درخت حوزه‌های تخصصی

شناخت نواحی زمین ساختی فعال، به ویژه در زون های ساختاری همگرا به سبب قابلیت مخاطره آمیز بودن شایان توجه آنها اهمیت زیادی دارد. از سوی دیگر، به دلیل محدودیت های فیزیکی، بررسی های میدانی در این نواحی با توپوگرافی خشن و متعارض، دشوار است. در این پژوهش، با استفاده از روش های دورسنجی، ژئومورفومتری و کارهای میدانی، اختصاصات مورفومتریک و ژئومورفولوژیک حوضة رودک در شمال شرق تهران در قالب الگوی TecDEM که در نرم افزار متلب[1] اجرا شده، از داده های رقومی (الگوی رقومی ارتفاع) استخراج و تجزیه و تحلیل شده است. در این الگو، از شاخص های نو مانند چولگی و کشیدگی نمودار هیپسومتری، شاخص فرورفتگی q، شیب S و نقشة همپایة IsoBase MAP بهره گرفته شده است. نتایج بررسی و تجزیه و تحلیل عناصر ساختاری مورفوتکتونیکی استخراج شده مانند نیمرخ طولی رودخانه، جهت های جریان، مورفولوژی حوضة آبریز، نقطه های عطف و تغییر شیب، منحنی های هیپسومتری و مقدار کشیدگی و چولگی آن که حاصل کنش و واکنش نیروی های زمین ساختی است، بیان کنندة تغییرات مورفوتکتونیکی فعال حوضه و کنونی آن است. نتایج بررسی ها در قالب الگوی TecDEM، پژوهش های میدانی و شواهد به دست آمده از طریق داده های ایستگاه ژئودینامیک گرمابدر، درستی الگو را در نشان دادن شرایط نئوتکتونیک مناطق نشان می دهد.

مطالعات صورت گرفته درباره پدیده بیابانی شدن عمدتا معطوف به تحلیل فرآیند بیابانی شدن در مفهوم تخریب اراضی در مناطق خشک و نیمه خشک و بررسی عوامل موثر در تسریع روند آن است. چنین برداشت هایی ناشی از نگاهی تدریجی به بیابانی شدن اکوسیستم است. در چنین نگرشی مشکل بتوان مرز بین حالات پایداری و ناپایداری، تعادل و عدم تعادل و آستانه های فروپاشی اکوسیستم را تفکیک و تشخیص داد. حال آنکه در جهان ترمودینامیک، وقایع به شکل دیگری رخ می دهند. در دیدگاه ترموسیستمی، بیابان شدن یک منطقه را می توان نوعی جریان کاتاستروفیک از تغییر حالات ماده و انرژی دانست. به عبارتی بیابانی شدن گذر و عبور دینامیکی از یک حالت پایدار تولیدی به یک حالت کم تر پایدار یا با تولید بیولوژیک کم تر است. این گذر در نتیجه آشوب ها و اغتشاشات سیستمی حاصل از تغییرات محیطی است. در این مقاله سعی شده است تا مفهوم بیابانی شدن ترمودینامیکی یا فروپاشی کاتاستروفیک در اکوسیستم بحث و بررسی شود. هدف غایی این مقاله، بیان مفاهیمی است که این امکان را می دهد تا بر اساس رفتارهایی که در عناصر سیستم شکل می گیرد، بتوان به نوعی نزدیکی سیستم را به آستانه های ناپایداری و فروپاشی تشخیص داد. نتیجه چنین نگرشی در مقاله، معرفی مباحثی نو در تحلیل پایداری اکوسیستم و استفاده از الگوهای پوشش به عنوان علایم هشدار دهنده تغییرات کاتاستروفیک در اکوسیستم است.

خشکسالی به عنوان یک پدیده اقلیمی با کمبود رطوبت و بارندگی نسبت به شرایط نرمال تعریف می شود. این پدیده به شدت بر همه جوانب فعالیت های بشری تأثیر می گذارد. در حالی که مطالعات انجام شده در رابطه با این پدیده بر اساس روش های مناسب بسیار کم می باشد. در مقاله حاضر سعی شده است با استفاده از قابلیت های سامانه نرم افزاری MATLAB و شاخص تلفیقی SEPI در دو مقیاس زمانی 6 و 12 ماهه، به بررسی وضعیت خشکسالی در استان اردبیل پرداخته شود. برای این کار از داده های اقلیمی ایستگاه های سینوپیتیک شهرستان اردبیل، پارس آباد و خلخال در استان اردبیل استفاده شد. نتایج تحقیق نشان می دهد شاخص SEPI ویژگی دو شاخص SPI و SEIرا به خوبی در خود منعکس می کند و همچنین دما را که به عنوان یکی از پارامترهای مؤثر در تغییر شدت خشکسالی است، در بررسی شرایط خشکسالی وارد می کند؛ بنابراین بررسی خشکسالی با شاخص SEPI بهتر از شاخص SPI می باشد. بررسی ها در رابطه با خشکسالی بر اساس شاخص SEPI نشان می دهد که روند خشکسالی در استان اردبیل رو به افزایش است. دما هم با شدت بیشتر روند افزایشی دارد. طولانی ترین تداوم زمانی خشکسالی در استان، در ایستگاه پارس آباد در مقیاس زمانی 12 ماهه از ماه ژوئن سال 1998 تا ماه نوامبر سال 1999 به مدت 18 ماه اتفاق افتاده است. بیشترین درصد وقوع خشکسالی در ایستگاه پارس آباد و کمترین آن در ایستگاه خلخال مشاهده می شود.

شناسائی و استخراج طول دوره های خشک در نواحی خشک و نیمه خشک از اهمیت خاصی برخوردار است، بنابراین استفاده از مدل های پیش یابی تغییرات اقلیمی برای بررسی رفتار پارامترهای اقلیمی در آینده امری اجتناب ناپذیر است. زیرا با شناخت رفتار زمانی- مکانی عناصر اقلیمی مانند بارش، قادر خواهیم بود شدت اثرات عوامل مخرب محیطی را کاهش دهیم. در این پژوهش عملکردمدل گردش عمومی جو - اقیانوس ( AOGCMs - AR 4 ) در شبیه سازی طول دوره های خشک در گستره ایران مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور مقادیر ماهانه بارش 15 مدل AOGCM که در نسخه 5مدل LARS - WG تعبیه شده تحت سناریوهای مختلف برای دهه های 2050 و 2080 بر روی 45 ایستگاه همدید واقع در گستره ایران زمین ریزمقیاس شدند. بعد از اعتبارسنجی و وزندهی به مدل ها با شاخص های آماری، مشخص شد که مدل Hadcm3 و GFDL-CM2.1 بهترین کارایی و عملکرد را در شبیه سازی طول دوره های خشک دارد. در مقابل خروجی مدل های NCPCM و INM-CM3.0 کمترین همبستگی را با داده های مشاهداتی دارا می باشند. مدل سازی دوره های خشک با محاسبه سناریوهای تغییر اقلیم و لحاظ نمودن منابع عدم قطعیت ها در خروجی مدل های( AOGCM) ، نشان داد که بر اساس بدترین سناریو( A2 ) ، و حدی ترین وضعیت(2080)، میانگین دمای کشور 2/7 درجه سلسیوس افزایش و میانگین بارش با وجود افزایش نقطه ای آن در برخی از ایستگاه ها، با کاهش 33 درصدی در کل کشور روبرو است. در خوشبینانه ترین سناریو( B1 )، نیز میانگین دمای کشور 1/4 درجه سلسیوس نسبت به دوره مشاهداتی افزایش و میانگین بارش نیز با کاهش 14 درصدی همراه است. نتایج حاصل از بررسی عدم قطعیت در بررسی دوره های خشک در ایران نشان داد که در هر دو دهه 2050 و 2080 و بر اساس هر سه سناریو (B1,A1B,A2) ، طول دوره های خشک در تمامی پهنه های ایران افزایش می یابد. بیشترین درصد تغییرات طول دوره های خشک مربوط به پهنه شمال غرب (ارومیه، خوی، کرمانشاه، همدان و لرستان) است.

شوری آب، یکی از عوامل مهم محیطی دریا محسوب می شود و نقش بسزایی در بررسی و پیش بینی جریان های سطحی اقیانوسی، تحلیل مکانیابی تجمیع ماهی ها، تعیین چگالی و بررسی تغییرات آن دارد. این پارامتر به شدت با تغییرزمان و مکان، در تغییر بوده و شناخت مناسب از آن مستلزم اندازه گیری هایی به فواصل زمانی کوتاه (ماهانه) در تعداد نقاط متعدد از منطقه ی مورد مطالعه است. در روش های سنتی، بررسی و ارزیابی یک یاچندفاکتور خاص موردنظر از کیفیت آب اغلب پرهزینه و زمانبراست و همچنین نمی تواند معرف خوبی برای تمام مساحت یک منطقه وسیع باشد. اما در سال های اخیر فناوری ماهواره ای و علم سنجش از دور به عنوان یک ابزار مناسب برای ارزیابی برخی پارامترهای کیفیت آب مطرح شده است زیرا با توجه به رقومی بودن این داده ها، در دسترس بودن وسیع آنها،اندازه گیری منظم، تکراری بودن آنها در پریودهای زمانی کوتاه، هزینه و زمان کمتر می توان طیف وسیعی از پروژه ها را به نتیجه رساند. هدف از انجام این مطالعه، تهیه نقشه شوری سطحی آب منطقه خلیج فارس در ایران و خلیج سنت لورنس در کانادا با استفاده از تصاویر ماهواره ایMODIS می باشد، که در این راستا نرم افزاری برای نخستین بار در ایران تولید شده است که می توان با پردازش های لازم بر روی تصاویر ماهواره ایMODIS وداده های میدانیCTD، نقشه دما، شوری و چگالی سطحی آب را با سه مدل متفاوت با دقت مناسب تهیه نمود.قابلیت و انعطاف بالای شبکه عصبی مصنوعی در تقریب توابع غیرخطی و خطی پیوسته در فضای ترکیبی باعث شد که در این مطالعه، یک روش جدید بر مبنای استفاده از این شبکه ارائه شود که در آن نقشه شوری توسط یک شبکه پرسپترون چندلایه تعیین می شود.

روش های ارزیابی پیامد فعالیت های سریع متعددی معرفی شده اند، ولی هیچکدام از این روش ها به طور تخصصی به ارزیابی تخریب ناشی از فعالیت های انسان در مقیاس سیمای سرزمین نمیپردازند. مطالعات در سطح بالا از تحلیل وضعیت تخریب محیط زیست در سطح سیمای سرزمین سبب نادیده گرفتن بسیاری از مشخصه های مطرح در ارزیابی محیط میشوند. هدف این مقاله ارائة روش تخصصی برای ارزیابی پیامد فعالیت های انسان در تخریب سیمای سرزمین جنگل های شفارود در استان گیلان است. به طوریکه در این مقاله 39000 هکتار از جنگل های این منطقه ارزیابی شدند. این مقاله به صورت مطالعة موردی در 28 واحد کاری در حوزة آبخیز شفارود در استان گیلان انجام شد. الگوی تخریب سیمای سرزمین به صورت زیر معرفی شد: LD= ?kI/Vi که در آن LD ضریب فروافت واحدهای کاری سیمای سرزمین، و ?kI نمایة شدت فعالیت های انسان در تخریب سیمای سرزمین در هر واحد کاری (I متریک و k شدت آن)، و V آسیب پذیری اکولوژیک است. میزان سالخوردگی جنگل ها بر اساس تیره تر بودن رنگ قرمز بر روی تصویرهای ماهواره ای قابل اندازه گیری است. برای اعتبارسنجی نتایج الگوی تخریب سیمای سرزمین، بین عددهای تخریب با داده های استخراج شده از تصویر ماهواره ای در واحدهای کاری رگرسیون گرفته شد. بنابراین، به دست آوردن R2 معادل 0.61 میتواند علامت وجود رابطة قابل قبول بین میزان تیرگی رنگ قرمز و مدل تخریب سیمای سرزمین در واحدهای کاری باشد. با الگوسازی تخریب، با استفاده از متریکهای سیمای سرزمین، میتوان از وضعیت و میزان شدت تخریب در سیمای سرزمین جنگل در کمترین زمان ممکن و با کمک حداقل داده رقومی و هزینه به وضعیت تخریب، یا طبیعی بودن اکوسیستم های جنگلی پی برد.

مدل سازی روند تغییرات پوشش سرزمین در گذر زمان با به کارگیری داده های چندزمانه در محیط سامانة اطلاعات جغرافیایی می تواند یکی از مهم ترین عوامل در مدیریت بهینة این تغییرات باشد. به منظور مدل سازی روند تغییرات پوشش سرزمین و بررسی امکان پیش بینی آن در آینده، مدل ساز تغییر زمین (LCM) به کار گرفته شد. داده های VNIR سنجندة ASTER ماهوارة TERRA با قدرت تفکیک مکانی 15 متر مربوط به سه دورة زمانی 2000، 2007 و 2016 در جنگل های شهرستان گیلان غرب استان کرمانشاه تجزیه وتحلیل شد. نقشه های پوشش سرزمین سال های یادشده در چهار طبقة پوشش جنگل، اراضی مرتعی، اراضی کشاورزی و مناطق انسان ساخت برای هر یک از تصاویر با به کارگیری روش حداکثر تشابه استخراج شد. نتایج تجزیه وتحلیل داده ها در دورة اول (2007-2000) و دورة دوم (2016-2007) نشان داد پوشش اراضی کشاورزی بیشترین افزایش، و پوشش اراضی مرتعی بیشترین کاهش مساحت را دارند. بر مبنای این تغییرات و با درنظرگرفتن هشت متغیر مستقل مدل رقومی ارتفاع، شیب، جهت، فاصله از جاده، فاصله از مناطق مسکونی، فاصله از حاشیه جنگل، فاصله از اراضی مرتعی، فاصله از اراضی کشاورزی، مدل سازی پتانسیل انتقال سال 2016 به روش شبکة عصبی پرسپترون چندلایه انجام گرفت. سپس، به وسیلة مدل پیش بینی سخت و تصاویر طبقه بندی شدة دورة اول (2007-2000)، نقشة پوشش سال 2016 با به کارگیری مدل ساز تغییر زمین پیش بینی شد. پس از ارزیابی مدل، میزان صحت کلی برابر با 09 /83 و ضریب کاپای برابر با 79 /0 به دست آمد که بیان کنندة انطباق زیاد بین نقشة پیش بینی شده و نقشة طبقه بندی شده است. با واردکردن نقشه های پوشش سرزمین دورة دوم (2016-2007) به مدل ساز تغییر زمین، نقشة پیش بینی پوشش سرزمین سال 2025 تهیه شد که نتایج نشان داد 52 /1029 هکتار از پوشش جنگل و 92 /1686 هکتار از اراضی مرتعی پتانسیل انتقال به اراضی کشاورزی را خواهند داشت.

لندفرم یک عارضه ژئومرفیک از سطح زمین است که خصوصیات ظاهری خاص وشکل قابل تشخیص دارد. بنیان واساس شناسایی وطبقه بندی لندفرم ها برپایه ژئومرفومتری است، ژئومرفومتری به کمیت عناصر اصلی ریخت شناسی زمین ازجمله شیب،جهت شیب، ارتفاع واختلاف ارتفاع نسبی عناصر، موقعیت مکانی عناصر نسبت به هم، وضعیت شبکه زهکشی و میزان تحدب یا تقعر عناصر می پردازد. در حال حاضر طبقه بندی لندفرم ها عموما"" مبتنی بر تشخیص کارشناسی است که به طریق دستی وبا استفاده از عکسهای هوایی ،نقشه های توپوگرافی و برداشت های صحرایی انجام می گردد که روشی است زمان بر،پرهزینه،کم دقت وغیر قابل تکرار ،اما در این تحقیق با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیای و سه معیار شاخص TPI،شیب وموقعیت مکانی عوارض سطح زمین، اقدام به طبقه بندی خودکار لندفرم های حوزه آبخیز بروجن گردیده است. نتایج نشان داد که این روش توانایی خوبی در جداسازی وطبقه بندی لندفرم ها دارد به گونه ای که 9 لندفرم در حوزه آبخیز بروجن شناسایی وطبقه بندی گردید و بدین ترتیب رهیافتی برای طبقه بندی خودکار لندفرم های یک حوزه آبخیز ارائه گردیده به این منظور که زمینه انجام مطالعات جامع برای ارائه روش های کمی ودقیق برای شناسایی وطبقه بندی خودکار لندفرم ها در حوزه های آبخیز فراهم گردد .

در این پژوهش به کمک داده های دمای کمینه ی درون یابی شده ی روزانه ی پایگاه داده ی اَسفَزاری طی بازه ی زمانی 1/1/1962 تا 31/12/2004(15706روز) امواج سرمای ایران زمین مورد ارزیابی قرار گرفت. پایگاه داده ای در ابعاد 7187 15706 ایجاد شد که بر روی ستونها یاخته ها و بر روی ردیف ها روزها قرار داشتند. برای شناسایی امواج سرما از 6 نمایه ی مختلف بر پایه ی صدک 10، 5 و 1اُم استفاده شد. نمایه ها دوام، شدت و بسامد امواج سرما را می سنجند. سپس در سطح اطمینان 95 درصد معناداری روند نمایه ها بر روی هر یاخته به کمک روش ناپارامتری من-کندال، مورد آزمون قرار گرفت. نرخ و شیب روند نیز با استفاده از روش رگرسیون خطی محاسبه شد. یافته های پژوهش نشان داد که نه تنها از بسامد رخداد امواج سرمای ایران کاسته شده، بلکه دوام و شدت آنها نیز طی دوره ی مورد پژوهش روند نزولی از خود نشان می دهند. تنها بر روی گستره ی کوچکی از ایران زمین، بر روی بلندیها، روند امواج سرما مثبت است. بر روی مناطق کم ارتفاع و دشت های داخلی ایران روند منفی است. شدت و نرخ روند کاهشی نمایه ها در همه ی نقاط یکسان نیست. بیشترین نرخ روند کاهشی نمایه های امواج سرما در شمال تهران و منطقه ی بین یاسوج و شیراز مشاهده شد. افزایش آستانه های صدکی دمای کمینه بیانگر کاهش شدت امواج سرما و افزایش دمای کمینه(شبانه) بر روی ایران زمین است. همچنین یافته ها نشان داد که نرخ کاهشی امواج سرمای بادوام و طولانی شدیدتر از نرخ کاهشی امواج سرمای زودگذر و کوتاه مدت است.

به منظور شناسایی نقش الگوهای گردش منطقه ای جو در بروز روزهای بسیار آلوده در شهر مشهد از یک روش تحلیل همدید ترکیبی استفاده شد. برای انجام پژوهش، چهار دسته داده، شامل داده های ایستگاه های سنجش آلودگی هوا، داده های رقومی جوی، داده های ایستگاه جو بالا و خروجی های مدلHYSPLIT مورد استفاده قرار گرفت. با استفاده از شاخص استاندارد آلودگی هوا (PSI)، کیفیت هوا برای شهر مشهد در یک دوره 7 ساله (1390-1384) مورد بررسی قرار گرفت و روزهای بسیار آلوده (200> PSI) شناسایی شد و با کاربست تؤامان تحلیل همدید دستی، ردیابی پسگرد ذرات معلق و بررسی شرایط ترمودینامیک جو مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج بررسی بیانگر آن است که روزهای بسیار آلوده در شهر مشهد در قالب چهار الگوی گردشی اصلی شامل: الگوی ترکیبی پرفشارسیبری-پشته جنب حاره ای، پرفشار مهاجر، پشته جنب حاره ای و الگوی کم فشار برون حاره، قابل طبقه بندی می باشند. در الگوی ترکیبی پرفشار سیبری-پشته جنب حاره ای، شکل گیری همزمان یک لایه وارونگی دمایی کم ضخامت در ترازهای زیرین جو و لایه وارونگی دیگری در وردسپهرمیانی، نقش تؤامان پرفشار سیبری و پشته جنب حاره ای را در افزایش آلودگی هوا نمایان می سازد. در الگوی پرفشار مهاجر، به واسطه استقرار پشته ای قوی در محدوده کوه های اورال- دریای خزر در وردسپهر میانی و شکل گیری یک مرکز گردش واچرخندی در حدفاصل دریای خزر تا بخش های شمالی خراسان در وردسپهر زیرین، شاهد ظهور همزمان چند لایه وارونگی کم ضخامت در نیمرخ قائم جو هستیم. الگوی پشته جنب حاره ای، الگویی برجسته از تیپ وارونگی فرونشستی را تنها در دوره گرم سال به نمایش می گذارد. در مقابل، در الگوی کم فشار، بروز روزهای بسیار آلوده، ناشی از توان جو در برداشت، انتقال و پخش گردوغبار و ذرات معلق است که بواسطه ناپایداری و صعود گسترده هوا به همراه عدم تغذیه رطوبتی مناسب در سامانه های چرخندی عبوری حاصل می گردد.

تحلیل هیدروگراف یکی از پیچیده ترین مسائل در تحقیقات منابع آب بوده و برآورد آن در ارزیابی خصوصیات جریان حداقل برای استفاده در آبرسانی، مدیریت آب و آلودگی امری حیاتی است. این مقاله به بررسی روش های مختلف تفکیک جریان پایه از سری های زمانی روزانه بر اساس آنالیز شاخه خشکیدگی و تشخیص مناسب ترین روش در تعدادی از ایستگاه های هیدرومتری استان آذربایجان غربی با مساحت های مختلف پرداخته است. روش تفکیک دبی پایه خودکار با استفاده از روش حداقل محلی و روش فیلتر دیجیتالی - با پارامترهای مختلف 9/0 تا 975/0- اجرا و جهت صحت سنجی و مقایسه آنها از تکنیک همبستگی منحنی افت اصلی به همراه برآورد شاخص دبی پایه استفاده شد. عدم نیاز به کالیبراسیون در این الگوریتم ها استفاده از آنها را تسهیل نموده که در نهایت با استفاده از آزمون های خطا، روش فیلتر دیجیتالی با پارامتر 925/0 به عنوان دقیق ترین روش در تفکیک دبی پایه در منطقه مورد مطالعه شناخته شد. همچنین ثابت خشکیدگی در ایستگاه های مورد بررسی بین 65/0 تا 83/0 نوسان داشت که بیانگر نقش آبهای زیرسطحی و پایه در تغذیه رودخانه ها می باشد. از دیگر مزایای این روش ها بررسی پیوسته داده های جریان روزانه در دوره های طولانی مدت می باشدکه می تواند در برنامه ریزی های زیست محیطی جهت تنظیم آبشویی و ورود آلاینده ها به خاک بکار رود.

اهداف: تغییر اقلیم به افزایش و یا کاهش جهت دار میانگین پارامترهای اقلیمی در یک دورة طولانی مدت گفته می شود. تغییر پارامترهای اقلیمی سطحی با تغییر الگوهای جوی مرتبط است. شناخت تغییر اقلیم ایران با شاخص های مهم جوّی، هدف مطالعه است. روش : برای تعیین شاخص های اقلیمی ایران، پنجرة جغرافیایی مناسب با عرض 10 تا70 درجة شمالی و طول 10 تا 80 درجة شرقی تعیین شد. داده های روزانة ارتفاع ژئوپتانسیل متر تراز 500 ه.پ. دورة سرد از 1948 تا 2010 از مراکز ملّی پیش بینی محیطی و تحقیقات اتمسفری استفاده شد. روش تحلیل مؤلفة اصلی و باکس جنکینز به ترتیب برای تعیین شاخص اقلیمی و تحلیل سری زمانی این شاخص ها استفاده شد. یافته ها/ نتایج: نتایج تحقیق نشان داد شاخص های اقلیمی دورة سرد ایران به ترتیب در منطقة آسیای مرکزی، اروپای شرقی و اروپای غربی استقرار دارند. این مراکز با آرایش خاصّ الگوهای جوی، اقلیم دورة سرد ایران را کنترل می کنند. سری زمانی روزانه و سالانة این مراکز تغییر معنی داری ندارند و نوسان با افزایش و کاهش حول میانگین را نشان می دهند. بهترین مدل برای پیش بینی سری های زمانی، مدل اتورگرسیو (AR) است و سری های پیش بینی با سری های اوّلیة شاخص ها با این مدل بیشترین هماهنگی را دارند. امروزه مدل های اقلیمی، نقش انسان در تغییر اقلیم سطحی را غالب می دانند.