مهدی عرفانیان

تحقیق حاضر با هدف ارزیابی میزان صحت داده های باران ماهوارة TRMM در 87 ایستگاه سینوپتیکی ایران در مقیاس های روزانه و ماهانه انجام شده است. بدین منظور، ابتدا داده های روزانة TRMM-3B42 و ماهانة TRMM-3B43 دانلود شد. مقایسة بین داده های ماهواره ای و مشاهده ای در ایستگاه های انتخابی واقع در شش زون اقلیمی ایران (بیابانی، نیمه بیابانی، کوهستانی، نیمه کوهستانی، بیابان ساحلی و مرطوب ساحلی) در دورة آماری 1998-2009 انجام شد. برای ارزیابی داده های ماهواره ای از معیارهای آماری خطا و شاخص های مطابقت استفاده شد. نتایج تحقیق نشان داد که ماهوارة TRMM مقادیر بارندگی روزانه و ماهانه را در 68% از ایستگاه ها بیش از مقادیر مشاهده ای برآورد می کند. به دلیل وجود خطای قابل توجه داده های ماهواره ای، مقادیر تخمینی TRMM در دو مقیاس زمانی به تفکیک زون های اقلیمی و ایران واسنجی شد و ضرایب تصحیح بر اساس روش رگرسیون خطی ارائه شد. بیشترین مقدار ضریب همبستگی در سطح معناداری 01/0 در دو مقیاس روزانه و ماهانه در زون نیمه کوهستانی به ترتیب برابر 86/0 و 99/0 و کمترین مقدار آن ها 49/0 و 78/0 در زون مرطوب ساحلی به دست آمد. داده های واسنجی شدة TRMM در بیشتر زون ها و ایستگاه ها، مشابه یا نزدیک به مقادیر مشاهده ای است و در زون اقلیمی مرطوب شمال ایران، خطای داده های ماهواره ای کاهش نیافت.

این پژوهش با هدف تهیه نقشه خطر خشکسالی استان فارس با ترکیب روش شاخص خشکسالی هواشناسی SPI و روش آنومالی NDVI انجام گرفته است. ابتدا به کمک داده های ماهانه بارندگی از 44 ایستگاه استان فارس طی دوره آماری 2008-2000، شاخص خشکسالی SPI فصل رشد گیاهان محاسبه شد. سپس نقشه های SPI را با استفاده از روش کریجینگ معمولی تهیه شده و در پنج کلاس از نظر شدت خشکسالی (در هر سال) قرار گرفتند. پس از اعتبارسنجی داده های ماهواره TRMM، نقشه SPI فصل رشد گیاهان در هر سال به دست آمد. نتایج پژوهش بیانگر انطباق قابل قبول نقشه های SPI داده های زمینی و SPI مبتنی بر داده های TRMM است. در مرحله بعد، نقشه های آنومالی شاخص NDVI فصل رشد گیاهان با استفاده از لایه های NDVI سنجنده MODIS در دوره نُه ساله تهیه شد و در پنج کلاس شدت خشکسالی (در هرسال) طبقه بندی شدند. نقشه فراوانی خشکسالی از روی نقشه های باینری سالانه (بودن یا نبودن خشکسالی) استخراج شده است. از ترکیب وزنی خطی نقشه های احتمال وقوع خشکسالی دو روش شاخص SPI و آنومالی NDVI، نقشه ریسک خشکسالی به دست آمد. براساس این نقشه، تقریباً بیشتر استان فارس مستعد خشکسالی بوده و خشکسالی با شدت های مختلف را در دوره آماری مذکور تجربه کرده است.

بارندگی یکی از مهمترین داده های ورودی سیستم های هیدرولوژیکی شمرده می شود و مطالعه و اندازه گیری آن در زمینه های مختلف مانند: پیش بینی شرایط جوی، طراحی سازه های هیدرولیکی، برآورد و مدل سازی سیلاب ضروری است. هدف این تحقیق، برآورد مقدار بارندگی شش ساعته در حوضه آبریز دریاچه ارومیه با استفاده از یک مدل مفهومی ابر است. ورودی های این مدل شامل دمای بالای ابر که از باند مادون قرمز ماهواره متئوست تخمین زده می شود؛ فشار، دما و دمای نقطه شبنم ایستگاه های هواشناسی در مقیاس زمانی شش ساعت است. کالیبراسیون (واسنجی) مدل با استفاده از داده های مشاهده ای 16 ایستگاه همدیدی واقع در حوضه آبریز دریاچه ارومیه در دوره آماری 2005 تا 2011 برای 6 واقعه بارشی فراگیر انجام شد. برای مقایسه مقادیر بارندگی برآورد شده به وسیله مدل و مقادیر ثبت شده در ایستگاه های زمینی، از معیارهای آماری میانگین خطا (ME)، میانگین خطای مطلق (MAE)، جذر میانگین توان دوم خطا (RMSE) و قدر مطلق خطا (abias) استفاده شد. میانگین هر کدام از معیارهای خطا به ترتیب برابر 86/0 ، 61/1 ، 39/2 و 67/0 میلی متر به دست آمد. مقدار کم معیارهای خطا، بیانگر کارایی قابل قبول مدل مفهومی ابر در برآورد بارندگی شش ساعته حوضه آبریز دریاچه ارومیه است.

مرتع ها و گیاهان مرتعی از سودمندترین و زیباترین جلوه ها و اعضای پیکره هوشمند طبیعت اند که بسیاری از نیازهای آدمی را برآورده می سازند. آن ها از سویی در زمره مهم ترین عوامل حفاظت از خاک قرار دارند و از سوی دیگر موجب سرسبزی، بهجت آفرینی و نشاط و شادابی پوشش برای آدمیان هستند و زمینه انبارش باران را در سفره های زیرزمینی فراهم می آورند. یکی از مسائل مهمی که در فقه در زمینه مراتع وجود دارد، مالکیت این ثروت های خدادادی و احکام فقهی واگذاری آن هاست. دستاوردهای این پژوهش که به روش توصیفی – تحلیلی صورت گرفته حکایت از آن دارد که مراتع جزء انفال محسوب می شوند و از مباحات عامه و یا از مشترکات نمی باشند. بر این اساس، بنا بر ادله مطلقه بودن ولایت فقیه، ولی فقیه می تواند با توجه به دو ملاک عدالت و مصلحت، مراتع را به دیگران واگذار نماید.

  بارندگی یکی از مهم ترین عناصر تعیین کننده اقلیمی می باشد و اندازه گیری و برآورد دقیق مقدار آن اهمیت زیادی دارد. هدف این تحقیق، ارزیابی کارایی الگوریتم 3B42 ماهواره TRMM و ارائه مدل نمایی و مدل مفهومی ابر برای برآورد مقدار بارندگی شش ساعته در حوضه آبریز دریاچه ارومیه و اعتبارسنجی این داده ها با استفاده از داده های ایستگاه های زمینی و همچنین مقایسه این روش ها در حوضه جهت انتخاب مناسب ترین مدل می باشد. در این تحقیق از داده های ساعتی بارش، دما، فشار هوا و دمای نقطه شبنم 16 ایستگاه سینوپتیک واقع در حوضه دریاچه ارومیه با طول دوره آماری 2007 تا 2011، داده های نرخ بارندگی سه ساعته 3B42-V6 ماهواره TRMM با تفکیک مکانی 25/0 درجه و تصاویر باند مادون قرمز حرارتی ماهواره متئوست 7 در فواصل زمانی شش ساعته استفاده شده است. نتایج تحقیق بیانگر مطابقت قابل قبول داده های بارش برآورد شده با مقادیر ثبت شده ایستگاه های زمینی می باشد. نتایج مقایسه این روش ها جهت انتخاب مدل بهینه، نشان می دهد که مدل نمایی، بالاترین میزان ضریب تعیین (برابر 61/0) را دارد و علاوه بر همبستگی بالا، به دلیل داشتن مقادیر کم شاخص های RMSE و MAE، دارای کارایی قابل قبولی در برآورد بارندگی این حوضه می باشد. بنابراین این مدل را می توان به عنوان مناسب ترین مدل برآورد بارندگی در حوضه دریاچه ارومیه معرفی نمود.

در مناطق شهری به دلیل توسعه سطوح نفوذناپذیر و به دنبال آن افزایش قابلیت تولید رواناب، احتمال بروز پدیده های مخرب سیلابی بیش از سایر مناطق است. اولین گام در مدیریت سیلابهای شهری شناسایی مناطق بحرانی می باشد. در این پژوهش به منظور اولویت بندی زیرحوزه های شهرستان ارومیه نسبت به سیل خیزی از تکنیک چند معیاره فرارتبه ای پرومته II (PROMETHEE II) استفاده شده است. برای این منظور، ابتدا مرز واحدهای هیدرولوژیکی در ArcGISبا توجه به شیب منطقه و وضعیت کانال های انتقال آب و محل اتصالات آنها، مشخص و تعداد 22 زیرحوزه تعیین شد. خصوصیات فیزیوگرافی زیرحوزه ها (ارتفاع رواناب، نفوذناپذیری، ارتفاع زیرحوزه، شماره منحنی، طول آبراهه اصلی، فرم زیرحوزه، محیط و مساحت آن) به عنوان معیارهای رتبه بندی انتخاب شدند. وزن هر یک از این متغیرها از عواملی است که تاثیر بسیار زیادی بر فرآیند رتبه بندی زیرحوزه ها می گذارد و لازم است با حساسیت خاصی تعیین گردد. از طرفی، اثر متغیرهای مختلف از منطقه ای به منطقه دیگر متفاوت است. برای روشن شدن این مسئله، در این پژوهش تعیین وزن معیارها یک بار به روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP)و بار دیگر بر اساس آنالیز مولفه های اصلی (PCA) انجام شد. با توجه به وزن و مقدار هر معیار در هر گزینه (زیرحوزه)، تکنیک پرومته IIبرای هر یک از دو گروه وزن تعیین شده، اجرا وزیرحوزه های منطقه نسبت به سیل خیزی اولویت بندی شد و مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد در الویت زیرحوزه ها بر اساس دو روش وزن دهی تفاوتهایی وجود دارد. وزن معیار اول که عمق رواناب است برای روش های PCAو AHPمتفاوت بوده و به ترتیب برابر با 150/0 و 280/0 می باشد. تاثیر اختلاف وزن معیارها و اولویت آنها در ایجاد سیل، قابل ملاحظه بوده است؛ به طوریکه از بین هفت زیرحوزه بحرانی نخست، تنها چهار زیرحوزه به طور مشترک حضور دارند که از این چهار زیرحوزه نیز تنها دو زیرحوزه دارای رتبه یکسانی هستند. این موضوع نشان می دهد که روش PCAبه دلیل ملاحظه اثر ویژگی های مکانی معیارها و حذف خطای موجود در روش های مبتنی بر نظرسنجی، از دقت بیشتری در وزن دهی معیارها برخوردار است.

افزایش روزافزون جمعیت و رشد شتابان صنعتی شدن و کاهش کیفیت منابع آب در سطح جهان محدودیت هایی را برای استفاده از آب ایجاد کرده است. به همین دلیل یکی از راهکارهای حل این معضل، استفاده از آب های نامتعارف و تصفیه فاضلاب و استفاده از آن در مصارف مختلف شرب، کشاورزی و بهداشت است. علی رغم اینکه به لحاظ فنی و مهندسی به این موضوع به تفصیل پرداخته شده است، ولی متأسفانه به لحاظ فقهی به شیوه تطهیر آب های آلوده ناشی از فاضلاب پرداخته نشده است. یکی از موضوعات مهمی که فقها در موضوع شیوه تطهیر آب های آلوده بدان پرداخته اند آن است که آیا فاضلاب تصفیه شده بعد از زوال اوصاف ثلاثه (بو، طعم و مزه) به مجرد اتصال به آب های عاصم تطهیر می شود یا خیر. دراین باره دو نظر عمده در فقه وجود دارد؛ عده ای قائل به نظریه اتصال شده و برخی دیگر معتقدند که اتصال کفایت نمی کند و امتزاج نیز علاوه بر اتصال شرط است. در این مقاله سعی شده است با تبیین پیشینه فقهی موضوع، ادله فقهی قائلان دو نظریهٔ اتصال و امتزاج مورد بررسی قرار گرفته و دیدگاه مختار در این باره تبیین شود. دیدگاه مختار در این مقاله، نظریه اتصال بوده و مهم ترین دلیل اثبات این نظریه، روایت ابن بزیع از امام رضا(علیه السلام) است.

هدف پژوهش حاضر، ارزیابی داده های ماهواره ای یا سنجش از دور در پایش خشکسالی حوضه آبریز دریاچه ارومیه است. بدین منظور نخست داده های NDVI و LST سنجنده MODIS و داده های بارندگی ماهواره TRMM در مقیاس ماهیانه از سال 2000 تا 2014 دانلود شد. پس از پردازش تصاویر، شاخص های خشکسالی VCI، TCI و PCI و شاخص های ترکیبی VHI، CI1، CI2 و CI3 برای ماه های مارس تا سپتامبر (فصل رشد) محاسبه شدند. برای اعتبارسنجی این شاخص ها، شاخص SPI در مقیاس های زمانی 3، 6 و 9 ماهه به کار رفت. نتایج به طور میانگین نشان داد شاخص ماهواره ای مطلوب برای پایش خشکسالی کشاورزی حوضه آبریز دریاچه ارومیه طی فصل رشد، VCI است. شاخص های SPI3، SPI6 و SPI9 بیشترین همبستگی را در ماه مارس به ترتیب با VCI و VHI، در ماه آوریل با PCI و CI1، در ماه می با TCI، CI3 و CI1، در ماه ژوئن و جولای با VCI و در ماه های آگوست و سپتامبر با TCI و VCI دارند. در ماه های می و آوریل شاخص های ترکیبی نتایج بهتری نسبت به شاخص های VCI و TCI ارائه کردند؛ درنتیجه شاخص های ترکیبی طی ماه های مرطوب (می و آوریل) نتایج بهتری را ارائه می کنند. همچنین نتایج طبقه بندی شدت خشکسالی حوضه آبریز دریاچه ارومیه براساس شاخص VCI طی فصل رشد (مارس تا سپتامبر) نشان داد در سال های 2000، 2008 و 2001 به ترتیب با 85/93، 93/91 و 72 درصد، بیشترین و در سال های 2010، 2007 و 2004 به ترتیب با 21/1، 06/2 و 33/5 درصد، کمترین خشکسالی (ضعیف تا بسیار شدید) در سطح حوضه روی داده است. با استفاده از شاخص های ماهواره ای مطلوب ارائه شده در پژوهش حاضر، امکان پیش بینی و برآورد منطقه ای پدیده خشکسالی حوضه آبریز دریاچه ارومیه در ماه های مختلف فصل رشد یا طی فصل رشد و دستیابی به نتیجه بهتر وجود دارد.

تخمین تابش خالص روزانه در مدیریت منابع آب، به ویژه در برآورد میزان تبخیر و تعرق، کاربرد گسترده ای دارد. در این پژوهش از مدل رقومی ارتفاع سنجنده ASTER داده های ماهواره ای سنجنده MODIS و یک مدل هندسی (مبتنی بر شیب و جهت) در تهیه نقشه های تابش خالص روزانه (Rn) در حوضه آبریز دریاچه ارومیه استفاده شد. در تخمین مؤلفه های تابش از محصولات مختلف سنجنده MODIS شامل آلبدو، ضریب گسیلندگی زمین و اتمسفر، دمای سطح زمین و هوا استفاده شد. به دلیل وسعت زیاد حوضه، مؤلفه های تابش فقط برای چهار تاریخ در شرایط آسمان صاف تهیه شد. برای اعتبارسنجی نتایج، از داده های تابش طول موج کوتاه ایستگاه های سینوپتیک ارومیه و تبریز استفاده شد و معیارهای خطای RMSE و MAE به ترتیب برابر با 29/30 و 19 وات بر مترمربع به دست آمد. مقادیر تابش خالص طول موج بلند روزانه (Rnl) با روش چهارزمانه مشاهدات دمای سطح زمین برآورد شد. به دلیل فقدان داده های مشاهده ای تابش طول موج بلند، از روش فائو (پنمن) برای تولید مقادیر Rnl در ایستگاه های سینوپتیک ارومیه، تبریز، بناب، مراغه، و سهند استفاده شد. نتایج نشان داد مقادیر تابش طول موج کوتاه 24ساعته ورودی در پیکسل های هموار و شیب دار دارای اختلاف زیادی است.

یکی از بحران هایی که بشر امروزه در معرض آن قرار دارد، بحران محیط زیست است؛ متاسفانه این مساله کشورها را با مشکلات و چالش های زیادی مواجه ساخته است که از جمله می توان به آلودگی هوا، انقراض نسل حیوانات، تنش های آبی، قطع بی رویه جنگل ها و غیره اشاره کرد. به اذعان اندیشمندان این بحران ناشی از عدم احساس مسئولیت انسان در قبال طبیعت و محیط زیست است. خوشبختانه در اسلام جامع ترین، دقیق ترین و صحیح ترین شیوه تعامل با محیط زیست و حفاظت از آن بیان شده است و نگاه اسلام در این باره را می توان عاطفی، اخلاقی و معنوی و هدایتگرانه دانست. آیات قرآن کریم، سنت و سیره معصومین علیهم السلام، عقل، اجماع از مبانی مهمی هستند که فقها در بیان مسئولیت انسان ها در قبال محیط زیست و طبیعت سالم بدان اشاره کرده اند. علاوه بر این فقها برای اثبات مسئولیت انسان ها درباره حفاظت از محیط زیست به قواعد فقهی نیز استناد کرده اند که از جمله این قواعد می توان به قاعده لاضرر، مصلحت و اهم و مهم اشاره کرد. نگارنده مقاله در این مقاله در تلاش است مبانی فقهی مسئولیت همگانی انسان ها در قبال طبیعت و حفاظت از محیط زیست زیست سالم با تأکید بر اندیشه های آیت الله خامنه ای تبیین نماید.

دریاچه ارومیه، در طی سال های اخیر با نوسانات شدید بارندگی مواجه بوده است که رقوم ارتفاعی سطح تراز آب دریاچه ارومیه سیر نزولی پیدا کرده است که برخی از پژوهشگران کاهش بارندگی را یکی از دلایل اصلی آن می دانند که به نظر می رسد بررسی تغییرات روند بارش های ماهانه و سالانه حوضه دریاچه ارومیه از اهمیت ویژه ای برخوردار باشد. در این پژوهش بارندگی ماهانه، فصلی، سالانه و همچنین شاخص تمرکز بارش  PCIدر مقیاس سالانه و فصلی در ایستگاه های سینوپتیک (تبریز، ارومیه، تکاب، مهاباد، اهر، سراب، سهند، میانه) درحوضه دریاچه ارومیه از سال (2013-1988) بررسی شد. سپس برای تحلیل روند بارندگی و تحلیل روند شاخص PCI از آزمون من-کندال و شیب- سن و آزمون من-کندال دنباله ای برای شناسایی نقاط جهش استفاده شد. نتایج نشان داد، در بین ایستگاه های سینوپتیک مورد مطالعه 7 ایستگاه، براساس آماره آزمون من-کندال روندکاهشی غیرمعنی دار و 2 ایستگاه (تبریز و سراب) دارای روند افزایشی غیرمعنی داری است. اکثر ایستگاه های سینوپتیک حوضه دریاچه ارومیه روند کاهشی بارندگی ماهانه در ماه های (ژانویه، نوامبر، دسامبر) و همچنین در ماه های (می، آگوست، سپتامبر) در بیشتر ایستگاه ها روند افزایشی مشاهده شده است. براساس آزمون سن- سیل و در سطح اطمینان 95 درصد، بیش ترین و کم ترین مقدار کاهش بارندگی سالانه به ترتیب در ایستگاه مهاباد و ارومیه اتفاق افتاده استو هیچ کدام از ایستگاه های سینوپتیک دارای توزیع زمانی یکنواخت نبوده(PCI<10) و فقط ایستگاه اهر مقدار بارندگی سالانه، دارای توزیع بارندگی متوسط است. تحلیلروندبارش فصلینشان داد کهدر فصلزمستانکهتأمین کنندهبخشزیادی ازنیازآبیدریاچه ارومیهاست، بیشتر ایستگاه های سینوپتیک دارایروندکاهشیغیر معنی دار هستند.

خشکسالی یک رویداد پیچیده است که در اثر به هم خوردن تعادل آب ایجاد شده و همواره بر بخش های کشاورزی، اکولوژیکی و اجتماعی-اقتصادی تأثیر گذار می باشد. اگرچه تا کنون، شاخص های خشکسالی به دست آمده از داده های سنجش از دور برای پایش خشکسالی کشاورزی یا هواشناسی مورد استفاده قرار گرفته اند، ولی شاخصی که بتواند به طور مناسبی بازتاب کننده اطلاعات جامع از خشکسالی از جنبه هواشناسی تا کشاورزی باشد، کمتر مورد استفاده قرار گرفته است. در تحقیق حاضر، به منظور پایش جامع خشکسالی حوضه آبریز دریاچه ارومیه از شاخص خشکسالی تلفیقی (SDI) به عنوان شاخص سنتز شده از شاخص وضعیت پوشش گیاهی (VCI)، شاخص وضعیت دمایی (TCI) و شاخص وضعیت بارش (PCI) بر اساس روش آنالیز مؤلفه اصلی (PCA) استفاده شده است. بدین منظور، ابتدا سری داده های ماهواره ای MOD13A3، MOD11A2 و TRMM3B43 طی دوره ی آماری 2001 تا 2012 دانلود شد. پس از پردازش اولیه، شاخص های خشکسالی با استفاده از داده های LST، NDVI و TRMM محاسبه و نقشه های شدت خشکسالی ماهانه تهیه شدند. به منظور اعتبارسنجی شاخص SDI، رابطه همبستگی این شاخص با شاخص SPI در بازه زمانی 3 ماهه طی فصل رشد بدست آمد. همچنین روابط همبستگی SDI با میزان عملکرد دیم دو گیاه گندم و جو بررسی شد. نتایج حاکی از وقوع خشکسالی در سال های 2008 و 2001 در حوضه آبریز دریاچه ارومیه می باشد. نتایج بررسی اعتبارسنجی بیانگر وجود همبستگی 80% میان دو شاخص SDI و SPI می باشد. همچنین نتایج این تحقیق نشان داد که شاخص SDI، به عنوان شاخص جامع پایش خشکسالی، بازتاب کننده اثرات خشکسالی بر کشاورزی می باشد.