درخت حوزه‌های تخصصی

هر ساله مقادیر زیادی از آئروسل های طوفان گردوغبار به اتمسفر وارد می شود که تأثیرات بالقوه در آب و هوا، محیط زیست، کیفیت هوا و زندگی روزانه دارد. به دلیل اهمیت آئروسل های گردوغبار در آب و هوا، محیط زیست، کیفیت هوا و زندگی روزانه، شناسایی آئروسل های گردوغبار از سایر پدیده ها اهمیت بسیاری دارد. در این پژوهش با استفاده از تصاویر سنجنده مادیس مربوط به دو طوفان گردوغبار رخ داده در تاریخ 28 اسفند 1390 و 31 خرداد 1391، دو روش بارزسازی شامل الگوریتم شناسایی گردوغبار یک و الگوریتم شناسایی گردوغبار دو اجرا شد. همچنین برای مقایسه و ارزیابی روش های متفاوت بارزسازی گردوغبار، ترکیب رنگی کاذب سنجنده مادیس (143RGB) و محصولات سطح دو اتمسفری، ازجمله عمق اپتیکی آئروسل (AOD) و بخش ریزآئروسل (FMF) به کار گرفته شده است. نتایج نشان داد که اگرچه الگوریتم شناسایی گردوغبار دو، موفق به استخراج گردوغبار شد، این الگوریتم مرز دقیق گردوغبار با سایر پدیده ها را به خوبی شناسایی نمی کند. درمقابل الگوریتم شناسایی گردوغبار یک، به خوبی توده گردوغبار و مرز آن را شناسایی کرد. افزون بر این با استفاده از الگوریتم شناسایی گردوغبار یک، به خوبی می توان گردوغبار غلیظ را نیز استخراج کرد. بنابراین پیشنهاد می شود از الگوریتم شناسایی گردوغبار یک، برای بارزسازی توده های گردوغبار موجود در کشورهای خاورمیانه استفاده شود.

الگوی رفتاری دمای سطوح در طول شبانه روز و نیز در شرایط آب وهوایی گوناگون در محیط های شهری، شاید در زمینه مدیریت و برنامه ریزی شهری کارآمد باشد. در این پژوهش، روند تغییرات دمای اندازه گیری شده چهار پوشش آسفالت، سیمان، خاک و سنگ، در محدوده ایستگاه هواشناسی ژئوفیزیک در شرایط جوی گوناگون واکاوی شد. با توجه به ارتباط بین دمای سطح و دمای هوا، مدل رگرسیونی محاسبه دمای سطوح با دمای هوا انتخاب و دمای برآوردشده با دمای اندازه گیری شده در ایستگاه، واسنجی شد. نتایج روش های آماری نشان داد اختلاف دمای کمینه و بیشینه سطوح (به جز آب به دلیل تأثیر تبخیر) در شرایط آفتابی، حدود 30 درجه سلسیوس است؛ در حالیکه اختلاف آنها در شرایط بارانی، ابری و بادی، به ترتیب به حدود 6، 10 و 20 درجه سلسیوس می رسد. همچنین، در شرایط جوی همراه با بارندگی، علاوه بر وقوع کمترین دامنه دمایی، رفتار دمایی سطوح نسبت به یکدیگر نیز دچار تغییر می شود. نتایج مدل رگرسیونی نشان داد که بیشترین همبستگی بین میانگین دمای هوا و میانگین دمای سطوح وجود دارد. براساس ضرایب همبستگی و ضریب کارایی ناش ساتکلیف، رابطه رگرسیونی مورد استفاده برای تخمین میانگین دمای سطوح، از کارآیی مناسبی برخوردار است.

با توجه به نقش اساسی تبخیر- تعرق در بیلان آب، برآورد دقیق آن در بسیاری از پروژه ها و مطالعات علمی در زمینه هیدرولوژی، کشاورزی، صنعت، مهندسی آب و سایر علوم وابسته، برای مدیریت کارآمد منابع آبی و طراحی سازه های هیدرولیکی مورد نیاز است. روش های سنتی برآورد تبخیر-تعرق واقعی که عمدتاً متکی بر لایسیمترها می باشد علاوه بر مشکلات خاص نگهداری و ثبت داده ها، فقط به صورت نقطه ای استخراج می گردند و با توجه به نیاز مبرم برای محاسبات در سطح، تعمیم دادن آن به ویژه در مناطق کوهستانی نادرست است. در سال های اخیر با گسترش کاربرد تصاویر ماهواره ای در برآورد تبخیر- تعرق واقعی، روش هایی ابداع شده است که از جمله آن ها می توان به روش سبال[1] اشاره نمود. در تحقیق انجام یافته مدل سبال برای برآورد تبخیر- تعرق واقعی در منطقه مورد مطالعه (شهرستان مشگین شهر) انتخاب گردید. این مدل در بسیاری از کشورها اجرا شده و نتایج قابل قبولی از آن به دست آمده است. این مدل عموماً برای مناطق مسطح طراحی شده و تأثیر عوامل ارتفاع، شیب و جهت شیب در محاسبه نادیده گرفته شده است. در این تحقیق با دخالت دادن عوامل مذکور در مدل، نوع جدیدی از این مدل به نام «سبال کوهستانی» معرفی گردیده است. منطقه مشگین شهر در شمال غربی ایران با توجه به داشتن خصوصیات مناسب برای اجرای این مدل، انتخاب و با انجام محاسبات بر روی ورودی های این مدل که عبارتند از: لایه DEM، شیب، جهت شیب، کسینوس زاویه فرودی خورشید، رادیانس طیفی، انعکاس طیفی، آلبیدوی سطحی، تابش فرودی، شاخص پوشش گیاهی به هنجار شده، گسیلمندی سطحی، دمای سطح، تابش موج بلند خروجی، تابش موج بلند فرودی، شار گرمای خاک، شار گرمای محسوس و شار گرما نهان موفق به محاسبه تبخیر- تعرق واقعی لحظه ای در منطقه مورد مطالعه شده ایم. با مقایسه دمای سطح و شاخص پوشش گیاهی به هنجار شده (NDVI) همبستگی 969/0- بین آن ها مشاهده گردید. هم چنین مقایسه بین تبخیر-تعرق واقعی محاسبه شده و شاخص پوشش گیاهی، نشانگر انطباق این دو عامل با یکدیگر بوده است (همبستگی مثبت 81/0) به طوری که مناطق با تراکم پوشش گیاهی با مناطق با تبخیر- تعرق واقعی بالا منطبق هستند. از طرف دیگر مقایسه تصاویر دمای سطح و تبخیر- تعرق واقعی نیز عدم انطباق آن ها را تأئید می کند به طوری که مناطق با دمای سطح بالا از میزان تبخیر- تعرق پائین برخوردار هستند.

ارزیابی آسیب پذیری و تهیه نقشه پهنه بندی خطر، راهکاری مهم در مدیریت منابع آب کارست به شمار می رود. با توجه به وجود ژئومورفولوژی کارست توسعه یافته در مناطق نیمه خشک غرب ایران و دیگر شرایط طبیعی منطقه، انتشار آلودگی در این منابع کارستی سریع و گسترده است. هدف از این پژوهش، ارزیابی آسیب پذیری و تهیه نقشه آسیب پذیری آبخوانِ تاقدیسِ مانشتِ غرب ایران، در برابر انتشار آلودگی با استفاده از مدل ریسک و ارائه راهکارهای مدیریتی برای حفظ این منابع است. این مدل با استفاده از پنج پارامتر سنگ مادر آبخوان، میزان نفوذ، نوع خاک، تحول کارست و اپی کارست، به ارزیابی آسیب پذیری منابع آب کارست در برابر آلودگی می پردازد. نتایج نشان می دهد بخش هایی که آسیب پذیری متوسط، زیاد و خیلی زیاد دارند، 73/96 درصد مساحت منطقه را در بر گرفته اند که از آسیبپ پذیری بالای این آبخوان در برابر آلودگی محیطی حکایت دارد. مناطق با آسیب پذیری بالا، در رأس تاقدیس و در محدوده سینکول ها و چاله های بسته قرار دارند و این امر مؤید نقش ژئومورفولوژی کارست و توسعه کارست در میزان آسیب پذیری بالای آبخوان است. این مدل از کارایی مطلوبی برای انجام مطالعات آسیب پذیری منابع آب کارست برخوردار است. در این راستا عوامل مدیریتی، همچون تعیین حریم سینکول ها و چاله های بسته و جلوگیری از ورود عوامل آلاینده به این مناطق، جلوگیری از تخریب جنگل ها، انجام محاسبات هیدرولوژیکی و تعیین حریم آبخوان برای اقدامات مدیریتی پیشنهاد می شود.

نسبت تحویل رسوب یکی از معیارهای مهم مورد استفاده در تبدیل مقدار فرسایش خاک و تولید رسوب به یکدیگر بوده که در بسیاری از موارد زمینه ساز استفاده بهینه از منابع مختلف می باشد. در این تحقیق، 45 روش برآورد نسبت تحویل رسوب، در سه حوزه آبخیز متفاوت از لحاظ اقلیم و ویژگی های فیزیکی در ایران مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. حوزه های آبخیز مورد مطالعه شامل حوزه آبخیز بابلرود استان مازندران (معرف اقلیم مرطوب و پرباران شمال کشور)، حوزه آبخیز بنادک سادات استان یزد (معرف اقلیم گرم و خشک ایران مرکزی) و حوزه آبخیز دهگلان استان کردستان (معرف اقلیم نیمه خشک و سرد غرب کشور) بوده که با استفاده از بار رسوبی مشاهده ای و اندازه گیری شده در خروجی حوزه های آبخیز و فرسایش برآورد شده توسط مدل EPM در هر حوزه، یک میزان SDR شاخص تعیین گردید. با استفاده از درصد خطای مطلق و نسبی، روش های مختلف برآورد SDR مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که روش گرافیکی رنفرو، سوایف و لیود و SWAT (2005) با حداقل اختلاف نسبی به ترتیب 2.29، 3.33 و 7.21 درصد در حوزه آبخیز بابلرود، روش های سوایف و لیود، روئل 2 و N Shaanxi CHINA با حداقل اختلاف نسبی به ترتیب 6.87، 8.59 و 15.67 درصد در حوزه آبخیز بنادک سادات و روش های SWAT (1996)، Central & Eastern USA و ونانی 2 با حداقل اختلاف نسبی به ترتیب 4.85، 7.79 و 8.25 درصد در حوزه آبخیز دهگلان، مناسب ترین روش های برآورد نسبت تحویل رسوب در این تحقیق می باشند.

دشت آزادگان در غرب استان خوزستان قرار دارد. این دشت نه تنها وارث مواد حاصل از آبرفت و بادرفت های دوران کواترنری است، بلکه رخدادهای محیط شناسی مانند تغییرات آب وهوایی که بر توالی و خصوصیت های رسوب شناسی تأثیر می گذارد را نیز با خود به همراه دارند. بنابراین، پژوهش پیش رو با هدف شناخت وقایع محیط شناسی، مانند تغییرات اقلیمی هولوسن در دشت آزادگان خوزستان، بر اساس خصوصیات رسوب شناسی انجام شد. برای این کار، دو مغزه رسوبی به عمق ده متر، یکی در منطقه رفیع (محیط دریاچه ای) و دیگری در منطقه جفیر (محیط رودخانه ای) به منظور بررسی خصوصیت های فیزیکی و شیمیایی برداشت شد و سپس در آزمایشگاه مورد بررسی قرار گرفت. در مورد خصوصیت های رسوب شناسی مغزه رفیع، نتایج نشان داد از سطح زمین تا عمق چهار متری، ذرات درشت دانه با بافت سیلتی لومی و از عمق چهار تا ده متری، ذرات ریزدانه با بافت سیلتی رسی وجود دارند. مدل رفتار رسوبی نمونه ها در قسمت اول، بسیار شبیه به محیط رودخانه ای است؛ اما در قسمت دوم، یعنی از عمق چهار تا ده متری، رفتار رسوبی کاملاً متمایز از قسمت اول، و توزیع دانه ها نسبت به عمق با افزایش ذراتی مانند رس و سیلت همراه است، بنابراین می توان نتیجه گرفت، شرایط رسوب گذاری ذرات ریزدانه در مغزه رسوبی رفیع، در محیط رسوبی کم انرژی با شرایط اقلیمی مرطوب تر اتفاق افتاده است؛ اما توالی عمودی رسوبات دلتایی و رودخانه ای در بالای رسوبات ریزدانه دریاچه ای در منطقه را می توان ناشی از پس روی سطح اساس خلیج فارس، به دلیل وجود شرایط اقلیمی خشک و نیمه خشک، به همراه کاهش بارندگی و افزایش انرژی رواناب دانست.

مورفولوژی و رفتار شبکه ی زهکشی رودخانه ها به تغییرات حاصل از فعّالیّت های زمین ساختی، داده های رسوب شناسی و دینامیک جریان، بسیار حساس بوده و الگوی آنها تا حدِّ زیادی از این عوامل تأثیر می پذیرد. این پژوهش، تأثیر این فعّالیّت ها را بر تغییرات مورفولوژی و بستر رودخانه ی کُل، واقع در شمال غربی تنگه ی هرمز، مورد بررسی قرار داده است. مهم ترین شواهد آن، تغییر مسیرهای متعدّد این رودخانه در دوره های زمانی مختلف است. همچنین مکان این تغییر مسیرها نیز، محدوده ی مشخّصی را در سطح دلتا نشان می دهد و به نظر می رسد بیشتر تحت تأثیر حرکات زمین ساختی و دینامیک جریان باشد. هدف از این پژوهش، بررسی شواهد موجود و ارزیابی تأثیر این عوامل در تغییرات بستر رود کُل در محدوده ی دلتا است. برای دست یابی به این هدف و برای شناخت شیوه ی عملکرد و میزان اثرگذاری عوامل گفته شده در مورفولوژی و رفتار رودخانه ی مورد مطالعه، آثار زمین ساختی، ویژگی های رسوب و دینامیک جریان مسیر آبراهه ی رود کُل، به عنوان داده ها و نیز، پاره ای از شاخص های مورفومتریک به عنوان ابزارهای مفهومی برای شناخت شیوه ی عملکرد آنها و زمین ساخت منطقه، مورد استفاده قرار گرفته است. سپس نتایج به دست آمده با انجام کار های میدانی گسترده، کنترل شده اند. علاوه براین، از عکس های هوایی، تصاویر ماهواره ای، نقشه های توپوگرافی و زمین شناسی، به عنوان ابزارهای مقایسه ی زمانی و مکانی پژوهش استفاده شده است. نتایج به دست آمده از تحلیل داده ها با شاخص های مذکور و نیز، داده های ژئودینامیک نشان می دهد که منطقه ی مورد مطالعه تا اندازه ی زیادی از فعّالیّت های زمین ساختی کواترنری متأثّر شده است با این تفاوت که میزان تأثیرگذاری فعّالیّت در همه جای آن یکسان نیست، بلکه قسمت های بالادست بیشتر از بخش های پایین دست دلتا از این فعّالیّت ها تأثیر می پذیرند.

خشکسالی پدیده ای طبیعی است که می تواند خسارات قابل توجهی به بشر و سازه های طبیعی وارد آورد. رخداد این پدیده را با اطمینان کامل نمی توان پیش بینی نمود. هدف اصلی پژوهش حاضر بررسی امکان ارائه و توسعه مفهوم جدیدی از خشکسالی اقلیمی و ارزیابی ویژگی های همه جانبه آن بر اساس متغیر های سه گانه هیدرومتئورولوژیکی و هواشناختی مرتبط با پدیده خشکسالی، چون بارش، تشعشع خورشیدی و تداوم ساعات آفتابی در مقیاس ماهانه و حتی کمتر از آن در برخی از ایستگاه های ایران که تابش خورشیدی و هم تعداد ساعات آفتابی در آنها اندازه گیری و ثبت شده، می باشد. این پژوهش با استفاده از داده های هواشناختی 20 ایستگاه سینوپتیک ایران که در آن تابش خورشیدی ثبت گردیده، در دوره آماری 2010-1970 انجام شد. ابتدا با استفاده از نرم افزار Minitab 17 ایستگاه های مورد مطالعه براساس شاخص خشکسالی بارش استاندارد در مقیاس ماهانه (SMP)، تابش خورشیدی (SSI) و تعداد ساعات آفتابی (SSD) خوشه بندی و از هر خوشه یک ایستگاه همدیدی به عنوان نمونه انتخاب شد و جهت بررسی رابطه ی بین خشکسالی و متغیرهای خورشیدی، نقشه منحنی های هم ارزش بارش استاندارد شده ترسیم و سپس متغیر های معادله آنگستروم چون تابش خورشیدی و ساعات آفتابی به عنوان متغیرهای مرجع رسم گردید. نتایج نشان داد که ایستگاههای مورد مطالعه را می توان براساس شاخص خشکسالی بارش استاندارد شده و متغیرهای خورشیدی به هشت خوشه ی متفاوت تقسیم بندی نمود. ضریب تعیین معادله ی آنگستروم در ایستگاه های بجنورد، رامسر و شیراز به ترتیب 038/0، 067/0، و 36/0 محاسبه برای بقیه ایستگاه ها 62/0-96/0 بدست آمد. بطور میانگین در دوره آماری، دوره خشکسالی در اکثر ایستگاه های فوق از اواخر ماه می (اردیبهشت) شروع شده و شامل ماههای ژون، ژولای، سپتامبر و اکتبر است و بعضاً تا اواخر نوامبر ادامه یافته و در همین دوره بیشترین مقادیر ساعات آفتابی و تابش خورشیدی نیز ثبت شده است.

برآورد تولید رسوب حوضه های آبخیز، یک امر مهم در طراحی سازه های آبی، مسائل زیست محیطی و کیفیت آب رودخانه ها است. یکی از متداول ترین روش ها برای برآورد میزان رسوب، روش های تجربی است. با توجه به عدم قطعیت ارتباط بین تولید رسوب و عوامل مؤثر بر آن، روابط تجربی ارائه شده در این زمینه کارایی چندانی در این امر ندارند. این پژوهش به مدل سازی بار رسوب یکی از زیر حوضه های (زیرحوضه 2) حوضه آبخیز زاینده رود علیا پرداخته است. روش آن از نوع توصیفی تحلیلی مبتنی بر روش های آماری، میدانی و کتابخانه ای است؛ بدین گونه که ابتدا منطقه به واحدهای همگن ژئومورفولوژی بخش شد، سپس نمونه برداری خاک از عمق 30-15 سانتی متری انجام گرفت و عوامل فیزیکی و شیمیایی خاک در هر واحد همگن، تعیین و مدل سازی بار رسوب با استفاده از مدل رگرسیون کمترین مربعات فازی انجام گرفت. نتایج نشان داد که رسوب برآورد شده کل زیرحوضه با روش رگرسیون کمترین مربعات فازی سالانه 625/2 تن در هکتار است که واحد همگن 10 حساس ترین واحد همگن به فرسایش و تولید رسوب است. همچنین نسبت نیکویی برازش بین رسوب برآوردی مدل مذکور و رسوب مشاهده ای 73/0 است.