پژوهش های جغرافیای طبیعی

تغییرِ بینش پژوهشگران نقطة عطفی در تغییر ادبیات، منطق حاکم بر پژوهش، و حتی نوع ریاضیاتی است که آن ها در پژوهش های خود به کار می گیرند. بنابراین، شناخت ریشه های نظری روش ها کمک مؤثری است در درک بهتر پژوهشگر دارد. نسبی گرایی از مفاهیمی است که ابعاد مفهومی متعددی دارد. به طور کلی، دیدگاهی است در شناخت شناسی که الزام قطعیت را نفی، دلالت را جایگزین علیت، و دال و مدلول را جایگزین اصل علت و معلول می کند. نسبی گرایی همان اندازه در اندیشة سوفسطائیان و هرمونتیست ها مطرح است که در میان دانشمندان علوم تجربی، معرفت شناسی سیستمی، ترامتنیت، و عرفان و اشراق دیده می شود. این مطالعه برگرفته از رساله ای در دانشگاه خوارزمی است. در این مطالعه، با روش تحلیل گفتمان، دیدگاه هفت شخصیت برجسته در حوزة معرفت هرمنوتیک، علمی، سیستمی، ترامتنیت، و عرفان و اشراق دربارة نسبی گرایی باز خوانی و با آنچه گیلبرت در ژئومورفولوژی نسبی گرایی نامیده، مقایسه شده است. نتایج این پژوهش نشان می دهد:

یکی از اثرهای تغییر اقلیم بروز بی نظمی در چرخة هیدرواقلیمی کرة زمین است. این تغییرات در عدم موازنه تراز سطح آب در منابع آب زیرزمینی، سطحی، دریاچه ها و همچنین تغییر در توزیع مقدار و زمان بارش ها و جریان رودخانه نمود پیدا می کند. تحقیق حاضر به منظور شناخت روند تغییرات شاخص های حدی بارش روزانة ایران انجام گرفته است. بدین منظور، از داده های بارش 24ساعتة 47 ایستگاه سینوپتیک طی دورة 1982 2012 استفاده شده است. برای استخراج روندها از شاخص های تیم کارشناسی آشکارسازی و نمایش تغییر اقلیم و شاخص های ETCCDI با استفاده از نرم افزار RClimDex تحت زبان برنامه نویسی  Rبهره گیری شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد در دورة مورد مطالعه همة شاخص های حدی بارش در ایران دارای تغییر و روند است. در بیشتر ایستگاه ها، بارش سالانه کاهش (شامل حدود 92 درصد از ایستگاه ها) و تعداد روزهای خشک (CDD) افزایش یافته است (شامل حدود 72 درصد از ایستگاه ها) و فقط در برخی از ایستگاه ها در نواحی مرکزی و دامنه های زاگرس تعداد روزهای خشک روند کاهشی دارد. از نظر بارش های سنگین و نیمه سنگین و همچنین روزهای مرطوب و فوق العاده مرطوب، سهم تغییرات در ایستگاه های واقع در سواحل شمال و جنوب بیشتر است.

در این پژوهش به تعیین و بررسی تاریخ های آغاز و پایان یخبندان های زودرس بهاره و دیررس پاییزه و چند ویژگی آماری آن در ایستگاه های استان اردبیل پرداخته شده است. همچنین ویژگی هایی از جمله تاریخ های آغاز و پایان، تداوم، شدت و تواتر و ویژگی احتمالی این مؤلفه ها محاسبه می شود. روش مورد استفاده دانش احتمالات و زنجیرة مارکوف است. نتایج نشان می دهد روند کلی روز شمار تاریخ شروع یخبندان ها در ایستگاه پارس آباد کاهشی و در اردبیل و خلخال افزایشی است. روند روز شمار تاریخ های پایان یخبندان ها کاهشی است. شروع یخبندان ها (یخبندان های زودرس) در ایستگاه پارس آباد در ماه نوامبر و در ایستگاه های اردبیل و خلخال در ماه اکتبر است. یخبندان ها (یخبندان دیررس) در پارس آباد در ماه آوریل و در اردبیل و خلخال در ماهِ می پایان می یابد. در ایستگاه خلخال تداوم یخبندان ها بیشتر از ایستگاه های دیگر است. در ایستگاه خلخال تعداد یخبندان های شدید با احتمال رخداد 37 /2 درصد در ماه اکتبر بیشتر از ایستگاه های دیگر است. از نظر تواتر، در یخبندان های زودرس بیشترین احتمال رخداد مربوط به حالت یخبندان بعد از یخبندان بوده که در خلخال با احتمال 31 /63 درصد است و در یخبندان های دیررس بیشترین احتمال رخداد مربوط به حالت یخبندان بعد از حالت بدون یخبندان با احتمال 54 /61 درصد در ایستگاه اردبیل است.

فرسایش و هدررفت خاک امروزه به یکی از معضلات مهم زیست محیطی بشر تبدیل شده است. بنابراین، اجرای عملیات اصلاح و احیا برای کاهش آن ضروری است. هدف از این تحقیق برآورد میزان فرسایش خاک و سپس شبیه سازی اثر عملیات اصلاح و احیای مراتع بر میزان هدررفت خاک در منطقة لار استان مازندران است. نخست به مکان یابی طرح های اصلاح و احیای مناسب برای منطقه اقدام شد. سپس، با استفاده از معادلة تجدیدنظرشدة جهانی هدررفت خاک نقشة خطر فرسایش منطقه تهیه شد. سرانجام، با استفاده از این مدل، تغییرات فرسایش بعد از اجرای عملیات اصلاح و احیای فوق پیش بینی شد. میانگین بار رسوب سالیانه در منطقة مورد مطالعه 52 تن در هکتار در سال محاسبه شد. همچنین، مساحت اراضی ای که بایست در آن ها عملیات اصلاح و احیا انجام شود به ترتیب شامل 378 هکتار بذرکاری، 246 هکتار میان کاری، و 176 هکتار کپه کاری است. نتایج شبیه سازی پس از عملیات یادشده نشان داد که فاکتور های P و C به ترتیب به 8 /0 و 31 /0 خواهد رسید. بنابراین، میزان متوسط فرسایش بعد از عملیات اصلاح و احیا نیز به 34 تن در هکتار در سال کاهش خواهد یافت که معادل کاهش 34 درصدی میزان فرسایش است.

در پژوهش پیش رو ارتباط بین اختلاف درجة حرارت سطح دریا و هوا بر بارش های سنگین و فراگیر سواحل جنوبی خزر طی فصل پاییز بررسی شده است. داده های روزانة بارش ایستگاه های سینوپتیکِ آستارا، بندر انزلی، رشت، رامسر، بابلسر، قائم شهر، و گرگان طی سال های 1986 تا 2013 گردآوری شد. روزهایی که مقدار بارش آن ها حداقل در پنج ایستگاه بیشتر از صدک 95 آن سال بود به عنوان روزهای بارش سنگین و فراگیر تعریف شد. مشخص شد که افزایش  در بخش های جنوبی خزر بارش های سنگین و فراگیر را فقط در بخش شرقی منطقة مورد مطالعه به صورت معناداری افزایش می دهد. با بهره گیری از روش ادغام وارد و محاسبة همبستگی بین داده ها، سه خوشه تشخیص داده شد: خوشة اول بیشینة شیو  در راستای شمال غرب به جنوب شرق؛ خوشة دوم در راستای شمال به جنوب؛ و خوشة سوم در راستای غرب به شرق را بیان می کنند. ایستگاه های واقع در شرق منطقة مورد مطالعه در خوشة دوم بارش بیشتری داشتند؛ برعکس، ایستگاه هایی که در غرب قرار داشتند طی خوشة سوم بیشترین بارش را دریافت می کردند. بر اساس واکاوی همدیدی خوشه ها، استقرار هستة پُرفشار در شمال غرب دریای خزر سببِ ریزش هوای سرد از عرض های شمالی تر و ایجاد بارش های سنگین و فراگیر در منطقه می شود.

در این پژوهش تحلیل فضایی فراوانی رودبادهای مرتبط با بارش های فرین و فراگیر در غرب ایران با بهره گیری از رویکرد محیطی به گردشی انجام شده است. بارش روزانة 69 ایستگاه سینوپتیک و اقلیم شناسی (1961 2010) انتخاب شد و 119 روز بارش های فرین و فراگیر منطقه بر اساس توزیع تعمیم یافتة مقادیر فرین از میان آن ها برای بررسی انتخاب شد. فراوانی رودبادها در چهار تراز 250، 300، 400، و 500 هکتوپاسکال بررسی شد. نتایج بررسی ها نشان می دهد رودبادها در تراز 250 هکتوپاسکال فراوانی بسیار زیادی را نشان می دهند. نقشه های میانگین سرعت رودبادها از یک سو منطبق بر رخداد بیشینة فراوانی رودبادها و از دیگر سو مقارن با وقوع بیشینة سرعت رودبادها در پهنة مورد مطالعه است و از قرارگیری ربع دوم هستة رودباد (که با افزایش تاوایی مثبت و همچنین واگرایی سطوح فوقانی و همگرایی سطوح پایین جو همراه است) بر روی غرب ایران حکایت دارد. ترسیم بیضی استاندارد در همة سطوح به جز سطح 250 هکتوپاسکال نشان داد که غرب ایران در نیمة اول بیضی قرار گرفته است. نحوة عملکرد دینامیکی هستة رودباد در ورودی راست و خروجی چپ، که همراه با واگرایی بالایی است، هم زمان با همگرایی در غرب ایران، بارش های فرین را در پی دارد.

از ویژگی های منحصربه فرد دریای خزر تغییرات سریع تراز آن نسبت به تراز دریاهای آزاد است. این تغییرات سریع بین سال های 1929-1995 به وسیلة ایستگاه های اندازه گیری تراز آب و از سال 1992 به وسیلة داده های آلتی متری با دامنه در حدود سه متر به ثبت رسیده و اثرهای درخور توجهی در مورفولوژی ساحل داشته است. با وجود این، آثار تغییرات تراز پیش از ثبت تراز آب مبهم است و نتایج گوناگونی ارائه شده است. بنابراین، پیش بینی تراز بسیار پیچیده و اغلب با اشتباه توأم است. بر اساس داده های رادیو کربن به دست آمده از مناطق مختلف دریای خزر، دو دوره را می توان در اواخر هولوسن تفکیک کرد که در مورفولوژی دریای خزر اثرهای بسیار مهمی به جا گذاشته اند. این دو دوره تقریباً منطبق بر دوره های سردند و به عنوان دوره های سرد 2600 سال پیش و دورة سرد کوتاه در اروپای شمالی شناخته می شوند. در این مطالعه سعی شده است اثرهای دو دوره با استفاده از داده های میدانی، عکس های هوایی، و نتایج رادیو کربن از مناطق مختلف دریای خزر بررسی شود. نتایج نشان می دهد سواحل شرقی به دلیل شرایط توپوگرافی و مورفولوژی بیشترین تأثیر را در برابر افزایش تراز در دو دورة سرد هولوسن داشته است.

تروپوپاز لایة انتقالی از وردسپهر به پوش سپهر است. این لایه تعیین کنندة حد بالایی و ضخامت وردسپهر است. در پژوهش حاضر از داده های ژرفاسنج مادون قرمز اتمسفری (AIRS) سنجندة مودیس آکوا ماهواره (EOS) استفاده شد. این محصول به شکل پارامترهای ژئوفیزیکی است و در شبکه ای به ابعاد 1×1 درجة قوسی توزیع شده است. این داده ها از 180- تا 180 طول جغرافیایی و 90 تا 90 عرض جغرافیایی موجودند که از سامانه تطبیقی پردازش مودیس (MODAPS) دریافت شدند. پس از بارگیری تصاویر مربوط به سال های 2003 تا 2015 میلادی، داده ها وارد نرم افزار MATLAB شد و مقادیر ارتفاعی تروپوپاز برای ماتریسی به ابعاد 12×155 برای هر سال محاسبه شد (155 معرف مقادیر شبکه های محاط در مرز ایران و دوازده ماه های سال اند). نتایج حاصل از پردازش های تصویر وارد محیط نرم افزار ArcGis10.2 شد و نقشه های هر ماه با استفاده از روش کریجینگ به واسطة کمترین مقدار خطا تهیه گردید. نتایج نشان داد در ماه فوریه بیشترین اختلاف ارتفاع بین جنوب و شمال کشور رخ می دهد. تقریباً در همة پهنة کشور منحنی هم ارتفاع موازی و مداری اند. در ماه های گرم سال ارتفاع تروپوپاز در جنوب شرق کاهش می یابد و بالاترین ارتفاع تروپوپاز در مرکز کشور رخ می دهد.

در این پژوهش کارایی شاخص های ماهواره ای و پارامترهای ژئومورفومتری در برآورد بار رسوبی با استفاده از مدل های مبتنی بر هوش مصنوعی و داده کاوی به چالش کشیده شده است. بدین منظور، نخست مدل ها به کمک پارامترهای ژئومورفومتری مستخرج از مدل رقومی ارتفاعی و شاخص های ماهواره ای بهینه سازی شد و نزدیک ترین داده های دبی و رسوب به زمان تصاویر ماهواره ای خروجی مدل درنظر گرفته شد. پس از اجرای الگوریتم ها، به وزن دهی پارامترها و تعیین میزان تأثیرشان در پیش بینی بار رسوبی معلق پرداخته شد. نتایج نشان داد عملکرد مدل ها با ورودی های مختلف گوناگون است. مقادیر RMSE مدل ها بیانگر آن است که در صورت استفاده از پارامترهای ژئومورفومتری به عنوان ورودی مدل مقدار RMSE بیشتر است و در مقابل با استفاده از برخی شاخص ها به عنوان ورودی مدل ها میزان RMSE کاهش می یابد؛ به طوری که در مدل فرایند گوسی با ورودی پارامترهای ژئومورفومتری مقدار۱۰ /۳۵ RMSE= و در صورت ورودی شاخص های تصاویر ماهواره ای مقدار 7 /513RMSE= است. با تلفیق پارامترهای ژئومورفومتری و شاخص ها میزان دقت همة مدل ها افزایش یافته و مدل فرایند گوسی با 026 /5RMSE= بیشترین دقت را داشته است. نتایج حاصل از وزن دهی نیز نشان داد که شاخص های Clay index (average) و b5 (average) و NDVI (max) دارای بیشترین وزن بوده و بیشترین تأثیر را در پیش بینی بار رسوبی معلق داشته اند.

تبخیر مؤلفه ای اساسی در چرخة هیدرولوژی است و نقش مهمی در مدیریت منابع آب دارد. در این تحقیق عملکرد مدل های شبکة عصبی مصنوعی (ANN) و ماشین بردار پشتیبان (SVM) در تخمین تبخیر روزانه ارزیابی شده است. داده های روزانة هواشناسی میانگین دما، سرعت باد، فشار هوا، رطوبت نسبی، بارش، دمای نقطة شبنم، و ساعت آفتابی ایستگاه های سینوپتیک تبریز و مراغه، به منزلة ورودی مدل های ANN و SVM، برای تخمین تبخیر روزانه استفاده شد. نخست ده ترکیب مختلف از هفت ورودی و سپس ورودی های منفرد به منظور تخمین تبخیر به کار گرفته شدند. نتایج مدل های استفاده شده نشان داد که هر دو مدل ANN و SVM عملکرد قابل قبولی در تخمین تبخیر دارند. ارزیابی نتایج استفاده از ورودی های تکی نشان داد که به ترتیب کاربردِ پارامترهای میانگین دما و ساعت آفتابی نسبت به پارامترهای دیگر نتایج بهتری در تخمین تبخیر هر یک از ایستگاه ها داشته است. بررسی های این تحقیق نشان می دهد که اگرچه تفاوت معنی داری بین نتایج سه تابع کرنل ماشین بردار پشتیبان وجود ندارد، تابع کرنل پایة شعاعی در مقایسه با توابع کرنل دیگر از دقت زیاد و عملکرد بهتری در تخمین تبخیر روزانه برخوردار است.