تحلیل رابطه میان آلاینده‌های صنعتی و جزایر حرارتی شهری با بهره‌گیری از داده‌های سنجش از دور اپتیکی و راداری (مطالعه موردی: شهر اصفهان)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده علوم جغرافیایی و برنامه ریزی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران.

2 گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده علوم جغرافیایی و برنامه ریزی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

10.30466/grfs.2026.57050.1216

چکیده

در دهه‌های اخیر، توسعه‌ی بی‌رویه‌ی شهرنشینی، تمرکز فعالیت‌های صنعتی و افزایش ترافیک، آلودگی هوا را به یکی از چالش‌های اصلی زیست‌محیطی کلان‌شهرها بدل کرده است. این پدیده با شکل‌گیری جزایر حرارتی شهری ارتباط تنگاتنگی دارد. پژوهش حاضر با تمرکز بر شهر اصفهان ـ یکی از قطب‌های صنعتی ایران ـ به تحلیل الگوهای فضایی آلودگی هوا و رابطه‌ی آن با جزایر حرارتی پرداخته است. داده‌های ماهواره‌ای سنتینل-۵P و لندست ۸ و ۹ در کنار داده‌های ایستگاه‌های پایش آلاینده‌ها و روش‌های تحلیل فضایی در محیط سامانه‌ی اطلاعات جغرافیایی (GIS) مورد استفاده قرار گرفت. چهار آلاینده‌ی اصلی، شامل دی‌اکسید نیتروژن (NO₂)، مونوکسید کربن (CO)، دی‌اکسید گوگرد (SO₂) و ذرات معلق بررسی شد. نتایج نشان داد توزیع آلاینده‌ها در شهر ناهمگن بوده و بیشترین غلظت در مناطق مرکزی، شمالی و شمال‌غربی (به‌ویژه مناطق ۲، ۸، ۱۲، ۱، ۳، ۷، ۹ و ۱۱) مشاهده می‌شود؛ در حالی‌که نواحی جنوبی و جنوب‌شرقی (مناطق ۴، ۵، ۶ و ۱۵) کم‌آلوده‌ترند. مدل‌سازی با رگرسیون کلاسیک (OLS) و رگرسیون وزن‌دار جغرافیایی (GWR) بیانگر رابطه‌ی مثبت و معنادار میان تراکم جمعیت، ساخت‌وساز و شبکه‌ی راه‌ها با غلظت آلاینده‌ها بود. همچنین، بین دمای سطح زمین (LST) و میزان آلاینده‌ها همبستگی مستقیم، و بین شاخص‌های طبیعی از جمله پوشش گیاهی (NDVI)، منابع آبی (NDWI) و ارتفاع، رابطه‌ای منفی مشاهده شد. نتایج زمانی نشان می‌دهد در سال ۲۰۲۰، هم‌زمان با محدودیت‌های ناشی از پاندمی کرونا، غلظت NO₂ و CO کاهش یافت. در مجموع، یافته‌ها نشانگر نقش بارز فعالیت انسانی و صنعتی در تشدید آلودگی هوا و جزایر حرارتی اصفهان است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Analyzing the relationship between industrial pollutants and urban heat islands using optical and radar remote sensing data (Case study: Isfahan city)

نویسندگان [English]

  • Rahman Zandi 1
  • Hojat Sadeghi 2
  • Sara Ghaedi 2
1 Department of Physical Geography, Faculty of Geographical Sciences and Planning, University of Isfahan, Isfahan, Iran.
2 Department of Physical Geography, Faculty of Geographical Sciences and Planning, University of Isfahan, Isfahan, Iran
چکیده [English]

In recent decades, rapid urbanization, industrial concentration, and increasing traffic volumes have turned air pollution into one of the most critical environmental challenges in metropolitan areas. This phenomenon is closely linked to the formation of urban heat islands. The present study focuses on the city of Isfahan—one of Iran’s major industrial centers—to analyze spatial patterns of air pollution and its relationship with urban heat islands. Satellite data from Sentinel-5P and Landsat 8 and 9, along with ground-based air quality monitoring stations, were employed using spatial analysis techniques in the Geographic Information System (GIS). Four major pollutants—nitrogen dioxide (NO₂), carbon monoxide (CO), sulfur dioxide (SO₂), and particulate matter—were examined. Results revealed a heterogeneous distribution of pollutants, with the highest concentrations observed in central, northern, and northwestern districts (notably districts 2, 8, 12, 1, 3, 7, 9, and 11), whereas southern and southeastern areas (districts 4, 5, 6, and 15) exhibited lower pollution levels. Classical Ordinary Least Squares (OLS) and Geographically Weighted Regression (GWR) models indicated significant positive correlations between pollutant concentrations and urban variables such as population density, built-up intensity, and road density. Conversely, Land Surface Temperature (LST) showed a direct relationship with pollutant levels, while natural indicators, including vegetation cover (NDVI), surface water (NDWI), and elevation, were negatively correlated. Temporal analysis showed that in 2020, coinciding with COVID-19 restrictions, NO₂ and CO concentrations notably declined. Overall, findings highlight the decisive role of anthropogenic and industrial activities in exacerbating air pollution and urban heat island intensity in Isfahan.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Air pollution
  • urban heat islands
  • GIS
  • Sentinel-5p
  • Landsat 8 and 9
  • Isfahan metropolis