امیرحسین حلبیان

توجه به تغییرات اقلیمی در دهه های اخیر به سبب پیامدهای اقتصادی، اجتماعی و زیان های مالی مرتبط با رخدادهای فرین جوی افزایش یافته است. در این ارتباط، واکاوی مقادیر حدی بارش و رویدادهای مرتبط با آن از اهمیت خاصی در مدیریت بخش های مختلف نظیر کشاورزی، منابع آب، شهرسازی و حمل و نقل برخودار است. در این پژوهش به منظور واکاوی روند نمایه های فرین بارش در حوضه آبریز کارون از داده های پایگاه شبکه ای بارش افرودایت طی دوره زمانی 2007-1951 در تفکیک مکانی 25/0 × 25/0 درجه ی قوسی بهره گرفته شد. نخست، آرایه داده های اولیه در ابعاد 21000×20819 برای کل منطقه ی خاورمیانه در نرم افزار مت لب تولید شد. سپس آرایه ای در ابعاد 100×20819 از آرایه اولیه استخراج گردید که حوضه کارون را در بر می گرفت. سطرهای این آرایه نماینده ی روزها و ستون های آن نماینده ی یاخته های مکانی بود. در ادامه، نمایه های بیشینه بارش یک روزه (RX1)، نمایه ساده شدت بارش (SDII)، تعداد روزهای با بارش مساوی و یا بیشتر از 10، 20 و 25 میلی متر (R25, R20, R10)، تعداد روزهای متوالی خشک (CDD)، تعداد روزهای متوالی مرطوب (CWD)، مجموع سالانه بارش روزهای خیلی مرطوب (R95p) و مجموع سالانه روزهای با بارش بسیار مرطوب (R99p) از لیست نمایه های استاندارد توصیه شده توسط کمیته ی اقلیم شناسی سازمان هواشناسی جهانی و برنامه ی تحقیقاتی تغییرپذیری و پیش بینی اقلیم انتخاب شد و برای شناسایی و تحلیل روند از روش ناپارامتری من- کندال استفاده گردید. یافته ها نشان داد که در پهنه های شرقی، شمالی و مرکزی حوضه کارون، روند، غالباً مثبت و بر روی بخش اندکی از آن در غرب و جنوب منفی است. نمایه ها غالباً در غرب حوضه فاقد روند هستند. نه تنها بسامد رویداد بارش های فرین در مناطق شرقی، شمالی و مرکزی حوضه رو به فزونی است؛ بلکه شدت و مقادیر بارش حاصل از آنها نیز افزایش یافته است. به عبارت دیگر، هم زمان رخداد بارش در این پهنه ها در ده های اخیر متمرکز شده و هم بخش قابل توجهی از بارش سالانه در طی چند روز از سال به صورت بارش های سنگین و ابرسنگین اتفاق می افتد. بیشترین گستره ی روند افزایشی مربوط به نمایه هایِ، نمایه ی ساده ی شدت بارش روزانه (SDII)، روزهای بسیار مرطوب (R99p)، روزهای همراه با بارش ابرسنگین (R25) و روزهای همراه با بارش بسیار سنگین (R20) می باشد. کمترین تغییرات روند افزایشی نیز مربوط به نمایه ی روزهای متوالی خشک (CDD) است.

هدف از این پژوهش بررسی تغییرات پدیده شوری خاک در لندفرم های بیابانی شمال استان اصفهان با بهره گیری از تصاویر ماهواره ای لندست5 و 8 ، سنجنده-های TM و OLI-TIRS در بازه زمانی 1987 تا 2020 است. پس از پیش پردازش های لازم تصاویر پوشش دهنده قلمرو مطالعاتی، شاخص های شوری NDSI، BI، SI-1 و SI-2 مورد ارزیابی و نقشه های مربوطه ترسیم شد. وضعیت شاخص های شوری در لندفرمهای مستخرج از TPI نشان داد که واحد برآمدگی ها، کوه ها و ارتفاعات دارای کمترین میزان و واحد دشت های هموار (پلایاها، کفه های گلی و رسی) دارای بالاترین مقادیر هستند. اختلاف بین این دو واحد لندفرمی در همه شاخص ها تقریباً در حدود 2/0 می باشد. بررسی شاخص های شوری در طبقات ارتفاعی نشان می دهد که این شاخص ها با ارتفاع کاهش می یابد، تا آستانه 1400 متری افت شاخص ها شدید و بعد از آن ملایم می شود. شاخص های شوری با افزایش شیب، کاهش نشان می دهند؛ تا شیب 15 درجه افت شاخص های شوری با شیب تند و سپس تا شیب 65 درجه با شیب ملایم تری کاهش می یابد. شاخص های شوری سه فاز تغییرات را نیز نشان داد که فاز سوم از 2008 تا 2020 به مدت 12 سال با روند افزایشی ادامه داشته است. نقشه های آینده برای سال 2030 نشان داد که محور جنوبی دق سرق شامل دشت سرهای واقع بین کاشان تا اردستان در وضعیت بحرانی قرار می گیرند که لزوم توجه مدیران و مهندسین محیط زیست و منابع طبیعی به این موضوع را مطالبه می کند.

دمای خاک و چگونگی تغییرات آن نسبت به زمان و مکان یکی از مهم ترین عواملی است که نه تنها تبادل ماده و انرژی را در خاک تحت تأثیر قرار می دهد، بلکه می توان گفت میزان و جهت کلیه ی فرآیندهای فیزیکی خاک به صورت مستقیم یا غیر مستقیم وابسته به دماست. دمای خاک به عوامل متعددی از جمله توپوگرافی، تابش خورشید، دمای هوا، میزان رطوبت خاک، نوع و ویژگی های حرارتی خاک نظیر ظرفیت گرمایی، ضریب هدایت حرارتی و گرمای ویژه بستگی دارد. هدف از پژوهش کنونی شناسایی ساختار مکانی دمای رویه ی زمین در حوضه ی زاینده رود می باشد. برای این منظور داده های دمای سطح زمین سنجنده ی مودیس تررا برای بازه ی زمانی 1379 تا 1393 به صورت روزانه از تارنمای سازمان فضایی ناسا دریافت گردید. داده های دمای سنجنده ی مودیس تررا در تفکیک مکانی 1 × 1 کیلومتر و با سیستم تصویر سینوسی در دسترس می باشد. با برش زدن داده ها بر روی حوضه ی زاینده رود تعداد 48347 یاخته در درون حوضه قرار گرفت. مبنای قضاوت ما برای بررسی دما در حوضه همین تعداد یاخته ها(48347) بود. پس از برش زدن و آماده سازی داده ها بر روی حوضه ی زاینده رود، میانگین بلندمدت دمای حوضه برای هر یک از ماه های سال محاسبه گردید و به طور جداگانه نقشه های هر یک از فصول در نرم افزار مت لب ترسیم گردید. یافته ها نشان داد کم ترین میانگین دمای رویه در ماه دی و بیش ترین میانگین دمای رویه در ماه مرداد دیده می شود. همچنین خوشه بندی ماه های سال به روش پیوند وارد بر روی آرایه ی میانگین ماه های سال در ابعاد 48347×12 نشان داد روی هم رفته سه دوره فصول از نظر دمای رویه در حوضه ی زاینده رود قابل شناسایی است. در مجموع یافته های این پژوهش شناخت ما را از وضعیت ساختار دمای رویه در حوضه ی زاینده رود بالا برد.

پوشش گیاهی به عنوان یکی از مولفه های مهم حیات اکولوژیک محیط زیست به دلیل تاثیرات بسیار زیاد در اکوسیستم های مختلف محیطی و همچنین به دلیل تاثیر گذاری مستقیم بر معیشت و زندگی انسانی، عاملی اساسی و مهم بشمار می رود. از این رو، هدف از این پژوهش بررسی تغییرات پوشش گیاهی در زاگرس میانی با استفاده از داده های عددی ماهواره ای است. در این راستا داده های پوشش گیاهی ماهواره ترا سنجنده مادیس با توان تفکیک فضایی 250 متر در دوره زمانی 2001 تا 2018 اخذ شد. این داده ها با بهره گیری از زبان کدنویسی پایتون در ارتباط با سنجه های توپوگرافیکی ارتفاع، میزان و جهت شیب با روش پردازش رستری پنجره متحرک و روش آنالیز سلول به سلول مورد بررسی قرار گرفت. یافته ها نشان داد که بیشینه تراکم پوشش گیاهی در زاگرس میانی در ماههای آپریل (فروردین) تا جون (خرداد) و کمینه آن در ژانویه (دی) مشاهده می گردد. ارتفاعات زاگرس میانی در فصل بهار بالاترین نرخ شاخص پوشش گیاهی و در فصل زمستان کمترین نرخ را نشان می دهند. بیشینه مقدار شاخص پوشش گیاهی در ارتفاع 1500 متر بروز می کند. شاخص پوشش گیاهی در زاگرس میانی تا شیب 95 درصد، روند افزایشی داشته و پس از آن به آرامی کاهش می یابد. کمینه نرخ شاخص پوشش گیاهی در جهت جنوبی از 150 تا 200 درجه آزیموت شمالی ساعتگرد و بیشینه آن در جهت شمال از 300 تا 360 درجه آزیموت شمالی ساعتگرد مشاهده می شود، ارتفاع حد بالای رویش یا M.V.A، در ماه های سرد به سوی طبقات ارتفاعی پائین تر نزول و در ماه های گرم سال به سمت ارتفاعات بالاتر صعود می کند. به طور کلی روند تغییرات شاخص پوشش گیاهی نیز نشان از افزایش شاخص پوشش گیاهی در این واحد کوهستانی دارد.

امروزه، افزایش دمای سطح زمین و استقرار جزایر گرمایی در کلان شهرها منجر به یکی از معضلات زیست محیطی شهری شده است. از این رو، هدف از پژوهش حاضر، واکاوی تغییرات مکانی- زمانی جزایر گرمایی، پوشش گیاهی، کاربری اراضی و شناسایی پهنه های بحرانی زیست محیطی جزایر حرارتی شهری در شیراز است. بدین منظور، ابتدا 8 تصویر دوره گرم سال در بازه زمانی 2015-1986 از ماهواره لندست شامل سنجنده های (TM) لندست 5، (+ (ETM لندست 7، (TIRS/OLI) لندست 8 استخراج و پس از پیش پردازش های لازم، دمای سطح رمین (LST)، شاخص تفاضل به هنجارشده پوشش گیاهی (NDVI)، الگوهای کاربری اراضی برای پایش تغییرات کاربری اراضی شهری شیراز محاسبه شد. در ادامه، مناطق حساس شهری با استفاده از شاخص قیاسی وضع بحرانی زیست محیطی (ECI) شناسایی و تحلیل شد. نتایج نشان داد که اراضی بایر پیرامون شهر به صورت پیوسته و متراکم دارای بالاترین دما هستند و محدوده های دمایی بسیار گرم را تشکیل می دهند. این مراکز حرارتی در مناطق مسکونی شهری با محدوده های بافت فرسوده و متراکم شهری انطباق دارد. در عین حال، واکاوی نقشه های دمای سطح زمین در شهر شیراز حکایت از هماهنگی بین پایین ترین طبقه دمایی با کاربری پوشش گیاهی دارد.نقشه های کاربری اراضی نیز نشان از کاهش مساحت اراضی بایر و پوشش گیاهی و افزایش کاربری شهری دارد. بدین ترتیب، حدود 01/10 کیلومتر مربع از اراضی بایر و 7/19 کیلومتر مربع از پوشش گیاهی به کاربری شهری تبدیل شده است. این موضوع نشان می دهد که مهم ترین عامل در گسترش جزایر گرمایی کاهش پوشش گیاهی (به میزان 36%) بوده است. بیشترین حساسیت محیطی (پهنه بحرانی با مساحت 7/29 کیلومتر مربع، 2/14 درصد از سطح منطقه مورد پژوهش) نیز غالباً در پیرامون شهر به سبب وجود اراضی بایر و در درون شهر نیز به صورت خرد در اطراف مراکز صنعتی، اطراف فرودگاه بین المللی، ترمینال مسافربری (کاراندیش)، اطراف ایستگاه های مترو، بزرگراه ها و خیابان های پرترافیک و مکان های دارای بافت فرسوده مشاهده می شود. از این رو، گسترش بام سبز و استفاده از پوشش گیاهی سازگار با اقلیم بومی به عنوان راه حلی برای تعدیل جزیره گرمایی شهری و مقابله با وضع بحرانی زیست محیطی پیشنهاد می شود.

بلند مرتبه سازی ازجمله رویکردهای مهم شهرهای بزرگ جهان است که در اثر رشد روزافزون جمعیت، کمبود و گرانی زمین و مشکلات توسعه افقی شهرها رواج یافته است. یکی از مهم ترین ابعادی که بر روند بلندمرتبه سازی تأثیرگذار است، بعد زیست محیطی است؛ بنابراین هدف پژوهش حاضر، ارزیابی اثرات زیست محیطی بلندمرتبه سازی در شهر اهواز با رویکرد آینده پژوهی بود که به لحاظ هدف کاربردی و از لحاظ ماهیت و روش تحلیلی - اکتشافی است. برای گردآوری داده ها از پرسش نامه و تکنیک دلفی و مطالعات اسنادی -کتابخانه ای بهره گیری شد. یافته های پژوهش نشان داد که از میان 33 عامل اصلی تأثیرگذار بر پایداری زیست محیطی بلندمرتبه سازی شهر اهواز، 18 متغیر به عنوان عوامل کلیدی و تأثیرگذار شناخته شدند که این متغیرها بیشترین تأثیرگذاری و کمترین تأثیرپذیری را بر آینده زیست محیطی بلندمرتبه سازی شهر اهواز دارند و شامل عوامل جمعیت، توجه به ارزش های اقتصادی بازیافت، دسترسی به نور خورشید، دوچرخه، استقرارنیافتن پارک ها و فضاهای باز شهری، دما، رطوبت، باد، لامسه، انطباق قوانین زیست محیطی با چشم انداز، عناصر اکولوژیک، شرایط زمین و خاک، عبور پیاده، توپوگرافی و زمین شناسی، تدوین طرح های دیپلماسی زیست محیطی، بویایی، حمل ونقل عمومی، فرهنگی-اجتماعی می شود. نتایج پژوهش بیانگر آن است که با توجه به تأثیرگذاری زیاد نقش عوامل میکرواقلیم و اجتماعی-فرهنگی درخصوص پایداری زیست محیطی بر روند بلندمرتبه سازی، مسئولان شهر اهواز می توانند جهات موفقیت یا شکست شاخص های پایدار زیست محیطی بلندمرتبه سازی شهر اهواز را مشخص کنند. برای بهبود وضع موجود راهکارهایی ارائه شده است که نیازمند توجه جدی مدیران و برنامه ریزان شهری است. 

سیل یکی از مخرب ترین بلایای طبیعی است که در طول تاریخ خسارت های زیادی را به مردم تحمیل کرده و می کند. از این رو، هدف غایی این مطالعه ی همدید، تبیین اندرکنش های کلیدی میان جو و محیط سطحی و به عبارتی کشف رابطه ی میان الگوی گردشی موجد بارش های سیل زا در منطقه ی قم به منظور پیش بینی وقوع رگبارهای منجر به سیل است. بدین منظور برای تحلیل همدید بارش های سنگین فروردین 1388 استان قم که پدیده ی سیل را به همراه داشت، با استفاده از رویکرد محیطی به گردشی، الگوهای گردشی ایجاد کننده ی بارش های سیل زا شناسایی شد و مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که بارش های سیل زا در منطقه غالباً از ادغام دو سامانه ی کم فشار نشأت می گیرند: الف) کم فشارهای مهاجر همراه با جبهه از سمت شرق مدیترانه و ب) کم فشارهای منطقه دریای سرخ. در عین حال، الگوهای ضخامت جو، منطقه ی کژفشاری شدیدی را آشکار ساخت که ناشی از برخورد توده هوای سرد عرض های بالایی با هوای گرم و مرطوب نفوذی از سمت شمال آفریقا می باشد. تحلیل الگوهای تابع همگرایی شار رطوبت نیز نشان داد که بارش های سیل زا نتیجه ی شارش رطوبت از پهنه های آبی مدیترانه ی شرقی، دریای سرخ شمالی و خلیج فارس به منطقه ی قم و انباشت رطوبت در این پهنه است.

هدف: هدف از این پژوهش پیش نگری آینده عناصر اقلیمی شمال غرب استان یزد با استفاده از سناریوهای واداشت تابشی است.روش و داده: این مطالعه، تغییر پارامترهای بارندگی و میانگین دمای استان یزد در دوره پایه (۲۰۲۰-۲۰۰۱) را با چهار مدل گردش کلی از سری CMIP5، تحت سه سناریوی واداشت تابشی RCP2.6،  RCP4.5 و  RCP8.5 با استفاده از مدل آماری LARS-WG6 شبیه سازی کرده و با انتخاب بهترین مدل، عناصر اقلیمی را برای دوره های ۲۰۵۵-۲۰۲۶ و ۲۱۰۰-۲۰۷۱ در آینده، مقیاس کاهی کرده و نتایج پیش نگری را مورد ارزیابی قرار می دهد. یافته ها: بر اساس نتایج به دست آمده در شبیه سازی پارامترهای مذکور، دو مدل BCC-CSM1-1 و NorESM1-M با داشتن آماره های خطای کم و NRMSE قابل قبول، به عنوان بهترین مدل معرفی می شوند. بیشترین تغییرات میانگین دما نسبت به دوره پایه، مربوط به دوره ۲۱۰۰-۲۰۷۱ و سناریوی بدبینانه است به طوری که دما در این دوره در مدل NorESM1-M از ۱/۱۳+ تا ۳/۹۳+ درجه سانتی گراد به ترتیب در سناریو ۲/۶ و ۸/۵ افزایش می یابد. میزان بارندگی در دهه های پایانی قرن حاضر، از دوره 2055- 2026 کمتر و در برخی نقاط نسبت به میانگین دوره پایه افزایشی یا کاهشی است. به طوری که تغییرات بارندگی در ایستگاه های مطالعاتی در آینده نزدیک بین ۹/۴۰- تا ۱۶+ میلی متر و دراواخر قرن حاضر بین ۹- تا ۱۰/۷۳+ میلی متر نوسان دارد.نتیجه گیری: در دوره های آتی، دما در منطقه افزایش می یابد و بیشترین میزان این افزایش مربوط به RCP8.5 است. بارش در آینده نوسانی است به طوری که بیشترین و کمترین تغییرات را به ترتیب در RCP2.6 و RCP4.5 خواهد داشت.نوآوری، کاربرد نتایج: در این پژوهش، برای پیش نگری عناصر اقلیمی از مدل های GCM-CMIP5 و سناریوهای واداشت تابشی، RCP2.6،  RCP4.5و RCP8.5 در شمال غرب یزد استفاده گردید و با ارزیابی آماره های خطا، مدل های مناسب برای پیش نگری دما و بارندگی به ترتیب BCC-CSM1-1 و NorESM1-M  انتخاب شد تا تصویر روشنی از اقلیم این منطقه در آینده ارائه شود. بنابراین نتایج این امر می تواند در برنامه ریزی های منطقه ای به ویژه پدیده هایی از جمله هواشناسی، منابع آبی در محیط زیست و مبارزه با بیابان زائی استفاده شود.

دمای هوا به عنوان یکی از مهمترین و تعیین کننده ترین عناصر اقلیمی، شاخص مناسبی برای ردیابی تغییرات اقلیمی در فلات ایران است. با توجه به تاثیر وردش های دمایی در فعالیت های بشر نظیر انرژی از جهت افزایش نیاز به انرژی برای سرمایش و گرمایش، کشاورزی از جهت افزایش دامنه فعالیت و هجوم برخی از آفات و عوامل ناقل بیماری و محیط زیست، توجه ویژه پژوهشگران به این مهم در فلات مزبور ضرورت می یابد. از این رو، روش های آماری یکی از ابزارهای مفید برای تحلیل و بررسی رفتار این عنصر مهم اقلیمی به شمار می رود. تحلیل روند، از جمله مهمترین و متداول ترین آزمون های آماری است که به طور گسترده برای ارزیابی اثرات بالقوه تغییر اقلیم بر روی سری های زمانی پارامترهای آب و هواشناسی در نقاط مختلف جهان توسط پژوهشگران استفاده شده است. در این پژوهش به منظور واکاوی روند تغییرات دمای بیشینه و کمینه ماهانه بر روی فلات ایران از داده های شبکه ای پایگاه داده CRU که با تفکیک مکانی مناسب 5/0 × 5/0 درجه طول و عرض جغرافیایی موجود است؛ در دوره 64 ساله (1951-2014) استفاده شده است. برای بررسی روند تغییرات دمای قلمرو مطالعاتی در مقیاس ماهانه نیز از آزمون ناپارامتری من-کندال که از متداول ترین روش های ناپارامتری بشمار می رود بهره گرفته شد. نتایج این تحقیق نشان می دهد؛ به طور کلی دمای بیشینه و کمینه منطقه ی فلات ایران دارای روندی افزایشی است و روند کاهشی دما نمودی بسیار ناچیز دارد. همچنین آشکار گردید روند افزایشی دما در ماه های گرم سال از گستره بالایی برخوردار است. کم ترین گستره ی مناطق دارای روند هم در ماه های ژانویه، فوریه و دسامبر مشاهده می شود. در مجموع نتایج تحقیق حاضر نشان می دهد روند افزایش دما نه فقط در ایران بلکه در تمامی فلات ایران دیده می شود که این افزایش دما همراه با روند کاهشی بارش در سال های اخیر می تواند پیامدهای سویی را در این پهنه به دنبال داشته باشد.  

سیل یکی از انواع بلایای طبیعی می باشد که همه ساله خسارات زیان باری را در سراسر جهان و از جمله ایران به وجود می آورد. بنابراین، شناسایی این پدیده و پارامترهای موثر در وقوع سیل خیزی در حوضه های آبریز ضرورتی اجتناب ناپذیر است. پژوهش حاضر در صدد ارائه روشی برای پهنه بندی پتانسیل سیل خیزی در حوضه ی آبریز میشخاص در ایلام می باشد. در این تحقیق حوضه ی آبریز میشخاص در استان ایلام به 12 زیرحوضه تقسیم و برای هر زیرحوضه 28 پارامتر ژئومتری، اقلیمی، نفوذپذیری و فیزیوگرافی مانند؛ مساحت، محیط، طول و شیب آبراهه ی اصلی، طول و شیب حوضه، زمان تمرکز، ضریب شکل و متغیر بارش، تاج پوشش گیاهی ،CN و دبی با استفاده از نرم افزار ArcGIS محاسبه شد. برای تعیین شدت سیل خیزی زیرحوضه ها از روش آماری تحلیل عاملی- خوشه ای استفاده و داده های 28 متغیر زیرحوضه ها توسط نرم افزار SPSS پردازش و در قالب 5 عامل اصلی (شکل، آبراهه، شیب، زهکشی و رواناب) خلاصه شد. نتایج این پژوهش نشان داد که عامل شکل با مقدار ویژه 64/7 مهم ترین عامل در سیل خیزی حوضه ی مورد مطالعه است، عوامل آبراهه، شیب، زهکشی و رواناب ب ه ترتیب با م قدار ویژه 65/4، 56/2،75/1 و 61/1 در رتبه های بعدی قرار دارند. در ادامه، حوضه ی مورد مطالعه بر اساس امتیاز عاملی به 3 طبقه ی سیل خیزی زیاد، متوسط و کم تقسیم و نقشه ی پهنه بندی شدت سیل خیزی زیرحوضه ها ترسیم شد. زیرحوضه های (9،8،5،3) در عامل شکل، زیرحوضه های (1،6،11) در عامل شیب، زیرحوضه های (2، 7) در عامل زهکشی و در عامل رواناب نیز زیرحوضه های (4،10،12) دارای شدت سیل خیزی زیادی هستند. زیرحوضه ها از نظر مشابهت پتانسیل سیل خیزی، فرسایش، پوشش گیاهی و تأثیرات عملکرد انسانی نیز به 3 گروه با شدت سیل خیزی زیاد، متوسط و کم تفکیک شده اند.