مجید منتظری

گیاه آیینه آب وهواست؛ بنابراین نیاز به کسب اطلاعات درباره وضعیت پوشش گیاهی از قبیل میزان و پراکنش آن اهمیت زیادی دارد. از آنجا که گردآوری اطلاعات درباره تغییرات پیوسته پوشش گیاهی با روش های معمولی بسیار مشکل و پرهزینه است، دورسنجی روش بسیار سودمندی است که دید وسیعی از یک منطقه ارائه می دهد. هدف از پژوهش کنونی، بررسی میانگین بلندمدت پوشش گیاهی ایران به کمک نمایه تفاضل بهنجارشده پوشش گیاهی (NDVI) است. در این پژوهش نخست داده های 16روزه نمایه NDVI مودیس آکوا در محدوده ایران در بازه زمانی 13/4/1381 تا 23/12/1393 از تارنمای مودیس استخراج و سپس برمبنای نزدیک به 10 میلیارد یاخته، میانگین بلندمدت نمایه 16روزه NDVI ایران در طول سال محاسبه شد. با توجه به اینکه مقادیر NDVI بیش از 2/0 نشان دهنده پوشش گیاهی است، میانگین بلندمدت پوشش گیاهی ایران برای هر 16 روز در طول سال محاسبه شد. یافته ها نشان داد پوشش گیاهی ایران در بازه 5 تا 19 دی ماه کمینه است و حدود 8درصد گستره ایران را می پوشاند؛ در حالی که در بازه 26 فروردین تا 11 اردیبهشت بیشینه است و 30درصد ایران را دربرمی گیرد.

توسعه شهر نشینی و فعالیت های صنعتی منجر به تغییرات چشمگیری در مشخصات فیزیکی سطح زمین، ترازمندی انرژی و درنتیجه سبب تغییر آب وهوای محلی در شهر های بزرگ شده است. از این رو برای بررسی نقش شهر در تغییر آب وهوای محلی، جزیره ی گرمایی/سرمایی کلان شهرهای ایران مورد سنجش قرار گرفت. در این پژوهش برای ارزیابی جزیره ی گرمایی/سرمایی کلان شهرهای ایران، ابتدا شهر هایی که جمعیتی بیشتر از 500 هزار نفر داشتند؛ انتخاب گردیدند. برای واکاوی شدت جزیره ی گرمایی/سرمایی از داده های دمای رویه ی سنجیده ی مودیس تررا و آکوا در بازه ی زمانی 1381 تا 1396 به صورت روزانه استفاده شد. بدین منظور ابتدا مناطق ساخته شده ی شهری به کمک داده های کاربری اراضی مودیس انتخاب گردید. سپس اختلاف بیشترین و کمترین طول و عرض جغرافیایی شهر به دست آمد و از هر طرف محدوده ی شهر به اندازه ی آن گسترش داده شد تا محدوده ی ناشهر مشخص شود. برای آنکه بتوان جزیره ی گرمایی/سرمایی هر شهر را بر اساس زیبوم شهر مورد سنجش قرار داد از روش نوینی در این پژوهش استفاده شد. بدین صورت که بیشترین فراوانی دما در میان یاخته های ناشهر در هر روز، به عنوان نماینده ی دمای ناشهر انتخاب گردید؛ و شدت جزیره ی گرمایی/سرمایی شهر بر اساس اختلاف تمامی یاخته های شهر از دمای نماینده ی ناشهر به دست آمد. نتایج این تحقیق نشان داد در روز هنگام در تمامی شهر های ایران به غیر از کلان شهر رشت که در زیمان مرطوب و معتدل خزری قرار دارد، جزیره ی سرمایی با شدت 3/0- تا 1/6- درجه ی سلسیوس تشکیل می گردد. شدت جزیره ی سرمایی روز هنگام در کلان شهرهای واقع در زیمان بیابانی بیشتر است. در شب هنگام بر روی تمامی کلان شهرهای ایران جزیره ی گرمایی با شدت 5/0 تا 3 درجه ی سلسیوس تشکیل می گردد. شدت جزیره ی گرمایی در کلان شهرهای واقع در زیمان بیابانی کمتر از سایر کلان شهرها است؛ و حتی بر روی کلان شهر زاهدان در شب نیز جزیره ی سرمایی ضعیفی تشکیل می گردد.

برف از منابع اصلی بیلان آب، جریان های سطحی بهاری، سفره های آب زیرزمینی، رودخانه ها و چشمه ها محسوب می شود و در مناطق کوهستانی و عرض های جغرافیایی بالا اهمیت زیادی دارد. به دلیل اهمیت این موضوع پژوهش حاضر با هدف شناسایی و خوشه بندی ایستگاه های برفی کشور انجام شد. در این راستا شناسه های هوای حاضر از 304 ایستگاه همدید طی دوره 2010-1951 مورد بررسی قرار گرفت. در ابتدا ۱۶ شناسه که صرفاً متعلق به برف بود جداسازی و سپس نقشه های توزیع مکانی هر شناسه ترسیم و از نظر مکانی بررسی شدند. نتایج حاکی از آن است که بارش برف تنها در 251 ایستگاه رخ داده و تراکم آنها عمدتاً در محور شمال غرب- جنوب شرق و محور کوهستانی البرز و زاگرس می باشد. در این میان شناسه های 70، 71، 73، 22 و 72 به ترتیب دارای بیشترین فراوانی ثبت در ایستگاه های مورد مطالعه بوده اند. در نهایت با اعمال تحلیل خوشه ای سلسله مراتبی بر روی داده های درصد فراوانی برف، ایستگاه های همدید به سه خوشه اصلی تفکیک شدند. این تحلیل نشان داد که ایستگاه های برفی ایران عمدتاً در سه خوشه اصلی شامل خوشه کوهستانی مرتفع، کوهستانی کم ارتفاع و پایکوهی دسته بندی می شود. لازم به ذکر است خوشه سوم به دلیل پراکندگی زیاد به دو زیرخوشه پایکوهی و کم ارتفاع پایکوهی و ساحلی قابل تفکیک است. بررسی ها نشان داد که در ایران بارش برف بشدت تابع ارتفاع و عرض جغرافیایی است بین ارتفاع و عرض جغرافیایی ایستگاه ها رابطه معکوس معنادار وجود دارد از سوی دیگر بین ارتفاع و درصد فراوانی برف رابطه مستقیم معنادار وجود دارد؛ اما درصد فراوانی برف با عرض جغرافیایی رابطه معناداری نشان نمی دهد این موضوع حاکی از آنست که نقش ارتفاع در بارش برف به مراتب بیشتر از عرض جغرافیایی است.

جمعیت شهر اصفهان در طی شش دهه ی گذشته ده برابر شده است. بزرگ شدن شهر اصفهان پیامدهای محیطی بزرگی در پی داشته است. در همین دوره ی زمانی خشکاندن زاینده رود، افزایش دما و وردش بارش شرایط محیطی را وخیم تر کرده است. پیدایش جزیره ی گرمایی تنها یکی از پیامدهای تغییرات محیطی دهه های گذشته است. جزیره ی گرمایی برای تندرستی و مصرف آب و انرژی شهروندان پیامدهایی دارد. در این پژوهش داده های دمای رویه ی زمین سنجنده ی مودیس از 1379 تا 1395 برای گذر شب و روز به کار گرفته شد. به کمک این داده ها آب و هوای پس زمینه ی کلانشهر اصفهان با شگرد نمودار دورسو شناسایی شد. سپس یاخته ی نماینده ی شهر و یاخته ی نماینده ی آب و هوای پس زمینه شناسایی و نمایه ی جزیره ی گرمایی کلانشهر اصفهان محاسبه شد. بررسی ها نشان داد کلانشهر اصفهان در هنگام روز از پیرامون خود سردتر و در هنگام شب حدود دو درجه ی سلسیوس گرم تر از پیرامون خود است. شدت جزیره ی گرمایی در دی ماه بیشینه است و در تابستان ضعیف تر می شود. با توجه به رفتار زمانی و مکانی جزیره ی گرمایی کلانشهر اصفهان به نظر می رسد تغییراتی که شهر در رطوبت، سپیدایی و ترکیب جو ایجاد کرده نقش مهمی در پیدایش جزیره ی گرمایی داشته است. از آنجا که آب یکی از عوامل اثرگذار بر شدت جزیره گرمایی شهر اصفهان است زاینده رود در تعدیل دمای رویه ی زمین در محدوده ی کلانشهر اصفهان نقش بزرگی داشته است و خشکاندن آن پیامدهای زیست محیطی داشته است.

افزایش روزافزون جمعیت و نیاز به تامین مواد غذایی مورد نیاز آن ها از دغدغه های اصلی دولت ها می باشد. شناسایی مکان های مناسب برای کشت نیز از الزامات این امر است. استان گلستان به واسطه برخورداری از شرایط مناسب جغرافیایی از جمله استان های برتر کشت گندم در ایران می باشد. این پژوهش با استفاده از داده های عناصر بارش، دما، ویژگی های خاک، توپوگرافی، شیب و داده های عملکرد گندم دیم استان گلستان به واکاوی مناطق مناسب کشت گندم پرداخته است. در واکاوی داده های عملکرد گندم دیم به دلیل نقص آماری موجود از روش همبستگی من- کندال و رگرسیون تک متغیره بهره برده شده و برای بازسازی عناصر اقلیمی نیز از روش های میان یابی و روش حداقل متوسط خطاها و نیز برای انجام واکاوی دمایی از روش درجه روز رشد استفاده گردید. براساس نتایج، روش میان یابی کریجینگ بهترین روش در ترسیم نقشه های هم ارزش و در مورد عامل بافت خاک روش فاصله وزنی معکوس بهترین روش می باشد. برای شناسایی استعداد اراضی گندم دیم استان گلستان با استفاده از روش همگرایی متقاطع، نقشه عوامل مورد مطالعه به صورت دو به دو با یکدیگر ترکیب شده و در نهایت نقشه استعداد اراضی در چهار طبقه حاصل شد. بدین صورت که طبقه با استعداد اراضی خیلی مناسب 4/4 درصد، طبقه با استعداد اراضی مناسب با 2/58 درصد، طبقه با استعداد اراضی حدوداً مناسب 17 درصد و طبقه با استعداد اراضی نامناسب 4/20 درصد مساحت استان را تشکیل می دهند. در نهایت مساحت و درصد مساحت کشت فعلی گندم در هر طبقه از استعداد اراضی استان گلستان تعیین شد. بر این اساس 4/4 درصد مساحت کشت فعلی گندم در اراضی با استعداد خیلی مناسب، 3/58 درصد در اراضی با استعداد مناسب، درصد 9/16 در اراضی با استعداد حدوداً مناسب و 4/20 درصد در اراضی با استعداد نامناسب قرار دارد.  

النینو از پدیده های مهم اقلیمی است که تأثیر زیادی بر متغیرهای اقلیمی نقاط مختلف کره زمین دارد. با توجه به نقش تبخیر در مطالعات منابع آب، بررسی تأثیر پدیده النینو بر این متغیر اقلیمی، از اهمیت شایانی برخوردار است. هدف از این پژوهش بررسی امکان برآورد تبخیر در ایستگاه همدید خرم آباد با استفاده از داده های النینو و با کمک مدل شبکه عصبی مصنوعی است. بدین منظور، داده های تبخیر ماهانه ایستگاه به مدت 29 سال از 1992 تا 2011 از پایگاه داده سازمان هواشناسی کشور و داده های النینو از سایت نوآ استخراج گردید. سپس با استفاده از مدل شبکه عصبی مصنوعی به تجزیه و تحلیل داده ها پرداخته شد. نتایج نشان داد که از میان موقعیت های النینو تنها در Nina1 و Nina3 با تبخیر در ایستگاه مورد مطالعه ارتباط وجود دارد. با مقایسه داده های مشاهده ای تبخیر و خروجی شبکه عصبی، میزان همبستگی این داده ها 78 درصد می باشد. بین داده های النینو و خروجی شبکه عصبی همبستگی برقرار شد که میزان آن ۹۹/۰ است. بنابراین با توجه به بالا بودن همبستگی بین داده های النینو و خروجی شبکه عصبی و با استفاده از معادله رگرسیون خطی می توان برای ماه های بدون داده، با دقت 99 درصد، نسبت به برآورد تبخیر در ایستگاه خرم آباد، اقدام نمود.

تبخیر یکی از متغیرهای اقلیمی است که پیش بینی آن نقش مهمی در برنامه ریزیهای مربوط به آب دارد. با توجه به بالا بودن نسبی میزان بارندگی در مناطق غرب ایران، آگاهی از میزان تبخیر برای مدیریت درست آب در این مناطق ضروری میباشد. از عوامل اثرگذار بر میزان تبخیر، سیگنال های اقلیمی میباشند که توجه به نقش آنها پیش بینی تبخیر را ممکن می کند. با استفاده از مدل شبکه عصبی مصنوعی به پیش بینی تبخیر بر اساس این سیگنال ها اقدام شده که آمار مربوط به تبخیر از تشت در 3 ایستگاه سینوپتیک با حداقل 20 سال آمار ماهانه و نیز مهمترین سیگنال های اقلیمی با نرم افزار نروسلوشن (Neurosolution) تجزیه و تحلیل شده است. نتایج پژوهش نشان دهنده آن است که مهمترین سیگنال های مرتبط با تبخیر در منطقه شامل Nina3:، Nina1، SW Monsoon، Mei و Nina4 میباشد. مقایسه داده های مشاهده ای تبخیر و خروجی شبکه عصبی، همبستگی بالا بین این داده را نشان می دهد. به گونه ای که میزان این همبستگی در ایستگاه کرمانشاه 71 درصد، همدان 82 درصد و سنندج 80 درصد است. با درنظر گرفتن خروجی شبکه عصبی مصنوعی و داده های مربوط به سیگنال های اقلیمی، میتوان با دقت بالای 97 درصد به پیش بینی تبخیر درمنطقه مورد پژوهش اقدام نمود.                                                                             

بارش از مهمترین عناصر اقلیمی است که تغییرات آن، تأثیر شدیدی بر منابع آبی هر منطقه دارد. الگوهای بارش هر منطقه با الگوهای گردشی جو در ارتباط بوده و شناسایی آنها نقش بسزایی در برنامه ریزی منابع آبی دارد. پژوهش حاضر با رویکرد محیطی به گردشی و با هدف شناسایی الگوهای همدید مؤثر بر بارش های سنگین حوضه بهشت آباد صورت گرفته است. در این راستا از آمار بارش روزانه 23 ایستگاه هواسنجی استان چهارمحال و بختیاری طی مقطع زمانی 1/1/2001 تا 21/10/2012 (4312 روز) و همچنین داده های ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال جهت ترسیم و تحلیل الگوهای گردشی استفاده به عمل آمد. ابتدا روزهای توأم با بارش سنگین (بیش از 30 میلی متر) در سطح حوضه شناسایی و 152 روز توأم با بارش سنگین شناسایی گردید. سپس داده های ارتفاع ژئوپتانسیل تراز میانی هواسپهر برای روزهای مورد نظر در محدوده صفر تا هشتاد درجه شمالی و صفر تا هشتاد درجه شرقی از پایگاه NCEP/NCAR استخراج گردید. این داده ها در آرایه ای با حالت S و با ابعاد 1089×152 آرایش شده و تحلیل خوشه ای سلسله مراتبی بر روی آن صورت گرفت. در نهایت شش الگوی همدید بارش های سنگین حوضه بهشت آباد شناسایی و سپس بر اساس میزان همبستگی درون گروهی، نقشه روز نماینده هر الگو نیز ترسیم شد. نتایج حاصل از بررسی الگوها حاکی از آن است که سه الگو از سامانه همدید بلوکینگ و سه الگوی دیگر از سامانه همدید فراز و فرود تبعیت می کنند. شکل گیری ناوه عمیق در تراز میانی هواسپهر و ریزش هوای سرد عرض های بالا بر روی دریای سیاه و مدیترانه و کسب رطوبت از آنها و قرارگیری ایران در جلوی محور ناوه، شرایط ناپایداری و در نتیجه وقوع بارش های سنگین را در منطقه مورد مطالعه به همراه داشته است. افزون بر رطوبت دریای مدیترانه و دریای سیاه، رطوبت دریای سرخ به همراه رطوبت و گرمای خلیج فارس نیز در وقوع بارش های سنگین منطقه بسیار تأثیرگذار است.

بارش سنگین و تاثیرات مستقیم و غیرمستقیم آن بر روی زندگی انسان ها و فعالیت های انسانی نه تنها لزوم توجه به این پدیده محیطی را توجیه می کند. بلکه راه را برای پیش بینی رخداد آنها در آینده فراهم می سازد. دراین پژوهش معیار بارش سنگین، بارش بالای 100 میلی متر در یک روز و از رویکرد محیطی به گردشی استفاده شد شرایط همدیدی در زمان این رویداد ( 21 نوامبر 2011 ) بررسی گردید. جامعه آماری در این پژوهش دارای دو پایگاه می باشد. نتایج نشان می دهد پیشروی کم فشار سودانی از سمت جنوب و پرفشار اروپایی از سمت شمال و تشکیل جبهه در غرب و جنوب غرب کشور و در تراز میانی جو نیز عمیق تر شدن فرود مدیترانه و حرکت شرق سوی آن و وجود رطوبت زیاد وقرار گیری هسته سرعت رودباد جنب حاره ای بر روی دریای سرخ و شمال عربستان سبب بارش سنگین شده است.

مقدمه: بلایای طبیعی از جمله مشکلاتی است که بشر علیرغم پیشرفت های روزافزون خود نتوانسته مانع رخ داد آنها گردد. ایران با دارا بودن 31 مورد از 40 نوع بلای طبیعی ثبت شده یکی از آسیب پذیرترین کشور های جهان است. با عنایت به این موضوع پژوهش درصدد پهنه بندی خطر وقوع سیل در استان گلستان و تعیین تعداد افراد ساکن در هر یک از نواحی خطر اعم از جمعیت شهری و روستایی می باشد. روش ها: در مطالعه حاضر با استفاده از داده های دبی، حداکثر لحظه ای سالانه، داده های ماهانه و سالانه ایستگاه های باران سنجی و آب سنجی وزارت نیرو طی دوره آمار 1388-1365 ضریب سیل خیزی و شرایط اقلیمی استان گلستان بررسی شد. ضریب سیل خیزی با دوره برگشت 25 ساله دبی حداکثر لحظه ای سالانه برای هر ایستگاه با استفاده از رابطه هاگر تعیین گردید. در ادامه با استفاده از روش کریجینگ نقشه پهنه بندی خطر سیلاب ترسیم گردید. یافته ها: نتایج نشان داد حداکثر ضریب سیل خیزی به میزان 6/3 مربوط به ایستگاه پس پشته در شهرستان مینودشت و کمترین آن به میزان 36/0 مربوط به ایستگاه بندر ترکمن می باشد. بر اساس یافته ها 5/20درصد سطح استان در پهنه با خطر خیلی زیاد وقوع سیل، 7/20 درصد در پهنه خطرزیاد، 6/39 درصد در پهنه با خطر متوسط و 2/19 درصد در محدوده خطر کم وقوع سیل واقع شده است. همچنین 6/18درصد جمعیت روستایی استان گلستان در محدوده با خطر خیلی زیاد وقوع سیل 5/14 درصد در محدوده با خطرزیاد، 9/11درصد در محدوده با خطر متوسط و 6/6درصد در محدوده با کم وقوع سیل زندگی می کنند. از طرفی 9/9 درصد جمعیت شهری در محدوده با خطر خیلی زیاد وقوع سیل، 2/10 درصد در محدوده با خطرزیاد، 9/18 درصد در محدوده با خطر متوسط، همچنین 1/9 درصد در محدوده با کم وقوع سیل ساکن هستند. نتیجه گیری: با توجه به نتایج بدست آمده می توان نتیجه گرفت که استان گلستان دارای خطر وقوع سیل بالایی می باشد به طوریکه 1/31 درصد از جمعیت روستایی با ساکن بودن در محدوده وقوع سیل خیلی زیاد و زیاد در معرض خطرات وقوع سیل از نظر جانی و مادی قرار دارند با توجه به پهنه بندی خطر می توان مناطق با خطر بالا را شناسایی و اجرای برنامه های مدیریتی را الویت بندی نمود.