پژوهش های جغرافیای طبیعی

هدف از انجام دادن این پژوهش بررسی عملکرد پایگاه داده بازکاوی ECMWF برای توزیع زمانی-مکانی تندی باد در شرق ایران و روند آن است. به این منظور، از داده های بازکاوی ECMWF با تفکیک افقی 125/0×125/0 درجه قوسی استفاده شد؛ عملکرد داده ها با استفاده از 11 ایستگاه سینوپتیک با دوره آماری ۱۹۸۵-2015 و به کارگیری نمایه آماری RMSE، MBE، MAE، و R2 بررسی شد. نتایج نشان داد Interim برای بررسی تندی باد از عملکرد بالا و مناسبی برخوردار است. متوسط بلندمدت تندی باد در منطقه مورد مطالعه 56/3 m/s است؛ بیشینه و کمینه تندی باد به ترتیب در جولای و دسامبر اتفاق افتاده است. آرایش اصلی باد در شرق ایران شرقی و شمالی است؛ ارتباط بین تندی باد با ارتفاع معکوس و با طول جغرافیایی مستقیم و در سطح 05/0 معنی دار است. همچنین، ارتباط بین عرض جغرافیایی و تندی باد نشان داد که این ارتباط در ماه های سرد سال معکوس و در ماه های گرم سال مستقیم است. بررسی روند تندی باد با استفاده از آزمون من- کندال (M-K) نشان داد متوسط روند تندی باد در  هفت ماه سال مثبت و در پنج ماه منفی است. همچنین، روند تندی باد در زمان آغاز (جون) باد 120روزه مثبت (۱۹۵/۰)و در زمان خاتمه (اکتبر) آن منفی (-۱۵۲/۰) است.

لندفرم ها و واکنش آن ها به تغییرات محیطی از جمله مباحثی است که از دیرباز مورد توجه متخصصان علم ژئومورفولوژی بوده است. یکی از لندفرم هایی که از تغییرات محیطی به ویژه فرایندهای زمین ساختی و فرسایشی تأثیر می پذیرد رودخانه ها هستند. هدف اصلی در این پژوهش تحلیل واکنش رودهای ناحیه برای رسیدن به نیمرخ تعادلی در مواجهه میان فرایندهای زمین ساختی با فرایندهای فرسایشی است. برای این پژوهش، سه رود اصلی ناحیه شامل آستانه، چشمه علی، و تپال بررسی شد. رابطه توان برشی رود در قالب ارتباط میان شیب و مساحت زهکشی، مقادیر دو پارامتر تندی و فرورفتگی کانال را استخراج می نماید. هر دوی این پارامترها متأثر از عوامل سنگ شناسی، زمین ساختی، توپوگرافی، و فرسایشی اند. نتایج حاصل از بررسی سه رود اصلی منطقه نشان می دهد که رسیدن به نیمرخ تعادلی در هر رود به عوامل بالاآمدگی نسبت به سطح اساس، فرسایشی، و سنگ شناسی بستگی دارد. بالاآمدگی رخ داده ناشی از گسل خوردگی آبراهه به افزایش ارتفاع و شیب کانال رود منجر شده و فرسایش در پاسخ به این تغییر در محیط رودخانه رخ می دهد. این امر باعث افزایش بار رسوبی تولیدی و در نتیجه بالارفتن بازده فرسایشی در رودها می شود. با افزایش بار رسوبی در پایین دست حوضه، رود قادر می شود تأثیر بالاآمدگی های گسلی بر بستر خود را خنثی کند.

رطوبت جو نه تنها یک گاز گلخانه ای مهم به شمار می رود، بلکه وردش های جهانی اقلیم و چرخه آب نیز به شکل قابل توجهی تحت تأثیر این عامل قرار دارد. در این مطالعه برای بررسی الگوهای توزیع فراوانی آبِ بارش پذیر در ایران از فرآورده آب بارش پذیر سنجنده مودیس آکوا برای بازه زمانی 1381-1396 استفاده شد. نتایج حاصل از اجرای روش تحلیل مؤلفه اصلی بر روی آرایه فراوانی آبِ بارش پذیر در گستره ایران نشان داد چهار مؤلفه اول 5/95 درصد پراش کل را تبیین می کند. ارتباط هر یک از این مؤلفه ها با عامل ارتفاع و فاصله از دریا نیز بررسی شد. نتایج تحلیل مؤلفه نشان داد در بخش های داخلی، ارتفاع و در کرانه ها شرایط دمایی و فرارفت رطوبت بیشترین نقش را در توزیع فراوانی رطوبت جو ایران بازی می کنند؛ به طوری که آبِ بارش پذیر مناطق با ارتفاع بالاتر از 3000 متر کمتر از 6 میلی متر و سواحل دریای عمان در 60 درصد اوقات بالای 26 میلی متر است. واکاوی پیوند میان ارتفاع و فاصله از دریا با مؤلفه های اصلی نیز تأییدی بر یافته های فوق بود.

هدف از این پژوهش مقایسه عملکرد مدل های سری زمانی SARIMA و Holt-Winters با روش های هوش مصنوعی شامل شبکه عصبی مبتنی بر توابع پایه شعاعی (RBF) و سیستم استنباط عصبی- فازی تطبیقی (ANFIS) به منظور پیش بینی فراوانی روزهای همراه با طوفان گردوغبار (FDSD) در فصل آتی است. بدین منظور، از داده های ساعتی گردوغبار و کدهای سازمان جهانی هواشناسی در پنج ایستگاه سینوپتیک استان سیستان و بلوچستان با طول دوره آماری 25ساله (۱۹۹۰-2014) استفاده شد. نتایج نشان داد روش ANFIS، نسبت به سایر روش ها، بهترین عملکرد را داشت و معیارهای ارزیابی R، RMSE، MAE، و NS آن به ترتیب از 72/0، 57/0، 42/0، و 71/0 تا 95/0، 51/0، 40/0، و 96/0 متغیر بود. همچنین، با افزایش شاخص متوسط FDSD در ایستگاه ها (از 06/1 تا 11/7)، دقت پیش بینی همه روش ها افزایش داشت. بر همین اساس، در سری زمانی SARIMA، ضریب همبستگی بین مقادیر مشاهداتی و پیش بینی شده شاخص FDSD از 64/0 به 79/0 افزایش یافت. برای روش های Holt-Winters، RBF، و ANFIS مقدار نیز ضریب همبستگی به ترتیب از 70/0 تا 87/0، 69/0 تا 92/0، و 72/0 تا 95/0 متغیر بود. درمجموع، با مقایسه روش های مورد استفاده، روش هوش مصنوعی ANFIS بهترین و مدل های سری زمانی SARIMA و Holt-Winters بدترین عملکرد را داشتند.

پیش بینی عملکرد محصول از مهم ترین ابزارهای برنامه ریزی به منظور تأمین به موقع محصولات زراعی، مخصوصاً محصول استراتژیک گندم، است. در این تحقیق پیش بینی عملکرد گندم دیم در بخشی از شهرستان گیلان غرب با استفاده از شاخص های گیاهی  NDVI و GLAI و داده های زمینی عملکرد گندم دیم و کاه مربوط به 35 قطعه زمین زراعی براساس ایجاد رابطه رگرسیون چندمتغیره بین شاخص های گیاهی و داده های زمینی در سال های زراعی 2014-2018 انجام گرفت. در بازه زمانی 2014-2018، نمودار دوره رشد محصول با استفاده از هر شاخص رسم شد و پارامتر هندسی مربوط به منحنی رشد گیاه مانند مساحت زیرنمودار از آن ها استخراج شد. نتایج این تحقیق نشان داد GLAI ضریب تعیین بیشتری نسبت به شاخص NDVI دارد. همچنین، رابطه رگرسیون چندمتغیره با 865 .0R 2 = برای برآورد میزان کاه و یک رابطه با 851 .0R 2 = برای گندم به دست آمد که درنهایت با استفاده از این روابط مقدار گندم برای کل منطقه برابر 295.606 تن و مقدار کاه برابر 705.032 تن برآورد شد. از بین مراحل مختلف رشد گیاه نیز مرحله تشکیل گل آذین با 65 .0R 2 = بیشترین ضریب تعیین جهت برآورد میزان محصول گندم و کاه را به خود اختصاص داد.

از آنجا که تاب آوری به توانایی یک مجموعه برای بازگشت به شرایط طبیعی پس از وقوع بلا دلالت دارد، هدف از مطالعه حاضر سنجش و ارزیابی سطح تاب آوری شهر ورامین در مواجهه با مخاطرات ناشی از تغییرات اقلیمی از دیدگاه شهروندان آن است. این مطالعه توصیفی- تحلیلی، با مشارکت 393 نفر از شهروندان ورامین در پاسخ به پرسش نامه ای با آلفای کرونباخ 89/0، که بر اساس مؤلفه های چهارگانه محیطی، اقتصادی- اجتماعی، زیربنایی، و نهادی طراحی شده بود، انجام شده است. تحلیل آمار توصیفی و استنباطی هر یک از مؤلفه ها و شاخص های آن ها در نرم افزار SPSS21 با استفاده از آزمون One Sample T-test محاسبه و با استفاده از آزمون فریدمن اولویت بندی شد. نتایج حاصل از سنجش میزان تاب آوری شهر ورامین با تأکید بر مخاطرات ناشی از تغییرات اقلیمی نشان داد که میزان تاب آوری از دیدگاه شهروندان 15/2 بوده که از متوسط مطلوب پایین تر است و بیانگر این است که شهروندان ورامین را در برابر مخاطرات ناشی از تغییرات اقلیمی آسیب پذیر می دانند. همچنین، از دیدگاه شهروندان، مؤلفه های اقتصادی- اجتماعی و زیربنایی میزان تاب آوری بالاتری نسبت به مؤلفه های محیطی و نهادی دارند. بنا بر پیشنهادهای به دست آمده از شهروندان، همکاری دولت، نهادهای محلی، و سازمان های آموزشی برای آگاهی دادن به افزایش مشارکت شهروندی در کاهش و سازگاری با اثرهای تغییرات آب وهوایی و بهبود تاب آوری شهری مؤثر است.

مشکلات ناشی از شرایط جوی در محورهای کوهستانی البرز، به ویژه در فصل زمستان، از موارد قابل مطالعه در زمینه علوم هواشناسی است. بنابراین، قرارگیری موقعیت مناسب ایستگاه های هواشناسی جاده ای از اهمیت بسزایی برخوردار است. بدین منظور، برای تعیین مکان مناسب ایستگاه های هواشناسی جاده ای، معیار مخاطرات اقلیمی شامل بارش، یخبندان برای شاخص های زمان شروع و خاتمه و تعداد روزهای یخبندان، دما جهت بررسی دمای کمینه و بیشینه با مقدار کمتر از 10- و بیشتر از 35 درجه سلسیوس، داده های ماهواره ای سطح پوشش برف، معیار ژئومورفولوژیکی شامل ریزش سنگ، نقاط زمین لغزش و گسل های فعال، معیار ترافیکی شامل نقاط پُرتصادف و شرایط محیطی معیار اقتصادی-امنیتی قرار می گیرد. سپس، با استفاده از روش فرایند تحلیل سلسله مراتبی و وزن دهی به هر یک از معیارها، نقشه نهایی الویت بندی محور چالوس و هراز تهیه و ایستگاه های هواشناسی جاده ای پیشنهاد داده می شود. نتایج نشان داد که پس از الویت بندی محورها از نظر نیاز به ایستگاه های جدید، با تحلیل Location-Allocation و بررسی فواصل بهینه محورها از راهداری، جایگاه های سوخت، دوربین های نظارتی، و روستاهای اطراف محور، ایستگاه های نهایی در قطعات الویت دار محور چالوس در محدوده کیاسر، مرزن آباد، خرگوش دره، و ولی آباد و در محور هراز در محدوده پلور، مبارک آباد- آبعلی، راهداری حدفاصل رودهن- بومهن، و رینه هستند. با توجه به شرایط منطقه معرفی شده، قابلیت تغییر ایستگاه ها در محدوده 1 تا 5 کیلومتری نقطه معرفی شده وجود دارد و هر ایستگاه هواشناسی منطقه ای درحدود 30 کیلومتر را پوشش می دهد.

فلزات سنگین در ذرات غبار نقش مهمی در آلودگی خاک های کشاورزی دارند که با شناخت آن گام مهمی در پیشگیری از اثرهای بهداشتی آن برداشته خواهد شد. در این پژوهش فراوانی طوفان های گردوغبار در ایستگاه های داراب، جهرم، فسا، و لار در بازه زمانی 16ساله (۲۰۰۰-2015) بررسی و با مدل های اسپلیت ردیابی شد. برای شناسایی غلظت فلزات سنگین در خاک زراعی گندم، 16 نمونه خاک زراعی از عمق صفر تا 5 سانتی متری در دو زمان قبل (فصل زمستان) و بعد از طوفان های گردوغبار (فصل تابستان) برداشته شد و در آزمایشگاه با استفاده از دستگاه جذب اتمی به روش شعله غلظت ها اندازه گیری شد و با شاخص زمین انباشتگی ارزیابی شد. نتایج نشان داد بیشینه طوفان های گردوغبار در بهار و اوج آن در ایستگاه فسا و جهرم بود که ذرات غبار از بیابان های عراق و ربع الخالی به واسطه بادهای شمال انتقال یافته اند. غلظت فلزات سنگین در خاک نشان داد که فلزات سرب و کادمیوم در زمان بعد از گردوغبار نسبت به زمان قبل افزایش یافت و اختلاف آن ها در سطوح 05/0 و 01/0 معنی دار بود. شاخص آلودگی زمین انباشتگی نشان داد غلظت فلزات در اکوسیستم های زراعی داراب و لار بیش از حد مجاز بوده و در طبقه آلودگی شدید قرار گرفتند.

در ژئومرفولوژی مباحث بنیادین متعددی مطرح است؛ از جمله این مباحث می توان به مقیاس اشاره کرد. بین چشم اندازها و اجزای فرم های تشکیل دهنده آن روابط خاصی وجود دارد که بر نوعی پیوستگی مقیاسی حکایت می کند. این قواعد و روابط مقیاسی نه تنها در سطح چشم اندازها، بلکه در سطح لندفرم ها نیز حاکم است و، به دلیل پیچیدگی های این مفهوم در مطالعات ژئومرفیک، کمتر به آن توجه شده است؛ حال آنکه صحت و دقت بسیاری از مفاهیم ژئومرفیک در گرو دانستن چنین مفاهیمی است. در این مقاله سعی شده است با تحلیل متن نوشته های هفت تن از محققان ژئومرفولوژی یعنی دورن کامپ [1] ، هَک [2] ، روسگون [3] ، اوانز و مکلین [4] ،تورکات [5] ، مندلبرت [6] ، و گلی مختاری در این زمینه مفاهیم مختلف مقیاس چون مقیاس ویژه [7] ، یونی ورسالیتی [8] ، ثبات مقیاس [9] ، ژئوآلومتری [10] ، فراکتال [11] یا بدون مقیاس، مقیاس در حوزه سلسله مراتبی تبیین شود. روش فوق متکی به تعاریف این محققان از مقیاس نبوده است، بلکه کالبدشکافی کارهای تجربی آن ها به طرح مفاهیم جدیدی در حوزه مقیاس منجر شده که از بطن نوشته ها و متدهای به کارگرفته آن ها مستخرج شده است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که

گردوغبارهای معدنی تحت عنوان عمده ترین نوع از هواویزه های وردسپهر هستند که تحت تأثیر تعامل سامانه جو- زمین هستند و اغلب درنتیجه شرایط آب و هوایی خشک و سرعت بالای باد ایجاد می شوند و مناطق حومه را تحت تأثیر قرار می دهند. در تحقیق حاضر، با استفاده از داده های روزانه عمق نوری گردوغبار در 550 نانومتر بر روی گستره ایران، سعی شد مناطق همگن گردوغباری بر روی ایران با استفاده از روش تحلیل مؤلفه های اصلی مدل سازی و طبقه بندی شود. بر پایه روش تحقیق، ایران به شش منطقه مجزای شمال شرق، غرب- شمال غرب، جنوب شرق، جنوب غرب، فلات مرکزی، و شرق ایران تفکیک شد که از مراکز عمده تحت تأثیر گردوغبارند. پراکنش رخدادهای حدی نیز نشان داد که شکل گیری هر کدام از مناطق شناسایی شده به دوری و نزدیکی آن ها نسبت به مناطق مختلف منبع گردوغبار بستگی دارد و شکل گیری هر منطقه بر روی جو ایران تابع رشد، گسترش، و طغیان رژیم های گردوغباری در سطح منطقه ای است. درنهایت، تکنیک های به کارگرفته شده موجب شد تا گردوغبار در قالب ساختارهای ساده و معنی دار فیزیکی ارائه و درک روشنی از مفهوم پراکنش جغرافیایی پدیده نمایان شود.