Abstract:
افزایش میزان رشد جمعیت و در نتیجه توسعه نواحی شهری می توانند به شدت بر روی وقایع آب و هوایی تاثیر گذاشته و در نتیجه باعث تشدید پدیدههایی مانند تنش گرمایی شوند. با توجه به تاثیرات مورد انتظار این پدیده بر سلامت انسان، ارائه راهکارهای عملیاتی تعدیل کننده جهت کنترل شرایط آینده بسیار حائز اهمیت میباشد. بنابراین مطالعه حاضر با هدف شبیهسازی تاثیر راهکارهای برنامهریزی شهری بر فرایندهای پویا در محیط شهری و در مقیاس محلی در شهر تهران با استفاده از مدل عددی میانمقیاس WRF انجام شد. شبیهسازیها با استفاده از 4 دامنه تو در تو با یک رویکرد تعاملی دو طرفه اجرا شدند. در این مطالعه از یک مدل کنپی شهری تک لایهای ساده و یک رویکرد چند لایهای پیشرفتهتر به نام تعیین پارامتر ساختمانی (BEP) استفاده شد. نتایج شبیهسازیها پس از مقایسه دو طرح شهری، با یک حساسیتسنجی برای راهبردهای مختلف، نشان داد که سناریوی تغییر سپیدایی سطوح، بیشترین تاثیر را روی سطح زمین در مقایسه با دو سناریوی افزایش مناطق سبز شهری و کاهش تراکم ساختمانی دارد. به دلیل موقعیت توپوگرافیکی خاص تهران و درجه حرارت کلی بالا در این منطقه، تهران در مقابل تنش گرمایی به میزان نسبتا بالایی آسیبپذیر است. اعمال اقدامات کنترلی میتواند شدت جزیره حرارتی را تا 3 درجه سانتیگراد (در مقایسه با شدت جزیره حرارتی ° C5/5 برای حالت پایه) هنگام استفاده از رنگهای روشن با بازتابندگی بالا برای سقف و 1 درجه سانتیگراد با جایگزینی سطوح غیر قابل نفوذ با پوشش گیاهی طبیعی در مناطق شهری تهران، کاهش دهد.
Numerical simulation of the adaptive and control strategies of summer heat island of Tehran metropolis by evaluating heat fluxes
Abstract
Increasing population growth and consequently the development of urban areas can profoundly affect climate events and thus intensify phenomena such as heat stress. Given the expected effects of this phenomenon on human health, it is very important to provide mitigating operational solutions to control future conditions. Therefore, the present study was conducted with the aim of simulating the effect of urban planning solutions on dynamic processes in the urban environment and at the local scale in Tehran city using the WRF mid-scale numerical model. Simulations were performed using 4 nested domains with a two-way interactive nesting procedure. The study used a simple Single-Layer Urban Canopy Model and a more advanced multi-layered approach called Multi‐layer urban canopy (BEP). The results of the simulations, after comparing the two urban schemes with a sensitivity measurement for different strategies, showed that the surface reflectance change scenario has the greatest impact on the land surface compared to the two scenarios of increasing urban green areas and reducing building density. Due to Tehranchr('39')s specific topographic location and high overall temperature in this region, Tehran is relatively vulnerable to heat stress. Compared to the intensity of 5.5 °C for base mode, applying control measures can reduce the intensity of UHI up to 3 °C when using bright colors with high reflectivity for the ceiling and 1 ° C by replacing impermeable surfaces with natural vegetation in urban areas of Tehran.
Keywords: Climate change; Cool Roofs; Urban Heat Island; Land Use; WRF Model
Machine summary:
نتايج شبيه سازي ها پس از مقايسه دو طرح شهري ، با يک حساسيت سنجي براي راهبردهاي مختلف ، نشان داد که سناريوي تغيير سپيدايي سطوح ، بيشترين تاثير را روي سطح زمين در مقايسه با دو سناريوي افزايش مناطق سبز شهري و کاهش تراکم ساختماني دارد.
مطالعات مختلفي در رابطه با کاهش مصرف انرژي منطقه اي ناشي از سقف هاي با سپيدايي بالا در مناطق مختلف جهان انجام شده است ( ,Rosenfeld &Akbari, Menon, ;١٩٩٧ ,Hanford &Akbari, Bretz, Kurn, .
(2009; Oleson, Bonan, & Feddema, 2010 تاثير پوشش گياهي و پتانسيل کاهش UHI با افزايش سبزينگي در شهرهاي مختلف جهان به طور گسترده ارزيابي شده است و در عمده اين مطالعات افزايش کسر پوشش گياهي و تبخير و تعرق ، موثرترين راه حل کاهشي جزيره حرارتي در شهرها بيان شد (٢٠١٠ ,Shepherd &Zhou ;٢٠٠٥ ,.
در تهران ، بادهاي محلي اغلب به اندازه کافي قوي نيستند تا فرارفت دمايي و آلودگي معنيداري ايجاد کنند و حدود ٧٠ درصد باد در تهران داراي سرعت کمتر از ٦ گره است و تاثير کمي بر گردش هوا در مناطق بزرگ ساخته شده دارد ( ;١٩٩٨ ,Madanipour ;٢٠٠٦ ,Fanni ;١٩٩٣ ,Floor &Ehlers ٢٠١٤ ,Che-Ani &Sodoudi, Shahmohamadi, Vollack, Cubasch, ).
به طور کلي، در اين مطالعه از يک مدل تاج پوشش شهري تک لايه اي ساده ( Single-Layer Urban SLUCM( Canopy Model)) و يک رويکرد چند لايه اي پيشرفته تر به نام تعيين پارامتر ساختماني BEP ,Chen et al.