پژوهش های جغرافیای طبیعی

به منظور بررسی تغییرات پوشش گیاهی و فاز های رطوبتی در اواخر پلئیستوسن و اوایل هولوسن در شمال غربی ایران ، یک مغزه ی رسوبی به طول هشت متر از کف دریاچه ی نئور در استان اردبیل برداشت و روی سه متر پایینی مغزه ، بررسی پالینولوژیک ( گرده شناسی ) انجام شد . بر اساس نمود ار گرده ی نئور ، دو دوره ی دیر یخبندان ( زون A1 و A2 ) و هولوسن پیشین ( زون های B1 ، B2 و B3 ) در بازه ی زمانی 12800 تا 7800 سال گذشته قابل شناسایی است . به نظر می رسد که در اواخر آخرین دوره ی یخ بندان و با شروع دوره ی سرد یانگردریاس ( زون A2 ) ، درختان ، به دلیل پایین بودن دما و رطوبت ، از پوشش گیاهی منطقه ی نئور حذف شدند . شاخص های گرده ای ( نسبت فراوانی گرده های خانواده ی گندمیان به درمنه ، نسبت فراوانی گرده های درختی به علفی ، و نسبت فراوانی گرده های خانواده درمنه به اسفناجیان ) نشان می دهد که به احتمال دو فاز مرطوب در حدود 9600 و 8200 سال پیش و هم چنین یک فاز خشکی در حدود 9400 سال پیش در هولوسن پیشین رخ داده است .

آشکارسازی عوارض در سطح زیر پیکسل، یکی از مسائلی است که در سال های اخیر و در زمینه های مختلف کاربردی مطرح بوده و با توجّه به ضعف توان تفکیک مکانی در بسیاری از سنجنده های ابرطیفی، روشی کارآمد معرّفی شده است. ازجمله اطلاعات بسیار با ارزش در زمینه ی اکتشاف های معدنی، تفکیک واحدهای دگرسانی در هر منطقه است. در این پژوهش برای تهیّه ی نقشه ی نواحی دگرسان، از منطقه ی آتشفشان مزاحم شهر بابک در ایران مرکزی و تصاویر سنجنده ی ابرطیفی هایپریون استفاده شده است و پس از حذف باندهای بد و پیکسل های معیوب، دو مرحله ی دیگر شامل حذف راه راه شدگی های تصویری و انحنای طیفی روی تصویر اعمال شد و در ادامه تصحیحات اتمسفری و هندسی روی آن انجام گرفت. سپس به منظور کاهش ابعاد داده ها از تبدیل حداقل سازی نویز روی تصاویر سنجنده ی هایپریون استفاده شد و به کمک فیلتر سازگاریافته ی تنظیم اختلاط و تحلیلی ابرداده های حاصل از ارزش های فراوانی اهداف و مقادیر ناممکن، حدّ آستانه های لازم برای استخراج اهداف به کار گرفته و به این ترتیب نقشه ی نواحی دگرسان به دست آمد. به منظور ارزیابی عملکرد روش مطرح شده از روش زیرپیکسل طیفی خطّی و گزارش های موجود از منطقه ی مورد مطالعه استفاده شد. نتایج نشان دادند که روش آشکارسازی فیلتر سازگاریافته ی تنظیم اختلاط در قالب الگوریتم مطرح شده، به میزان 20 درصد دقّت بهتری نسبت به روش زیرپیکسل طیفی خطّی از خود ارائه کرده است. این بهبود در آشکارسازی به وسیله ی الگوریتم مطرح شده، در حدّ آستانه های مختلف نیز نتایج بهتری نسبت به زیرپیکسل طیفی خطّی از خود نشان داد و مقادیر کاذب مثبت کمتری تولید کرد. افزون بر این، نتایج طبقه بندی نشان دادند که بخش عمده ی دگرسانی ها در ناحیه ی مرکزی آتشفشان مزاحم قرار گرفته و نواحی اطراف آن را دو ناحیه ی دگرسانی با شدّت های کمتر دربرگرفته است.

نظر به اهمّیّت لایه ی اُزون در زندگی بشر، پژوهش های زیادی تلاش در کشف قانونمندی حاکم بر تغییرات آن داشته اند. هدف این پژوهش مطالعه ی اثر شاخص های اقلیمی بر نوسان مقادیر اُزون کلّی در ایستگاه اصفهان است. برای این امر، آمار ماهانه ی اُزون کلّی ایستگاه اُزون سنجی اصفهان و نیز داده های مربوط به سیگنال های اقلیمی از پایگاه داده های اقلیمی NCEP/NCAR مورد استفاده قرار گرفت. همچنین از تحلیل همبستگی پیرسون و مدل های مختلف رگرسیون برای سنجش روابط استفاده شد. نتایج این پژوهش نشان داد ارتباط بین شاخص های AO و NAO با مقادیر اُزون در ماه های سرد؛ دسامبر، ژانویه و فوریه معکوس و ضعیف، ولی از بقیّه ی ماه های سال قوی تر است. روابط بین شاخص SOI با مقادیر اُزون کلّی از روند ماهانه ی مشخّصی پیروی می کنند و این ضرایب در ماه های سرد سال منفی و قوی و در ماه های گرم سال مثبت و ضعیف هستند. از این رو انتظار می رود با افزایش این شاخص، مقدار اُزون در بالای اصفهان افزایش یابد و برعکس. به طوری که بالاترین مقدار اُزون طیّ 15 سال با 433 دابسون همزمان با پایین ترین شاخص SOI و بالاترین دمای سطح آب در اقیانوس آرام روی داده است. شاخص SOI با زمان تأخیر دو و سه ماهه و شاخص AO با زمان تأخیر دوماهه و به صورت منفی، ارتباط معنادارتری با تغییرات اُزون کلّی دارند. ارتباط معکوس و قوی شاخص وزش باد مداری در سطح 200 میلی باری با تغییرات اُزون نشان می دهد با افزایش شاخص وزش باد مداری مقدار اُزون در ایستگاه اصفهان کاهش می یابد. بنابراین حرکت نصف النهاری/مداری باد می تواند بر افزایش/کاهش مقدار اُزون کلّی مؤثّر باشد.

در این پژوهش، ویژگی های سینوپتیکی فصل های اقلیمی در غرب ایران بر اساس داده های هواشناسی یک دوره ی زمانی 28 ساله، از سال 1982 تا 2009 میلادی مورد بررسی قرار گرفته است. هدف اصلی این پژوهش، بررسی ارتباط میان تغییرات الگوهای سینوپتیکی سطح دریا و تراز 500 هکتوپاسکال با زمان و طول مدّت هریک از فصول اقلیمی غرب ایران است. ابتدا با استفاده از تحلیل خوشه ای روی داده های میانگین فشار سطح دریا، ارتفاع تراز 500 هکتوپاسکال و همچنین رطوبت نسبی و جهت باد سطوح مذکور، نوع و طول مدّت هریک از فصول اقلیمی تعیین شد. سپس برای شناسایی نوع توده های هوا در هر فصل اقلیمی، از داده های ساعت های 3، 9، 15 و 21 UTC که عبارتند از: دمای هوا، دمای نقطه ی شبنم، میانگین پوشش ابر، بارش روزانه و فشار (QFF) و سمت و سرعت باد استفاده شد. برای کاهش متغیّرها، از روش تحلیل عاملی و برای گروه بندی متغیّرها، از روش تحلیل ممیّزی استفاده شده است. سپس فراوانی هر توده هوا بر حسب درصد برای هریک از فصول طیّ 28 سال محاسبه و ضمن معرّفی توده هوای غالب هر فصل، الگوی سینوپتیکی توده های هوا و عّلت مغایرت زمان آغاز و پایان هریک از فصول اقلیمی با فصول نجومی تشریح شده است. نتایج این مطالعه نشان داد که طولانی ترین فصول در غرب ایران، زمستان و تابستان هستند و اصلی ترین توده های هوای آنها نیز، به ترتیب توده های هوای معتدل خشک (DM) و حارّه ای خشک (DT) است. فصول بهار و پاییز نیز دو فصل گذار در میان این فصول به شمار می روند که در پاییز همانند فصل زمستان، توده هوای DM و در بهار توده هوای MM که توده هوای معتدل و مرطوب نامیده می شود، اصلی ترین الگوها را تشکیل می دهند.

یکی از روش های تهیّه ی رسترهای ارتفاعی، استفاده از نقشه های توپوگرافی کاغذی است. در ایران بسیاری از کاربران GIS با رقومی کردن نقشه های توپوگرافی 1:50000 سراسری به تهیّه ی مدل های رقومی ارتفاع می پردازند، اما کمتر به میزان دقّت و همچنین درجه اعتبار آنها در تحلیل های ناهمواری توجّه می شود. در این مقاله دو هدف عمده دنبال شده است، نخست به ارزیابی میزان دقّت این گونه رسترها با مقایسه ی شبکه های زه کشی مستخرج از رستر مبتنی بر نقشه ی توپوگرافی و شبکه ی زه کشی حاصل از تصاویر ماهواره ای پرداخته شده است و دوم درجه اعتبار آن در مقایسه با رستر نوع ASTER به عنوان یکی از پُرطرفدارترین نوع داده های مورد استفاده در ژئومورفولوژی سنجیده شده است. در این راستا ابتدا نقشه ی زه کشی منطقه ی مورد مطالعه از تصاویر ماهواره ای IRSpan سال 1384 استخراج و به دلیل نزدیک بودن به زمین واقعی، معیار این ارزیابی در نظر گرفته شده است. سپس منحنی های تراز 20 متری از نقشه ی توپوگرافی1:50000 منطقه ی رقومی و رستر ارتفاعی آن با اندازه های سلولی10 و 30 متر ساخته شد. به کمک ابزار هیدرولوژی در نرم افزار ArcGIS، شبکه ی زه کشی رستری منطقه در دامنه های سلولی 25 تا 500 سلول برای کلّ حوضه ی آبریز و سپس واحدهای ژئومورفولوژی مختلف استخراج و خصوصیّت های مورفومتری منطقه بر مبنای نقشه های به دست آمده مقایسه شدند. در آخرین مرحله ی شبکه ی زه کشی حاصل از DEM توپوگرافی با شبکه ی متناظر آن از DEM نوع ASTER مقایسه شدند.نتایج نشان داد که DEM های حاصل از نقشه های توپوگرافی در مقایسه با زمین واقعی، از خطاهای چشمگیری برخوردارند، اما در مقایسه با DEMهای ماهواره ای درجه اعتبار مناسبی را ارائه می کنند.

رودخانه ها از منابع عمده ی تأمین آب شیرین در جهان به شمار می روند. کاهش منابع آب و کمبود آب شیرین در جهان، لزوم مطالعه و بررسی تغییرات ایجادشده در ویژگی های آن را آشکار می کند. هدف از این بررسی، مطالعه ی تغییرات ایجاد شده در مورفولوژی بستر رودخانه و جابه جایی شکل گرفته در مسیر رودخانه و نیز، بررسی مقاطع عرضی رودخانه و عوامل مؤثّر در ایجاد تغییرات رخ داده ای همچون دبی و رسوب و... به دلیل احداث سد است. در بررسی تغییرات بستر رودخانه، به دلیل احداث سد، از دو سری داده های زمانی برای پیش و پس از احداث سد استفاده شده است که شامل دبی و رسوب می شوند. داده های دبی و رسوب روزانه از ایستگاه های هیدرومتری اشدلق و تازه کند به دست آمد و مقادیر رسوب سالانه، بر اساس مدل رگرسیون خطّی به روش کمترین مربّعات محاسبه شد. همچنین مقاطع عرضی رودخانه با استفاده از نقاط کنترلی موجود در آمارهای ایستگاه های هیدرومتری مورد نظر، به کمک نرم افزار HEC RAS ترسیم و با بررسی داده های محاسبه شده، میزان این تغییرات مشخّص شد. جابه جایی مسیر رودخانه در محیط نرم افزار ARC MAP و از طریق تصاویر ماهواره (2006) SPOT، عکس های هوایی 1:40000 سال 1374 و نقشه های توپوگرافی 1:25000 سازمان نقشه برداری بررسی و نتایج به صورت نقشه ارائه شد. نتایج حاکی از کاهش میزان رسوب حمل شده پس از احداث سد، کاهش میزان دبی و ثبات تقریبی آن که به دلیل هدایت جریان آب به داخل شبکه های آبرسانی برای کشاورزی و مصارف آشامیدنی بوده پایداری تقریبی بستر رودخانه، به دلیل جلوگیری از جریان یافتن سیلاب های بزرگ توسط سد و نیز، جریان یافتن دبی تقریبی ثابت طیّ سال ها است.

مطالعه ی دمای اعماق خاک از نظر هواشناسی، اقلیم شناسی، کشاورزی، صنعت و دیگر فعّالیّت های زیستی اهمّیّت فراوانی دارد. در این پژوهش، روابط دمای سطح زمین با دماهای اعماق 10، 50 و 100 سانتی متری خاک بررسی شد. این بررسی در پنج ایستگاه سینوپتیک استان کرمانشاه با بهره گیری از آمار ساعات30/6 صبح و 30/6 بعدازظهر در یک دوره ی 14 ساله (2006- 1993) و با استفاده از روش های آماری انجام گرفت. نتایج پژوهش نشان داد که با افزایش ژرفای خاک، دامنه ی نوسان سالانه ی دما و به ویژه دامنه ی شبانه روزی دما کاهش می یابد تا اینکه در عمق 5/0 متری، کمابیش اختلاف شبانه روزی دما از بین می رود. همچنین نوسان های شبانه روزی دمای هر عمق، در تابستان بیشتر از فصول دیگر است. اختلاف سالانه ی دما بین سطح زمین و اعماق، تا عمق 50 سانتی متری افزایش پیدا می کند؛ ولی از آن به بعد کمابیش به حالت ثبات می رسد. آزمون t با نمونه های وابسته نشان داد که میانگین ارقام سالانه ی دما در دو عمق 50 و 100 سانتی متری و نیز، اختلاف شبانه روزی دما بین این دو عمق، اختلاف معنا داری را نشان نمی دهد. تشابه رفتار منحنی های دمایی در اعماق خاک حاکی از آن است که جنس خاک، صرف نظر از اختلاف هایی که در اثر تفاوت های آب وهوایی پدید می آید، تأثیر چندانی در ترتیب توزیع ارتفاعی (عمقی) دما ندارد. در فصل زمستان، پایین ترین دماهای حداقل در اعماق 10، 50 و 100 سانتی متری خاک، نسبت به پایین ترین دماهای سطح زمین، به طور میانگین به ترتیب 3، 13 و 33 روز تأخیر نشان می دهد. این تأخیر برای بالاترین دماهای حداقل در فصل تابستان چند روز بیشتر است. بنابراین می توان نتیجه گرفت که درکل پایین ترین دماها، زودتر از بالاترین دماها به عمق معیّنی می رسند. دماهای اعماق خاک در ایستگاه ها با استفاده از یک مدل وایازی چندگانه و برمبنای سه متغیّر دمای سطح خاک، شماره ی روز سال و عمق موردنظر با دقّت خوب برآورد شد.

در طول سال های گذشته تحت تأثیر عوامل مختلف، سطح آب دریاچه ی ارومیه کاهش یافته و احتمال خشکی کامل آن را در سال های آینده تقویت کرده است. خشکی دریاچه ی ارومیه با بستری از رسوب های نمک در معرض هوا و وزش باد، تغییرات چشمگیری در وضعیّت گرمایی، بیلان انرژی و نیز، پراکنش ذرّات معلّق اطراف دریاچه ایجاد می کند. با به کارگیری مدل سازی اقلیمی در مقیاس منطقه ای، این امکان وجود دارد تا با استفاده از سناریوهای مختلفی مانند خشک یا پُر بودن دریاچه، تأثیر آن بر شرایط اقلیمی منطقه شبیه سازی شود. در این مطالعه با بهره گیری از داده های سه ساعتی جهت و سرعت باد در ایستگاه های همدید گرداگرد دریاچه ی ارومیه و با استفاده از مدل میان مقیاس آلودگی هوا TAPM، میزان حجم ذرّات معلّق و الگوی پراکنش آن در منطقه محاسبه شد. بادهای غربی در ایستگاه ارومیه، بادهای شمالی در ایستگاه خوی، بادهای جنوبی در ایستگاه مهاباد، و بادهای شرقی در دو ایستگاه مراغه و تبریز، بادهای غالب در مقیاس ماهانه و سالانه معرّفی شدند. خروجی گرافیکی باد روی دریاچه، گویای جهت-گیری بادهای همگرا از پیرامون دریاچه و باد غالب شمالی است که پراکنش ذرّات معلّق را به طور غالب در جهت جنوب و جنوب غرب دریاچه نشان می دهد. پراکنش و گسترش ذرّات معلّق در ساعات غروب و شبانه مشهودتر است. مطابق با جهت وزش بادهای به دست آمده از ایستگاه های هواشناسی، جهت باد غالب روی دریاچه از پیرامون همگرا شده و در جهت جنوبی کانالیزه می شود، بنابر نتایج به دست آمده از مدل سازی اقلیمی انجام شده، مناطق جنوب و جنوب غربی دریاچه که از دسته ی حاصلخیزترین زمین های زراعی و باغی منطقه هستند، در معرض بیشترین تهدید پراکنش نمک دریاچه ی ارومیه خواهند بود.