ارزیابی تأثیر خشکسالی در پوشش گیاهی ایران با استفاده از تصاویر ماهواره ای و داده های هواشناسی (مقاله علمی وزارت علوم)
درجه علمی: نشریه علمی (وزارت علوم)
آرشیو
چکیده
مقدمه: شرایط خشکسالی ممکن است، از متوسط تا شدید و با مدت زمان متفاوت، متغیر باشد؛ این تغییرات به نظارت مداوم و عملیاتی نیاز دارد. هرچه خشکسالی بیشتر طول بکشد، در پوشش گیاهی و منابع آبی تأثیر بیشتری می گذارد و خشکسالی تشدید می شود؛ درنتیجه، ممکن است خدمات به انسان ها را محدود کند و سیستم های طبیعی را تغییر دهد. از جمله تأثیرات خشکسالی، تخریب زیستگاه حیات وحش، کاهش کیفیت آب و کاهش دسترسی به منابع آب است. پایش خشکسالی برای محققان، مدیران و تصمیم گیرندگان، به منظور شناسایی مناطق آسیب پذیر، ضروری است و نتایج آن با هدف کاهش پیامدهای خشکسالی به کار می رود.مواد و روش ها: در این مطالعه تلاش شده است، با استفاده از تصاویر مادون قرمز سنجنده Suomi NPP دریافتی از سایتearth data.nasa.gov و بهره گیری از شاخص هایNDVI ، VCI، TCIو VHIوضعیت خشکسالی پوشش گیاهی در ایران بررسی شود. دوره مورد مطالعه 2021-2013، اول آوریل تا انتهای جولای (هفته 13 تا 26 میلادی)، به صورت میانگین هفتگی است. میانگین ماهیانه شاخص استاندارد بارش (SPI) در ایران با استفاده از داده های بارش روزانه 143 ایستگاه سینوپتیک به دست آمد. سپس ضریب همبستگی (SPI) با هریک از شاخص های VHI، TCI، VCI و NDVI محاسبه شد. در تصاویر مادون قرمز، باندهای M دارای قدرت تفکیک 750 و باندهای I برابر با 375 متر است.نتایج و بحث: براساس داده های بارش ثبت شده در ایستگاه های هواشناسی سینوپتیک، می توان گفت که عمده بارش در فصل های پاییز، زمستان و بهار رخ داده و سهم تابستان در بارش سالانه اندک می باشد. بنابراین سال آبی، در بیشتر مناطق ایران، به طور تقریبی از دهه سوم سپتامبر شروع و تا دهه دوم و سوم ژوئن هر سال ادامه دارد. در منطقه مورد مطالعه، بهترین پایه زمانی برای پایش و برآورد آن از اول آوریل تا اواخر ژوئن است. در فصل تابستان، ایران یک فصل خشک را می گذراند و ماه اوت خشک ترین ماه سال است. تغییرات زمانی و مکانی خشکسالی هریک از شاخص های پوشش گیاهی با یکدیگر تفاوت زیادی دارد.نتیجه: میزان هریک از شاخص ها در شرایطی که پوشش گیاهی در وضعیت خشکسالی قرار دارد کاهش یافته و در طبقه خشکسالی خفیف و سپس شدید قرار می گیرد. بدین ترتیب، طی سال هایی که خشکسالی رخ داده است، مقدار شاخص ها از ماه آوریل روند نزولی دارد و در ژوئن و جولای، شاخص ها به سمت خشکسالی شدید میل پیدا می کند. براساس محاسبات، مشخص شد که مقدار شاخص استاندارد بارش در پهنه مورد مطالعه، طی ماه های گرم سال منفی است. این نکته بیانگر پایین بودن میزان بارش دریافتی درقیاس با دیگر ماه های سال است.Evaluation of the Effect of Drought on the Vegetation of Iran Using Satellite Images and Meteorological Data
Introduction: Drought conditions can vary from moderate to severe and have different durations, necessitating continuous and operational monitoring. The longer the drought persists, the more pronounced its impact on vegetation and water resources becomes, and the more severe the drought, the greater the limitation of services for humans and the alteration of natural systems. Habitat destruction for wildlife, reduced water quality, and reduced access to water resources could be consider as most effects of drought. Drought monitoring is essential for researchers, managers, and decision-makers to identify vulnerable areas, which can be used to reduce the consequences of drought.Material and Methods: In this study, an attempt has been made to investigate the vegetation drought situation in Iran by using Suomi NPP infrared sensor images obtained from the Earth Data website (earthdata.nasa.gov) and using (NDVI), (VCI), (TCI), and (VHI) indices. The study period, spanning from April 1st to July (the 13th to 26th week), was selected as it encompasses the typical drought duration in Iran. The Standard Precipitation Index (SPI) was calculated for Iran using daily precipitation data from 143 synoptic stations. Subsequently, the correlation coefficient was calculated between SPI and each of the indices (NDVI), (VCI), (TCI), and (VHI). In infrared images, M bands have a resolution of 750 meters, while I bands have a resolution of 375 meters.Results and Discussion: Based on the rainfall data recorded in synoptic meteorological stations, there is minimal rainfall during the summer months (July, August, and September). Conversely, the majority of rainfall occurs during the autumn, winter, and spring seasons. Consequently, the water year in most regions of Iran commences approximately in the third decade of September and continues until the second and third decade of June annually. In this study area, the optimal temporal base for monitoring and estimating drought on the vegetation is from April 1st to June 30th. In this article, the effect of precipitation on vegetation conditions was investigated using the standardized precipitation index (SPI), derived from monthly precipitation data from synoptic meteorological stations. Iran experiences a dry season in summer, with August being the driest month of the year. The temporal and spatial changes in drought for each vegetation indicator are markedly different.Conclusion: Based on the majority of years experiencing drought, the vegetation cover is expected to face mild or severe drought. This is demonstrated by a decrease in the values of each indicator. In years that the vegetation was affected by drought, the values of the indices show a decrease in April, followed by an increase in June and July. This suggests the beginning of a severe drought. Based on the calculated SPI, it was determined that the area experiences low precipitation during the hot months, indicating a lower rate compared to other months.
تبلیغات
