معصومه نبوی زاده

سابقه و هدف: پایش خشکسالی به دلیل تأثیرات گسترده آن در اقتصاد، محیط زیست و جامعه، مسئله ای حیاتی است. برای پایش دقیق خشکسالی، داده های جامع و یکپارچه هواشناسی و هیدرولوژیکی ضروری است؛ به ویژه در مناطقی مانند استان سیستان و بلوچستان که با خشکسالی شدید مواجه است. مطالعات اقلیمی نشان می دهد که استان سیستان و بلوچستان، به دلیل عوامل اقلیمی مانند بارندگی اندک، تبخیر بالا، بادهای شدید و پوشش گیاهی محدود، به منطقه ای خشک و بسیار مستعد خشکسالی های طولانی مدت تبدیل شده است.مواد و روش ها: در این پژوهش، برای ارزیابی جامع خشکسالی در استان سیستان و بلوچستان، از داده های ماهواره ای مادیس و گریس بهره گرفته شد و شاخص پوشش گیاهی VHI برای پایش تغییرات پوشش گیاهی و شاخص TSDI برای تحلیل تغییرات منابع آب زیرزمینی به کار رفت. برای اعتبارسنجی نتایج، داده های رطوبت خاک GLDAS به منزله داده مرجع در نظر گرفته شد. با توجه به محدودیت های داده ای گریس، دوره مشترک شانزده ساله (2002-2017) برای تحلیل انتخاب شد. همچنین، برای بررسی روندهای بلندمدت خشکسالی، شاخص SPEI طی دوره سی ساله (1987-2018) محاسبه شد.نتایج: از لحاظ جغرافیایی، نقشه های VHI نشان داد استان سیستان و بلوچستان، در تمامی سال ها، با خشکسالی متوسط و ملایم روبه رو بوده و در سال های منتهی به دوره مطالعاتی، بر شدت خشکسالی ها افزوده شده است. به منظور پایش خشکسالی هیدرولوژیکی، از محصول ماهواره ای گریس استفاده شده است که تغییر در مقدار آب زمینی را اندازه گیری می کند. نتایج مطالعه شاخص TSDI مفهوم کمّی خشکسالی را پوشش می دهد. این شاخص، با هدف پایش خشکسالی هیدرولوژیکی، در تمامی حوضه های آبریز درجه 3 (پنجاه حوضه) محاسبه شد. فرایند پایش خشکی، در گام نخست، با محاسبه کسری خشکسالی به منزله ماه هایی با TWSA منفی به صورت چهار ماه متوالی تعریف شد. نتایج میزان افزایش کسری خشکسالی، از جنوب به شمال استان مورد مطالعه را به خوبی به نمایش گذاشته است. تمامی حوضه ها، تقریباً از 2011، با کسری های بزرگی مواجه بودند. این مطالعه، ازطریق برآورد کسری و کاهش ذخیره کلی آب زمینی در ماه آوریل، نشان داد تمامی حوضه ها، در سال های منتهی به پایان دوره مطالعاتی، شاهد کمبود ذخیره آب، آن هم در محدوده خطرناک و استثنایی بوده اند.نتیجه گیری: نتایج حاصل از VHI نشان داد که استان مورد مطالعه، در سال های اخیر، دچار خشکسالی گسترده ای شده است. مناطق جنوبی و مرکزی استان با کلاس های شدیدتر خشکسالی مواجه بوده اند. تحلیل نمودارهای شاخص خشکسالی، در کلاس های متفاوت شدت خشکسالی، تأیید می کند که همه حوضه های آبریز با شرایط خشکسالی، به ویژه در سال های اخیر، روبه رو بوده اند. داده ها نشان می دهند که استان با بحران شدید آب مواجه است. اقدامات فوری و هماهنگ برای مقابله با این چالش ضروری است.

پایش خشکسالی، به منظور هشدار سریع برای خطر خشکسالی، بسیار حیاتی و مهم است. در این پژوهش، سعی شده است که شاخص پایش خشکسالی VDI براساس باندهای متفاوت داده های ماهواره ای مادیس، با تفکیک مکانی متوسط، توسعه یابد. شاخص VDI به تنش آب در گیاهان می پردازد. مطالعات طیفی نشان داده است که بازتابندگی باند فروسرخ موج کوتاه (SWIR) با محتوای آب برگ ارتباط منفی دارد و به دلیل حساس بودن SWIR به محتوای آب برگ، در ایجاد شاخص های گوناگون سنجش از دور، ازجمله VDI و به منظور شناسایی محتوای آب گیاهان، کاربرد گسترده ای دارد. این پژوهش نقشه های خشکسالی شاخص VDI را براساس میزان حساسیت به رطوبت، با استفاده از بازتابش باند های 5 و 6 فروسرخ موج کوتاه SWIR (VDI5 و VDI6) مادیس، ارزیابی کرده است. بدین منظور از تصاویر ماهواره ای مادیس و داده های بارش ماهیانه مدل جهانی GLDAS، در محدوده استان سیستان و بلوچستان در دوره زمانی نوزده ساله ای (2018-2000) استفاده شد. برای ارزیابی دقت نقشه های محاسبه شده براساس دو باند، ضریب همبستگی پیرسون به کار رفت. نتایج همبستگی بالایی را میان شاخص VDI6 و داده های بارش نشان داد و مشخص شد که باند 6 موج کوتاه فروسرخ، در استان سیستان و بلوچستان، به شرایط خشک خاک بیشترین واکنش را نشان می دهد؛ ازاین رو این مطالعه استفاده از شاخص VDI براساس باند 6 را برای شناسایی زودهنگام و نظارت بر خشکسالی کشاورزی در برنامه های عملیاتی مدیریت خشکسالی، پیشنهاد می کند.

انرژی خورشیدی به عنوان منبع اصلی انرژی زمین و ایجا د کننده ی تفاوت های اقلیمی است. تغییرات میزان انرژی خروجی از خورشید و یا نوسانات دمایی سطح آن، می تواند نوسانات و تغییراتی را در جو زمین ایجاد نماید. لکه های خورشیدی، از جمله مولفه هایی است که  بر سامانه اقلیم در مقیاس های زمانی متفاوت اثر گذاشته و در نهایت نوسانات و تغییرات اقلیمی را به دنبال خواهد داشت. در این مطالعه، به تحلیل طیفی سری های زمانی بارش با استفاده از نظریه موجک ها، با هدف شناخت تاثیر لکه های خورشیدی بر رفتار طیفی بارش، انجام شده است که از داده های بارش و همچنین داده های مربوط به لکه های خورشیدی برای یک دوره آماری50 ساله (2010- 1961) در دو ایستگاه همدیدی اصفهان و کاشان استفاده گردیده است.  سپس با جداسازی محتوای طیفی سری های زمانی بارش با استفاده از تبدیل موجک مورلت و مقایسه آن با داده های تعداد لکه های خورشیدی در سال های مختلف، میزان همبستگی این نوسانات در ایستگاه های مذکور محاسبه شد. بر اساس تحلیل های صورت گرفته، بین بارش و فعالیت لکه های خورشیدی رابطه معناداری دیده نشد و بر اساس آنالیز موجک در اکثر ایستگاه ها رابطه معکوس و ضعیف بین آن ها مشاهده گردید. با توجه به تحلیل آنالیز موجک درطی دوره آماری 50 ساله، چهار سیکل 11 ساله در فعالیت لکه های خورشیدی مشاهده گردید. اوج این فعالیت ها در سیکل های دوم و سوم و حداقل آن در سیکل های اول و چهار وجود دارد. وسعت دامنه سیکل های بارشی (7- 12 ساله)  در فصل پاییز ایستگاه های مورد مطالعه،  نسبت به سایر فصول بیشتر است.  

اهداف: هدف این پژوهش، پیش بینی بارش روزانه با استفاده از آمار روزانه هواشناسی ایستگاه های کرمان، بافت و میانده جیرفت، طی دوره مشترک آماری 23 ساله (2012-1989) می باشد. روش: برای دست یافتن به هدف تحقیق، به آموزش شبکه های عصبی مصنوعی با ساختار پرسپترون چند لایه و شبکة عصبی تابع پایة شعاعی پرداخته شد. ترکیب های مختلف پارامترهای کمینه دما، بیشینه دما، میانگین دما، رطوبت نسبی، سرعت و جهت باد و نیز میانگین فشار، به عنوان ورودی های شبکه های عصبی مصنوعی و بارش روزانه به عنوان خروجی شبکه درنظر گرفته شدند. یافته ها/ نتایج: نتایج نشان داد شبکه های عصبی مصنوعی پایه تابع شعاعی از دقت بسیار بیشتر و خطای کمتری نسبت به شبکة عصبی پرسپترون، برای تخمین بارش روزانه در هر سه ایستگاه برخوردار هستند. نتیجه گیری: در بهترین ترکیب با پارامتر های کمینه و بیشینه و حداقل دما و رطوبت نسبی، سرعت و جهت باد و نیز میانگین فشار در ایستگاه کرمان با ضریب همبستگی 907/0 و جذر میانگین مربعات خطای 014/0، بهترین مدل پیش بینی بارش در این تحقیق شناخته شدند.