سمانه پورمحمدی

یکی از راه های هدررفت آب در مناطق مختلف آب و هوایی ایران، تبخیر و تعرق است. این پدیده سهم مهمی در اتلاف آب به ویژه در مناطق کویر مرکزی کشور دارد و تابع پارامترهای مختلف اقلیمی و ویژگی های توپوگرافی هر منطقه است. اولویت بندی و تعیین شدت تاثیر هر یک از این پارامترها بر روی تبخیر و تعرق می تواند ضمن افزایش شناخت از عوامل مؤثر بر تبخیر و تعرق در هر منطقه، به مدیریت منابع آب در آن منطقه بسیار کمک کند. در این تحقیق اقدام به بررسی و آنالیز میزان حساسیت پدیده تبخیر و تعرق نسبت به تغییر پارامترهای اقلیمی مؤثر بر آن در چند نقطه از استان یزد در ایران مرکزی شده است. بدین منظور ابتدا به تغییر مقادیر پارامترهای ورودی به مدل کراپ وات، به عنوان یکی از معتبرترین مدل های محاسبه تبخیر و تعرق مرجع به روش فائو ـ پنمن ـ مانتیث پرداخته شد، و سپس تاثیر تغییر این پارامترها در هر یک از ماه های سال در ایستگاه های مختلف به صورت کمی محاسبه گردید و مورد مقایسه قرار گرفت. این تغییرات شامل افزایش و کاهش ، و درصد پارامترهای ورودی به مدل بود. نتایج این تحقیق نحوه اولویت بندی پارامترهای اقلیمی و میزان تاثیرگذاری آنها را در ماه های مختلف سال در هر یک از ایستگاه های مطالعاتی نشان می دهد. بر این اساس، تغییرات دو پارامتر بیشینه دما و سرعت باد در سال بیشترین تاثیر را در نوسانات تبخیر و تعرق در هر سه ایستگاه داشته است. همچنین اولویت بندی عوامل مؤثر در تبخیر و تعرق در فصول مختلف متفاوت اند، به طوری که برای مثال در فصل بهار در هر سه ایستگاه دمای بیشینه، سرعت باد و دمای کمینه به ترتیب مؤثر ترین عوامل بوده اند، در حالی که در فصل پاییز سرعت باد، دمای بیشینه و رطوبت نسبی به ترتیب مؤثرترین عوامل بوده اند.

در پژوهش پیش رو شاخصی به نام نمایه ی تأثیر خشکسالی (IDI) معرّفی شده است که بیانگر تأثیرات درازمدّت شرایط اقلیمی منطقه ی مطالعاتی، بر وضعیّت پوشش گیاهی مراتع آن منطقه است. نمایه ی تأثیر خشکسالی با تلفیق عواملی چون بارندگی و دما (به عنوان مهم ترین عناصر اقلیمی تأثیرگذار بر پوشش گیاهی منطقه ی مطالعاتی) و شاخص پوشش گیاهی SAVI با استفاده از تصاویر ماهواره ای محاسبه می شود. از مزایای نمایه ی مذکور این است که در GIS قابل محاسبه بوده و خروجی آن به صورت نقشه است و بنابراین می تواند پهنه بندی آثار خشکسالی بر پوشش گیاهی منطقه ی مطالعاتی را انجام دهد. در این پژوهش نمایه ی IDI با تلفیق داده های ایستگاه های هواشناسی دشت یزد اردکان برای تهیّه ی نقشه های بارندگی و دمای دشت (آمار هشت ایستگاه از بدو تأسیس تا کنون) و یک سری زمانی از داده های ماهواره ای سنجنده ی مادیس برای تهیّه ی نقشه ی SAVI مراتع (مشتمل بر 30 تصویر از ماه های دارای حداکثر پوشش گیاهی، بین سال های 2000 تا 2009 میلادی) محاسبه و سپس پهنه بندی شد. نتایج پژوهش نشان می دهد که مناطق شمالی دشت، دارای بیشترین مقدار IDI نسبت به مناطق دیگر هستند. بیشتر بودن مقدار عددی این نمایه در این مناطق، نشان دهنده ی تأثیرپذیری بیشتر پوشش گیاهی مناطق مذکور از پدیده ی خشکسالی ها و شرایط حاد محیطی است. طبقه بندی IDI به کلاس های شدید، متوسط و ضعیف، نشان می دهد که بیشترین مساحت مراتع دشت یزد اردکان به شدّت تأثیر متوسّط اختصاص یافته (حدود 50%) که این نواحی کمابیش در تمامی نقاط دشت پراکنده شده اند. همچنین تأثیر خشکسالی بر 39 درصد از مساحت مراتع منطقه ی مطالعاتی کم و بر 11 درصد باقیمانده شدید بوده است.

با توجه به اینکه بخش وسیعی از سطح ایران دارای اقلیم خشک و نیمه خشک است بررسی رفتار رودخانه های حوزه های مناطق خشک و نیمه خشک از جمله کارهای اساسی و مهم در کشور می باشد. از عمده ترین ویژگی های متفاوت مناطق خشک با مناطق مرطوب متفاوت بودن عوامل اقلیمی از جمله مقدار و الگوی بارش می باشد. این مسأله می تواند باعث تغییرات رژیم جریان و رژیم رسوب و نسبت های آنها در این مناطق گردد. همچنین مسیل های موقتی مناطق خشک که جریان در آنها محدود به فصول پر باران و مرطوب می باشد بر روی رژیم جریان و رسوب تأثیر بسزایی دارد. در این تحقیق با بررسی آماری دبی جریان ها در منطقه ی خشک و نیمه خشک غرب کشور سعی شده تأثیر اقلیم روی رژیم جریان و رسوب بررسی گردد. بدین منظور اقدام به برآورد دبی های سیلابی با دوره بازگشت های مختلف با استفاده از بهترین توزیع آماری برازش شده در 21 ایستگاه هیدرومتری شد. سپس با استفاده از منحنی سنجه رسوب مقادیر رسوب در دوره بازگشت های مختلف محاسبه گردید. در گام بعدی رژیم جریان و رژیم رسوب محاسبه و به بررسی رابطه رژیم جریان و رژیم رسوب در دوره بازگشت های مختلف با مساحت زیر حوزه های بالادست پرداخته شد. نتایج این تحقیق ارقام بالای نسبت رژیم جریان و رسوب در دوره بازگشت های بالا در اغلب ایستگاهها را نشان داد. همچنین نتایج نشان داد که رابطه ی مساحت زیر حوزه های بالا دست هر ایستگاه با افزایش نسبت رژیم جریان و رژیم رسوب در دوره ی بازگشت های بالا افزایش می یابد.

مناطق خشک از نظر شکل اراضی، خاک، جامعه گیاهی و جانوری و منابع آب و اقلیم بسیار متنوع هستند. یکی از مؤلفه های معرف اقلیم، تعیین شاخص های خشکی در هر منطقه است. اطلاع از دامنه و شدت خشکی، در مدیریت و برنامه ریزی مناسب منابع طبیعی و پایداری زیست بوم (اکوسیستم) هر منطقه، به ویژه مناطق خشک مفید است. استفاده از روش های گشتاور های خطی و تحلیل خوشه ای در تعیین مناطق همگن اقلیمی نقش مؤثری دارد. هدف اصلی این پژوهش، استفاده از روش های گشتاورهای خطی و تحلیل خوشه ای در تعیین مناطق همگن اقلیمی با استفاده از شاخص خشکی یونپ در نیمه شرقی ایران است. به این منظور، داده های اقلیمی 20 ایستگاه هواشناسی همدیدی در نیمه شرقی کشور جمع آوری و برای محاسبه تبخیر- تعرق مرجع با استفاده از مدل فائو- پنمن- مانتیث استفاده شد. سپس شاخص خشکی یونپ [1]برای هر20 ایستگاه محاسبه شد. در مرحله بعد، با استفاده از روش تحلیل خوشه ای، منطقه مورد مطالعه به پنج منطقه همگن تقسیم و با بهره گیری از تحلیل عاملی مهم ترین مؤلفه های مؤثر بر شاخص خشکی یونپ در هر منطقه همگن تعیین شد. براساس نتایج، تخمین منطقه ای گشتاور خطی، بهترین تابع توزیع منطقه ای برای هر منطقه همگن تعیین شد. نتایج این پژوهش کارآیی مناسب ترکیب روش های گشتاور خطی و تحلیل خوشه ای را برای تعیین مناطق همگن نشان می دهد. بر اساس نتایج به دست آمده، بهتر است در ابتدا مناطق همگن با روش تحلیل خوشه ای تعیین و سپس به کمک روش گشتاورهای خطی بررسی و تأیید شود. [1] UNEP

خشکسالی می تواند در اثر کمبود بارش و اثری که بر روی کاهش آب قابل دستس برای گیاه اثرمی گذارد، شناسایی شود. تهیه نقشه پهنه بندی خشکسالی در مدیریت مناسب منابع آب در سطح ناحیه ای و ملی موثر خواهند بود. همچنین استفاده از تکنیک سنجش از دور می تواند نقشه پهنه بندی و کلاسه شده خشکسالی را به خوبی نمایش دهد. در همین راستا استفاده از شاخص های خشکسالی که به کمک سنجش از دور تعیین می شوند مفید خواهند بود. بنابراین هدف از تحقیق حاضر بررسی دو شاخص خشکسالی سنجش از دوری تنش تبخیری (ESI) و سلامت گیاهی (VHI) و تطابق با شاخص خشکسالی بارش استاندارد(SPI) در حوزه آبخیز تویسرکان همدان می باشد. به این منظور از 32 تصویر ماهوراه ای مودیس از سال 2003 تا 2010 استفاده شد. نتایج نشان داد که روند تغییرات شاخص خشکسالی بارش استاندارد با دو شاخص خشکسالی سنجش از دوری تنش تبخیری و سلامت گیاهی در طی این 8 سال تطابق داشته است. در نهایت نقشه های پهنه بندی خشکسالی حوزه آبخیز تویسرکان در طی سالهای 2003 تا 2010 ارائه شد. ضرایب ماتریکس همبستگی بین VHI وESI 75% ، بین ESI و SPI، 6% و بین VHI وSPI 69% بوده است. نقشه های پهنه بندی شده نشان داد که شدت تغییرات کلاس خشکسالی در مرکز حوزه که دارای پوشش گیاهی بیشتری می باشد، حداکثر است.

پدیده تبخیر و تعرق باعث تلفات آب و رطوبت از سطوح آبی، خاک و پوشش گیاهی می شود و محاسبه آن از طریق روشی مناسب با توجه به میزان اندک نزولات جوی و محدودیت منابع آب در ایران از اهمیت زیادی برخوردار است. پژوهش حاضر سعی در ارزیابی و پهنه بندی تبخیر و تعرق گیاه مرجع ( ET o ) و ارائه آن در قالب نقشه ی پهنه بندی به عنوان ابزاری اساسی برای مدیریت آب دارد. در این بررسی از میانگین های دراز مدت داده های دما، رطوبت، ساعات آفتابی و سرعت باد در هفت ایستگاه هواشناسی و داده های تشتک تبخیر ایستگاه سقز برای تعیین روش مناسب تخمین ET o ا ستفاده شد. تبخیر و تعرق گیاه مرجع بر مبنای اطلاعات اقلیمی هر یک از ایستگاه ها به 14 روش محاسبه شد. روش های محاسباتی شامل روش های ترکیبی بر پایه پنمن، روش تشعشعی-دمایی، روش دمایی و روش تشعشعی می باشد. مناسب ترین روش محاسباتی براساس آماره های ضریب تبیین ( R 2 ) و Sutcliffe) - Nash ) صورت گرفت. پهنه بندی تبخیر و تعرق گیاه مرجع بر اساس اطلاعات جغرافیایی ایستگاه های هواشناسی و بهره گیری از نرم افزار GIS انجام گردید. نتایج تحقیق نشان می دهدکه بهترین روش برای این منطقه به عنوان اقلیم سرد و معتدل روش تشعشعی فائو با ضریب تبیین 0/89و Nash با مقدار 0/86در ایستگاه بیجار و روش بلانی کریدل با ضریب تبیین 0/94و Nash با مقدار 0/92در ایستگاه سنندج است و ضریب تشتک تبخیر در این منطقه مقادیر 96/0-84/0 برآورد گردید. همچنین نتیجه پهنه بندی نشان می دهد که غرب حوضه بدلیل ارتفاع بیشتر تبخیر و تعرق کمتری نسبت به شرق حوضه دارد. ساعات آفتابی، دمای بیشینه و دمای کمینه در اولویت اول از عوامل موثر بر تبخیر و تعرق در این منطقه با تحلیل حساسیت تعیین گردید.

تغییر اقلیم تأثیر زیادی بر تمامی ابعاد زندگی بشر گذاشته است. از جمله تأثیرات محسوسی که تغییر اقلیم داشته است، کاهش منابع آب سطحی و زیرزمینی کشور بوده که دستخوش تغییراتی زیادی شده است. تغییرات اقلیمی بر میزان، زمان و نوع بارش، تأثیر در کیفیت آب، باعث افزایش خشکسالی، افزایش تقاضا برای آب، تغییر در نوع مدیریت منابع آب و همچنین افزایش سطح آب دریاها و مشکلات ناشی از آن می شود. تغییر اقلیم بر دامنه ی تغییرات دمایی نیز تأثیرات زیادی داشته است به طوری که بر مقادیر حد نهایی دمای کمینه و بیشینه مؤثر بوده و دامنه ی تغییرات دمایی را تحت تأثیر قرار داده است. بنابراین هدف از تحقیق حاضر بررسی آثار تغییر اقلیم بر بارش، دمای کمینه و بیشینه به ک مک 15 مدل گردش عم ومی جو تحت دو س ناریوی A1B و B1 در دوره ی 2039-2011 می باشد. به این منظور با استفاده از توزیع آماری بتا تغییرات بارش، دمای کمینه و بیشینه استخراج شده از 15 مدل گردش عمومی جو، در احتمال وقوع 20، 50 و 80 درصد محاسبه گردید. نتایج نشان داد که از احتمال وقوع 20 به 80 درصد تحت هر دو سناریوی A1B و B1 دمای کمینه و بیشینه در حال اف زایش و بارش در حال کاهش می باشد. دمای کمینه و بیشینه تحت سناریوی A1B بیشتر از سناریوی B1 افزایش یافته است و بارش تحت تأثیر سناریوی B1 نسبت به سناریویA1B  بیشتر کاهش یافته است. در نهایت نتایج نشان داد که بارش 19 تا 22% کاهش و دمای کمینه 13 تا 20% و دمای بیشینه 2/4 تا 6/4 درصد نسبت به دوره ی پایه در حوضه ی آبخیز تویسرکان افزایش یافته است.