A geospatial analysis of land surface temperature and surface urban heat island in Tomsk City: a study based on Landsat 8 satellite imagery

Городской остров тепла определяет особый микроклимат, при котором в городских районах наблюдается более высокая температура по сравнению с окружающими сельскими или пригородными районами. Данное явление связано с уменьшением скорости ветра, изменением направления ветра, уменьшением вентиляции в городах и накоплением загрязняющих веществ в воздухе, что приводит к негативным последствиям для здоровья городских жителей. В последние годы развитие технологий дистанционного теплового зондирования и реализация инициатив по предоставлению открытых данных привели к многочисленным исследованиям поверхностных городских островов тепла. Цель данного исследования заключается в том, чтобы исследовать геопространственное распределение температуры поверхности земли и поверхностного городского острова тепла над городом Томском в летний сезон 2023 г. Для достижения этой цели в исследовании используются снимки дистанционного зондирования, полученные с использованием приборов теплового инфракрасного датчика 1 (TIRS1) и оперативного наземного имиджера (OLI), оба из которых находятся на борту спутника Landsat 8. Применяя Геопространственный анализ и современные спутниковые методы дистанционного зондирования, включая метод индекса поверхностного городского острова тепла и зональную статистику, исследование направлено на количественную оценку интенсивности и пространственной протяженности поверхностного городского острова тепла; выявление городских горячих точек, демонстрирующих высокие аномалии температуры поверхности земли, и их пространственное распределение по классам земного покрова и землепользования. Полученные данные свидетельствуют о значительном изменении температуры поверхности земли и поверхностного городского острова тепла на всей территории исследования, причем более высокая температура поверхности земли и более выраженный эффект поверхностного городского острова тепла наблюдаются преимущественно в районах плотной застройки. В частности, 83 % городских «горячих точек» аномалий температуры поверхности земли наблюдались над плотно застроенными территориями, т.е. над городскими районами, а 16 % - на голой поверхности почвы. Примечательно, что на 54 % исследуемой территории не наблюдалось поверхностного городского острова тепла, где соответствующим основным классом землепользования и растительного покрова была растительность. Измеренная интенсивность поверхностного городского острова тепла, т. е. средняя температура поверхности городской земли и средняя температура поверхности городской земли в пригороде, составляла от 2 до 3 °C. Результаты исследования предоставляют ценные сведения о динамике температуры поверхности земли и приземных городских островов тепла в городе Томске. Наблюдаемая взаимосвязь между температурой поверхности земли и поверхностным городским островом тепла с конкретными видами землепользования и растительного покрова говорит о том, что растительность и водные поверхности имеют решающее значение для снижения городских температур и создания благоприятных условий микроклимата, что, в свою очередь, может повысить тепловой комфорт и снизить потребление энергии. Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

Ключевые слова

Авторы

Ссылки