پژوهش های جغرافیای طبیعی

پژوهش حاضر به بررسی مسیریابی رقومی سیکلون های خاورمیانه پرداخته است. مناطق سیکلون زایی و مسیرهای حرکتی آنها را می توان به وسیله الگوریتم های مرتبط تعیین ساخت. در این تحقیق از داده های دوباره تحلیل شده NCEP ، با تفکیک زمانی (24 ساعته)، و تفکیک مکانی 5/2×5/2 درجه، برای دوره سرد (ماه های دسامبر، ژانویه، فوریه و مارس) سال های 94-1993 تا 03-2002 استفاده شده است. محدوده مورد مطالعه، عرض های 10 تا 45 درجه شمالی و طول صفر تا 65 درجه شرقی را شامل می شود. به منظور مکان یابی نقاط، از الگوریتمِ نوشته شده در زبان C++، و برای ترسیم مسیرها از نرم افزار ArcGIS استفاده شد. طبق نتایج به دست آمده، پنج مسیر اصلی شناسایی شد. در ماه های مورد بررسی بیشترین فراوانیِ ورود سیکلون ها از جانب غرب و شمال غرب صورت می گیرد. هر ماه اقلیم شناسی خاص خود را ارائه می دهد. در ماه ژانویه، مسیرها میل به حرکت در طول بخش شمالی مدیترانه دارند. در ماه مارس، کم فشارهای اطلس به شدت افزایش می یابند. بیشتر سیکلون ها تداوم 2-3 روزه دارند. تاثیر عامل ناهمواری در تشکیل نواحی سیکلون زایی به مراتب بیشتر از هدایت مسیرهاست. سیکلون ها از سه مسیر اصلی و سه مسیر فرعی وارد ایران می شدند. مهمترین مسیر، غرب مرکزی، از غرب کشور با منشا قبرس است. فراوانی وقوع سیکلون ها در دهه مورد مطالعه، دارای روندی افزایش است.

فرسایش خندقی به عنوان یکی از اشکال فرسایش خاک به وسیله آب، از فرایندهای مهم تخریب سرزمین در ایران به شمار می آید که تحت شرایط خاص محیطی به وقوع می پیوندد. هدف از پژوهش حاضر عبارت است از بررسی قابلیت روش منشا یابی ترکیبی در شناسایی میزان رسوب حاصل از فرسایش خندقی، با استفاده از ترکیب ردیاب های مختلف (کربن آلی، نیتروژن، فسفر، نسبت C/N و سزیم 137) در سه حوزه آبخیز کوچک با مساحت های 5، 25 و 175 هکتار. یافته های تحقیق حاکی از آن است که سهم فرسایش خندقی در تولید رسوب بین 86 و 99 درصد متغیرست. مساحت حوضه، کاربری اراضی و تراکم خندق از مهم ترین عوامل این تغییر به شمار می آیند. مسلماً با افزایش مساحت آبخیز، طول دامنه ها بیشتر می شود و بنابراین فرایندهای تخریب دامنه ای (فرسایش سیاری و سطحی) نسبت به خندق ها رسوب کمتری تحویل سامانه زهکش می دهند. براساس میزان دقت مدل منشا یابی، ردیاب سدیم 137 با خطای 120/0 درصد دقیق ترین نتیجه را برای جدایی منابع رسوب سطحی و زیرسطحی (خندقی) به دست می دهد. با توجه به تاثیر فرایندهایی از قبیل فرسایش خندقی، کناری و رودخانه ای در میزان رسوب تولیدی حوزه های آبخیز، بسیاری از مدل ها از قبیل USLE ، MUSLE ، WEPP ، EUROSEM ، GUEST و اندازه گیری های انجام شده به وسیله پلات های فرسایشی با در نظر گرفتن فرایندها و فرسایش پاشمان، سطحی و شیاری نتایج دور از واقعیت ارائه می دهند که همواره باید مدنظر مدیران و پژوهشگران این رشته قرار بگیرد.

برای سنجش کمی خشکسالی هواشناسی از شاخص های استاندارد بارش (Z)، ناهنجاری بارش (RAI)، بارش استاندارد شده (SPI) و درصدی از نرمال (PNPI) براساس بارش های فصلی و سالانه 15 ایستگاه هواشناسی استان همدان استفاده شد. در بررسی تاثیرات خشکسالی هواشناسی بر کشاورزی نیز از شاخص عملکرد نسبی محصول گندم دیم استفاده گردید. بررسی ها نشان داد که شاخص های Z، RAI و SPI در مقیاس فصلی و سالیانه و شاخص PNPI در مقیاس فصلی، برآوردهای خوبی از شدت و تداوم خشکسالی ها ارائه دادند. شدت خشکسالی های رخداده ـ فارغ از نوع شاخص ـ بیشتر در حد متوسط و خفیف بود. شاخص های Z ، RAI و SPI روندی همسو با شاخص زراعی عملکرد نسبی گندم داشته است، اما شاخص SPI از نظر شدت خشکسالی های برآوردی با شاخص زراعی عملکرد نسبی همخوانی مطلوب تری داشت. نتایج نشان داد که منطقه همدان در هر 10 سال یک دوره خشکی دوسالانه داشته و در 30 سال گذشته نیز یک خشکسالی سخت و شدید را پشت سر گذاشته است. تعداد بالای خشکسالی می تواند ناشی از افزایش تعداد خشکسالی های کم شدت به واسطه کوتاه شدن دوره بازگشت باشد.

توده پرآو ـ بیستون با وسعت 880 کیلومترمربع در زون زاگرس رورانده و در استان کرمانشاه واقع شده است. در این توده کوهستانی تحت تاثیر شرایط پالئوکلیما، اشکال متنوع کارستی همچون جاما، اووآلا و دولین ها شکل گرفته است و با شرایط اقلیمیِ حاضر، در ارتفاعات بالاتر از 2500 متر شرایط برای فعالیت های کارستی فراهم آمده است. میزان توسعه کارستی، می تواند ضریب هیدرولیکی و سرعت تاثیرپذیری آبدهی چشمه ها از بارش را تحت تاثیر خود قرار دهد، به همین دلیل در پژوهش حاضر، تحولات کارستی در توده پرآو ـ بیستون براساس فاکتورهای هیدروژئولوژیکی منطقه مورد ارزیابی و بررسی قرار گرفته است. بنابراین به بررسی ویژگی های ایزوتوپی ـ شیمیایی، برآورد ضریب خشکیدگی، حجم ذخیره دینامیکی و تفسیر رژیم تخلیه چشمه های اصلی منطقه پرآو ـ بیستون (سراب برناج، سراب بیستون و سراب طاق بستان) در مقایسه با چشمه های دیگر واقع در زون زاگرس چین خورده (سراب شیان و سراب نیلوفر) پرداخته شده و برای مطالعه و ارائه تحلیل های صورت گرفته از داده های مربوط به سال آبی 1384 استفاده شده است. هیدروگراف چشمه ها در توده پرآو ـ بیستونِ متاثر از توسعه کارستی به وجود آمده، نوسان و پیچیدگی های بیشتری را نشان می دهد که تغذیه به صورت کانالیزه رخ می دهد و سطح تماس با عامل انحلال (آب) اندک است. میزان تریتیوم بالای چشمه های اطراف توده پرآو ـ بیستون به مقادیر حدی باران و آب های جوی نزدیک است و میزان Co2 و C14 آنها نیز از نفوذ سریع و سطح تماس کم آب با بستر ـ به علت وضعیت کانالیزه حاکم بر منطقه ـ حکایت دارد. بررسی مقادیر ایزوتوپی چشمه ها همچون میزان تریتیوم، کربن 14 و فشار گازکربنیک نیز نشان دهنده کارستی بودن منطقه است. از طرف دیگر میزان ضریب خشکیدگی چشمه ها، ضریب آلفا و حجم ذخیره دینامیکی آنها (چشمه های اطراف پرآو ـ بیستون)، در مقایسه با دیگر چشمه ها نیز دلالت بر توسعه کارست در منطقه دارد و تغذیه مجرایی و کانالیزه چشمه ها را نشان می دهد.

در مقاله حاضر، تحول کواترنری فعالیت های تکتونیکی حوضه آبریز سعید آباد چای با رویکرد تحلیل شاخص های ژئومورفیک مورد ارزیابی قرار می گیرد. حوضه آبریز سعید آباد چای در دامنه شمالی کوه سهند قرار دارد. عبور گسل شمال تبریز از این حوضه و ایجاد تغییراتی در مورفولوژی جبهه کوهستانی دامنه شمالی سهند و دامنه جنوب غربی کوه تک آلتی، زمینه مناسبی برای ارزیابی فعالیت های تکتونیکی این حوضه فراهم ساخته است. بنابراین، برای دستیابی به این هدف از شاخص های ژئومورفیک شامل نسبت پهنای کف دره به ارتفاع آن (Vf)، نسبت شکل حوضه (Bs)، عامل تقارن توپوگرافی (T)، شاخص سینوسی جبهه کوهستان (Smf)، گرادیان طولی رودخانه (SL)، عامل عدم تقارن حوضه (AF)، و شاخص درصد جبهه های کوهستانی ممتد (Eu)، نقشه های توپوگرافی، مدل رقومی ارتفاع (DEM)، تصاویر ماهواره ای و نرم افزارهای Autocad map، Arc/view استفاده شد. نتایج این پژوهش که با شاخص Iat برآورد شده اند نشان می دهند که در این منطقه، زیرحوضه سعید آبادچای دارای فعالیت تکتونیکی متوسط (2=Iat) است و در زیرحوضه کندول چای با 43/1=Iat فعالیت های تکتونیکی زیاد است. ارزیابی نسبی فعالیت های تکتونیکی به وسیله شاخص Iat برای کل حوضه، نشان از آن دارد که در زمان حاضر این منطقه فعالیت های تکتونیکی فراوانی را در خود جای داده است.

تهیه نقشه پوشش اراضی، برای بسیاری از فعالیت های برنامه ریزی و مدیریت شهری دارای اهمیت است. در پژوهش حاضر، به منظور تهیه نقشه پوشش اراضی شهر اراک از داده های رقومی سنجنده LISS-III (1385) استفاده شد. ابتدا تصویر با میانگین خطای مربعات 58/0 پیکسل تصحیح هندسی شد و با توجه به کوهستانی بودن منطقه، تصحیح توپوگرافی نیز بر روی تصویر اعمال گردید. برای طبقه بندی تصویر، دو روش طبقه بندیِ نظارت شده با الگوریتم حداکثر احتمال و شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون سه لایه با به کارگیری نقشه شیب و بدون استفاده از آن به کار گرفته شد. درنهایت، نقشه پوشش اراضی منطقه به 4 طبقه شهری، پوشش گیاهی، بایر و رخنمون سنگی طبقه بندی گردید. از نقشه شیب طبقه بندی شده منطقه به منظور جداسازی بهتر رخنمون های سنگی به عنوان ورودی در شبکه عصبی استفاده شد. برای ارزیابی صحت نتایج طبقه بندی، نقشه تولیدی با نقشه واقعیت زمینی ایجاد شده از طریق GPS بررسی گردید و صحت کلی طبقه بندی برای روش حداکثر احتمال، روش شبکه عصبی بدون استفاده از نقشه شیب و شبکه عصبی با استفاده از نقشه شیب به ترتیب 6/92، 7/92 و 6/94 درصد برآورد گردید. مطالعه حاضر نشان داد که روش طبقه بندی شبکه عصبی، قابلیت تهیه نقشه پوشش اراضی را با صحت بالا دارد.

مدل سازی ارتباطات اکوژئومورفولوژیکی به دلیل کاربردهای متعددی از قبیل پیش بینی روند تغییرات توالی، تعدیل و تخریب اراضی، ارزیابی تاثیرات تغییرات اقلیمی، تغییرات در استفاده اراضی و احیای شرایط پایداری سامانه های مناطق خشک دارای اهمیت است. نبکا یکی از اشکال ناهمواری در مناطق خشک است که از فرایندهای بادرفتی و پوشش گیاهی تاثیر می پذیرد. هدف از پژوهش حاضر، بررسی ارتباطات موجود بین خصوصیات مورفولوژی گونه گیاهی روماریا تورسستانیکا با عوامل مورفومتری نبکاها و ارتباطات داخلی موجود بین مؤلفه های مورفومتری نبکاست. بدین منظور، پارامترهای ارتفاع و قطر تاج پوشش گیاه و مؤلفه های قطر قاعده، ارتفاع و شیب دامنه 157 نبکا در امتداد 10 ترانسکت در منطقه خیرآباد سیرجان اندازه گیری شد. تکنیک رابطه سنجی بین پارامترهای گیاهی با مؤلفه های مورفومتری نبکا براساس آنالیز رگرسیون ساده و چندگانه تحلیل شده است. نتایج آنالیز رگرسیون ساده، حاکی از وجود ارتباط معنی دار بین مؤلفه های ارتفاع گیاه و ارتفاع نبکا در سطح احتمال خطای کمتر از یک درصد با ضریب تبیین 58 درصد برای رابطه خطی و 60 درصد برای توابع درجه 2 و 3 است. همچنین بین مؤلفه های قطر تاج پوشش گیاه با ارتفاع نبکا ارتباط معنی داری در سطح احتمال خطای کمتر از یک درصد با ضریب تبیین 54 درصد برای رابطه خطی و 58 درصد برای توابع درجه 2 و درجه 3 وجود دارد. نتایج آنالیز رگرسیون چندگانه مبین توجیه 74 درصدی تغییرات ارتفاع نبکا با دو مؤلفه عمودی و افقی پوشش گیاهی است. پارامترهای تاج پوشش و ارتفاع گیاه نیز 53 درصد تغییرات قطر قاعده نبکا را توجیه می کنند. نتایج آنالیز رگرسیون بررسی ارتباطات بین خصوصیات مورفومتری نبکاهای گونه روماریا تورسستانیکا، حاکی از ارتباط معنی دار بین مؤلفه های ارتفاع نبکا و قطر قاعده نبکا در سطح احتمال خطای کمتر از 1 درصد با ضریب تبیین 49 درصد برای رابطه خطی و درجه 2 و 50 درصد برای رابطه درجه 3 است.

هدف از پژوهش حاضر، بررسی ارتباط سیگنال های بزرگ مقیاس اقلیمی با بارش استان خراسان رضوی است. در این مطالعه، با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی، پیش بینی بارش در بازه زمانی آوریل تا ژوئن 2007-1970 (فروردین تا خرداد) در استان خراسان رضوی ارائه شده است. برای این منظور ارتباط بین تغییرات سیگنال های اقلیمی شامل فشار سطح دریا، اختلاف فشار سطح دریا، دمای سطح دریا، اختلاف دما بین سطح دریا و سطح 1000 میلی باری، دمای سطح 700 میلی بار، ضخامت بین سطوح 500 و 1000 میلی بار، رطوبت نسبی سطح 300 میلی بار و آب قابل بارش با بارش متوسط منطقه ای مورد بررسی قرار گرفت. در انتخاب این مناطق، تاثیرپذیری بارندگی منطقه شمال شرق ایران از سیگنال های بزرگ مقیاس اقلیمی مورد توجه قرار گرفته است. سپس، مدل شبکه های عصبی مصنوعی در دوره 1997-1970 آموزش داده شده است و در پایان، پیش بینی بارش در دوره 2007-1998 انجام شده است. نتایج نشان می دهد که شبکه های عصبی مصنوعی در تمامی سال ها می تواند بارش را با دقت قابل قبولی پیش بینی کند. ریشه میانگین مربعات خطا برای مدل، 5/2 میلی متر به دست آمد.