پرویز ضیائیان

در این تحقیق ویژگی های فضایی و زمانی رخداد سامانه های همرفتی در جنوب غرب ایران، طیّ سال های 2001 تا 2005 با استفاده از تصاویر ادغامی دمای درخشندگی حاصل از باند مادون قرمز ماهواره های زمین آهنگ Meteosat،GOES و GMS، مورد بررسی قرار گرفت. سامانه های همرفتی بر اساس آستانه های دما و مساحت به ترتیب برابر 228 درجه کلوین و 1000 کیلومترمربع در تصاویر دمای درخشندگی شناسایی و مسیریابی شدند. در مجموع 268 سامانه همرفتی در زمان رخداد بارش سنگین (بر اساس WMO با مجموع بارش بیش از 10 میلی متر و همچنین ثبت پدیده رگبار حداقل در 3 ایستگاه) شناسایی شد. نتایج نشان داد که ماه های دسامبر و آوریل به ترتیب با 69 و 67 مورد پررخدادترین و ماه فوریه تنها با 5 مورد کم رخدادترین ماه های سال از نظر بارش همرفتی بوده اند. تعداد رخداد سامانه هایی با طول عمر و وسعت زیاد، قابل توجه بوده است، که نشان دهنده ی نقش مهم عوامل دینامیک در شکل گیری سامانه های همرفتی این منطقه است. فراوان ترین جهت حرکت از جنوب غرب به سمت شمال شرق (53 درصد) و از غرب به سمت شرق (38 درصد) بود، بنابراین جهت حرکت سامانه های همرفتی با جهت حرکت کلی جریانات جوی در این منطقه مطابقت داشته و توسط جریانات در سطوح میانی جو تعیین شده است. همان طور که انتظار می رفت محل شکل گیری سامانه های همرفتی تحت تأثیر توپوگرافی منطقه است، به این صورت که بیشینه محل شکل گیری این سامانه ها در دامنه ی رو به باد زاگرس بوده و در دامنه ی بادپناه کوه های زاگرس به ندرت سامانه ای تشکیل شده است. بطور کلی فراوانی رخداد از جنوب غرب منطقه به سمت شمال شرق ابتدا افزایش و سپس کاهش یافته است. بنابراین میزان رخداد از شرایط توپوگرفی تأثیر پذیرفته و فراوانی رخداد در ارتفاعات بیشتر بود. اما پراکندگی رخداد و میزان تأثیرپذیری آن از توپوگرافی، در ماه های مختلف سال تفاوت هایی داشته؛ بطوری که در ماه های گرم سال بیشترین و در ماه های سرد سال کمترین هماهنگی با توپوگرافی دیده شده است.

در این پژوهش با استفاده از تصاویر چند زمانه لندست TM تغییرات فضایی – زمانی جزیره حرارتی تهران مورد بررسی قرار گرفت. تصاویر مطالعه شده مربوط به دوره زمانی 1986 تا 2010 هستند(13 تصویر). ابتدا الگوریتم تک باندی کین و همکارانش(2001)برای استخراج دما از باند حرارتی تصاویر لندست TM استفاده شد. سپس با استفاده از روشهای تحلیل خودهمبستگی فضایی عمومی و محلی تغییرات فضایی و زمانی دمای سطحی بررسی شد. نتایج تحلیل خودهمبستگی فضایی عمومی نشان داد که داده های دمای سطحی تهران دارای ساختار فضایی بوده و به شکل خوشه ای توزیع شده اند. علاوه بر آن، بین سالهای 1986 تا 2010 مقدار خودهمبستگی فضایی افزایش یافته و متغیر دما تمایل بیشتری به متمرکز شدن و خوشه ای شدن در فضا پیدا کرده است. با توجه به نتایج خودهمبستگی فضایی عمومی دو نتیجه ی مهم حاصل شد: 1- در طول دوره مطالعه خوشه های حرارتی جدیدی در شهر تهران شکل گرفته اند. 2- وسعت فضایی خوشه های حرارتی قبلی رو به افزایش رفته است. جهت روشن شدن ماهیت خوشه های دمایی (داغ یا خنک بودن خوشه ها) و بررسی تغییرات فضایی آنها از آماره ی خودهمبستگی فضایی محلی استفاده شد. نتایج این بخش تقویت و گسترش خوشه های داغ و تضعیف خوشه های خنک را تایید نمود. بررسی و مقایسه ی پراکندگی فضایی نقاط بالا- بالا و پایین- پایین در طول دوره مطالعه نشان داد که بین سالهای 1986 تا 2010 به علت از بین رفتن نیمی از پوشش گیاهی نواحی غرب و جنوب غربی تهران(مناطق 18، 19، 21 و 22) خوشه های خنک مستقر بر این نواحی کوچک یا ناپدید شده اند و خوشه های داغ جدیدی در این نواحی شکل گرفته اند. در نتیجه ی این تغییرات جزیره حرارتی که در سال 1986 بر روی فرودگاه مهرآباد(منطقه9) و بخشهایی از مناطق 21 و 22 حاکم بوده است، در طول این 25 سال به سمت غرب و جنوب غرب گسترش یافته و مساحت بیشتری را اشغال کرده است. همچنین هسته های حرارتی کوچکی در جنوب و غرب منطقه 19 ظهور یافته است. علاوه بر آن به علت تخریب و نابودی بخش مهمی از باغات مناطق شمالی تهران(به خصوص شمیرانات) خوشه های خنک مستقر در این نواحی تضعیف شده اند.

انتخاب نوع استفاده از اراضی، همواره بخشی از سیر تکاملی جوامع انسانی را تشکیل داده است. بدین معنا که با تکامل تدریجی جوامع انسانی، در نوع نیازهای آنها نیز تغییر ایجاد شده است و درنتیجه جوامع مختلف، به لزوم تغییر در نحوه استفاده از اراضی پی برده اند. بر این اساس مدل ها و روش های متعددی برای تعیین قابلیت اراضی در دنیا ابداع شد که از لحاظ شاخص ها و داده های به کار رفته متفاوت هستند. هدف از این مطالعه، تعیین قابلیت کیفی کشت آبی اراضی منطقه هرمزآباد بر مبنای دو روش طبقه بندی اراضی چند منظوره فائو (FAO) و روش پارامتریک مبتنی بر شاخص های ژئومورفولوژیکی بر پایه مدل فرآیند تحلیل سلسله مراتبی است؛ و در نهایت پیشنهاد مدل مناسب و مقرون به صرفه چه از لحاظ اقتصادی و چه از لحاظ زمانی برای مناطق مشابه می باشد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که نقشه های خروجی از دو مدل دارای 86 درصد همپوشانی در کلاس های محدودیت مشابه می باشند. با توجه به اینکه مدل فائو چه از نظر زمان و چه از نظر اقتصادی هزینه های بالایی را برای تعیین قابلیت ایجاد می کند، می توان از مدل پارامتریک با توجه به سهولت انجام کار با آن برای مناطق مشابه اقدام به تعیین قابلیت اراضی نمود.

یکی از مخرب ترین توفان های دهه ی اخیر، توفان برف فوریه 2005 رشت می باشد. در پژوهش حاضر اهمیت توفان از نظر اقتصادی، سیاسی و انسانی، تعیین بعد فضایی(با کمک تصاویر ماهواره ای (MODIS، بعد زمانی، قدرت تخریب و عوامل مؤثر در شکل گیری توفان شامل مباحث دینامیک، ترمودینامیک و مباحث اقلیمی، توفان برف 2005 مورد بررسی قرار گرفت. برای تحلیل سینوپتیکی دقیق تر توفان برف گیلان، الگوهای فشار سطح زمین بارش برف برای رشت تعیین شد. به منظور شناسایی الگوهای بارش برف شهرستان رشت، آمار بارندگی روزانه ایستگاه سینوپتیک رشت، طی دوره ی آمار(2005–1995) از سازمان هواشناسی تهیه شده و روزهای برفی رشت انتخاب شدند. با استفاده از روش تحلیل خوشهایWards سه الگوی بارش برف برای روزهای برفی رشت تعیین شد. الگوی اول زبانه پر فشار بالکان(زبانه پر فشار حوضه ی بالکان از شمال وشمال غربی دریای خزر منطقه را تحت تأثیر قرار می دهد). الگوی دوم پرفشار سیبری (آنتی سیکلون سیبری از شمال شرقی و شرق روی دریا گسترده شده و تا سواحل جنوبی دریا گسترش می یابد).الگوی سوم پرفشار ترکیبی ( زبانه پرفشار بالکان و سیبری با یکدیگر ادغام شده و دریای خزر را تحت تأثیر قرار داده است ). در سطح 500 هکتوپاسکال تراف بادهای غربی روی منطقه حاکم است. بارش برفی که ارتفاع آب معادل آن برابر با mm 73 باشد، به عنوان آستانه برف سنگین رشت تعیین شد. بارش سنگین برف گیلان در فوریه 2005 (بهمن ماه 1383)، نتیجه ی استقرار الگوی سوم است. با توجه به بررسی نقشه های سینوپتیکی از روز3 فوریه این دو زبانه پرفشار باهم ادغام شده و در روز 5 فوریه دریای خزر را تحت تأثیر قرار می دهد. از ساعت 21 گرینویچ 7 فوریه بارش سنگین برف شروع می شود. در سطح hpa 500، تراف خوابیده با محور شمال شرقی- جنوب غربی بادهای غربی حاکم است. مساحت پوشش برفی به دست آمده از تجزیه و تحلیل داده های ماهواره ای MODIS نشان می دهد، که بالغ بر 275/2420 کیلومربع از سطح استان به زیر پوشش برف رفته است. تخریب بالغ بر پنجاه هزار واحد مسکونی، تجاری، صنعتی، اداری و آموزشی و صدها کیلومتر شبکه برق استان، خود گواهی روشن بر حجم عظیم توفان برف رشت می باشد، درحالی که هیچ گاه چنین خسارتی در پیشینه برف رشت وجود ندارد.

در این مطالعه، اثر شاخص های هواشناسی کشاورزی و پارامترهای اقلیمی را بر عمل کرد محصول گندم دیم در استان کردستان شناسایی کرده ایم. به این منظور، همبستگی داده های مربوط به عمل کرد محصول گندم دیم و شش شاخص هواشناسی کشاورزی (مجموع اختلاف دمای حداکثر و حداقل روزانه[1]، مجموع درجة روزهای رشد[2]، مجموع واحدهای حرارتی- آفتابی[3]، مجموع واحدهای حرارتی- نوری[4]، مجموع کمبود فشار بخار آب[5]، میانگین تبخیر و تعرق[6]) و نیز یازده عنصر اقلیمی (میانگین حداکثر و حداقل دمای روزانه، میانگین دمای روزانه، مجموع بارش و تعداد روزهای بارانی، مجموع میزان ساعت های آفتابی واقعی، میانگین روزانة رطوبت نسبی، کمترین و بیشترین دمای ثبت شده روزانه، میانگین سرعت و حداکثر سرعت ثبت شدة باد رادر شش مرحله فنولوژیکی رشد گیاه، از کاشت تا برداشت، استخراج کرده ایم. نتایج این تحقیق نشان می دهد که در نخستین مرحلة فنولوژیکی، یعنی مرحلة کاشت تا سه برگی شدن (شانزدهم مهر تا شانزدهم آبان)، عامل دما؛ در دومین مرحلة فنولوژیکی، یعنی مرحلة رشد اولیة قبل از مرحلة خواب (هفده آبان تا 21آذر)، عامل بارش؛ در سومین مرحلة فنولوژیکی، یعنی مرحله خواب (22 آذر تا 25اسفند)، نوسان های دمایی؛ در پنجمین مرحلة فنولوژیکی، یعنی مرحلة زایشی (22 اردیبهشت تا بیست خرداد)، عامل رطوبت نسبی و حداقل مطلق دما؛ در ششمین مرحلة فنولوژیکی یا مرحلة رسیدگی (21 خرداد تا بیست تیر)، عامل رطوبت نسبی؛ در عمل کرد گندم دیم در استان کردستان تأثیر گذار بوده اند. در چهارمین مرحلة فنولوژیکی، یعنی مرحلة دوم رشد پس از خواب (26 اسفند تا 21 اردیبهشت)، هیچ کدام از عوامل یاد شده با میزان عمل کرد گندم دیم ارتباط معناداری نداشته اند. این مسئله نشان می دهد که گیاه، عناصر اقلیمی مورد نیاز برای رشد را از دوره های فنولوژیکی قبل کسب می کند و در این مرحله، به رشد خود ادامه می دهد.

نقشه های قابل اعتماد از تیپ جنگل ها نقش مهمی در اتخاذتصمیمات بهینه برای مدیریت اکوسیستم های جنگلی در نواحی وسیع ایفا می کنند. در سال های اخیر تهیه این نقشه ها از طریق طبقه بندی رقومی داده های سنجش از دور به عنوان جایگزینی مناسب موردتوجه قرار گرفته است. نتایج حاصله در این زمینه برحسب روش های طبقه بندی مورداستفاده، وضعیت پوشش جنگلی، شرایط منطقه موردمطالعه و داده های بکار گرفته شده متفاوت بوده است. هدف از این تحقیق، مقایسه روش های طبقه بندی پیکسل پایه و شئ پایه و درخت تصمیم برای تهیه نقشه تیپ های جنگل با استفاده از تصویر ماهواره ای SPOT5 در محدوده ای از جنگل آستارا واقع در شمال ایران است. اطلاعات زمینی با استفاده از 153 پلات به صورت تصادفی درمساحت های یک هکتاری تهیه گردید. نوع تیپ در هر پلات بر اساس درصد فراوانی کل نوع گونه ها تعیین شد و شامل تیپ های انجیلی آمیخته، پهن برگ مخلوط، ممرز آمیخته، راش آمیخته و حفاظتی بود. برای تهیه نقشه این تیپ ها، در روش پیکسل پایه با استفاده از داده های طیفی و طبقه بندی کننده شبکه عصبی، صحت کلی 04/52 درصد و ضریب کاپای 39/0 حاصل شد و در روش طبقه بندی شئ پایه با روش نزدیکترین همسایه و توابع فازی، صحت کلی 3/63 درصد و ضریب کاپای 54/0 بدست آمد. به دلیل تشابه طیفی تیپ های آمیخته جنگل و تفکیک پذیری پائین آنها از یکدیگر در محدوده باندهای طیفی از اطلاعات بافت و داده های توپوگرافی موثر در پراکنش مکانی تیپ ها شامل ارتفاع، جهت، شیب و فاصله از شبکه آبراهه برای کلاسه بندی تیپ های آمیخته جنگل استفاده گردید. بکارگیری داده های کمکی در روش های طبقه بندی پیکسل پایه و شئ پایه حاکی از مفید بودن مدل رقومی ارتفاع در مقایسه با سایر داده های کمکی در تفکیک تیپ ها داشت. استفاده از داده های مربوط به فاکتورهای محیطی بعنوان متغیرهای کمکی در کنار داده های طیفی در روش درخت تصمیم به صحت کلی 5/76 درصد و ضریب کاپای 7/0 در تفکیک تیپ های آمیخته جنگل منجرشد که نشان دهنده افزایش قابل ملاحظه صحت می باشد. مقایسه نتایج حاصل از روش های طبقه بندی بکار گرفته شده در این تحقیق بیانگر پتانسیل بالای روش شئ پایه در بکارگیری داده های طیفی برای کلاسه بندی تیپ های آمیخته جنگل در مقایسه با روش طبقه بندی پیکسل پایه بود. همچنین تیپ های آمیخته جنگل با استفاده از داده های کمکی در کنار داده های طیفی با روش درخت تصمیم بهتر از روش های پیکسل پایه و شئ پایه در محدوده مطالعه تفکیک شد.

تصاویر با توان تفکیک مکانی بالا مانند IRS به منظور استخراج اطلاعات پوشش زمین در مقیاس محلی تا ناحیه ای مورداستفاده قرارمی گیرند. اما استفاده از این تصاویر به صورت چندزمانه بسیار پرهزینه و محدود است. از سوی دیگر، تصاویر سنجنده MODIS به صورت روزانه از نواحی گسترده در 36 باند مختلف و با توان های تفکیک مکانی 250، 500 و 1000متر باسهولت زیادی قابل دسترس است. ولی به علت ضعف قدرت تفکیک مکانی، این تصاویر برای بررسی جزئیات در محیط های پیچیده با تنوع پوشش بالامناسب نمی باشند. لذا استفاده همزمان ازتصاویر MODIS و IRS می تواند مفیدتر باشد. در این تحقیق، امکانات ترکیب تصاویر IRS و MODIS اخذشده از بخشی از نواحی استان تهران با استفاده از تکنیک جداسازی طیفی موردبررسی قرار گرفته است. در این تکنیک، ابتدا تصویر IRS طبقه بندی شده، سپس سهم هرکلاس در هریک ازپیکسل های تصویرMODIS محاسبه می شود. بامحاسبه رادیانس هریک ازپیکسل های MODIS و اعمال الگوریتم جداسازی-طیفی، مشخصه طیفی برای هریک از انواع پوشش های زمینی موجودمحاسبه شده و برمبنای آن تصویرترکیب شده تولید می شود. نتایج به دست آمده نشان می دهندکه تصویر ترکیب شده، استفاده از توان تفکیک طیفی تصویر MODIS به منظور بارزسازی بیشتر عوارض در نواحی ناهمگن را امکان پذیر می سازد. ضمنا واریانس محلی و نوع پوشش تاثیر زیادی بر کیفیت تصویر ترکیبی دارند. نتایج این روش رابطه زیادی با دقت زمین مرجع نمودن تصاویر با توان تفکیک مکانی بالا و پایین نشان می دهند و با افزایش آن، کیفیت تصاویر تولیدی نیز افزایش می یابد.