The Impact of Urban Surface Characteristics on the Formation of Urban Heat Islands: The Case of Gaziantep

Yıl 2024, Cilt: 7 Sayı: 2, 1 - 28

Ömer Şen , Mehmet Yalçın

Öz

Today's urbanization movements are changing the urban fabric and therefore the urban climate. In this study, the effect of urban land use / urban land surface on heat island/urban cooling island formation was considered on the Gaziantep scale. In the study, Landsat 8 satellite images and CORINE Land Surface/Land Use data were used. The images have been digitized and converted into maps through the ArcGIS 10.5 program. In order to clearly see the change in the time and space scale, July Average Surface Temperature maps and Gaziantep Land Use Class maps for the years 2013 and 2023 have been created. As a result of the study, urban heat island formation was observed on the periphery of Şahinbey and Şehitkamil, the central districts of Gaziantep, while urban cooling island formation was found to a large extent in the centers of these districts. In this sense, the existence of a significant link between urban land classes and urban heat island/urban Deceleration Island formations has been determined.

Anahtar Kelimeler

Climate Change, Urban Climate, Urban Heat Island, Urban Cooling Island, Gaziantep City

Kent Yüzey Özelliklerinin Kentsel Isı Adası Oluşumuna Etkisi: Gaziantep Örneği

Öz

Günümüz kentleşme hareketleri kent dokusunu değiştirirken bunun bir yansıması olarak kent iklimini de değiştirmektedir. Bu çalışmada iklim değişikliği ve kent bağlamında “kentsel iklim”, “kentsel ısı adası”, “negatif kentsel ısı adası “kavramları tanımlanmış; kent arazi kullanımı / kent arazi yüzeyinin ısı adası/ negatif kentsel ısı adası oluşumuna etkisi Gaziantep ölçeğinde ele alınmıştır. Çalışmada Landsat 8 uydu görüntülerinden ve CORINE Arazi Yüzey/Arazi Kullanım verilerinden faydalanılmıştır. Görüntüler ArcGIS 10.5 programı aracılığıyla sayısallaştırılmış ve haritalara dönüştürülmüştür. Zaman ve mekân ölçeğinde değişimi net görebilmek adına 2013 ve 2023 yıllarına ait temmuz ayı ortalama yüzey sıcaklıkları haritaları ve Gaziantep arazi kullanım sınıfları haritaları oluşturulmuştur. Bölgeye dair çıkarımlar karşılaştırılmalı olarak bu üç harita üzerinden yapılmıştır. Çalışma sonucunda Gaziantep’in merkez ilçelerinden Şahinbey ve Şehitkamil’in çeperlerinde kentsel ısı adası oluşumu, gözlemlenirken, söz konusu ilçelerin merkezlerinde ise büyük oranda negatif kentsel ısı adası oluşumuna rastlanmıştır. Bu anlamda kent arazi sınıfları ve kentsel ısı adası/negatif kentsel ısı adası oluşumları arasında anlamlı bir bağlantının varlığı tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

İklim Değişikliği, Kent İklimi, Kentsel Isı Adası, Negatif Kentsel Isı Adası, Gaziantep Kenti

Destekleyen Kurum

Hayır

Kaynakça

• Akçakaya, A., Sümer, U. M., Demircan, M., Demir, Ö., Atay, H., Eskioğlu, O., Gürkan, H., Yazıcı, B., Kocatürk, A., Şensoy, S., Bölük, E., Arabacı, H., Açar, Y., Ekici, M., Yağan, S., ve Çukurçayır, F. “Yeni senaryolar ile Türkiye iklim projeksiyonları ve iklim değişikliği (TR2015-CC)”. Meteoroloji Genel Müdürlüğü Araştırma Dairesi Başkanlığı, Klimatoloji Şube Müdürlüğü, 2015.
• Arnfield, A. J. “Two decades of urban climate research: a review of turbulence, exchanges of energy and water, and the urban heat island”. International Journal of Climatology 23/1 (2003), 1-26. https://doi.org/10.1002/joc.859
• Aykır, D. “Türkiye’de ekstrem sıcaklık indislerinin eğilimlerinde şehirleşmenin etkisi”. Türk Coğrafya Dergisi 69 (2017), 47–57. https://doi.org/10.17211/tcd.306742
• Chow, W. T. L., ve Roth, M. “Temporal dynamics of the urban heat island of Singapore”. International Journal of Climatology 26/12 (2006), 2243–2260. https://doi.org/10.1002/joc.1364
• Çobanyılmaz, P., ve Yüksel, Ü. D. “Kentlerin iklim değişikliğinden zarar görebilirliğinin belirlenmesi: Ankara Örneği”. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 17/3 (2013), 39-50.
• Connors, J. P., Galletti, C. S., ve Chow, W. T. “Landscape configuration and urban heat island effects: assessing the relationship between landscape characteristics and land surface temperature in Phoenix, Arizona”. Landscape Ecology 28 (2013), 271-283. https://doi.org/10.1007/s10980-012-9833-1
• CORINE Land Cover/Land Use, Erişim Tarihi: 10.02.2024. https://land.copernicus.eu/en/products/corine-land-cover.
• Demirci, M. “Kentsel iklim değişikliği yönetişimi”. Erciyes Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi Dergisi (2015), 75-100. https://doi.org/10.1007/s10531-008-9369-5
• Doulos, L., Santamouris, M., ve Livada, I. “Passive cooling of outdoor urban spaces. The role of materials”. Solar Energy 77/2 (2004), 231–249.
• Du, H., Song, X., Jiang, H., Kan, Z., Wang, Z., ve Cai, Y. “Research on the cooling island effects of water body: A case study of Shanghai, China”. Ecological Indicators 67 (2016), 31-38. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2016.02.040 Erdem, N., ve Emecen, Y. “Kent iklimi üzerinde yeşil alanların etkileri”. Peyzaj Araştırmaları ve Uygulamaları Dergisi 1/2 (2019).
• ESRİ, OpenStreetMap, World basemap, Erişim Tarihi: 30.10.2024. https://www.arcgis.com.
• Ezber, Y., Sen, O. L., Kindap, T., ve Karaca, M. “Climatic effects of urbanization in Istanbul: A statistical and modeling analysis”. International Journal of Climatology 27/5 (2007), 667–679. https://doi.org/10.1002/joc.1420
• Frey, A. E., Olivera, F., Irish, J. L., Dunkin, L. M., Kaihatu, J. M., Ferreira, C. M., ve Edge, B. L. “Potential impact of climate change on hurricane flooding inundation, population affected and property damages in Corpus Christi”. Journal of the American Water Resources Association 46/5 (2010), 1049-1059. https://doi.org/10.1111/j.1752-1688.2010.00475.x
• Georgescu, M., Moustaoui, M., Mahalov, A., ve Dudhia, J. “An alternative explanation of the semiarid urban area ‘oasis effect.’”. Journal of Geophysical Research 116 (2011), D24113.https://doi.org/10.1029/2011JD016720Georgescu, M., Moustaoui, M., Mahalov, A., ve Dudhia, J. (2011). An alternative explanation of the semiarid urban area “oasis effect.” Journal of Geophysical Research, 116, D24113.
• https://doi.org/10.1029/2011JD016720 Giorgi, F. “Climate change hot‐spots”. Geophysical Research Letters 33/8 (2006). https://doi.org/10.1029/2006GL025734 Giorgi, F., ve Lionello, P. “Climate change projections for the Mediterranean region”. Global and Planetary Change 63/2-3 (2008), 90-104. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2007.09.005
• Giridharan, R., Ganesan, S., ve Lau, S. S. Y. “Daytime urban heat island effect in high-rise and high-density residential developments in Hong Kong”. Energy and Buildings 36 (2004), 525–534.
• Giridharan, R., Lau, S. S. Y., Ganesan, S., ve Givoni, B. “Urban design factors influencing heat island intensity in high-rise high-density environments of Hong Kong”. Building and Environment 42 (2007), 3669–3684.
• Gökdemir N., Yapay Su Yapılarının Yer Yüzey Sıcaklığı Değişimine Olan Etkilerinin Meteorolojik Veriler ve Uydu Görüntüleri ile Araştırılması: Afyonkarahisar Örneği Zonguldak: Bülent Ecevit Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 2020, 79.
• Görcelioğlu, E. “Ekosistem, kent ve insan”. Journal of the Faculty of Forestry Istanbul University (1995), 5-14. https://doi.org/10.17099/jffiu.15961
• Gül, A., ve Küçük, V. “Kentsel açık-yeşil alanlar ve Isparta kenti örneğinde irdelenmesi”. Süleyman Demirel Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi Seri: A, 2 (2001), 27-48. https://doi.org/10.18182/tjf.23277
• Gürkan, H., Demir, Ö., Atay, H., Eskioğlu, O., Yazıcı, B., Demircan, M., Kocatürk, A., ve Akçakaya, A. “MPI-ESM-MR modelinin RCP4.5 ve RCP8.5 senaryolarına göre sıcaklık ve yağış projeksiyonları”. VII. Uluslararası Katılımlı Atmosfer Bilimleri Sempozyumu, 2015.
• Haashemi, S., Weng, Q., Darvishi, A., ve Alavipanah, S. K. “Seasonal variations of the surface urban heat island in a semi-arid city”. Remote Sensing 8/4 (2016), 352. https://doi.org/10.3390/rs8040352 Harlan, S. L., Brazel, A. J., Prashad, L., Stefanov, W. L., ve Larsen, L. “Neighbourhood microclimates and vulnerability to heat stress”. Social Science & Medicine 63/11 (2006), 2847-2863. https://doi.org/10.1016/j.socscimed.2006.07.030
• He, B., ve Zhu, J. “Constructing community gardens? Residents’ attitude and behaviour towards edible landscapes in emerging urban communities of China”. Urban Forestry & Urban Greening 34 (2018), 154-165. https://doi.org/10.1016/j.ufug.2018.03.006 Hussein, N. M., ve Assaf, M. N. “Assessment of spatial and temporal distribution of Urban Heat Islands (UHI) in semi-arid climate”. Journal of Environmental Engineering and Landscape Management 31/1 (2023), 52-66. https://doi.org/10.3846/jeelm.2023.18482
• Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). “Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change”, Climate Change 2021: The Physical Science Basis, ed. P. Zhai vd. (Cambridge: Cambridge University Press, 2021), IPCC. “Climate Change; Impacts, adaptation, and vulnerability. Contribution of Working Group II to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change”. Cambridge University Press, Cambridge, UK, 2007.
• Jin, Menglin, Robert E. Dickinson ve Da-Lin Zhang. “The footprint of urban areas on global climate as characterized by MODIS”. Journal of Climate 18/10 (2005), 1551-1565. https://doi.org/10.1175/JCLI3334.1
• Kestens, Y., Brand, A., Fournier, M., Goudreau, S., Kosatsky, T., Maloley, M., ve Smargiassi, A. “Modelling the variation of land surface temperature as determinant of risk of heat-related health events”. International Journal of Health Geographics 10/1 (2011), 7. https://doi.org/10.1186/1476-072X-10-7
• Khorrami ve Gündüz, “Uzaktan Algılama ve CBS’nin Yüzey Sıcaklığı ve Kentsel Isı Adası Tespit ve Analizinde Uygulanması”. Meteorolojik Uzaktan Algılama Sempozyumu Bildiriler Kitabı, Antalya: 11-15 Kasım,2019. Kight, S. W., ve Lysik, T. “8 milyar insan: İnsan ırkı”. Axios, 14 Kasım 2022. https://www.axios.com/2022/11/14/human-race-at-8-billion (Erişim tarihi: 23 Eylül 2024).
• Kim, S., ve Brown, R. “Urban heat island (UHI) variations within a city boundary: A systematic literature review”. Renewable and Sustainable Energy Reviews 148 (2021), 111256. https://doi.org/10.1016/j.rser.2021.111256
• Knapp, S., Kühn, I., Mosbrugger, V., ve Klotz, S. “Do protected areas in urban and rural landscapes differ in species diversity?”. Biodiversity and Conservation 17 (2008), 1595-1612. https://doi.org/10.1007/s10531-008-9369-5
• Korkmaz, A., Şentürk, B., Selçuk, E., Arı, E., Çatak, O. M., Uysal, Ö. G., ve Kop, Z. B. “Environmental and social impact assessment for Kartaldağı Wind Farm Project in Gaziantep Province, Turkey”. AECOM, (2017).
• Lafortezza, R., Carrus, G., Sanesi, G., ve Davies, C. “Benefits and well-being perceived by people visiting green spaces in periods of heat stress”. Urban Forestry & Urban Greening 8/2 (2009), 97-108. https://doi.org/10.1016/j.ufug.2009.02.003
• Landsberg, H. E. The Urban Climate. Academic Press, (1981). Lazzarini, M., Marpu, P. R., ve Ghedira, H. “Temperature-land cover interactions: The inversion of urban heat island phenomenon in desert city areas”. Remote Sensing of Environment 130 (2013), 136-152. https://doi.org/10.1016/j.rse.2012.11.007
• Lazzarini, M., Molini, A., Marpu, P. R., Ouarda, T. B., ve Ghedira, H. “Urban climate modifications in hot desert cities: The role of land cover, local climate, and seasonality”. Geophysical Research Letters 42/22 (2015), 9980-9989. https://doi.org/10.1002/2015GL066534
• Li, Z. L., Tang, B. H., Wu, H., Ren, H., Yan, G., Wan, Z., ve Sobrino, J. A. “Satellite-derived land surface temperature: Current status and perspectives”. Remote Sensing of Environment 131 (2013), 14-37. https://doi.org/10.1016/j.rse.2012.12.008
• Mariotti, A., Zeng, N., Yoon, J. H., Artale, V., Navarra, A., Alpert, P., ve Li, L. Z. “Mediterranean water cycle changes: Transition to drier 21st century conditions in observations and CMIP3 simulations”. Environmental Research Letters 3/4 (2008), 044001. https://doi.org/10.1088/1748-9326/3/4/044001
• MGM. “Gaziantep 1940-2023 Ortalama İklim Verileri”. Erişim tarihi: 31.05.2024. www.mgm.gov.tr Nichol, J. E., Fung, W. Y., Lam, K. S., ve Wong, M. S. “Urban heat island diagnosis using ASTER satellite images and ‘in situ’ air temperature”. Atmospheric Research 94/2 (2009), 276-284. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2009.06.011
• Oğuz, H., ve Bozali, N. “Gaziantep kentinde 2040 yılına kadar oluşabilecek arazi kullanımı/arazi örtüsü değişiminin tahmini”. Tarım Bilimleri Dergisi 20/1 (2013), 83-101. https://doi.org/10.15832/tbd.77489 Oke, T. R. “The energetic basis of the urban heat island”. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society 108/455 (1982), 1-24.
• Oke, T. R. Boundary Layer Climates. Routledge, London, 1987.
• Özdemir, H., Ünal, A., Kindap, T., Turunçoğlu, U. U., Durmuşoğlu, Z. O., Khan, M., ve Karaca, M. “Quantification of the urban heat island under a changing climate over Anatolian Peninsula”. Theoretical and Applied Climatology 108/1-2 (2011), 1-8. https://doi.org/10.1007/s00704-011-0515-8
• Ramyar, R., Ramyar, A., Kialashaki, Y., Bryant, M., ve Ramyar, H. “Exploring reconfiguration scenarios of high-density urban neighborhoods on urban temperature: The case of Tehran (Iran)”. Building and Environment 160 (2019), 106215. https://doi.org/10.1016/j.ufug.2019.126398
• Rasul, A., Balzter, H., ve Smith, C. “Diurnal and seasonal variation of surface urban cool and heat islands in the semi-arid city of Erbil, Iraq”. Climate 4/3 (2016), 42. https://doi.org/10.3390/cli4030042
• Rezaei Rad, H., Khodaee, Z., Ghiai, M. M., Tabe Arjmand, J., ve El Haj Assad, M. “The quantitative assessment of the effects of the morphology of urban complexes on the thermal comfort using the PMV/PPD model: A case study of Gheytariyeh neighborhood in Tehran”. International Journal of Low-Carbon Technologies 16/2 (2021), 672-682. https://doi.org/10.1093/ijlct/ctaa100
• Sanchez-Gomez, E., Somot, S., ve Mariotti, A. “Future changes in the Mediterranean water budget projected by an ensemble of regional climate models”. Geophysical Research Letters 36/21 (2009). https://doi.org/10.1029/2009GL040120
• Sani, S. “Urban climatology in Malaysia: An overview”. Energy and Buildings 15-16 (1990-1991), 105-117.
• Schwarz, N., Schlink, U., Franck, U., ve Großmann, K. “Relationship of land surface and air temperatures and its implications for quantifying urban heat island indicators: An application for the city of Leipzig (Germany)”. Ecological Indicators 18 (2012), 693-704. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2012.01.001 Sheffield, J., ve Wood, E. F. “Projected changes in drought occurrence under future global warming from multi-model, multi-scenario, IPCC AR4 simulations”. Climate Dynamics 31 (2008), 79-105. https://doi.org/10.1007/s00382-007-0340-z
• Somot, S., Sevault, F., ve Déqué, M. “Transient climate change scenario simulation of the Mediterranean Sea for the twenty-first century using a high-resolution ocean circulation model”. Climate Dynamics 27 (2006), 851-879. https://doi.org/10.1007/s00382-006-0167-z
• Stafoggia, M., Schwartz, J., Forastiere, F., ve Perucci, C. A. “Does temperature modify the association between air pollution and mortality? A multicity case-crossover analysis in Italy”. American Journal of Epidemiology 167/12 (2008), 1476-1485. https://doi.org/10.1093/aje/kwn074
• Şahinler, S. “En küçük kareler yöntemi ile doğrusal regresyon modeli oluşturmanın temel prensipleri”. Mustafa Kemal Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 5/1-2 (2000), 57-73.
• Şehitkamil Belediyesi. “İlimiz Gaziantep”. Erişim: 31 Mayıs 2024. http://www.sehitkamil.gov.tr.
• Şen, Ö.“Gaziantep ili ihracatının coğrafi çeşitliliği”. Türk Coğrafya Dergisi 2021(77), 145-156. https://doi.org/10.17211/tcd.899402
• TÜİK. “Nüfus ve Demografi”. Erişim tarihi: 31.05.2024. https://data.tuik.gov.tr
• Türkeş, M. “Küresel iklim değişikliği nedir? Temel kavramlar, nedenleri, gözlenen ve öngörülen değişiklikler”. İklim Değişikliği ve Çevre 1/1 (2008), 26-37.
• Türkeş, M. “Küresel İklim Değişikliği: Başlıca Nedenleri, Gözlenen ve Öngörülen Değişiklikler ve Etkileri”. Çağrılı Bildiri (Invited Paper), içinde: Uluslararası Katılımlı 1. Meteoroloji Sempozyumu Bildiri Kitabı, 27-28 Mayıs 2010, Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü, 9-38, Ankara.
• Türkeş, M., Sümer, U., Çetiner, G. Küresel İklim Değişikliği ve Olası Etkileri (İstanbul: Çevre Bakanlığı, 2000), 7s.
• Türkeş, M., Yozgatlıgil, C., Batmaz, İ., İyigün, C., Koç, E. K., Fahmi, F. M., ve Aslan, S. “Has the climate been changing in Turkey? Regional climate change signals based on a comparative statistical analysis of two consecutive time periods, 1950-1980 and 1981-2010”. Climate Research 70/1 (2016), 77-93. https://doi.org/10.3354/cr01410 Türkiye Cumhuriyeti Gaziantep Valiliği Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği İl Müdürlüğü. “Gaziantep İli 2021 Yılı Çevre Durum Raporu”. ÇED, Çevre İzin ve Lisans Şube Müdürlüğü, 2022. https://webdosya.csb.gov.tr/db/ced/icerikler/gaz-antep_-cdr2021-20230217144632.pdf (Erişim Tarihi: 19 Eylül 2024).
• USGS Earth Explorer. Erişim Tarihi: 08.02.2024. https://earthexplorer.usgs.gov. Voogt, J. A., ve Oke, T. R. “Complete urban surface temperatures”. Journal of Applied Meteorology 36/9 (1997), 1117-1132. https://doi.org/10.1175/1520-0450(1997)036<1117>2.0.CO;2
• Voogt, J. A., ve Oke, T. R. “Thermal remote sensing of urban climates”. Remote Sensing of Environment 86/3 (2003), 370-384. https://doi.org/10.1016/S0034-4257(03)00079-8
• Yang, K., Yu, Z., Luo, Y., Yang, Y., Zhao, L., ve Zhou, X. “Spatial and temporal variations in the relationship between lake water surface temperatures and water quality: A case study of Dianchi Lake”. Science of the Total Environment 624 (2018), 859-871. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.12.119
• Yao, L., Sun, S., Song, C., Li, J., Xu, W., ve Xu, Y. “Understanding the spatiotemporal pattern of the urban heat island footprint in the context of urbanization: A case study in Beijing, China”. Applied Geography 133 (2021), 102496. https://doi.org/10.1016/j.apgeog.2021.102496
• Yılmaz, S., Bulut, Z., ve Yeşil, P. “Kent ormanlarının kentsel mekâna sağladığı faydalar”. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 37/1 (2006), 131-136.
• Zhang, H., Qi, Z. F., Ye, X. Y., Cai, Y. B., Ma, W. C., ve Chen, M. N. “Analysis of land use/land cover change, population shift, and their effects on spatiotemporal patterns of urban heat islands in metropolitan Shanghai, China”. Applied Geography 44 (2013), 121-133. https://doi.org/10.1016/j.apgeog.2013.07.021
• Zhou, W., Huang, G., ve Cadenasso, M. L. “Does spatial configuration matter? Understanding the effects of land cover pattern on land surface temperature in urban landscapes”. Landscape and Urban Planning 102/1 (2011), 54-63. https://doi.org/10.1016/j.landurbplan.2011.03.009