A Satellite Assessment of the Urban Heat Island in Morocco

Abstract

Urban ecosystems interact with surroundings via land cover changes and their subsequent impact on surface temperature. In emerging countries, large urban agglomerations often form around cities, and only a few studies have evaluated their impact. This study carries out the first ever large-scale assessment of urban heat island (UHI) and reflects on its mitigation in Morocco. The analysis reveals a well-defined UHI in urban areas built within vegetated lands and an urban heat sink (UHS) in urban areas built within arid regions. Both UHI and UHS amplitudes are higher during day than nighttime, emphasizing vegetation physiological activity. This study shows a monotonic increase in UHI amplitude with urban area size. However, unlike previous studies, this analysis shows that, as urban areas built in desert-like environments grow in size, the UHS gradually decreases to ultimately turn into an UHI. On average, cities built within vegetation are warmer than the rural fringe by 1.51 °C during daytime. This suggests that daytime urban heating may exacerbate the potential climate warming. These results also suggest that adapted trees constitute a natural cooling mechanism and should be part of urban heating mitigation in Morocco.

RÉSUMÉ

L'interaction des écosystèmes urbains avec l'environnement se traduit par des changements dans la couverture terrestre et une modulation de la température de surface qui en résulte. Dans les pays émergents, de grandes agglomérations urbaines se forment autour des villes et seules quelques études ont évalué leur impact. Cette étude réalise la toute première évaluation à grande échelle de l'îlot de chaleur urbain (ICU) et réfléchit à son atténuation au Maroc. L'analyse révèle un ICU bien défini dans les zones urbaines construites dans des zones de végétation et un puit de chaleur urbain (PCU) dans les zones urbaines construites dans des régions arides. Les amplitudes des ICU et PCU sont plus élevées le jour que la nuit, mettant l'accent sur l'activité physiologique de la végétation. Nous montrons une augmentation monotone de l'amplitude ICU avec la taille de la zone urbaine. Cependant, contrairement aux études précédentes, notre analyse montre que, lorsque les zones urbaines construites dans des environnements de type désertique deviennent de plus en plus grandes, le PCU diminue progressivement pour devenir finalement un ICU. En moyenne, les villes construites dans la végétation sont plus chaudes que la périphérie rurale de 1,51 °C pendant la journée. Cela suggère que la chaleur diurne urbaine pourrait exacerber le réchauffement climatique potentiel. Nos résultats suggèrent également que les arbres adaptés constituent un mécanisme de refroidissement naturel et devraient faire partie de la lutte contre le réchauffement urbain au Maroc.

Disclosure statement

The authors report no conflicts of interest.

Additional information

Funding

This research was partially supported by the African Climate Change Fellowship Program III (ACCFP) through funding of Najlaa Fathi’s training at NASA’s Goddard Space Flight Center. The ACCFP is jointly supported by Canada’s International Development Research Center, the Institute of Resource Assessment at the University of Dar Es Salaam, and by START International (Global change System for Analysis, Research and Training).