Distribution and trends of surface temperatures in Bursa urban area and its surroundings according to MODIS-AQUA data

Abstract

The rate of urbanization is increasing rapidly worldwide, leading to a number of emerging problems. Big cities take on a different identity in terms of temperature, precipitation and air quality compared to their surroundings. It is possible to observe such changes in Bursa, Turkey's 4th largest province in terms of population, where an intensive urbanization process continues. In this study, the central districts of Bursa, one of the most important industrial cities of Turkey, were selected as the sample. This study aims to examine the surface temperature distribution and trends of the city of Bursa and its immediate surroundings, using surface temperature data from the MODIS-AQUA satellite for the period 2003-2023. In the study, it was observed that the first factor affecting the surface temperature was elevation. The lowest temperatures were measured at the summit of Uludağ, while the highest temperatures were measured in Bursa Plain during the day and at Uluabat Lake at night. The other important factor affecting the surface temperature is land cover. Positive surface temperature formation, especially during daytime hours, was detected in three organized industrial zones in the city of Bursa. It is understood that the building materials that make up these sites have an impact on increased surface temperature. Heat island formation was also observed in densely populated areas at night. According to Mann-Kendall trend analysis, significant temperature increases were found in these areas, which are already warmer than their surroundings. Some measures need to be taken to improve the urban climate in Bursa. It is very important to create green buffers zone around industrial zones and to increase the number of parks and gardens in dense urban areas.

Keywords

• Surface temperature
• Surface heat island
• Land cover
• MODIS
• Bursa

MODIS-AQUA verilerine göre Bursa şehri ve çevresinde yüzey sıcaklıklarının dağılışı ve eğilimleri

Abstract

Dünya genelinde kentleşme oranı hızla artmakta ve artan kentleşmeyle beraber birtakım sorunlar ortaya çıkmaktadır. Özellikle büyük şehirler çevrelerine kıyasla sıcaklık, yağış ve hava kalitesi bakımından farklı bir kimliğe bürünmektedir. Türkiye’nin nüfus bakımından en büyük 4. ili olan ve yoğun bir şehirleşme sürecinin devam ettiği Bursa’da da bu tür değişimlerin görülmesi mümkündür. Bu çalışmada Türkiye’nin önemli sanayi kentlerinden biri olan Bursa şehrinin merkez ilçeleri örnek olarak seçilmiştir. Çalışmada MODIS-AQUA uydusunun 2003-2023 yılları arasına ait yüzey sıcaklık verileri kullanılarak Bursa şehri ve yakın çevresinin yüzey sıcaklık dağılışı ve eğilimlerinin incelenmesi hedeflenmiştir. Çalışmada yüzey sıcaklığını etkileyen birinci faktörün yükselti olduğu görülmüştür. En düşük sıcaklıklar Uludağ’ın zirvesinde, en yüksek sıcaklıklar ise gündüzleri Bursa Ovası’nda, geceleri Uluabat Gölü’nde ölçülmüştür. Yüzey sıcaklığını etkileyen diğer önemli faktörün ise arazi örtüsü olduğu görülmüştür. Özellikle gündüz saatlerinde Bursa kentinde yer alan 3 organize sanayi bölgesinde pozitif yüzey sıcaklığı oluşumu tespit edilmiştir. Bu sahaları meydana getiren yapı malzemelerinin pozitif yüzey sıcaklığı üzerinde etkisi olduğu anlaşılmıştır. Ayrıca gece saatlerinde de yoğun yerleşme sahalarında ısı adası oluşumu görülmüştür. Hali hazırda çevrelerine göre daha sıcak olan bu sahalarda Mann-Kendall eğilim analizine göre anlamlı sıcaklık artışlarının olduğu belirlenmiştir. Bursa’da kent ikliminin daha iyi hale gelmesi için bazı önlemlerin alınması gerekmektedir. Sanayi bölgelerinin etrafına yeşil alan tamponlarının oluşturulması ve yoğun şehir alanlarındaki park ve bahçelerin çoğaltılması oldukça önemlidir.

Keywords

• Yüzey sıcaklığı
• Yüzey ısı adası
• Arazi örtüsü
• MODIS
• Bursa

References

1. Abbas, A., He, Q., Jin, L., Li, J., Salam, A., Lu, B., & Yasheng, Y. (2021). Spatio-temporal changes of land surface temperature and the influencing factors in the tarim basin, northwest China. Remote Sensing, 13(19). https://doi.org/10.3390/rs13193792
2. Acar, D. (2005). Bursa’da şehirleşmenin yağış ve sıcaklık üzerine etkisi. (Yayın No. 159751) [Yüksek Lisans Tezi, Ankara Üniversitesi]. YÖK Tez Merkezi.
3. Ahmed, S. O. (2015). Determining the impact of urban expansion on land surface temperature in Adana-Turkey. (Yayın No. 395702) [Yüksek Lisans Tezi, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi]. YÖK Tez Merkezi.
4. Aksak, P., Kartum Öztürk, Ş., & Ünsal, Ö. (2023). Kentsel Isı Adasının İklim Parametreleri ve Uzaktan Algılama Üzerinden İncelenmesi: İstanbul Kenti Örneği. Ege Coğrafya Dergisi, 32(1), 151-171. https://doi.org/10.51800/ecd.1266060
5. Akyürek, Ö. (2020). Termal Uzaktan Algılama Görüntüleri ile Yüzey Sıcaklıklarının Belirlenmesi: Kocaeli Örneği. Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, 6(2), 377-390. https://doi.10.21324/dacd.667594
6. Alkan, A., Adıgüzel, F., & Kaya, E. (2017). The Importance of Green Places in Decreasing the Urban Temperature in Batman. Journal of Geography, (34), 62-76. https://dergipark.org.tr/tr/pub/iucografya/issue/30935/310864
7. Ardel, A. (1945). Bursa Ovası ve çevresi (Morfolojik Etüt). Türk Coğrafya Dergisi, (7-8), 62-96. https://doi.org/10.17211/tcd.40049
8. Aslan, N. (2016). Landsat uydu görüntülerinden kentsel ısı adalarının belirlenmesi: Batı Akdeniz bölgesi örneği. (Yayın No. 433014) [Yüksek Lisans Tezi, Akdeniz Üniversitesi]. YÖK Tez Merkezi.

9. Aslan, N. (2023). Arazi örtüsü/arazi kullanımı ve arazi yüzey sıcaklıkları ilişkisinin zamansal-mekansal analizi ve gelecek için modellenmesi. (Yayın No. 842624) [Doktora Tezi, Akdeniz Üniversitesi]. YÖK Tez Merkezi.
10. Ay, F. (2024). Assessment of spatial/temporal variablity of urban heat island effect: a case study in the central districts of İzmir. (Yayın No. 872529) [Yüksek Lisans Tezi, İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü]. YÖK Tez Merkezi.
11. Bursa İl Kültür ve Turizm Müdürlüğü (2023). 2023 Konaklama İstatistikleri. https://bursa.ktb.gov.tr/Eklenti/120555,2023-konaklama-istatistikleri-aralik-sonupdf.pdf?0
12. Bursa Valiliği (2024). Zümrüt Yeşil Kar Beyaz Zirvesi: Uludağ. http://www.bursa.gov.tr/zumrut-yesil-kar-beyaz-zirvesi uludag#:~:text=E%C5%9Fsiz%20g%C3%BCzellikleri%2C%20flora%20ve%20faunas%C4%B1n%C4%B1n,ve%20yabanc%C4%B1%20turistlerin%20ilgisini%20%C3%A7ekmektedir.
13. Chen, D., Zhuang, Q., Zhu, L., & Zhang, W. (2022). Comparison of Methods for Reconstructing MODIS Land Surface Temperature under Cloudy Conditions. Applied Sciences, 12(12), 6068. https://doi.org/10.3390/app12126068
14. Ciğerci, H. (2021). Yer Yüzey Sıcaklığının Uzaktan Algılama Verileri ve Mekansal İstatistik Yöntemleri ile Analizi: İstanbul Örneği. (Yayın No. 666428) [Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi]. YÖK Tez Merkezi.
15. Corumluoglu, O., & Asri, I. (2015). The effect of urban heat island on Izmir’s city ecosystem and climate. Environmental Science and Pollution Research, 22(5), 3202–3211. https://doi.org/10.1007/s11356-014-2874-z
16. Çalışkan, O., Türkoğlu, N., & Matzarakis, A. (2013). The effects of elevation on thermal bioclimatic conditions in Uludağ (Turkey). Atmosfera, 26(1), 45-57. https://doi.org/10.1016/S0187-6236(13)71061-0
17. Çevik Değerli, B. (2023). Kentsel peyzaj planlamada ısı adası oluşumunun uzaktan algılama yönetimi ile analizi; Samsun örneği. (Yayın No. 793692) [Doktora Tezi, Kastamonu Üniversitesi]. YÖK Tez Merkezi.
18. Çiçek, İ., Yılmaz, E., Türkoğlu, N., & Çalışkan, O. (2013). Ankara şehrinde yüzey sıcaklıklarının arazi örtüsüne göre mevsimsel değişimi. International Journal of Human Sciences, 10(1), 621-640. https://www.j-humansciences.com/ojs/index.php/ijhs/article/view/2466
19. Çirkin, D. A., Yılmaz, E., & Özcanlı, M. (2024). Şanlıurfa Şehir Isı Adası’nın Zamansal ve Mekânsal Özellikleri. Van İnsani ve Sosyal Bilimler Dergisi, (7), 66-95. https://doi.10.62068/visbid.1481455
20. Çolak, E., & Sunar, F. (2018, 18-21 Eylül). Yüzey sıcaklığı ve spektral yanma indekslerının orman yangın analızınde kullanımı [Konferans sunumu]. ESTÜ. UZAL-CBS (Dü.), VII. Uzaktan Algılama-CBS Sempozyumu, Eskişehir, Türkiye. http://uzalcbs.org/wp-content/uploads/bildiriler/2018/2018_6119.pdf
21. Çolak, A. (2019). Osmangazi’nin (Bursa) iklimi ve çevresel etkileri. (Yayın No. 566208) [Yüksek Lisans Tezi, Marmara Üniversitesi]. YÖK Tez Merkezi.
22. Dihkan, M. (2015). Kentsel ısı adalarının (KIA) uydu görüntüleri ile konumsal olarak modellenmesi. (Yayın No. 392318) [Doktora Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi]. YÖK Tez Merkezi.
23. Doğan, T. (2021). Kentsel ısı adalarının uydu görüntüleri kullanılarak belirlenmesi: Samsun ili örneği. (Yayın No. 690533) [Yüksek Lisans Tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi]. YÖK Tez Merkezi.
24. Doğan, İ. (2023). Türkiye’de yüzey sıcaklıkları ile çeşitli indislerden elde edilen fenolojik aktivitenin kırsal ve kentsel alanlardaki durumunun incelenmesi. (Yayın No. 817328) [Doktora Tezi, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi]. YÖK Tez Merkezi.
25. Doğaner, M. S. (2017). Türkiye kıyı bölgeleri. İstanbul: İstanbul Üniversitesi Açık ve Uzaktan Eğitim Fakültesi.
26. Duman, C. (2017). Bursa kenti’nin hava kalitesini etkileyen coğrafi faktörler ve kirleticilerin zaman içerisindeki değişimi. (Yayın No. 476818) [Yüksek Lisans Tezi, Marmara Üniversitesi]. YÖK Tez Merkezi.