DOI: https://doi.org/10.1038/s44284-024-00074-0
تاريخ النشر: 2024-05-15
المؤلف: Soumya Satyakanta Sethi وآخرون
الموضوع الرئيسي: تخفيف تأثير الجزر الحرارية الحضرية
نظرة عامة
يقدم هذا القسم نظرة عامة على الشكل البياني الموسع 1، الذي يوضح العلاقة بين اتجاهات درجة حرارة سطح الأرض الليلية الحضرية (LST) واتجاهات درجة الحرارة الخلفية. يستخدم الشكل مخطط فقاعات حيث يشير كل من لون وحجم الفقاعات إلى حجم المساهمات الحضرية في التغيرات الملحوظة في درجة الحرارة. تم إجراء التحليل باستخدام MATLAB R2022b، مما يبرز النهج المنهجي المستخدم في الدراسة لتصور البيانات وتفسيرها بشكل فعال. تؤكد هذه التمثيل على أهمية التحضر في التأثير على اتجاهات درجة الحرارة المحلية.
طرق
في هذه الدراسة، تم اختيار 141 مدينة رئيسية في الهند، مع تحديد حدودها باستخدام طبقة تصنيف IGBP من بيانات استخدام/غطاء الأرض (LULC) المجمعة من Terra وAqua (MCD12Q1) وصور الأقمار الصناعية ArcGIS. تم تتبع الحدود يدويًا، مما أدى إلى دمج المدن المجاورة في تجمعات حضرية. تم إنشاء منطقة عازلة بطول 20 كم لتحديد المناطق غير الحضرية المحيطة، والتي تم استبعاد بكسلاتها الحضرية. كما تم تجاهل بكسلات غير الحضرية خارج ±50 م من متوسط ارتفاع المناطق الحضرية، المستمدة من بيانات NASADEM.
لتحليل اتجاهات درجة حرارة سطح الأرض السنوية المعدلة (NLST) من 2003 إلى 2020، تم استخدام بيانات MODIS Aqua NLST (MYD11A2 v061) بدقة 1 كم، باستخدام مُقدّر ميل سين واختبار مان-كيندال للتحليل غير المعلمي. تفترض الدراسة أن اتجاه الاحترار في المناطق الحضرية ناتج عن كل من تغير المناخ الإقليمي وتأثيرات التحضر المحلية. تم قياس تأثير التحضر على درجة الحرارة كـ تأثير حضري ($\delta T_{U-NU} = \delta T_U – \delta T_{NU}$)، حيث تشير القيم الإيجابية إلى زيادة الاحترار الحضري. تم حساب المساهمة الحضرية (UC) في الاحترار الكلي كـ $UC = \frac{\delta T_{U-NU}}{|\delta T_U|} \times 100$، مع قيود القيم بين 0% و100%. كما تعترف الدراسة بالقيود المحتملة المتعلقة بتشجير المناطق الريفية، ودقة البيانات، وطرق تحديد الحدود، والتي تم مناقشتها في المعلومات التكميلية.
DOI: https://doi.org/10.1038/s44284-024-00074-0
Publication Date: 2024-05-15
Author(s): Soumya Satyakanta Sethi et al.
Primary Topic: Urban Heat Island Mitigation
Overview
The section presents an overview of Extended Data Figure 1, which illustrates the relationship between urban nighttime land surface temperature (LST) trends and background temperature trends. The figure employs a bubble plot where both the color and size of the bubbles indicate the magnitude of urban contributions to the observed temperature variations. The analysis was conducted using MATLAB R2022b, highlighting the methodological approach utilized in the study to visualize and interpret the data effectively. This representation underscores the significance of urbanization in influencing local temperature trends.
Methods
In this study, 141 major cities in India were selected, with their boundaries defined using the IGBP classification layer from the Terra and Aqua combined MODIS Land Use/Land Cover (LULC) data (MCD12Q1) and ArcGIS satellite imagery. The boundaries were manually traced, merging adjacent cities into urban agglomerations. A 20-km buffer was established to identify surrounding non-urban areas, from which urban pixels were excluded. Non-urban pixels outside ±50 m of the mean urban elevation, derived from NASADEM data, were also disregarded.
To analyze the annual normalized land surface temperature (NLST) trends from 2003 to 2020, MODIS Aqua NLST data (MYD11A2 v061) at a 1-km resolution was employed, utilizing the Sen’s slope estimator and Mann-Kendall test for non-parametric analysis. The study posits that the warming trend in urban areas results from both regional climate change and localized urbanization effects. The urban effect on temperature was quantified as Urban Effect ($\delta T_{U-NU} = \delta T_U – \delta T_{NU}$), where positive values indicate enhanced urban warming. The urban contribution (UC) to total warming was calculated as $UC = \frac{\delta T_{U-NU}}{|\delta T_U|} \times 100$, with values constrained between 0% and 100%. The study also acknowledges potential limitations related to rural greening, data resolution, and boundary delineation methods, which are discussed in the supplementary information.