Strategies for Mitigating Urban Heat Island Effects in Cities: Case of Shiraz City Center

Abstract

ABSTRACT: In the late years, urban heat island became one of the important problems generally in big cities as a part of climate changes and is a sort of reflection of global warming in local scale. As an outcome of global warming, urban heat island has negative effects on public health, quality of life and energy consumption. Urban heat island is temperature difference between urban and rural areas. This difference occurs due to the increase in population and urbanization process of the cities with the increase of the asphalt and built –up surfaces and accordingly decreasing the green spaces and evaporation surfaces. Not only the higher population, but also the increase in the industrial and commercial uses and dense vehicular traffic also affect the intensity of urban heat island in the city centers. According to the literature review, there are two main factors that increase the urban heat island in cities. These are city parameters and meteorological parameters. Consequently, intensity of urban heat island shows difference in each city according to the physical, morphological characteristics such as location, size, and density of their built-up areas, land uses, population and air pollution together with climatically characteristics. Today, Shiraz city, which is one of the biggest cities of Iran after Tehran, is under the pressure of rapid urbanization and population increase. Thus, the main aim of this study is to determine the impact of the factors that increase the intensity of urban heat island in Shiraz city center. Based on the main aim, the thesis has been organized as four chapters. In the first chapter, introductory part is given, and then in the second chapter the urban heat island, its types, causes and mitigation strategies has been reviewed. Consequently, in the third chapter the urban heat island in Shiraz city center is analyzed based on selected four districts around it. These four districts are selected due to having higher population size, building density, industrial uses and less green surfaces. In the last section conclusion and recommendations are given. As Shiraz developed rapidly, hard surfaces replaced with green ones. These hard surfaces, industrial and commercial uses, dense traffic and high population size in the city produce high amount of heat especially in the newly developed districts around the main center. In order to reduce the intensity of urban heat island in Shiraz, strategies for building and urban scales are developed based on the literature review. These strategies are using more green elements, albedo materials in the city and on the building’s vertical and horizontal sections.

Keywords: Urban heat island, city parameters, density, urban geometry, Shiraz.

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ÖZ: Son yıllarda, kentsel ısı adası özellikle büyük kentlerde değişen kent ikliminin bir parçası olarak ve küresel iklim değişiminin yerel ölçekte ortaya çıkış halidir. Küresel iklim değişimi gibi insan ve diğer canlıların sağlığı, insanların yaşam kalitesi ve enerji tüketimi üzerinde olumsuz etkiler yaratmaktadır. Kentsel ısı adası kent merkezleri ile kırsal alanlar arasında oluşan ısı farkıdır. Bu ısı farkı kentlerde yaşayan nüfusun artması ile yeşil alanların ve buharlaşma yüzeylerinin azalması ve beton ve asfaltla kaplanmış yüzeylerin, yapısal alanların artmasıdır. Sadece nüfus artışı değil, endüstriyel, ticari yapıların artması ve araç tarfiğinin de yoğunlaşmasu kent içindeki ısının artmasına neden olmaktadır. Kentsel ısı adaları konusunda yapılan çalışmalar incelendiğinde, kent içindeki ısı adasının oluşmasında iki önemli unsure vardır. Bu unsurlar, kentin fiziksel özellikleri ve meteorolojik özellikleridir. Kentsel ısı adalarının yapısı, büyüklüğü ve etki alanı her kentin kendine özgü fiziki özellikleri, morfolojisi, kültürel ve sosyo-ekonomik yapısı, arazi kullanış biçimlerine bağlı olarak farklılık göstermektedir. Günümüzde, İran’ın Tahran’dan sonra ikinci büyük kenti olan Şiraz kenti hızlı kentleşme ve aşırı nüfus artışı baskısı altındadır. Bu araştırma Şiraz kentinde kentsel ısı adasının ortya çıkmasında etken faktörleri ortaya koymayı amaçlamaktadır. Bu amaca bağlı olarak çalışma dört ana bölümden oluşmaktadır. Birinci bölüm giriş kısmı ve ikinci bölümde ise kentsel ısı adası, tipleri, etkileri ve bunu azaltma statejileri özetlenmektedir. Ardından, üçüncü bölümde Şiraz kent merkezi ve onu saran yüksek yapı yoğunlu, nüfus, endüstri kullanımı ve az yeşil alanların çoğunlukta olduğu dört bölgede kentsel ısı adasının oluşumuna etki eden faktörler analiz edilmiş ve sonuçları verilmiştir. Son bölümde ise çalışmanın sonucu ve öneriler yer almaktadır. Hızlı kentleşme nedeni ile Siraz’da, sert alanlar, yeşil bahçe ve orman alanlarının yerini almaya başlamıştır. Bu sert alanlar, endüstri, ve ticari kullamınları, yoğun trafik ve nüfus artışı nedeni ile kent içinde ve özellikle bu kullanımların olduğu alanlarda hava sıcaklığı artışı gözlemlenmektedir. Siraz kentinde kentsel ısı adası yoğunluğunun azaltılamsı için, literature çalışmasından elde edilen bilgiye gore önerilen startejiler bina ve kent ölçeğinde yapılmıştır. Bu öneriler kentte ve bina yüzeylerinde daha fazla yeşilin ve ısıyı yansıtan sert yüzey malzemelerinin kullanılmasıdır.

Anahtar kelimeler: Kentsel ısı adası, kentsel özellikler, bina yoğunluğu, kentsel geometri, Şiraz.