پژوهش های جغرافیای طبیعی

در سال​های اخیر مقادیر بارندگی و جریان های سطحی سی حوضه آبریز ایران نسبت به نیم قرن گذشته به شدت کاهش یافته است. در این پژوهش حوضه های مذکور به عنوان مطالعه موردی انتخاب شده و هدف از اجرای آن ارزیابی اثرهای احتمالی تغییر اقلیم در بارندگی و منابع آب سطحی تجدیدپذیر است . برای بررسی این موضوع، مقادیر بارندگی و آبدهی اندازه گیری شده این حوضه ها از سال 1347 تا 1397 در سه دوره آماری از 1347-1397، 1347-1377، و 1377-1397 طبقه بندی شد. سرانجام، با آزمون های آماری t استیودنت، من​- ویتنی، من- کندال گرافیکی روند تغییرپذیری داده ها در سطح اطمینان 95درصد و 99درصد با SPSS محاسبه شد. به موجب نتایج این پژوهش، معلوم شد روند بارندگی بلندمدت همه حوضه ها منفی بوده و میانگین حجم جریان های سطحی تجدیدپذیر بیست سال اخیر نسبت به میانگین پنجاه سال بین 13- تا 61- درصد کاهش یافته و آماره  U ( ti )   همه آن ها منفی است. به نظر می رسد علت آن تغییر اقلیم است . به عنوان مثال، آماره U ( ti )  بارش ها در حوضه کارون 2.77-، مارون جراحی 2.18-، در کرخه 1.98-، غرب ایران 1.78-، و قره سو- گرگان 2.70+ است . در مقایسه با آن آماره U ( ti )  آبدهی آن ها به ترتیب 3.35-، 3.07-، 4.51-، 2.87-، و 3.29- است .

آلودگی هوا، به ویژه در کلان شهرها، اهمیت قابل توجهی دارد. از عوامل تشدیدکننده این مشکل شهری شرایط جوی و تیپ های هوایی حاکم بر شهرهاست. تبریز از جمله کلان شهرهای کشور است که با شرایط حاد آلودگی هوا مواجه است. هدف اصلی از این پژوهش بررسی رابطه شرایط جوی و تیپ های هوایی تبریز در تشدید آلاینده های هواست. بدین منظور، سه نوع داده استفاده شده است: اول، میانگین داده های ساعتی گازهای آلاینده جو جهت بررسی آلودگی جو؛ دوم، میانگین داده های روزانه هواشناسی برای استخراج تیپ های هوایی؛ سوم، داده های بازکاوی شده مرکز ملی پیش بینی محیط و مرکز ملی پژوهش های جوی ایالات متحده امریکا برای وارسی الگوهای جوی توأم با تیپ های هوایی به کار گرفته شد. نتایج بررسی تیپ های هوایی توأم با روزهای آلوده نشان داد باد غالب جنوب غربی– شمال شرقی با سرعت کم است که حاصل استقرار مرکز پُرفشار اروپا و سیبری در شمال غربی و شمال شرقی ایران و استقرار مرکز کم فشار روی دریای خزر بوده است و توأم با حرکت هوا از مناطق پُرفشار به منطقه کم فشار به صورت ساعت گرد و همراه تکوین جریانات جنوب غربی بوده است. روزهایی که آلاینده PM10 به شدیدترین میزان رسیده است بر روی منطقه مورد مطالعه در تراز 1000 هکتوپاسکال مرکز کم فشار و در تراز 500 هکتوپاسکال جریانات مداری حاکم است. باد تراز دریا و 500 هکتوپاسکال به صورت جنوب غربی و غربی است. از آنجا که صنایع در غرب تبریز قرار دارند، کم فشار مذکور در ارتباط با سامانه های مجاور آلودگی صنایع را به مرکز شهر هدایت می کند.

در سال های اخیر، افت تراز سطح آب دریاچه ارومیه، بررسی میزان تغییرات آستانه های دمایی، رطوبتی، و تنش خشکی پوشش گیاهی را در منطقه ضرورتی اجتناب ناپذیر کرده است. در این تحقیق، که از نظر روش توصیفی- تحلیلی و از نظر هدف کاربردی است، از داده های سنجنده MODIS به منظور بررسی رابطه فضایی NDVI-TS و NDVI-ΔTS برای استخراج زمان وقوع خشک سالی کشاورزی از ژوئن تا اکتبر سال های 2005 تا 2008 استفاده شده است تا شاخص های VTCI و WDI که قادر به شناسایی تنش خشکی در مقیاس منطقه ای اند استخراج شوند. نتیجه این تحقیق نشان داد که در هر دو شاخص وضعیت تنش خشکی در سال های 2007 و 2008 بیشتر بوده است. همچنین، براساس رابطه فضای NDVI-TS در همه سال های 2005 تا 2008 شیب بالایی فضای مثلثی برای لبه گرم منفی است؛ یعنی با افزایش NDVI میزان LST کاهش یافته است؛ درحالی که برای لبه سرد شیب مثبت است. همچنین، شیب به دست آمده از رابطه فضای NDVI-ΔTS برای خط خشک منفی است؛ یعنی خط خشک یا خط حداقل  ETRیک همبستگی منفی با  NDVIرا نشان می دهد. درحالی که برای خط مرطوب بالاخص در سال 2008 شیب مثبت بوده و در بقیه سال ها تغییر محسوسی دیده نمی شود. پژوهش حاضر نشان داد مقدار آستانه VTCI برای تنش خشکی در سال 2007 و 2008 شدید بوده است.

مراکز پُرفشار جنب حاره ابعاد ناشناخته ای دارند. در این تحقیق، نخست سیر تحول ماهانه پُرفشارهای آزورس و هاوایی با استفاده از داده های فشار سطح دریا و مؤلفه های مداری و نصف النهاری باد ارائه شده است. سپس، سطح مقطع قائم جریان واچرخندی، سرعت قائم، ارتفاع ژئوپتانسیل، و واگرایی افقی در موقعیت این سامانه ها تحلیل شده است. داده ها با تفکیک افقی 0.25×0.25 درجه از مرکز ECMWF و نسخه ERA5 در یک بازه زمانی چهل ساله (1979 تا 2018) انتخاب شده اند. نتایج نشان داد در جولای جریان واچرخندی و فشار سطح دریا دو عامل اساسی در شکل گیری سلول های پُرارتفاع در ترازهای زیرین اند و فرونشست هوا نقشی در شکل گیری بیشینه فشار سطح دریا و سلول های پُرارتفاع ندارد. سلول های پُرارتفاع در ترازهای بالاتر به سمت غرب تمایل پیدا می کنند. صعود هوای گرم و گرمای نهان آزادشده نقشی اساسی در شکل گیری زبانه های پُرارتفاع در جناح غربی دارند. اگرچه در جولای جریان واچرخندی و سلول های پُرارتفاع در ترازهای زیرین از شدت و گرادیان بیشتری برخوردارند، الگوهای استخراج شده از کمیت های مورد مطالعه نشان می دهند پُرفشارهای جنب حاره را نمی توان محدود به ترازهای زیرین دانست.

تابش سطح زمین (SSR) از مؤلفه های اساسی در مطالعات هوا و اقلیم شناسی به شمار می رود و تغییرات آن تأثیر زیادی در اکوسیستم های زیست محیطی زمین و اقلیم مناطق دارد. به دلیل محدودیت در اندازه گیری های زمینی و نیاز به داده هایی با کیفیت بالا، روش های مختلفی برای برآورد تابش SSR توسعه یافته است. یکی از مهم ترین روش های برآورد تابش SSR، مدل های ماهواره محورند که با داشتن قدرت تفکیک زمانی و مکانی بالا و دسترسی رایگان می توانند منبع جایگزین مناسبی برای مناطق فاقد ایستگاه باشند. هدف از این پژوهش، ارزیابی تابش SSR استخراج شده از سه مدل ماهواره محور CERES، CLARA، و SARAH با استفاده از اندازه گیری های زمینی در ایران در مقیاس روزانه است. نتایج این تحقیق نشان داد محصول SARAH با اختلاف کمی نسبت به دو محصول CERES و CLARA با ضریب تعیین برابر با 93/0 و خطای RMSE برابر با W.m -2 4/22 در ارزیابی تابش SSR روزانه در ایران عملکرد مناسب تری دارد. همچنین، بررسی خطای RMABD نشان داد محصولات ماهواره ای مورد مطالعه در شرایط آسمان صاف (ماه های گرم سال) با مقدار خطای به میزان 5/5، 6/5، و 8/4درصد نسبت به شرایط ابرناکی (ماه های سرد سال) به مقدار خطای به میزان 2/12، 4/11، و 11درصد به ترتیب توسط CERES، CLARA، و SARAH توانایی بیشتری در برآورد تابش SSR دارند. تغییرات مکانی تابش روزانه SSR بیانگر آن است که محصولات ماهواره ای مورد مطالعه در مناطق خشک و نیمه خشک به ترتیب بهترین عملکرد را نسبت به مناطق ساحلی دارند.

در سال های اخیر پدیده گردوغبار در استان های غربی ایران رو به فزونی گذاشته است و به موازات آن تغییرات محیطی شدیدِ رخ داده ذهن پژوهشگران و مدیران را، علاوه بر خاستگاه های خارجی، به خاستگاه های داخلی کشور نیز معطوف کرده است. در این تحقیق سعی شده است، با هدف مدیریت محیط، خاستگاه های داخلی گردوغبار در استان های کرمانشاه و ایلام شناسایی و علل آن بررسی شود. از این رو، در این تحقیق نخست خاستگاه های گردوغبار با استفاده از تصاویر مادیس، شاخص TDI، و مدل HYSPLIT شناسایی شد. سپس، نقشه های ژئومورفولوژی و تغییر کاربری اراضی تهیه شد و بر روی نقشه خاستگاه های گردوغبار همپوشانی شد تا توزیع و فراوانی خاستگاه ها در هر کلاس مشخص شود. توزیع فضایی خاستگاه های گردوغبار نشان می دهد چند منطقه مهم تولید گردوغبار در غرب این استان ها قرار دارد که شامل نواحی اطراف دهستان ازگله، قصرشیرین، نفت شهر، و سومار در استان کرمانشاه و منطقه مهران، دهلران، و روستای ابوقویر در استان ایلام است . بیشتر دودتوده های گردوغبار از مناطقی منشأ گرفته اند که دارای ذخایر فراوان رسوبات آبرفتی اند و در آن ها تغییر کاربری اراضی، به ویژه تبدیل اراضی مرتعی به کشاورزی، اتفاق افتاده است. بنابراین، برای جلوگیری از فرسایش بادی، پدیمنت ها، مخروط افکنه ها، دشت های آبرفتی، و دشت های سیلابی باید در اولویت برنامه های مبارزه با فرسایش بادی قرار گیرند و از تغییر کاربری اراضی مرتعی به کشاورزی جلوگیری شود. همچنین، با احیای پوشش گیاهی طبیعی در اراضی که تغییر کاربری صورت گرفته است وقوع گردوغبار در منطقه کاهش خواهد یافت.

غلظت ذرات معلق (PM2.5) با وضوح مکانی بالا امکان کنترل دقیق کیفیت هوا را فراهم می کند، به خصوص برای کلان شهرها که دارای تراکم بالای جمعیت اند. هدف از این پژوهش برآورد ذرات معلق (PM2.5) و روند تغییرات آن در شهر تبریز است. به این منظور، داده های عمق نوری هواویز (AOD) سنجنده های SeaWifs، MISR، و MODIS طی دوره آماری 1998-۲۰۱۶ برای برآورد PM2.5 استفاده شد. سپس، با استفاده از روش رگرسیون وزن دار جغرافیایی (GWR) و کاربست داده های شهری و ایستگاه های آلودگی هوا مقدار PM2.5با تفکیک مکانی 01/0 درجه قوسی برای شهر تبریز برآورد شد. برای مطالعه روند و شیب روند از آزمون های ناپارامتریک من- کندال و سنس استفاده شد. غلظت PM2.5تبریز حداقل 29/11 و حداکثر 86/16 µ/m 3 برآورد شد و مناطق غربی شهر بیشینه مقدار PM2.5را دارا می باشند. میانگین بلندمدت PM2.5،µ/m 3 04/14 محاسبه شد که نسبت به استاندارد سازمان محیط زیست ایران µ/m 3 2 بیشتر است. روند PM2.5کاملاً افزایشی است و مناطق غربی شهر از روند شدت بیشتری برخوردار است. مقدار PM2.5تبریز µm/m 3 20/0 year -1 در حال افزایش است که تهدیدی جدی برای شهر تبریز است. بنابراین، می توان نتیجه گرفت روش GWR مبتنی بر داده های سنجش از دور نسبت به روش های موجود تهیه نقشه های آلودگی هوا برتری دارد.

باد یکی از پارامترهای مهم اقلیم است و به عنوان یک شاخص مناسب می تواند برای تغییرات اقلیمی و الگوهای مرتبط با جریان هوا به کار برده شود. هدف از این تحقیق بررسی روند تغییرات بلندمدت سرعت باد در ایران مرکزی است. به این منظور، از داده های سرعت باد پایگاه بازتحلیل شده ECMWF نسخه ERA-Interim با تفکیک مکانی 75/0×75/0 درجه قوسی و داده های هفت ایستگاه سینوپتیک طی دوره آماری ۱۹۸۰-2017 استفاده شد. برای درستی سنجی داده های پایگاه ECMWF از روش های R 2 ، MBE، و RMSE و برای محاسبه روند از آزمون ناپارامتریک من- کندال (M-K) استفاده شد. نتایج نشان داد پایگاه ECMWF از دقت مناسبی برای برآورد سرعت باد برخوردار است؛ به طوری که مقدار R 2 در ایستگاه های مورد مطالعه بین 72/0 تا 95/0 متغیر است. متوسط سرعت باد در ایران مرکزی m/s19/3 محاسبه شد. کمینه سرعت باد در ماه ژانویه با 01/2 و بیشینه سرعت باد با m/s 95/3 در ماه ژلای محاسبه شد. به ترتیب بیشترین شدت روند افزایشی و کاهشی سرعت روند سرعت باد در ماه های مارس (نمره Z، 91/4) و دسامبر (نمره Z، 73/2-) محاسبه شد که در سطح آماری 01/0 معنی دار است. همچنین، بیشینه پهنه های روند افزایشی و کاهشی سرعت باد به ترتیب در ماه های فوریه و ژانویه به دست آمده است.

حوضه آبخیز کرند غرب در شمال غربی زون زاگرس چین خورده در غرب استان کرمانشاه واقع شده است. قرارگیری حوضه مورد مطالعه در زون فعال زاگرس و وجود گسل کرند در محدوده آن سبب فعال بودن حرکات تکتونیکی در این حوضه آبخیز شده است. بنابراین، ارزیابی و برآورد تکتونیک فعال این حوضه و مخاطرات ناشی از آن لازم و ضروری است . هدف از پژوهش حاضر ارزیابی و برآورد تکتونیک فعال حوضه کرند غرب براساس تحلیل ویژگی های شبکه زهکشی است . بر این اساس، نخست محدوده حوضه مورد مطالعه و شبکه زهکشی آن استخراج شد. سپس، با استفاده از شاخص های مورفومتری و ژئومورفیک ( Da، ga، R، Rb، Rbd، Af، T، Bs، SL، و S)، که مختص تحلیل شبکه زهکشی بوده، تکتونیک فعال حوضه مورد مطالعه ارزیابی شد. در ادامه نتایج شاخص های مورفومتری و ژئومورفیک با هم مقایسه شد و با شواهد ژئومورفیک موجود در حوضه کرند غرب تطبیق داده شد. نتایج حاصل از شاخص های مورد استفاده نشان می دهد ناهنجاری های سلسله مراتبی در شبکه زهکشی حوضه کرند غرب تحت تأثیر تکتونیک فعال است . این ناهنجاری به صورت تعداد بسیار زیاد آبراهه های رتبه 1 مشخص شده است. نتایج شاخص های ژئومورفیک نیز بیانگر بالاآمدگی ساحل چپ رودخانه اصلی به علت جنبش راندگی کرند بوده و این امر سبب کج شدگی حوضه و عدم تقارن شبکه زهکشی در حوضه مورد مطالعه شده است. یافته های پژوهش بیانگر آن است که فعالیت های تکتونیکی در حوضه کرند غرب به صورت بالاآمدگی کلی حوضه و نامتقارن بودن آن است . نتایج شاخص های مورفومتری و ژئومورفیک و تطبیق آن ها با شواهد ژئومورفولوژی تکتونیک فعال بیانگر فعال بودن تکتونیک در حوضه کرند غرب است .