مصطفی کرم پور

در این پژوهش، گرمایش ناگهانی پوشن سپهر، با استفاده از داده های باز تحلیل NCEP/NCAR، در دوره آماری 2020-1948 موردبررسی قرار گرفت. نتایج تحلیل نشان داد که فراوانی رخداد گرمایش ناگهانی پوشن سپهر، در ماه فوریه با 17 درصد، بیش از سایر ماه ها می باشد. پس از محاسبه شدت گرمایش های آشکار شده، مشخص شد که در گرمایش 2018-2017، میانگین مؤلفه مداری باد به 48- متر بر ثانیه رسید و مقادیر منفی این کمیت 20 روز ادامه داشته است؛ این گرمایش به عنوان شدیدترین گرمایش ناگهانی پوشن سپهر در دوره آماری موردمطالعه شناسایی شده است. میزان همبستگی بین تغییرات مؤلفه مداری باد با زمان شروع گرمایش پایانی در تمام سال های تحت بررسی 6/0- می باشد و بدین معناست که هرچه انحراف معیار داده های مؤلفه مداری باد بیشتر باشد، پایان فصل سرد و گرمایش پایانی زودتر فرامی رسد. میزان همبستگی فاصله دو گرمایش زمستانه و گرمایش پایانی با شدت گرمایش اصلی 8/0- می باشد و نشان دهنده ارتباط قوی و معکوس بین این دو پارامتر می باشد و نشان می دهد هر چه گرمایش پوشن سپهر زمستانه (اصلی) شدیدتر باشد، گرمایش پایانی زودتر رخ می دهد و فاصله دو گرمایش اصلی و پایانی کمتر می شود.

توفان گردوغبار یکی از معضلات زیست محیطی است که اثرات مخربی بر روی سلامتی انسان، کیفیت هوا و اقتصاد کشورهای جهان می گذارد. هدف از این تحقیق تحلیل همدید و شناسایی منشأ گردوغبارهای وارد شده به شرق ایران و ردیابی مسیر حرکت آن ها می باشد. ابتدا با استفاده از داده های دید افقی، تصاویر ماهواره ای، شاخص گردوغبار مربوط به ماهواره OMPS و شاخص عمق نوری آئروسل ها (AOD)، توفان های گردوغبار شرق ایران طی دوره آماری 2010 تا 2018 مورد بررسی قرار گرفت. سپس داده های فشار، سمت و سرعت باد و ارتفاع ژئوپتانسیل و جریان های جتی در سطوح مختلف جوی از مرکز اروپایی پیش بینی های هواشناختی (ECMWF) با قدرت تفکیک مکانی 25/0× 25/0 دریافت شد. در نهایت برای مشخص کردن منشأ شکل گیری توفان از مدل HYSPLITE استفاده شد. نتایج نشان داد که 67/46 درصد از توفان های منطقه به صورت محلی و 33/33 درصد به صورت انتقال یافته از محل دیگر می باشند و 20 درصد نیز به صورت همزمان رخ داده است. نتایج حاصل از مطالعات ماهواره ای نشان داد که توفان های انتقال یافته معمولاً در جنوب عراق و مرکز عربستان شکل گرفته و سپس به سمت منطقه مورد مطالعه انتقال یافته است که با نتایج حاصل از مدل مقایسه و صحت سنجی شد. بررسی های همدیدی این نوع توفان ها نیز نشان داد که منشأ سینوپتیکی آن ها، باد شَمال می باشد که در اکثر موارد همگرایی جت استریم جنب حاره و قطبی، شرایط مطلوبی برای رخداد توفان های شدید گردوغبار فراهم آورده است. نتایج توفان های شکل گرفته درخود محل نیز نشان داد که عامل توفان  ناشی از گرادیان شدید فشاری، سیکلون و دخالت جریانات رودباد است.

داده های CFSR با تفکیک مکانی یک دهم درجه و تفکیک زمانی ساعات (01و07 گرینویچ) از سال 2006 تا 2008 برای ماه ژانویه استخراج گردید و میانگین ماهانه ساعتی سپیدایی ،شار تابش خالص در شرایط هوای صاف و ابری  واکاوی شد و این نتایج بدست آمد:  میزان سپیدایی غرب شهربه دلیل ساخت شهری بیش تر از شرق شهر است. مقدار آن در روزهای که سطح شهر مرطوب بوده تا 2 درصد کاهش پیدا میکند. میانگین شار خروجی موج بلند زمینی در شب در شمال شهر به دلیل گرمای تولید شده انسانی بیش تر از ناحیه جنوبی است که اختلاف آن 4 وات بر متر مربع می باشد. اختلاف شار ورودی موج کوتاه انرژی خورشیدی در شرایط هوای صاف با ابری در ساعت هفت در این زمان  بسیار زیاد بوده که در شرایط ابرناکی فقط  15 درصد از مقدار انرژی ورودی درسطح شهردریافت شده است . شار گرمای زمینی مانند دیگر مولفه های بودجه تابش توزیع یکنواختی ندارد ومقدار آن در جنوب بیش تر از شمال است،که در شمال و جنوب 21 وات بر متر مربع اختلاف دارد . انتقال انرژی به صورت گرمای نهان در سطح شهر گاهی اوقات جهت شار آن در شمال و جنوب شهر بر خلاف هم دیده میشود .در ساعات اولیه شب بدلیل گرمای انسانی تولید شده بیش تر در شمال شهر جهت آن از زمین به درون جو ومنفی است ولی در جنوب شهر از جو به سطح زمین دیده است.

امروزه در زمینه مطالعه و توضیحات سیستم یکپارچه مبتنی بر کاربرد ماهواره ها برای نظارت و پیش بینی شرایط محیطی زمین در بلند مدت و کوتاه مدت و فعالیت های اقتصادی وابسته به آب و هوا ماهواره های مختلفی به کار گرفته شده اند. این سیستم ها بر اساس روش سنجش از دور یا مشاهدات ماهواره ای از زمین، نظریه بیوفیزیکی پاسخ گیاهان به شرایط اقلیمی، مجموعه ای از الگوریتم های پردازش داده های ماهواره ای، تفسیر، توسعه محصول، اعتبار سنجی، کالیبراسیون و کاربردها را شامل می شود. مشاهدات جدید ماهواره ای عمدتاً توسط تصاویر پیشرفته مادون قرمز که بسیار کارآمد هستند، نشان داده می شوند. در این رابطه، استفاده از روش های سنجش از دور، جهت پایش و بررسی اثرات بارش دریافتی بر پوشش گیاهی، به عنوان یکی از کارآمدترین روش ها شناخته شده است. به منظور آشکار سازی تاثیر بارش بر پوشش گیاهی ، جهت محاسبه میانگین ماهانه (SPI) داده های بارش 13 ایستگاه هواشناسی سینوپتیک مورد استفاده قرار گرفت. سپس با استفاده از تصاویر مادون قرمز به صورت میانگین هفتگی2021-2013 (اول آوریل تا پایان ژولای)، به بررسی وضعیت پوشش گیاهی پرداخته شد. میزان همبستگی (SPI) با شاخص هایNDVI ،TCI ،VCI وVHI به ترتیب 050/0، 069/0، 0027/0، 0025/0 می باشد. شاخص (VCI) همبستگی بیشتری با (SPI) دارد که می تواند به عنوان یک روش ترکیبی از سنجش از دور و اطلاعات ایستگاه های هواشناسی (SPI) برای بررسی شرایط پوشش گیاهی در استان کرمانشاه مناسب باشد. پوشش گیاهی همه ساله با درجات مختلفی از خشکسالی رو به رو بوده است. شدیدترین خشکسالی پوشش گیاهی در 2015 در قسمت های مرکزی، جنوبی و شمال شرقی استان رخ داده است. در 2013 خشکسالی با شدت کمتری نیز رخ داده و در 2016 ، 2018، 2019 و2020 پوشش گیاهی در شرایط مطلوب تری قرار داشته است.

رودخانه های جوی یکی از پدیده های اتمسفری مولد بارش های سنگین است می تواند منجر به خسارات جانی و مالی قابل توجهی شود. آگاهی از سازوکار سینوپتیکی شار بخارآب و تشکیل رودخانه جوی در اتمسفر کشور و نیز آشکارسازی در همکنش بین مؤلفه پیوند از دوری NAO و ایجاد و تشدید این پدیده جوی، می تواند تا حد زیادی رخدادهای بارش های سیل آسا را قابل پیش بینی تر سازد. هدف اساسی این تحقیق آشکارسازی پدیده رودخانه جوی در اتمسفر ایران و ارتباط آن با فازهای پدیده NAO است. در این راستا از داده های مؤلفه های مداری و نصف النهاری باد، رطوبت ویژه و آنومالی های پدیده NAO، از پایگاه داده های NOAA طی دوره آماری 1944-2019، اخذ شد. نتایج نشان داد که در طول دوره ی مطالعه رودخانه های اتمسفری ازنظر طول و عرض جغرافیایی جابجایی داشته و به عرضه ای پایین تر به سمت نیمه ی جنوبی ایران کشیده شده اند. بین شاخص NAO و جریانات نصف النهاری در سطوح بالاتر از 600 هکتوپاسکال همبستگی بالایی داشت همچنین سیگمای 2101/0 نشان داد که همبستگی بالایی با NAO در منطقه ی رخداد رودخانه های اتمسفری وارد به جو ایران وجود دارد، مراکز پرفشار در جهت دهی رودخانه های اتمسفری نقش مهمی دارند رودخانه های اتمسفری نمی توانند از مراکز فشار عبور کنند و معمولاً در مرز بیرونی این مراکز در نیمکره ی شمالی انحنای نصف النهاری پیدا می کنند و سبب جهت دهی جنوب غربی و شمال شرقی آن ها می شوند. منبع رطوبتی اصلی رودخانه های اتمسفری وارد به ایران اقیانوس اطلس می باشد که از سمت پهنه های آبی مانند دریای سرخ، دریای عمان، اقیانوس هند و خلیج فارس تقویت می شود.

این تحقیق با هدف آشکارسازی ارتباط بین تغیرات پوشش اراضی و تغییرات شاخص عمق اپتیکی آیروسل در محدوده زاگرس میانی انجام گرفت. در این راستا از دو دسته از محصولات سنجش از دوری سنجنده MODIS استفاده گردید. ابتدا تغییرات پوشش اراضی محدوده مورد مطالعه، با استفاده از محصول مشتق طبقه بندی کاربری اراضی سنجنده MODIS انجام گردید. در بخش دوم تحقیق به بررسی روندهای رخدادهای گردوغبار براساس داده های ایستگاهی کدهای گردوغبار 4 ایستگاه خرم آباد، شهرکرد، یاسوج و آباده اقدام گردید. علاوه بر آن نیز روند شاخص عمق اپتیکی آیروسل (AOD)، با استفاده از محصول MOD04-L2 سنجنده مادیس برای دوره آماری 2000 تا 2020 بررسی گردید. نتایج نشان داد که 6 طبقه پوشش اراضی مرتعی، جنگلی، کشاورزی، شهری، مسکونی، بایر و پهنه های آبی در زاگرس مرکزی وجود داشته است که در این میان طبقه جنگلی به طور سالانه حدود 123 کیلومتر مربع از مساحت آن کاهش پیدا کرده است. پوشش مراتع که عمده ترین پوشش محدوده مطالعاتی است نسبتا ثابت مانده است و کاربری های اراضی کشاورزی روند افزایش قابل توجهی را طی کرده است و از 7 درصد سال 2000 به در5/9 درصد در سال 2020 رسیده است. اراضی شهری و مسکونی نیز روند افزایشی را طی کرده بودند. اما از طرف دیگر بررسی روند سری زمانی 21 ساله شاخص AOD بیانگر وجود یک روند افزایشی طی 21 سال اخیر بود. از میان طبقات کاربری، دو طبقه مراتع و جنگلها که در واقع بیش از 90 درصد از مساحت محدوده مطالعاتی را به خود اختصاص داده اند، ارتباط معکوسی با شاخص AOD نشان داده اند. ولی طبقه اراضی کشاورزی ارتباط مستقیمی با شاخص AOD داشته است. بنابراین روند کاهشی طبقه جنگلی در سطح منطقه به طور معنی داری با روند افزایشی AOD در سطح منطقه همراه بوده است و از طرف دیگر روند افزایش طبقه اراضی کشاورزی همراه با افزایش AOD در سطح منطقه بوده است.

مجموعه رادیومتر تصویربرداری مادون قرمز مرئی (VIIRS) یکی از ابزارهای کلیدی روی فضاپیمای سازمان ملی امریکا در مدار قطبی (Suomi NPP) است که با موفقیت در 28 اکتبر 2011 پرتاب شد که نسل جدیدی از قابلیت های تصویربرداری با وضوح متوسط عملیاتی پس از AVHRR  در NOAA، MODIS در ماهواره های Terra و Aqua را امکان پذیر می کند. VIIRS  نظارت عملیاتی محیطی و پیش بینی عددی آب وهوا با 22 باند تصویربرداری رادیومتریک با طول موج های 41/0 تا 5/12 میکرومتر را پوشش می دهند. به منظور آشکارسازی تأثیر بارش بر پوشش گیاهی استان لرستان، میانگین ماهانه شاخص استاندارد بارش SPI با استفاده از داده های بارش 7 ایستگاه هواشناسی استان محاسبه شد. سپس با استفاده از تصاویر مادون قرمز به صورت میانگین هفتگی در دوره زمانی 2021-2013 (اول آوریل تا پایان ژولای) اخذ شده از سنجنده Suomi NPP  به بررسی وضعیت پوشش گیاهی پرداخته شد. نتایج نشان داد میزان همبستگی شاخص استاندارد بارش با شاخص NDVI، VCI،TCI و VHI به ترتیب 0037/0، 0048/0، 174/0 و 150/0 است. شاخص TCI همبستگی بیشتری با شاخص SPI داشته و به عنوان یک روش ترکیبی از سنجش ازدور و اطلاعات ایستگاه های هواشناسی برای بررسی شرایط پوشش گیاهی در استان لرستان مناسب است. پوشش گیاهی همه ساله با درجات مختلفی از خشکسالی روبه رو بوده و شدیدترین خشکسالی پوشش گیاهی در 2021 در بیشتر مناطق استان به ویژه قسمت های مرکزی، جنوبی و شمال شرقی استان رخ داده است. در سال های  2013، 2015 و 2018 خشکسالی پوشش گیاهی با شدت کمتری رخ داده و در 2016،2018، 2019 و 2020 پوشش گیاهی در شرایط مطلوب تری قرار داشته است.

سیل ناگهانی، یکی از خطرناکترین رویدادهای طبیعی است و اغلب باعث تلفات جانی و آسیب به زیر ساخت ها و محیط زیست می شود. در این پژوهش، رخداد شدیدترین طغیان های متداوم ماهانه (اکتبر- مارس) در بازه 2021-1989 بررسی شد. داده های بارش 115 ایستگاه سینوپتیک انتخاب شد. سپس مجموع بارش های 1تا 9 روزه بر اساس شدت، مرتب گردید. با استفاده از نرم افزار آماری مینی تب و شاخص آندرسن دارلینگ، بارش های شدید بر اساس صدک نود و پنجم، استخراج شد. سپس بر اساس معیار های بیشترین و کمترین تعداد روزهای بارشی، بیشترین و کمترین بارش تجمعی ریزش کرده، مرطوب ترین و خشک ترین ماه ها مشخص گردید. با در نظر گرفتن سه معیار شدت، تداوم و فراگیری بارش، قوی ترین توفان های رخداده در مرطوب ترین ماه ها انتخاب شد. داده های مورد استفاده، جهت بررسی همدیدی، شامل داده های فشار سطح متوسط دریا، ارتفاع و مولفه قائم باد تراز 500 هکتوپاسکال، میدان باد و نم ویژه ترازهای فشاری 925، 850 و 700 هکتوپاسکال و مقادیر شار افقی نم ویژه سطح فشاری 925، 850 و 700 هکتوپاسکال می باشند. احتمال رخداد رودخانه های جوی توسط شار رطوبت مستخرج از مولفه های رطوبت ویژه، باد مداری و نصف النهاری شناسایی شدند. نتایج نشان داد؛ توفان های 27تا 31 اکتبر 2015، 5تا 7 نوامبر 1994، 12تا 16 دسامبر 1991، 11 تا 15 ژانویه 2004، 3 تا 9 فوریه 1993 و 13تا 15 مارس 1996 شدیدترین توفان ها در مرطوب ترین ماه ها بوده اند. انتقال رطوبت در توفان های اکتبر، نوامبر، فوریه و مارس از جنوب غرب دریای سرخ توسط رودخانه های جوی، به نوار غربی، جنوبغرب، جنوب و جنوبشرق ایران انجام شده است.

سابقه و هدف: در هر منطقه ای شرایط خشکسالی، از متوسط تا شدید و با مدت زمان متفاوت، متغیر است که این مسئله نظارت مداوم و عملیاتی را می طلبد. هرچه خشکسالی در مدت زمانی طولانی تر رخ دهد، تأثیرات آن در پوشش گیاهی و منابع آبی بیشتر است و خشکسالی تشدید می شود؛ درنتیجه، ممکن است خدمات رسانی به انسان ها محدود شود و دستگاه های طبیعی تغییر یابد. آثار خشکسالی شامل تخریب زیستگاه های حیات وحش و کاهش کیفیت آب، کاهش دسترسی به منابع آب و مواردی دیگر می شود و درنتیجه آن، اختلالاتی مانند حوادث آتش سوزی و دیگر حوادث طبیعی افزایش می یابد. پوشش گیاهی در هر منطقه، به ویژه در مناطق گوناگون استان لرستان، به دلیل کمبود بارش و خشکی محیط، هرساله درمعرض خطر وقوع آتش سوزی های متعدد قرار دارد. به همین دلیل، موضوع آشکار سازی و مشخص کردن مناطق مستعد آتش سوزی در رابطه با مهم ترین عنصر اقلیمی (بارش) انتخاب و انجام شده است که می تواند اقدامات مناسب و پیشگیرانه برای حفاظت از مناطق پوشش گیاهی را تسهیل کند. در این تحقیق، سعی شده است از روش ترکیبی استفاده شود. مواد و روش ها: در این مطالعه، تلاش شده است با استفاده از تصاویر فروسرخ سنجنده Suomi NPP و بهره گیری از شاخص های NDVI، VCI و TCI وضعیت خشکسالی پوشش گیاهی در استان لرستان بررسی شود. دوره مورد مطالعه 2013-2021، از اول آوریل تا انتهای جولای (هفته 13 تا 26 میلادی)، به صورت میانگین هفتگی است. میانگین ماهیانه شاخص استاندارد بارش (SPI) با استفاده از داده های بارش ماهیانه ایستگاه های هواشناسی الیگودرز، دورود، خرم آباد، بروجرد، نورآباد، کوهدشت و ازنا مشخص شده است تا وضعیت بارش به خوبی تحلیل شود و ماه های خشک و مرطوب از یکدیگر تفکیک شود. سپس ضریب همبستگی شاخص SPI با هریک از شاخص های پوشش گیاهی (NDVI)، VCI و TCI محاسبه شده است. نتایج و بحث: براساس داده های ثبت شده بارش در ایستگاه های هواشناسی استان لرستان، می توان گفت که در فصل تابستان، (ژوئیه، اوت و سپتامبر) در محدوده مطالعاتی بارش رخ نمی دهد و فقط در فصل های پاییز، زمستان و بهار شاهد بارش هستیم. بنابراین سال آبی در استان لرستان تقریباً از دهه سوم سپتامبر آغاز و تا دهه دوم و سوم ژوئن هر سال ادامه دارد. این نکته نشان دهنده خشکی بسیار زیاد هوا و کمبود رطوبت است. خشکی هوا یا کمبود رطوبت و افزایش دما شرایط لازم را برای ایجاد آتش سوزی در استان، فراهم می کند. در این نوشتار، در فصل تابستان، استان لرستان یک فصل خشک را می گذارند و ماه اوت خشک ترین ماه سال است. نتیجه گیری: این پژوهش نشان داد که همواره پوشش گیاهی در استان لرستان با خطر وقوع آتش سوزی روبه روست و این حوادث، طی سال هایی که کمبود بارش وجود داشته است، در ماه های گوناگون بسیار زیاد است. اثبات شد که چنانچه در ماه های اول سال آبی کمبود بارش وجود داشته باشد، خطر آتش سوزی پوشش گیاهی، حتی در ماه های سرد سال، وجود دارد. این خطر در ماه های گرم سال افزایش شایان توجهی می یابد و این مسئله در سال 2021 رخ داده است. محاسبات SPI نشان داد ماه های ژوئیه، اوت و سپتامبر در استان لرستان شاخص بارندگی منفی است. نتایج نشان می دهد که بهترین شاخص مبتنی بر تصاویر ماهواره ای، به منظور پایش خشکسالی پوشش گیاهی و خطر آتش سوزی در منطقه مورد مطالعه، TCI است. در سال های 2013 و 2015 بیشترین شدت خطر آتش سوزی در پوشش گیاهی، در مناطق غربی و مرکزی استان لرستان، وجود داشته است. در سال 2021، بیشترین شدت خطر آتش سوزی در پوشش گیاهی، در منطقه مورد مطالعه، به وقوع پیوسته است. به دلیل تغییرات زیاد و پراکندگی میزان شاخص های پوشش گیاهی مؤثر در وقوع آتش سوزی ازلحاظ زمانی و مکانی، همبستگی ناپارامتریک اسپیرمن به کار رفته است.