جغرافیا و مخاطرات محیطی

رخداد دماهای بحرانی کمینه و بیشینه، اثرات زیادی در افزایش هزینه مصرف انرژی و آب دارند. با هدف تحلیل آماری بحران های دمایی شهر قم، آمار روزانه دمای کمینه و بیشینه ایستگاه قم در طی دوره آماری ۹۲-۱۳۸۶ از سازمان هواشناسی و همچنین آمار مصرف روزانه آب، برق و گاز در طول دوره آماری مذکور از سازمان های مربوطه اخذ گردید. با استفاده از همبستگی، روابط دما با مصارف انرژی مشخص شد. برای این همبستگی از شاخص ضریب دما TI استفاده گردید. نتایج نشان می دهند، دما و مصرف گاز دارای یک رابطه معکوس هستند. ضریب دمای کمینه دارای بیشترین رابطه با مصرف گاز است. آستانه مصرف با توجه به دما دو میلیون مترمکعب در روز است. مصارف بالاتر از حد آستانه دارای بیشترین رابطه با دما بوده و براساس شاخص MSVI ماه های مصرف گاز در بالاتر از حد آستانه آبان تا اردیبهشت است. تغییرات دما با تغییرات مصرف آب و برق رابطه مستقیم دارد، ضریب دمای بیشینه دارای بیشترین رابطه با مصرف آب و برق است. آستانه مصرف آب با توجه به دما ۲۵۰ هزار مترمکعب در روز و برای برق ۸۰۰۰ مگاوات در روز است. مصارف بالاتر از حد آستانه برای آب و برق، رابطه بالاتری با دما نسبت به مصارف کمتر از حد آستانه دارد. بر اساس شاخص MSVI ماه های مصرف آب و برق در حد بالاتر از آستانه، خرداد تا شهریور ماه است.

عوامل مختلف طبیعی و انسانی در چند دهه اخیر باعث ایجاد شرایط بحرانی و افت سطح آب های زیرزمینی در بیشتر حوزه های آبخیز کشور از جمله استان خراسان رضوی شده است. در این تحقیق از تکنیک های تحلیل سری های زمانی مان-کندال و پتیت برای تحلیل روند شاخص خشکسالی هواشناسی SPI و شاخص خشکسالی آب زیرزمینی PSI در دوره آماری ۳۰ ساله (۱۳۹۳-۱۳۶۳) حوزه آبریز دشت مشهد استفاده شده است. جهت تحلیل مکانی وقوع خشکسالی هواشناسی و ارتباط آن با خشکسالی آب زیرزمینی نیز از روش های زمین آمار و تحلیل نقطه داغ استفاده گردید. نقشه های میان یابی شده شاخص SPI نشان داد که در سال های ۷۹-۷۸ تا ۸۰-۷۹، ۸۵-۸۴، ۸۷-۸۶، ۹۰-۸۹ و ۹۳-۹۲ حوزه آبریز مطالعاتی عمدتاً در طبقات فروخشک و خیلی خشک قرار می گیرد؛ اما نتایج تحلیل سری زمانی شاخص SPI در تمامی ایستگاه ها به جز ایستگاه اندرخ نشان می دهد که تغییرات تدریجی موجود در سطح پنج درصد معنی دار نیست؛ بنابراین حوزه آبخیز مشهد – چناران حداقل در طی سه دهه اخیر تغییرات تدریجی محسوسی را در میزان بارش و خشکسالی هواشناسی در اکثر ایستگاه های مورد مطالعه تجربه نکرده است. تغییرات تدریجی سری زمانی شاخص PSI در چاه های مشاهداتی قاسم آباد، کلاته نادر، مسکران، نومهن و هاشم آباد غیرمعنی دار و در بقیه چاه ها (۳۵ چاه) معنی دار می با شند. شاخص PSI در همه چاه ها به جز بلوار تلویزیون دارای روند کاهشی است. نقشه های پهنه بندی نیز نشان می دهند که شاخص PSI در دشت مورد مطالعه از سال های ۶۴-۱۳۶۳ تا ۷۹-۱۳۷۸ بیشتر در شرایط نرمال قرار گرفته و از سال های ۷۹-۱۳۷۸ هر چه به سمت حال حاضر پیش می رویم در طبقه شرایط خطرناک و حداقل تاریخی قرار می گیرد. نتایج تحلیل همبستگی بین دو شاخص SPI و PSI نشان می دهد که در اکثر موارد و سال ها ارتباط ضعیفی بین خشکسالی هواشناسی و آب زیرزمینی وجود دارد و نمی توان ارتباط معنی دار قوی بین این دو پدیده در دشت ارائه کرد. همچنین بر اساس تحلیل سری های زمانی دبی سالیانه آب مهم ترین رودخانه های تغذیه کننده (که نشان دهنده روندی غیر معنی دار در دوره مطالعاتی است) باز هم نمی توان ارتباط معنی دار قوی بین خشکسالی هیدرولوژیکی و خشکسالی آب زیرزمینی در منطقه برقرار نمود. سطح آب زیرزمینی دشت مشهد-چناران از سال ۱۳۶۴ تا ۱۳۹۳ بیشتر از ۲۵ متر افت را تجربه کرده که بیشترین آن در بین سال های ۱۳۷۸ تا ۱۳۸۲ بوده که بالغ بر ۶ متر افت مشاهده شده است. تعداد حفر چاه در طول این چهار سال ۱۰۵۴ حلقه است که بیشترین میزان حفر چاه را در طول دوره آماری نشان می دهد؛ بنابراین برداشت بی رویه از منابع آب زیرزمینی را می توان عامل اصلی افت سطح سفره در دشت مشهد معرفی کرد.

امروزه یکی از مهم ترین مخاطراتی که همواره شهرها را تهدید می نماید خطر وقوع زلزله است. ازاین رو، شهر اردبیل هم بمانند بسیاری از شهرها با توجه به قرارگرفتن بر روی چندین گسل فعال، ازجمله مناطق حساس و در معرض خطرات ناشی از وقوع زلزله است که دیر یا زود چنین چالشی را پیشرو خواهد داشت. لذا کاهش آسیب و مدیریت بحران و درنهایت تاب آور نمودن شهرها در برابر مخاطراتی همچون زلزله لازم و ضروری است. هدف این تحقیق، سنجش تاب آوری شهر اردبیل در برابر وقوع احتمالی زلزله و رتبه بندی مناطق چهارگانه آن می باشد. در این راستا برای تعداد ۵۰ نفر از کارشناسان شهرداری مناطق چهارگانه شهر اردبیل به روش نمونه گیری ساده و هدفمند پرسشنامه توزیع و تکمیل شد، و با استفاده از نرم افزارهایExcel ،SPSS ،Expert Choice و GIS و با بهره گیری از مدل های تصمیم گیری چندمعیاره ی وضعیت تاب آوری شهر اردبیل و مناطق شهری آن مشخص شدند. با توجه به یافته های پژوهش، میزان تاب آوری شهر اردبیل در برابر احتمال وقوع زلزله در آزمون t تک نمونه ای برابر با ۳۳/۳ به دست آمده است که پایین تر از حد متوسط می باشد. همچنین نتایج تحقیق در روش AHP نشان داد که از معیارهای چهارده گانه مورد استفاده، معیار دوری از محیط های خطرآفرین با ۱۴۲/۰، با ارزش ترین معیار برای تاب آوری شهر اردبیل در بحث مخاطره زلزله، شناخته شده است. یافته های پژوهش، در چارچوب مدل ها نشان نیز می دهند که به ترتیب منطقه دو، یک، سه و چهار در رتبه های اول تا چهارم تاب آوری مناطق شهرداری شهر اردبیل قرار گرفته اند. منطقه دو که بافت نو و برنامه ریزی شده دارد، از تاب آوری بالایی برخوردار است و در مقابل مناطق با بافت فرسوده و دارای اجتماعات با هسته روستایی همچون منطقه سه و چهار از آسیب پذیری بالایی برخوردارند. نهایتاً نتایج نشان می دهد شهر اردبیل در برابر خطر وقوع زلزله در وضعیت آسیب پذیری قرار دارد تا تاب آوری.

مکان یابی مناسب محل دفن پسماند های شهری از به وجود آمدن معضلات زیست محیطی در اطراف شهرها جلوگیری می کند. انتخاب مکان مناسب برای دفن پسماند نیازمند در نظر گرفتن عوامل متعددی است که با توجه به گستردگی و پیچیدگی عوامل مؤثر در مکان یابی، ضرورت استفاده از فناوری های اطلاعات مکانی و تلفیق آن با سایر امور مدیریتی و برنامه ریزی مطرح می شود. به این منظور، به کارگیری سیستمی یکپارچه متشکل از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و روش های تصمیم گیری چند معیاره (MCDM) ابزار مناسبی برای مکان یابی دفن پسماند هستند. در این تحقیق برای تعیین مکان های مناسب دفن پسماند شهرستان علی آباد از معیارهای فاصله از جاده، شیب، ارتفاع از سطح دریا، کاربری، میزان بارش، فاصله از گسل، فاصله از آب های سطحی، فاصله از مناطق حفاظت شده، زمین شناسی، فاصله از شهر و فاصله از روستا استفاده شد. نقشه های مربوط به هر یک از لایه ها در محیط Idrisi استانداردسازی و به صورت فازی تهیه گردید، در ادامه برای وزن دهی و تلفیق لایه ها از تحلیل فرایند شبکه ای فازی (FANP) و GIS استفاده شد و نقشه های نهایی به پنج روش gamma، And، Or،Sum و Productتهیه شد. سپس نقشه های مناسب مکان یابی دفن پسماند انتخاب شدند و هرکدام از آن ها به چهار طبقه مناسب، متوسط، ضعیف و خیلی ضعیف طبقه بندی گردید و طبقه مناسب روش های انتخابی لکه بندی شدند. روش هایی که میزان مساحت لکه های آن ها از میزان مساحت لازم برای دفن پسماند برای جمعیت تخمینی ۲۰ سال آینده شهرستان علی آباد کمتر بود، حذف شد. درنهایت روش های And و gamma با عدد ۹/۰ مکان مناسب دفن پسماند برای یک دور زمانی ۲۰ ساله را مشخص کردند.

صاعقه یا آذرخش یکی از مهم ترین پدیده های همراه با توفان های تندری است که سالانه جان بیش از دو هزار نفر را در جهان می گیرد. فعالیت های رعدوبرقی تا حدی به فعالیت های همرفتی محلی بستگی دارند ازاین رو در مقیاس های زمانی و مکانی خیلی متغیر هستند. از طرفی داده های رعدوبرق در ایستگاه های زمینی ثبت نمی شوند و محاسبه دقیق فراوانی و پراکنش فعالیت های رعدوبرقی با داده های سینوپتیک امکان پذیر نیست. ازاین رو در این پژوهش برای تعیین توزیع زمانی و مکانی رعدوبرق ها بر روی ایران از داده های سنجنده LIS ماهواره TRMM در دوره ۱۹۹۸ تا ۲۰۱۳ استفاده شده است. ابتدا فراوانی ماهانه و ساعتی توزیع داده ها محاسبه و با استفاده از تابع تراکم کرنل در نرم افزارGIS مناطق دارای بیشینه تراکم رعدوبرق ها برای مقیاس های سالانه و ماهانه محاسبه شد. نتایج این پژوهش نشان داد که ماه های می و آوریل دارای بیشترین و ماه های ژانویه و سپتامبر دارای کمترین فراوانی رعدوبرق ها هستند. همچنین بیشینه فراوانی رعدوبرق ها بین ساعات ۱۲:۳۰ تا ۲۰:۳۰ و کمینه فراوانی آن بین ساعات ۳:۳۰ تا ۹:۳۰ رخ می دهد. تابع تراکم کرنل هم نشان داده که بیشینه تراکم داده های سالانه رعدوبرق در شمال استان خوزستان و جنوب استان لرستان قرار دارد. دامنه های غربی رشته کوه های زاگرس، البرز مرکزی، کوه های جنوب کرمان، ناهمواری های جنوب سیستان و بلوچستان و بخش هایی از استان های خراسان رضوی و خراسان جنوبی دارای فراوانی بیشتر رعدوبرقی هستند. مناطق مرکزی و عموماً هموار داخلی نیز دارای کمترین فراوانی پدیده رعدوبرق در ایران هستند.

جلگه مرکزی گیلان طی دهه اخیر تحت تأثیر سه سامانه بارشی با بارش فوق سنگین برف قرار گرفته است. شناسایی مناطق تحت مخاطره و تعیین عوامل آب و هوایی مقیاس منطقه ای تاثیرگذار روی شکل گیری الگوی مکانی بیشینه عمق برف، نقش مهمی در مقوله مدیریت بحران و تسریع خدمات رسانی به جوامع آسیب پذیر ایفا می کند. بدین منظور، سازوکار این سامانه ها با استفاده از اجرای مدل عددی WRF با تفکیک افقی ۷ و ۲۱ کیلومتر شبیه سازی و بررسی شد. خروجی مدل دقت قابل قبولی در شبیه سازی مقادیر بارش و آشکارسازی دو هسته بیشینه ارتفاع برف یکی در جلگه مرکزی گیلان و دیگری حوالی تالاب انزلی دارد. منشأ این سه سامانه، توده هوای سرد و پرفشار قطبی از سمت شمال کشور روسیه و یا زبانه پرفشار نیمه دائمی سیبری و همراهی آن با ناوه های عمیق سطوح میانی جو است. گردش واچرخندی با هسته قوی روی شمال و شمال شرقی دریای کاسپین موجب فرارفت هوای سرد در لایه های زیرین وردسپهر می شود . واداشت سرمایشی ناشی از گسترش زبانه توده هوای سرد روی رشته کوه های قفقاز و شارش جریان های سرد کوه به دشت، موجب شکل گیری واچرخند ثانویه در مقیاس محلی روی جلگه کورا در غرب کاسپین می شود. تباین دمایی بین جلگه کورا و پهنه آبی کاسپین و همچنین شیو فشاری بین جلگه کورا و سواحل جنوب غربی کاسپین با سوی شرقی میدان باد از جانب پرفشار ثانویه کورا همراه است که در برخورد با جریان های غرب سو ناشی از گردش ساعتگرد واچرخندسرد روی کاسپین، موجب همگرایی جهت باد سطحی به صورت باند همگرایی در امتداد ساحل غربی پهنه کاسپین می شود. جریان های همگرا شده، حامل شارهای رطوبت بوده و به پهنه کوچکی در جنوب غربی سواحل کاسپین وارد می شود که دقیقاً منطبق بر کانون بیشینه عمق برف در جلگه مرکزی گیلان است. در سامانه برف ۱۳۹۲ در ناحیه همگرایی جریان باد در تصویر سنجنده مودیس ماهواره ترا و همچنین تصویر شدت بارشِ خروجی رادار گیلان، باند ابری مشاهده می شود که نتایج حاصل از شبیه سازی مدل عددی و تحلیل های همدید را تأیید می کند.

یکی از موضوعات محوری در مطالعات ژئومورفیک، بررسی چگونگی روند تغییرات در اشکال سطح زمین است. امروزه ماهیت مطالعات ژئومورفولوژی را تبیین و تحلیل فرم و فرایندهای ژئومورفیک موجود در سطح زمین تشکیل می دهد. در دیدگاه سیستمی، تحلیل های ژئومورفیک بر اساس رابطه میان فرم و فرایند صورت می گیرد. آستانه های ژئومورفیک به این علّت که شرایط مرزی در وقوع تغییرات را نشان می دهند و نیز به منظور درک تغییرات زمانی، یکی از مفاهیم اساسی در تئوری سیستمی است، از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. این پژوهش که مبتنی بر مطالعات کتابخانه ای و میدانی در حیطه آستانه ها و تعادل در راستای تحلیل سیستمی است تلاش دارد آستانه ها و طبقه بندی آن را در حوضه قزل اوزن موردمطالعه قرار دهد. بر همین اساس در سه محور مختلف، درونی، بیرونی و ترکیبی،تجزیه وتحلیل مجازی فرم و فرایندهای حوضه با کمک نقشه های توپوگرافی، لیتولوژی، شیب، خشکسالی (با کمک شاخص SPIو Moran)، ژئونرون های حوضه (با کمک نقشه های هم دما و هم بارش و استفاده از روش جاستین )، ردیابی دریاچه های قدیمی و سطوح فرسایشی، شواهد ژئومورفولوژیکی اسارت و انحرافانجام شده است.نتایج نشان داد که در قسمت جنوب حوضه نوعی تعادل ژئومورفیک حاصل شده و دلیل آن را می توان تخلیه تدریجی چاله بیجار و شکل گیری سطوح فرسایشی آن دانست. با تخلیه این سطوح رودخانه های مهمی همچون انگوران-چای و سجاس رود تغییر مسیر داده و با انحرافی که به دست آورده اند در شرایط کنونی در جای دیگری به قزل اوزن می ریزند. بررسی ژئونرون های منطقه نیز نشان داد که پایاب زنجان رود و میانه تحلیل برنده بوده و مقدار آبی که دریافتی بسیار کم تر از آبی است که از آن ها خارج می شود و اگر رودخانه هایی همچون انگوران چای، قلعه چای و قرنقو چای در مسیر به قزل اوزن نمی پیوست، چه بسا رودخانه کاملاً خشک می شد. این در حالی است که اکثر زیرحوضه های منطقه (سرآب و پایاب) جزء تقویت کننده ها بوده و همین امر سبب شده رودخانه قزل اوزن در این مناطق به دلیل وارد شدن مادّه و انرژی از زیرحوضه ها، همچنان پویا بماند و از تعادل ژئومورفیک خود دور شود.

مدل های GCM به طور وسیع برای ارزیابی تغییر اقلیم در یک مقیاس جهانی استفاده می شود؛ اما خروجی این مدل ها برای ارزیابی تغییرات اقلیمی در سطح محلی و منطقه ای کافی و دقیق نیست. در این مقاله با استفاده از مدل SDSM خروجی مدل تغییر اقلیم canESM۲ را در منطقه مورد مطالعه به وسیله داده های مشاهداتی ایستگاه تبریز که دارای آمار بلندمدت اقلیمی است، ریزمقیاس نموده و با در نظر گرفتن سناریوهای تغییر اقلیم RCP۲.۶، RCP۴.۵ و RCP۸.۵برای دوره های آینده ۲۰۳۹-۲۰۱۰، ۲۰۶۹-۲۰۴۰ و ۲۰۹۹-۲۰۷۰ تغییر اقلیم منطقه مورد نظر، مورد ارزیابی قرار گرفته است. مشاهدات روزانه حداقل و حداکثر دما، بارش برای دوره پایه ۱۹۹۰-۱۹۶۰ به عنوان ورودی وارد مدل شده است. نتایج خروجی مدل ریزمقیاس نشان می دهد که در دوره های آینده دما در ایستگاه تبریز بر اساس سه سناریوی مورد بررسی افزایش خواهد یافت. این افزایش برای دوره ۲۰۶۹-۲۰۴۰ و ۲۰۹۹-۲۰۷۰ محسوس تر خواهد بود. در ایستگاه تبریز به طورکلی بارش در سه سناریوی مورد بررسی برای دو دوره ۲۰۳۹-۲۰۱۰ و ۲۰۹۹-۲۰۷۰ کاهش و برای دوره ۲۰۶۹-۲۰۴۰ افزایش می یابد. همچنین بارش به طورکلی در فصل زمستان افزایش و بقیه فصول با کاهش بارش مواجه خواهد بود. تغییرات میانگین حداقل دمای ایستگاه تبریز در کلیه ماه ها به غیراز ماه نوامبر و دسامبر در دوره های آینده افزایش داشته است. حداقل دما در سه سناریوی مورد بررسی برای سه دوره مورد مطالعه افزایش می یابد. همچنین حداقل دما به طورکلی در تمام فصول افزایش می یابد که در فصل تابستان تا ۸ درجه نیز افزایش دما مشاهده می گردد.

بررسی نوع ابر و مقدار بارش ابرها از مواردی است که کمتر در کارهای پژوهشی به آن پرداخته می شود؛ لذا در این پژوهش با استفاده از فنّ دی کد کردن داده های سینوپ شش ایستگاه هواشناسی استان خراسان جنوبی، ویژگی های اقلیمی و روند بارش های پوششی و فرا رفتی موردبررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد درصد بارش های پوششی، فرا رفتی و مخلوط در استان خراسان جنوبی در دو فصل پاییز و زمستان مشابه یکدیگر و درصد بارش های پوششی، فرا رفتی و مخلوط فصل تابستان تفاوت زیادی با دیگر فصول دارد. بیشینه بارش های فرا رفتی در بیرجند در ماه های می تا اکتبر، در بشرویه در ماه های می تا جولای، در فردوس در ماه های می و ژوئن، در قاین در ماه های مارس تا نوامبر، در نهبندان در ماه های آوریل تا نوامبر و در طبس در ماه های می تا سپتامبر رخ می دهد و ایستگاه های بیرجند، قاین و نهبندان که ارتفاع بالاتری از سطح دریا نسبت به سه ایستگاه دیگر دارند بیشتر بارش های تابستانه آن ها از نوع فرا رفتی است.

در این مطالعه سامانه همرفتی عمیق روز ۲۷ مارس ۲۰۰۷ و سطوح جهیده (OT) مرتبط با آن که در برخی مناطق غرب و جنوب غرب ایران منجر به رخداد توفان و بارش های شدید شد، با استفاده از تصاویر SEVIRI مورد بررسی قرار گرفت. توسعه و اضمحلال سامانه با کاربرد تصاویر RGB حاصل از باندهای مریی، فروسرخ میانی و پنجره فروسرخ پایش شد. همچنین با کاربرد تصویر باند مریی، پدیده-های OT شناسایی شدند و توانایی روش های اختلاف دمای درخشندگی باندهای بخار آب، ازن و دی اکسیدکربن با IRW، برای شناسایی OT ارزیابی شد. درنهایت برای درک شرایط رخداد سامانه همرفتی مورد بررسی که با پدیده OT همراه بوده است، نقشه های انرژی پتانسیل همرفتی، روباد سطح پایین و جریان باد و همچنین نمودار هوف مولر رطوبت نسبی و رطوبت ویژه تفسیر شدند. نتایج نشان داد بیش تر پدیده های OT سطوحی با دمای ۲۰۸ تا ۲۱۵ درجه کلوین دارند که با معیار بیشینه دمای OT مطابقت دارد؛ اما چند پدیده OT با سطوحی اندکی گرم تر از ۲۱۵ درجه کلوین نیز مشاهده شده اند. در هر سه روش اختلاف دمای درخشندگی باندهای فروسرخ، برخی پیکسل ها به اشتباه به عنوان OT شناسایی شدند و برخی پدیده های OT بر اساس آستانه های تعیین شده، شناسایی نشدند، که به دلیل قدرت تفکیک مکانی نسبتاً ضعیف تصاویر مورد استفاده است. با وجود این که با کاربرد این تصاویر و روش ها تعداد و محل دقیق این پدیده ها را نمی توان به درستی تعیین نمود، اما می توان رخداد یا عدم رخداد آن ها را به طورکلی مورد بررسی قرار داد که می تواند برای تعیین ویژگی های فضایی و زمانی و همچنین شرایط رخداد پدیده OT که اثرات اقلیمی و جوی مهمی دارند، مفید و پرکاربرد باشد. بررسی شرایط رخداد سامانه مورد مطالعه نشان داد در روز رخداد این سامانه و روز قبل آن روباد سطح پایین در منطقه حضور داشته و در تزریق هوای گرم و مرطوب به منطقه نقش مؤثری داشته است.