پژوهش های جغرافیای طبیعی

این پژوهش به بررسی شواهد و آثار گسل های فعّال (گسل دامغان و گسل تزره) بر مورفولوژی و مورفومتری 16 مخروط افکنه، واقع در بخش شمالی دامغان می پردازد. روش کار برپایه ی تحلیل های کمّی و کیفی حاصل از تصاویر ماهواره ای و مدل های رقومی ارتفاعی، ویژگی های مورفومتری مخروط ها، اندازه گیری میزان جابه جایی آبراهه ها، میزان بالاآمدگی رسوبات و تحلیل شیب و نیمرخ های طولی و عرضی است. نقشه های توپوگرافی 1:25000، عکس های هوایی 1:55000، تصاویر ماهواره ای ETM و نقشه های زمین شناسی 1:100000 و داده های ارتفاعی رقومی، ابزارهای اصلی پژوهش را تشکیل داده اند. همچنین پیمایش های میدانی برای بررسی و اندازه گیری شواهد فعّالیّت گسل ها در دو مرحله انجام گرفته است. نتایج نشان می-دهد که تأثیر عمده ی گسل تزره، سبب جابه جایی شبکه ی اصلی در رأس مخروط و تحت تأثیر آن، تغییر موقعیّت رسوب گذاری مخروط افکنه شده است. همچنین فعّالیّت گسل مذکور، سبب بالا آمدن رسوبات مخروط افکنه ای و رسوبات نئوژن زیرین شده است، در حالی که شواهد فعّالیّت گسل دامغان چیره تر بوده و سبب ایجاد سطوح مختلف بالاآمده، متروک ماندن سطح مخروط ها، جابه جایی نقطه ی تقطیع آبراهه، بالاآمدگی رسوبات مخروط افکنه ای و جابه جایی افقی شبکه ی زهکشی سطح مخروط افکنه ها و همین طور تأثیر بر فضای قابل دسترس مخروط افکنه ها شده است. حرکت گسل دامغان آثار مشخّصی بر جابه جایی رسوبات مخروط-افکنه ای داشته است. مؤلّفه ی قائم گسل دامغان، سبب شکل گیری سطوح قدیمی و جدید (فعّال و غیرفعّال) در سطح اغلب مخروط افکنه ها شده است. بررسی آماری متغیّرها نشان می دهد که بین برخی روابط مورفومتریکی مخروط افکنه ها، مانند مساحت حوضه آبریز و مساحت مخروط افکنه ها، رابطه و همبستگی آماری مناسبی وجود دارد. این در حالی است که مابین متغیّرهایی چون، ارتفاع متوسّط مخروط افکنه ها و شیب متوسّط آنها، همبستگی ضعیفی وجود دارد.

کاهش سریع سوخت های سنگواره ای، بحث گرمایش جهانی و اثر پدیده ی گلخانه ای، آلودگی های محیطی و ریزش باران های اسیدی، لزوم توجّه به انرژی های تجدیدپذیر، به ویژه انرژی باد را به عنوان یک انرژی تمیز، پایان ناپذیر و رایگان، بیش از پیش افزایش داده است. در این پژوهش، ارزیابی پتانسیل انرژی باد در استان کرمانشاه، بر پایه ی داده های جهت و سرعت سه ساعته ی باد ایستگاه های همدید کرمانشاه، اسلام آباد غرب، روانسر، کنگاور و سرپل ذهاب، در طول سال های 1997 تا 2006 انجام شد. برای ترسیم گلباد ایستگاه ها از نرم افزار Wrplot و برای برازش داده ها از توزیع احتمال ویبول استفاده شد. در ادامه، چگالی توان باد سالانه در ترازهای ارتفاعی 10، 20 و 50 متر به دست آمد که برای برآورد سرعت باد در ارتفاع بالاتر از 10متر، از مدل قانون توان یک هفتم استفاده شد. همچنین پراسنج های دیگری همانند سرعت نامی، محتمل ترین سرعت و زمان کاربرد مناسب باد، محاسبه شده و در پایان، مناطق مستعدّ تولید انرژی باد در استان بر اساس جدول طبقه بندی سایت های بادی آمریکا رتبه بندی و به نمایش گذاشته شد. بر پایه ی محاسبات انجام شده، پتانسیل انرژی باد تراز 10 متر ایستگاه های روانسر، سرپل ذهاب، کنگاور، اسلام آباد غرب و کرمانشاه به ترتیب 254، 223، 214، 146 و82 وات بر مترمربّع در واحد سطح به دست آمد که این مقادیر در ترازهای بالاتر به یک نسبت مساوی، برای همه ی ایستگاه ها افزایش می یابد. نتایج پژوهش گویای این است که سه ایستگاه روانسر، سرپل ذهاب و کنگاور، پتانسیل مناسبی برای تولید انرژی باد دارند. منطقه ی اسلام آباد غرب در صورت استفاده از توربین های بادی مرتفع، برای بهره برداری از انرژی باد مناسب است و کرمانشاه برای استفاده از انرژی باد، پتانسیل مناسبی ندارد.

جنوب شرقی دریای خزر، یکی از مناسب ترین مکان ها برای مطالعه ی شواهد ژئومورفولوژیک ناشی از تغییرات سطح اساس دریای خزر است. نتایج حاصل از بررسی تصاویر ماهواره ای، وجود چهار تراس دریایی را نشان می دهد که در سطوح ارتفاعی 21-متر، 23- متر ، 24 - متر و 26- متر ، به ترتیب با سن های 24 ± 653، 24 ± 940، 23 ± 478 و 32 سال پیش تشکیل شده اند. مطالعه ی داده های رسوب شناسی و فسیل شناسی در دو مقطع کوره سو و گمیش تپّه، به ترتیب با تراز آب 23- متر و 24- متر نشان میدهد که پیش از 24 ±940 و 24 ± 653 سال پیش، افزایش تراز آب، سبب رشد سدهای ماسه ای در منطقه ی مورد مطالعه شده است و با توجّه به شیب کم منطقه، در پشت آن لاگون بازی شکل گرفته است، اما در اثر پایین رفتن سطح آب دریا، لاگون موجود در پسکرانه ی سدّ ماسه ای خشک شده است. همچنین رودخانه ی گرگان رود در طول کواترنری پسین، تغییراتی مانند تغییر مکان مصب، تغییر رژیم رسوب گذاری و تغییر شکل دلتا داشته است. در سده های اخیر نیز، شواهد مختلفی از تغییر سطح اساس دریای خزر در منطقه برجای مانده است. از بررسی تصاویر ماهواره ای لندست مشخّص شد که دلتای گرگان رود از سال 1975 تا سال 2005 نزدیک به یک کیلومتر به سمت دریا پیشروی داشته است. همچنین وسعت خلیج گرگان در سال 1975، حدود 330 کیلومترمربّع و با بالاآمدن سطح آب دریا در سال 2006 به 458 کیلومتر مربّع افزایش یافته است.

شناخت بیشتر سامانه های همدید در هر منطقه، تصویر روشنی از اقلیم منطقه را به دنبال خواهد داشت. اقلیم به عنوان یکی از ساختارهای اساسی کره ی زمین، در کنش مستقیم با زندگی و فعّالیّت بشر است. شناسایی شرایط گردشی جو در هر منطقه، تعیین کننده ی الگوهای غالب آب وهوایی است که می تواند کمک شایان توجّهی به شناخت بیشتر شرایط زیستی کند. در پژوهش پیش رو تلاش شده، بارش های سنگین استان گیلان در ماه سپتامبر، در ارتباط با الگوهای همدید، طیّ سال های 1976 تا 2005 مورد مطالعه و تحلیل قرار گیرد. برای تحلیل همدید بارش های مذکور، از نقشه های فشار روزانه ی تراز دریا، 850 و 700 هکتوپاسکال، وزش باد و وزش رطوبتی استفاده شده است. همچنین، از داده های بارش روزانه ی 23 ایستگاه (9 ایستگاه سازمان هواشناسی و 14 ایستگاه باران سنجی وزارت نیرو) در سطح استان استفاده شد. در این نوشتار با یک رویکرد محیطی به گردشی، از روش صدک ها، برای استخراج روزهای همراه با بارش سنگین و از روش همبستگی لوند، برای طبقه بندی نقشه های تراز دریا و استخراج الگوها استفاده شده است. نتایج حاکی از تأثیر سامانه های پُرفشار (شمال غرب دریای سیاه، شمال روسیه جنب قطبی، شمال غرب اروپا دریای نروژ، شمال دریای خزر و غرب دریای سیاه دریای مدیترانه) بر بارش های سنگین، در پنج الگوی استخراج شده است. شکل گیری ناوه در سطوح بالا، ریزش هوای سرد عرض های بالا روی دریای خزر و دریای سیاه و واقع شدن جلوی محور ناوه بر فراز گیلان، به همراه مهیّایی شرایط همرفت در سطح زمین ، شرایط مناسب برای ناپایداری و درنتیجه وقوع بارش های سنگین را در الگوهای مورد مطالعه به همراه داشته است. در برخی از الگوها، افزون بر رطوبت دریای خزر، دریای سیاه نیز در بارش های منطقه دخیل بوده است. همچنین در الگوهای استخراج شده، سازوکار همرفت وزشی را می توان مشاهده کرد.

این مطالعه با هدف بررسی ارتباط بین پدیده ی انسو با میانگین دمای هوای ماهانه و فصلی نیمه ی جنوبی کشور، طیّ دوره ی 55 ساله (2005-1951) انجام شد. برای این کار از داده های دمای 12 ایستگاه سینوپتیک کشور، داده های شاخص نوسان های جنوبی (SOI) و شاخص انتقالی انسو (TNI) استفاده شد. ابتدا میزان همبستگی بین دمای هوا با هر دو شاخص انسو در دو گام زمانی ماهانه و فصلی بررسی و سپس تأثیرپذیری دمای هوا از فازهای گرم (النینو) و سرد (لانینا) پدیده ی انسو، به کمک شاخص درصد تغییرات دما بررسی شد. نتایج نشان داد، تعداد ایستگاه های دارای همبستگی معنادار دمای هوا با شاخص TNI، به مراتب بیش از شاخص SOI بود. همچنین در هر دو مقیاس زمانی، بیشترین همبستگی های معنادار از نوع منفی بود که بیانگر کاهش دمای هوا با افزایش مقادیر شاخص های انسو است. از سویی، براساس شاخص TNI، دمای هوای ماه ژانویه و برمبنای شاخص SOI، دمای هوای ماه اکتبر به عنوان ماه های تأثیرپذیر از پدیده ی انسو معرّفی شدند. در مقیاس فصلی نیز، در فصل تابستان اکثر ایستگاه ها همبستگی معناداری با شاخص انسو داشتند. حدود دامنه ی همبستگی میان مقادیر شاخص SOI با دما در تمامی ماه ها از حدّاقل 549/0- برای آگوست تا حدّاکثر 463/0+ در ماه اکتبر و 458/0- در ماه های آگوست و سپتامبر تا 512/0+ در ماه سپتامبر برای شاخص TNI بود. در مقیاس فصلی نیز دامنه ی همبستگی های SOI و TNI به ترتیب از 365/0- در فصل بهار تا 459/0+ در فصل پاییز و 530/0- تا 384/0 در فصل تابستان متغیّر بود. با مبنا قرار دادن شاخص TNI، درصد تغییرات دمای ایستگاه ها در هر یک از فازها نشان داد، در مقیاس فصلی، فاز لانینا منجر به افزایش 4 درصدی دمای فصل زمستان و در مقیاس ماهانه، فاز لانینا منجر به افزایش 8 درصدی دمای ماه دسامبر شد. در مجموع نتایج مؤیّد تأثیرپذیری قابل ملاحظه ی دمای هوا از پدیده ی انسو بود.

بیشتر مناطق ایران از بلای محیطی سیل آسیب پذیر هستند. از جمله عوامل مهمّ این آسیب پذیری، رخداد بارش های سنگین و ناهمواری ها است. با اینکه فراوانی منابع آب و خاک، غرب ایران را به دومین قطب کشاورزی ایران تبدیل کرده است؛ ولی کوهستانی بودن این سرزمین با بارش های سنگین بر آسیب پذیری منابع طبیعی، به ویژه منابع خاک، افزوده است. در این پژوهش با تهیّه و بررسی داده های بارش روزانه 30 میلی متر و بیشتر، به عنوان بارش های سنگین، طیِّ سال های 1997 تا 2006 در 9 ایستگاه داده سنجی جوّی از غرب ایران، 10 موج بارش استخراج شد. نتایج اوّلیّه نشان داد، طیّ روزهای پُربارش این 10 موج، شهر ایلام دچار بیشترین روزهای بارش سنگین بوده؛ یعنی در همه ی موج های بارش سنگین شرکت داشته است و در این حال همدان دارای کمترین روزهای بارش سنگین بوده؛ یعنی تنها دو موج شرکت داشته ا ست. همچنین نتایج نشان داد، سال 1997، سالی با بیشترین فراوانی امواج بارش سنگین بوده است. از 10 موج بارش سنگین مورد بررسی، حاکمیّت واچرخند طیّ 8 موج، روی محور زاگرس یا مناطق مرکزی و شرقی تر مشاهده شد. طیّ 5 مورد از این 8 مورد، سامانه ی داخل ایران، در دو مورد در شرق ایران و در یک مورد روی نواحی شمالی زاگرس و کشور ترکیه مشاهده شد. بازیابی سامانه های فشار عامل در تراز دریای آزاد و موقعیّت ناوه ها در تراز 500 هکتوپاسکال، از حدود دو روز پیش از آغاز تا پایان دوره ی بارش سنگین، نشان داد به تبع پیدایش واچرخند روی بامه ایران در موقعیّت میان دو ناوه یکی در غرب و دیگری در شرقِ سامانه ی بارش زا، جابه جایی شتابان و شرق سوی سامانه ی بارش زا کُند می شود. الگوهای شار افقی نم ویژه در تراز 700 هکتوپاسکال نشان دادند که این کُندی به پیدایش و تقویت هسته های تغذیه ی نم مطلق روی شرق دریای مدیترانه، شمال و میانه دریای سرخ و خلیج فارس کمک کرده است.

غرب و جنوب غرب ایران، به دلیل همجواری با پهنه های وسیع بیابانی عراق و شمال عربستان، به طور پیوسته در معرض پدیده ی گردوغبار قرار دارد. در این مطالعه به منظور تعیین دوره های مورد مطالعه، از داده های پدیده ی گردوغبار و میزان دید افقی در دوره ی زمانی 2000 تا 2011 و تصاویر ماهواره ای سنجنده ی مادیس استفاده شد. سپس برای شناسایی الگوهای همدید حاکم در زمان رخداد گردوغبار در فصل بهار با انتخاب 15 دوره رخداد گردوغبار در فصل بهار، داده های شبکه بندی شده ی دما، فشار سطح دریا، ارتفاع ژئوپتانسیل، نم ویژه و نسبی، سرعت قائم، مؤلّفه ی باد زناری (U) و نصف النهاری (V)، برای ترازهای متفاوت از NCEP/NCAR تهیّه و پس از تولید نقشه و پردازش های آماری، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته شد. الگوهای همدید انتشار گردوغبار در فصل بهار در غرب ایران، به سه الگوی پویا، گرماپویا و گرمایی گروه بندی می شوند. در الگوی پویا، سیستم های مهاجر بادهای غربی در شکل گیری گردوغبار، نقش تعیین کننده ای دارند. بدین صورت که شکل گیری ناوه غربی، الگوی بندالی زوجی یا بندالی اُمگایی در تراز میانی و پیرو آن، ایجاد مرکز همگرایی سطحی و کنش دو مرکز واگرایی بالایی و همگرایی سطحی، همراه با جبهه زایی در منطقه، موجب تشدید ناپایداری ها و افزایش سرعت باد در مناطق خشک مجاور ایران شده که به دلیل عدم تغذیه ی رطوبتی کافی، گردوغبار ایجاد می شود. در الگوی گرماپویا، گردوغبار هم تحت تأثیر شرایط حرارتی سطح زمین در عرض های پایین در کشور عربستان ایجاد می شود و هم در اثر نفوذ ناوه غربی در تراز میانی جو در عرض های بالاتر که حاصل آن، افزایش ناپایداری در کشور عراق است. الگوی گرمایی مربوط به اواخر فصل بهار بوده که پُرفشار جنب حارّه، پدیده ی غالب جوّ بالا در عرض های پایین به شمار می رود و گردوغبار در اثر شکل گیری کم فشارهای گرمایی و افزایش سرعت باد در مناطق خشک مجاور ایران ایجاد می شود.

در پژوهش پیش رو شاخصی به نام نمایه ی تأثیر خشکسالی (IDI) معرّفی شده است که بیانگر تأثیرات درازمدّت شرایط اقلیمی منطقه ی مطالعاتی، بر وضعیّت پوشش گیاهی مراتع آن منطقه است. نمایه ی تأثیر خشکسالی با تلفیق عواملی چون بارندگی و دما (به عنوان مهم ترین عناصر اقلیمی تأثیرگذار بر پوشش گیاهی منطقه ی مطالعاتی) و شاخص پوشش گیاهی SAVI با استفاده از تصاویر ماهواره ای محاسبه می شود. از مزایای نمایه ی مذکور این است که در GIS قابل محاسبه بوده و خروجی آن به صورت نقشه است و بنابراین می تواند پهنه بندی آثار خشکسالی بر پوشش گیاهی منطقه ی مطالعاتی را انجام دهد. در این پژوهش نمایه ی IDI با تلفیق داده های ایستگاه های هواشناسی دشت یزد اردکان برای تهیّه ی نقشه های بارندگی و دمای دشت (آمار هشت ایستگاه از بدو تأسیس تا کنون) و یک سری زمانی از داده های ماهواره ای سنجنده ی مادیس برای تهیّه ی نقشه ی SAVI مراتع (مشتمل بر 30 تصویر از ماه های دارای حداکثر پوشش گیاهی، بین سال های 2000 تا 2009 میلادی) محاسبه و سپس پهنه بندی شد. نتایج پژوهش نشان می دهد که مناطق شمالی دشت، دارای بیشترین مقدار IDI نسبت به مناطق دیگر هستند. بیشتر بودن مقدار عددی این نمایه در این مناطق، نشان دهنده ی تأثیرپذیری بیشتر پوشش گیاهی مناطق مذکور از پدیده ی خشکسالی ها و شرایط حاد محیطی است. طبقه بندی IDI به کلاس های شدید، متوسط و ضعیف، نشان می دهد که بیشترین مساحت مراتع دشت یزد اردکان به شدّت تأثیر متوسّط اختصاص یافته (حدود 50%) که این نواحی کمابیش در تمامی نقاط دشت پراکنده شده اند. همچنین تأثیر خشکسالی بر 39 درصد از مساحت مراتع منطقه ی مطالعاتی کم و بر 11 درصد باقیمانده شدید بوده است.