hot-humid urban centre // Procedia–Social Behavioral. Sciences. 2013. V. 85. P. 356–367. DOI: 10.1016/j.sbspro.2013.08.365.
14. Lan Y., Zhan Q. How do urban buildings impact summer air temperature? The effects of building configurations in space and time // Build. Environ. 2017. V. 125. P. 88–98. DOI: 10.1016/j.buildenv.2017.08.046.
15. Sobstyl J. M., Emig T., Abdolhosseini Qomi M. J., Ulm F.-J., Pellenq R. J.-M. Role of city texture in urban heat islands at nighttime // Phys. Rev. Lett. 2018. V. 120, N 10. Art. No. 108701. DOI: 10.1103/PhysRevLett.120.108701.
16. Yang J., Wang Y., Xiao X., Jin C., Xia J., Li X. Spatial differentiation of urban wind and thermal environment in different grid sizes // Urban Clim. 2019. V. 28. Art. No. 100458. DOI: 10.1016/j.uclim.2019.100458.
17. Menghan Z., Suocheng D., Hao C., Li F. Spatio-temporal evolution of urban thermal environment and its driving factors: Case study of Nanjing, China // PLOS ONE. 2021. V. 16, N 5. Art. No. e0246011. DOI: 10.1371/journal.pone.0246011.
18. Константинов П.И., Грищенко М.Ю., Варенцов М.И. Картографирование островов тепла городов Заполярья по совмещенным данным полевых измерений и космических снимков на примере г. Апатиты (Мурманская область) // Исслед. Земли из космоса. 2015. № 3. С. 27–33. DOI: 10.7868/S0205961415030069.
19. Sheng L., Tang X., You H., Gu Q. Comparison of the urban heat island intensity quantified by using air temperature and landsat land surface temperature in Hangzhou, China // Ecol. Indic. 2017. V. 72. P. 738–746. DOI: 10.1016/j.ecolind.2016.09.009.
20. Варенцов М.И., Грищенко М.Ю., Константинов П.И. Сопоставление наземных и космических разномасштабных температурных данных на примере городов Российской Арктики для зимних условий // Исслед. Земли из космоса. 2021. № 2. С. 64–76. DOI: 10.31857/S0205961421020093.
21. Du H., Zhan W., Voogt J., Bechtel B., Chakraborty T.C., Liu Z., Hu L., Wang Z., Li J., Fu P., Liao W., Luo M., Li L., Wang S., Huang F., Miao S. Contrasting trends and drivers of global surface and canopy urban heat Islands // Geophys. Res. Lett. 2023. V. 50, N 15. Art. No. e2023GL104661. DOI: 10.1029/2023GL104661.
22. Гольцберг И.А. Микроклимат СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1967. 282 c.
23. Larrick G., Tian Y., Rogers U., Acosta H., Shen F. Interactive visualization of 3d terrain data stored in the cloud // 11th IEEE Annual Ubiquitous Computing, Electronics & Mobile Communication Conference (UEMCON). 2020. P. 0063–0070. DOI: 10.1109/UEMCON51285.2020.9298063.
24. Walawender J.P., Hajto M.J., Iwaniuk P. A new ArcGIS toolset for automated mapping of land surface temperature with the use of Landsat satellite data // IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium. 2012. P. 4371–4374. DOI: 10.1109/IGARSS.2012.6350405.
25. Романова Е.Н., Мосолова Г.И., Берсенева И.А. Микроклиматология и ее значение для сельского хозяйства. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 246 с.
26. Каушила К.А. К вопросу о территориальном распределении и годовом ходе различий минимальной температуры воздуха, обусловленных рельефом // Тр. ГГО. 1970. Вып. 264. С. 90–96.
27. Демин В.И. О роли антропогенных и естественных факторов в оценке городского острова тепла // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16, № 5. С. 25–33. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-5-25-33.