Қала құрылысы мен климаттық өзгерістердің өзара байланысы: Астана қаласы мысалындағы шолу

Авторлар

DOI:

https://doi.org/10.32523/d4y0kv13

Кілт сөздер:

қалалық даму, климаттың өзгеруі, Астана, GIS технологиялары, қалалық жылу аралы (UHI) , урбанизация, спутниктік мониторинг

Аңдатпа

Қалалар урбанизацияның жедел дамуы мен антропогендік ғаламдық климаттың өзгеруі нәтижесінде табиғатқа адам әсерін зерттеудің өзекті нысанына айналды. Осыған байланысты бұл шолу мақаласында Астана қаласындағы урбанизация үдерістерінің климаттық өзгерістерге әсері Географиялық ақпараттық жүйелер (GIS) технологияларын пайдалану арқылы талданады. Бұл мақала урбанизацияның, кеңістіктік құрылым мен жерді пайдалану түрлерінің жергілікті микроклиматқа ықпалын анықтауға және олардың құрылымдық ұқсастықтарын табуға бағытталған. Сонымен қатар, мақалада Қытай, АҚШ, Германия және Оңтүстік Корея елдеріндегі урбанизацияның ауа температурасына, жылу балансына, салыстырмалы ылғалдылыққа және жер бетінің альбедосына әсер ету тәжірибелері қарастырылады.

Белсенді және пассивті қашықтықтан зондтау әдістері, метеорологиялық бақылаулар және компьютерлік модельдеу кеңінен қолданылады. GIS технологиялары әртүрлі экологиялық деректер көздерін біріктіруге және негізгі климаттық параметрлердің (мысалы, жер беті температурасы) кеңістіктік әртектілігін талдауға мүмкіндік береді. Landsat және MODIS спутниктік суреттерін талдау және жергілікті метеорологиялық деректер Астана қаласында қалалық жылу аралы (UHI) құбылысының айқын байқалатынын көрсетеді. Бұл құбылыс негізінен ғимараттардың жоғары тығыздығымен, жасанды беттердің басым болуымен және өсімдіктер мен су айдындарының аз аумағымен түсіндіріледі.

Зерттеу нәтижелері кеңістіктік талдаудың жылулық күйзелісті азайтуға бағытталған шараларды қажет ететін ең сындарлы аймақтарды және экологиялық қалпына келтіруге әлеуетті учаскелерді анықтауға көмектесетінін көрсетті. Сонымен қатар, бұл тәсіл қалалық жоспарлауда урбанизацияның микроклиматқа әсерін төмендетуге бағытталған стратегияларды әзірлеуге және енгізуге мүмкіндік береді. Ақыр соңында, бұл зерттеу урбандық климатты басқарудың кеңірек түсінігін қалыптастырып, қарқынды дамып келе жатқан қалалардың климаттық өзгерістерге бейімделуіне практикалық ұсыныстар береді.

Downloads

Download data is not yet available.

Автор өмірбаяндары

  • Қыдырова Айдана Саламатқызы, Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті

    Зерттеуші, Astana International University оқытушысы, Жаратылыстану ғылымдары жоғары мектебі, жаратылыстану ғылымдарының магистрі және Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің 3-курс PhD докторанты.

  • Заңдыбай Аманбек, Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті

    Зерттеуші, биология ғылымдарының кандидаты, Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің доценті.

  • Омар Әсель Айтмаханқызы, Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті

    Зерттеуші,  Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің 2-курс PhD докторанты.

Әдебиеттер тізімі

1. Almeida, C. R. de, Teodoro, A. C., & Gonçalves, A. (2021). Study of the Urban Heat Island (UHI) Using Remote Sensing Data/Techniques: A Systematic Review. Environments, 8(10), 105. https://doi.org/10.3390/environments8100105 DOI: https://doi.org/10.3390/environments8100105

2. Amanova, S., Hajiyeva, A. Z., & Jafarova, F. (2024). Investigation of Urban Heat Island Based on Remote Sensing and GIS. Comptes Rendus de l’Académie Bulgare des Sciences, 77(8), 1154–1161. https://doi.org/10.7546/CRABS.2024.08.05 DOI: https://doi.org/10.7546/CRABS.2024.08.05

3. Arnfield, A. J. (2003). 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), 1–26. https://doi.org/10.1002/joc.859 DOI: https://doi.org/10.1002/joc.859

4. Bai, X., Dawson, R. J., Ürge-Vorsatz, D., Delgado, G. C., & Barau, A. S. (2018). Six research priorities for cities and climate change. Nature, 555(7694), 23–25. https://doi.org/10.1038/d41586-018-02409-z DOI: https://doi.org/10.1038/d41586-018-02409-z

5. Baisholanova, L., Ramazanova, E., & Lee, S. H. (2022). Temperature variability and urban expansion in Kazakhstan. Environmental Monitoring and Assessment, 194(8), 632–645. https://doi.org/10.1007/s10661-022-10250-3

6. Butt, M. A., & Azeem, A. (2016). Assessment of Urban Heat Island (UHI) using Remote Sensing and GIS. Global Journal of Human-Social Science: B Geography, Geo-Sciences, Environmental Science & Disaster Management, 16(2), 1–8. Retrieved from https://socialscienceresearch.org/index.php/GJHSS/article/view/1715 (PDF: https://socialscienceresearch.org/index.php/GJHSS/article/download/1715/1656/0)

7. Zhao, Q., Sailor, D. J., & Wentz, E. A. (2018). Impact of tree locations and arrangements on outdoor microclimates and human thermal comfort in an urban residential environment. Urban Forestry & Urban Greening, 32, 81–91.

https://doi.org/10.1016/j.ufug.2018.03.022 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ufug.2018.03.022

8. Chang, H.-T. (2016). A temporal and spatial analysis of urban heat island in basin city utilising remote sensing techniques. ISPRS Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, XLI-B2, 165–170. https://doi.org/10.5194/isprs-archives-XLI-B2-165-2016 DOI: https://doi.org/10.5194/isprsarchives-XLI-B2-165-2016

9. Shahmohammad, M., Hosseinzadeh, M., Dvorak, B., Bordbar, F., Shahmohammadmirab, H., & Aghamohammadi, N. (2022). Sustainable green roofs: A comprehensive review of influential factors. Environmental Science and Pollution Research, 29(52), 78228–78254. https://doi.org/10.1007/s11356-022-23405-x DOI: https://doi.org/10.1007/s11356-022-23405-x

10. Erell, E., Pearlmutter, D., & Williamson, T. (2011). Urban Microclimate: Designing the Spaces Between Buildings.London: Routledge.

https://doi.org/10.4324/9781849775397 DOI: https://doi.org/10.4324/9781849775397

11. Emmanuel, R., & Krüger, E. (2012). Urban heat island and its impact on climate change resilience in a shrinking city. Building and Environment, 53, 137–149. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2012.01.020 DOI: https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2012.01.020

12. Gago, E. J., Roldan, J., Pacheco-Torres, R., & Ordóñez, J. (2013). The city and urban heat islands: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 25, 749–758. https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.05.057 DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.05.057

13. Gerçek, D., Güven, İ. T., & Oktay, İ. Ç. (2016). Analysis of the intra-city variation of UHI and its relation to land surface/cover parameters. ISPRS Annals of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, III-8, 123–128. https://doi.org/10.5194/isprs-annals-III-8-123-2016 DOI: https://doi.org/10.5194/isprsannals-III-8-123-2016

14. Goovaerts, P. (1997). Geostatistics for Natural Resources Evaluation. Oxford University Press. DOI: https://doi.org/10.1093/oso/9780195115383.001.0001

15. Grimmond, C. S. B. (2007). Urbanization and global environmental change: Local effects of urban warming. The Geographical Journal, 173(1), 83–88. https://doi.org/10.1111/j.1475-4959.2007.232_3.x DOI: https://doi.org/10.1111/j.1475-4959.2007.232_3.x

16. Hlushchenko, S., Tsyhanok, Y., & Temchenko, Y. (2025). Remote sensing data-based analysis of the urban heat island phenomenon (Kyiv case). Conference Proceedings — Monitoring of Geological Processes and Ecological Condition of the Environment, 2025, 1–5. https://doi.org/10.3997/2214-4609.2025510067 DOI: https://doi.org/10.3997/2214-4609.2025510067

17. Kazhydromet. (2024). Climate change projections for Kazakhstan: 2050 Outlook. Astana: Committee on Hydrometeorology of Kazakhstan. https://www.kazhydromet.kz/en/weather/in_city/4/921

18. Kerimray, A., Suleimenov, B., De Miglio, R., Rojas-Solórzano, L., & Ó Gallachóir, B. P. (2018). Investigating the energy transition to a coal-free residential sector in Kazakhstan. Journal of Cleaner Production, 197, 1102–1116. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.06.158 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.06.158

19. Hwang, B. M., Lee, J. H., & Park, S. J. (2023). Cooling effect of urban forests on the urban heat island in Seoul, South Korea. PLOS ONE, 18(3), e0288774. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0288774 DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0288774

20. Li, X., Zhou, Y., Asrar, G. R., Imhoff, M., & Li, X. (2017). The surface urban heat island response to urban expansion: A panel analysis for the conterminous United States. Science of the Total Environment, 605–606, 426–435.

https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.06.229 DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.06.229

21. Liu, Z., Cheng, W., Jim, C. Y., Morakinyo, T. E., Shi, Y., & Ng, E. (2021). Heat mitigation benefits of urban green and blue infrastructures: A systematic review of modeling techniques, validation and scenario simulation in ENVI-met.Building and Environment, 200, 107939.

https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2021.107939 DOI: https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2021.107939

22. Mills, G. (2014). Urban climatology: History, status, and prospects. Urban Climate, 10, 479–489. https://doi.org/10.1016/j.uclim.2014.06.004

23. Taheri Otaghsara, M. P., & Arefi, H. (2019). Modeling urban heat island using remote sensing and city morphological parameters. ISPRS Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, XLII-4/W18, 1035–1040.

https://doi.org/10.5194/isprs-archives-XLII-4-W18-1035-2019

24. Nandi, D., Singh, D., Banik, A., & Mishra, P. S. (2024). Assessing urban heat island impact and identifying vulnerability zones. International Journal of Conservation Science, 15(3), 1577–1592. https://doi.org/10.36868/IJCS.2024.03.26 DOI: https://doi.org/10.36868/IJCS.2024.03.26

25. Oke, T. R. (1982). The energetic basis of the urban heat island. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 108(455), 1–24. https://doi.org/10.1002/qj.49710845502 DOI: https://doi.org/10.1002/qj.49710845502

26. Peng, S., Piao, S., Ciais, P., Friedlingstein, P., & Ottlé, C. (2012). Surface urban heat island across 419 global big cities. Environmental Science & Technology, 46(2), 696–703. https://doi.org/10.1021/es2030438 DOI: https://doi.org/10.1021/es2030438

27. Ramazanova, E., Lee, S. H., & Lee, W. (2021). Stochastic risk assessment of urban soils contaminated by heavy metals in Kazakhstan. Science of the Total Environment, 750, 141535. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.141535 DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.141535

28. Rizwan, A. M., Dennis, L. Y. C., & Liu, C. (2008). A review on the generation, determination, and mitigation of UHI. Journal of Environmental Sciences, 20(1), 120–128. https://doi.org/10.1016/S1001-0742(08)60019-4 DOI: https://doi.org/10.1016/S1001-0742(08)60019-4

29. Santamouris, M. (2015). Analyzing the heat island magnitude and characteristics in Asian and Australian cities. Science of the Total Environment, 512–513, 582–598. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2015.01.060 DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2015.01.060

30. Seto, K. C., Güneralp, B., & Hutyra, L. R. (2012). Global forecasts of urban expansion to 2030 and impacts on biodiversity. PNAS, 109(40), 16083–16088. https://doi.org/10.1073/pnas.1211658109 DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1211658109

31. Stewart, I. D., & Oke, T. R. (2012). Local climate zones for urban temperature studies. Bulletin of the American Meteorological Society, 93(12), 1879–1900. https://doi.org/10.1175/BAMS-D-11-00019.1 DOI: https://doi.org/10.1175/BAMS-D-11-00019.1

32. Taheri Otaghsara, M. P., & Arefi, H. (2019). Modelling urban heat island using remote sensing and city morphological parameters. ISPRS Archives, XLII-4/W18, 1035–1040. https://doi.org/10.5194/isprs-archives-XLII-4-W18-1035-2019 DOI: https://doi.org/10.5194/isprs-archives-XLII-4-W18-1035-2019

33. Tan, Z., Lau, K. K.-L., & Ng, E. (2016). Urban tree design approaches for mitigating daytime UHI effects. Energy and Buildings, 114, 265–274. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2015.06.031 DOI: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2015.06.031

34. United Nations. (2022). World Urbanization Prospects: 2022 Revision. Department of Economic and Social Affairs, UN.

35. Voogt, J. A., & Oke, T. R. (2003). Thermal remote sensing of urban climates. Remote Sensing of Environment, 86(3), 370–384. https://doi.org/10.1016/S0034-4257(03)00079-8 DOI: https://doi.org/10.1016/S0034-4257(03)00079-8

36. Gong, A., Li, J., & Chen, Y. (2021). A spatio-temporal brightness temperature prediction method for forest fire detection with MODIS data: A case study in San Diego. Remote Sensing, 13(15), 2900. https://doi.org/10.3390/rs13152900 DOI: https://doi.org/10.3390/rs13152900

37. Liu, L., & Zhang, Y. (2011). Urban heat island analysis using the Landsat TM data and ASTER data: A case study in Hong Kong. Remote Sensing, 3(7), 1535–1552. https://doi.org/10.3390/rs3071535 DOI: https://doi.org/10.3390/rs3071535

38. Yang, J., Jin, S., Xiao, X., Jin, C., Xia, J., Li, X., & Wang, S. (2019). Local climate zone ventilation and surface temperatures. Sustainable Cities and Society, 47, 101487. https://doi.org/10.1016/j.scs.2019.101487 DOI: https://doi.org/10.1016/j.scs.2019.101487

39. Zhao, L., Lee, X., Smith, R. B., & Oleson, K. (2014). Strong contributions of local background climate to urban heat islands. Nature, 511(7508), 216–219. https://doi.org/10.1038/nature13462 DOI: https://doi.org/10.1038/nature13462

40. Zhou, D., Zhao, S., Liu, S., Zhang, L., & Zhu, C. (2014). Surface UHI in China: Spatial patterns and driving forces. Remote Sensing of Environment, 152, 51–61. https://doi.org/10.1016/j.rse.2014.05.017 DOI: https://doi.org/10.1016/j.rse.2014.05.017

41. Li, Q., Zhai, Z., & Niu, J. (2021). Effect of urban material albedo modification on surface temperature: A case study based on high-resolution satellite data. Sustainable Cities and Society, 72, 103072. https://doi.org/10.1016/j.scs.2021.103072 DOI: https://doi.org/10.1016/j.scs.2021.103072

42. Debbage, N., & Shepherd, J. M. (2015). The urban heat island effect and city contiguity. Computers, Environment and Urban Systems, 54, 181–194. https://doi.org/10.1016/j.compenvurbsys.2015.08.002 DOI: https://doi.org/10.1016/j.compenvurbsys.2015.08.002

43. Howard, L. (2009). The Climate of London. Cambridge University Press (reprint). https://www.researchgate.net/publication/292141041_The_Climate_of_London_by_Luke_Howard_1833

44. Meng, C.-L., Huang, C.-C., Dou, J.-X., Li, H.-Q., & Cheng, C.-L. (2021). Key parameters in urban surface radiation budget and energy balance modeling. Urban Climate, 39, 100940. https://doi.org/10.1016/j.uclim.2021.100940 DOI: https://doi.org/10.1016/j.uclim.2021.100940

45. IPCC. (2021). Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Intergovernmental Panel on Climate Change.

46. Nichol, J. E. (2005). Remote sensing of urban heat islands by day and night. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, 71(5), 613–621. https://doi.org/10.14358/PERS.71.5.613 DOI: https://doi.org/10.14358/PERS.71.5.613

47. Mills, G. (2014). Urban climatology: History, status and prospects. Urban Climate, 10, 479–489. https://doi.org/10.1016/j.uclim.2014.06.004 . DOI: https://doi.org/10.1016/j.uclim.2014.06.004

48. Zhou, B., Rybski, D., & Kropp, J. P. (2017). The role of city size and climate in UHI formation. Scientific Reports, 7(1), 4791. https://doi.org/10.1038/s41598-017-04242-2 DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-017-04242-2

49. Grimmond, C. S. B., & Oke, T. R. (1999). Aerodynamic properties of urban areas derived from analysis of surface form. Journal of Applied Meteorology, 38(9), 1262–1292. https://doi.org/10.1175/1520-0450(1999)038%3C1262:APOUAD%3E2.0.CO;2 DOI: https://doi.org/10.1175/1520-0450(1999)038<1262:APOUAD>2.0.CO;2

50. EEA (European Environment Agency). (2023). Urban climate adaptation and heat risk management in Europe.EEA Report 02/2023.

Том 153, № 1 (2025)

Жүктеулер

Жарияланды

2025-12-29 - 2026-03-30 жаңартылды

Нұсқалар

Журналдың саны

Нөмір 153 № 1 (2025)

Бөлім

Мақалалар

Лицензия

Авторлық құқық (c) 2025 Айдана Кыдырова, Аманбек Зандыбай, Асель Омар (Автор)

Creative Commons лицензиясы

Бұл жұмыс Creative Commons Attribution-Коммерциялық емес 4.0 халықаралық лицензиясы.

Дәйексөзді қалай келтіруге болады

Қала құрылысы мен климаттық өзгерістердің өзара байланысы: Астана қаласы мысалындағы шолу. (2026). Journal of Ecology and Sustainability, 153(1), 143-162. https://doi.org/10.32523/d4y0kv13 (Original work published 2025)

Ұқсас мақалалар

1-10 тен 13

Бұл мақала үшін Кеңейтілген нұсқалар бойынша ұқсас мақалаларды іздеу.