نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری آب و هواشناسی ، دانشگاه محقق اردبیلی

2 دانشیار آب و هواشناسی ، دانشگاه محقق اردبیلی

3 استاد آب و هواشناسی، دانشگاه اصفهان

چکیده

    دیدبانی‌های مودیس تِرا و آکوا با چگالی مکانی و زمانی مناسب در گستره‌ی ناهمگون ایران می­تواند دانسته‌های ما را از ویژگی‌های دمایی ایران افزایش دهد. در این پژوهش خوشه‌بندی داده‌های دمای رویه‌ی زمین باهدف شناسایی پهنه‌های دمایی و بررسی تغییر­ات مکانی و زمانی آن در هر پهنه انجام‌شده است. تفاوت زمانی برداشت دمای رویه‌ی زمین در روزهای مختلف برای هر یاخته با استفاده از هم‌زمان‌سازی داده‌های مودیس تِرا و آکوا اصلاح شد و پس از محاسبه‌ی شیب دمای رویه‌ی زمین دمای ساعت ۳۰: ۱۲ نیم ­روز برای هر یاخته‌ی درون مرز ایران تولید شد. از پایگاه داده‌ی تولیدشده در مقیاس روزانه، آرایه­ای در ابعاد ۱۲*۲۶۸۸*۱۷۶۵ تولید شد که میانگین بلندمدت ماهانه‌ی دمای رویه‌ی زمین ایران است. خوشه‌بندی دمای رویه­ی زمین به‌منظور آشکارسازی پهنه‌های دمایی ایران به روش وارد روی‌داده‌های ماهانه انجام شد. در گام اول خوشه‌بندی، ایران به دو پهنه‌ی دمایی سرد و گرم تقسیم شد که خوشه‌بندی مجدد آن­ها چهار پهنه‌ی بسیار گرم، گرم، معتدل و سرد را در گستره‌ی ایران نمایان ساخت. خوشه‌های دمای رویه‌ی زمین ایران هماهنگی زیادی با ناهمواری­ها و عرض جغرافیایی نشان می­دهند. بخش‌های مرتفع­تر ایران در رشته‌کوه‌های زاگرس و البرز و نیز بلندی‌های داخلی ایران در خوشه‌های معتدل و سرد قرار می­گیرد درحالی‌که مناطق پست در عرض­های جنوبی و بیابان‌های داخلی ایران پهنه‌های بسیار گرم و گرم ایران هستند. هنگام رخداد بیشینه‌ها دمای رویه­ی زمین در پهنه‌های گرم و معتدل به مقادیر دما در پهنه­ی بسیار گرم نزدیک‌تر می­شوند. با توجه به گستره‌ی پهنه­ی گرم که یک‌سوم مساحت ایران را در برمی‌گیرد می­توان نتیجه گرفت که بخش­های زیادی از کشور در صورت افزایش دما قابلیت تبدیل به مناطق بسیار گرم را دارد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Land surface temperature zoning of Iran with MODIS data

نویسندگان [English]

  • Masoud Moradi 1
  • Bromand Salahi 2
  • Seyyed Abolfazl Masoodian 3

چکیده [English]

MODIS LST high spatial and temporal resolution data can provide higher quality information about temperature variation in different regions of Iran. LST cluster analysis calculated to detect LST zones and LST spatiotemporal variation in every zone. Time consistent LST has been product from MODIS Terra and Aqua LSTs in any pixels of time series. Monthly long term mean temperature calculated from Time consistent LST and makes an array in 1765*2688*12 dimensions that is long term mean LST of Iran. Monthly data clustered using ward method. Tow temperature zone (warm & cold) separated in first step and each of them clustered to tow new sub clusters. The resulted zones include hot, warm, temperate, and cold. Four temperature zones is consistent with topographic and environmental characteristics of Iran. Temperate and cold zones located in higher areas in Zagros and Alborz mountains, while low altitudes in southern latitudes and deserts are the warm and hot zones. LST maximum values in warm and temperate zones are near to the values in hot zone. With regard to area of warm zone that cover the third of Iran area, it can be concluded that temperature increase in the large parts of the country has the ability to become hot areas

کلیدواژه‌ها [English]

  • Land Surface Temperature
  • temperature zoning
  • MODIS
  • Iran

حجازی ­زاده، زهرا؛ ضیائیان، پرویز؛ شیر خانی، علیرضا، 1392، مقایسه برآورد دمای سطح با استفاده از داده­های باند حرارتی سنجنده­های ماهواره­ای در غرب استان تهران و قزوین، فصلنامه جغرافیا، شماره­ی 38، صص 49-35.

- دشتکیان، کاظم؛ دهقانی، محمد­علی، 1386، بررسی دمای سطح زمین در ارتباط با پوشش گیاهی و توسعه شهری با استفاده از سنجش‌ازدور و سامانه‌های اطلاعات جغرافیایی در مناطق بیابانی، مطالعه موردی منطقه یزد – اشکذر، مجله پژوهش و سازندگی در منابع طبیعی، شماره­ی ٧٧، صص 179-169.

- غلامعلی کمالی، حسین؛ مؤمن زاده، حسین؛ وظیفه دوست مجید، 1390، بررسی تغییرات ماده خشک و عملکرد گندم در دوره­های خشک‌سالی و ترسالی با کمک داده­های ماهواره­ای MODIS در استان اصفهان، نشریه بوم­شناسی کشاورزی، شماره­ی 2، صص 190-181.

- مؤمنی شهرکی، مهدی؛ قزلباش، زهره، 1390، بررسی رابطه دمای سطح زمین با شاخص پوشش گیاهی(NDVI) در محدوده­های شهر و اطراف آن با استفاده از تصاویر ماهواره مودیس، نشریه علوم و فنون کشاورزی، شماره­ی 3، صص 11-1.

 

- Benali, A., Carvalho, A.C., Nunes, J.P., Carvalhais, N., Santos, A. (2012). Estimating air surface temperature in Portugal using MODIS LST data, Remote Sensing of Environment, 124: 108–121.

- Chapman, L., thornes, J. E., Bradly, A. V., (2001). Modeling of road surface temperature from a geographical parameter database Part2: Numerical, Meteorological Applications, 8: 421-436.

- Cui Y. Y., Foy, B. D., (2012). Seasonal Variations of the Urban Heat Island at the Surface and the Near-Surface and Reductions due to Urban Vegetation in Mexico City, journal of applied meteorology and climatology,  51: 855-868.

- Coll, C., Wan, Z., Galve, J. M., (2009). Temperature-based and radiance-based validations of the V5 MODIS land surface temperature product, Journal of geophysical research, 114: 1-15.

- Diaz, R. C., (2013). Evaluation of MODIS Land products for air temperature estimations in Colombia, Agronomia Colombiana, 31(2): 223-233.

- Ge, j., (2010). MODIS observed impacts of intensive agriculture on surface temperature in the southern Great Plains, International Journal of Climatology, 30: 1994–2003.

- Hanes J., Mark, M., Schwartz, D., (2011). Modeling land surface phenology in a mixed temperate forest using MODIS measurements of leaf area index and land surface temperature, Theoretical Applied Climatology, 105: 37–50.

- Hong, S., Lakshmi, V., Eric, E. S., (2007). Relationship between Vegetation Biophysical Properties and Surface Temperature Using Multisensor Satellite Data, Journal of Climate, 20: 5593-5606.

- Jain, S. k., Ajanta G., saraf, A.K., (2008). Determination of land surface temperature and its lapse rate in the Satluj River basin using NOAA data, International Journal of Remote Sensing, 29: 3091–3103.

- Jin, M., Dickinson, R.E., Zhang, D. L., (2005). The Footprint of Urban Areas on Global Climate as Characterized by MODIS, Journal of Climate, 18: 1551– 1565.

- Ignatov, A., Gutman, G., (1998). Diurnal cycles of land surface temperatures. Advanced Space Research, 22: 641-644.

- Lei, Z., Yaoming, M.A., Zhongbo S.U., SALAMA, M.S., (2010). Estimation of Land Surface Temperature over the Tibetan Plateau Using AVHRR and MODIS Data, Advances in atmospheric sciences, 27(5): 1110–1118.

- Mostovoy, V. G., Roger, L. K., Reddy, K. R., Kakani, Marina, V. G., Filippova, G., (2006). Statistical Estimation of Daily Maximum and Minimum Air Temperatures from MODIS LST Data over the State of Mississippi, GIScience & Remote Sensing, 43: 78-110.

- Mildrexler, David, Zhiqiang, Y.,Warren, B. C., David M. B., (2016). A forest vulnerability index based on drought and high temperatures, Remote Sensing of Environment, 173: 314–325.

- Muster, S., Langer, M., Abnizova, A., Young, K.L., Boike, J., (2015). Spatio-temporal sensitivity of MODIS land surface temperature anomalies indicates high potential for large-scale land cover change detection in Arctic permafrost landscapes, Remote Sensing of Environment, 168: 1–12.

- Pongrácz, R., Bartholy, J., Dezs, Z., (2010). Application of remotely sensed thermal information to urban climatology of Central European cities, Physics and Chemistry of the Earth, 35: 95–99.

- Rasul, A., Balzter, H., Smith, C., 2015, Spatial variation of the daytime Surface Urban Cool Island during the dry season in Erbil, Iraqi Kurdistan, from Landsat 8, Urban Climate, 14: 176–186.

- Son N.T., Chen, C.F., Chen, C.R., Chang, L.Y., Minh, V.Q., (2012). Monitoring agricultural drought in the Lower Mekong Basin using MODIS NDVI and land surface temperature data, International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 18: 417–427.

- Shao, J., Swanson, J. C., Patterson, R., Lister, P.J., McDonald, A.N., (1997). Variation of winter road surface temperature due to topography and application of thermal mapping, Meteorology Applied, 4: 131–137.

- Tarpley, J. D., (1979). Estimating incident solar radiation at the surface from geostationary satellite data, Journal of Applied Meteorology, 18: 1172– 1181.

- Wan, Z., Zhang, Y., Zhang, Q., liang-Li, Z., (2002). Validation of the land-surface temperature products retrieved from Terra Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer data, Remote Sensing of Environment, 83: 163–180.

- Wan, Z., (2008). New refinements and validation of the MODIS land surface temperature/emissivity products, Remote Sensing of Environment, 112: 59–74.

- Wu, P., Shen, H., Zhang, L., Göttsche, F.M., (2015). Integrated fusion of multi-scale polar orbiting and geostationary satellite observations for the mapping of high spatial and temporal resolution land surface temperature, Remote Sensing of Environment 156: 169–181.