پژوهش های جغرافیای طبیعی

این پژوهش با هدف آشکارسازی تغییرات ابرناکی در حوضه آبریز دریاچه ارومیه انجام شد. بدین منظور از داده های دیدبانی شده مقدار کلی ابر پنج ایستگاه منتخب برای دوره آماری 70 سال(2020 – 1951) و از محصول پوشش کلی ابرناکی (CFFCM) سنجنده مودیس استفاده و تحلیل روند ابرناکی با استفاده از تحلیل ریدیت برای اولین بار انجام شد. نتایج نشان دادند بیشترین درصد پوشش کلی ابرناکی به ترتیب متعلق به کلاسه های بدون ابر، ابری و نیمه ابری است. نتایج تحلیل ریدیت و من کندال به صورت سالانه و در فصول بهار، تابستان و زمستان روند منفی و در فصل پاییز به غیر از ارومیه، سقز و خوی روند منفی و کاهشی داشتند. در نتایج روند داده های ماهواره ای سنجنده مودیس نیز نتایج حاکی از روند منفی و کاهش غیر معنی دار ابرناکی در هر چهار ایستگاه به صورت سالانه و فصلی بوده به جز ایستگاه ارومیه که در هر چهار فصل و به صورت سالانه، روند مثبت و افزایش غیر معنی دار دارد. همچنین انطباق نتایج تحلیل ریدیت و داده های ماهواره ای سنجنده مودیس نیز دارای همسانی و مطابقت بوده، بدین طریق درستی نتایج به دست آمده از تحلیل ریدیت نیز اثبات گردید.

حوضه دجله و فرات گستره وسیعی را در بر گرفته و با توجه به شرایط جغرافیایی و سیاسی متفاوت در آن، هر یک از عوامل محیطی در شرایط مختلف تأثیرات متفاوتی بر روند تغییرات آب های سطحی آن دارا می باشند. بر همین اساس، در تحقیق حاضر روند تغییرات آب های سطحی این حوضه در بازه زمانی 2021-2001 با استفاده از سری زمانی 16 پارامتر مختلف و بهره گیری از محصولات موجود در بستر گوگل ارث انجین (GEE) مورد ارزیابی قرار گرفته است. مطابق نتایج، روند کلی تغییرات از نوع افزایشی بوده و مساحت آب از 9/8605 کیلومتر مربع در سال 2001 به 8/10021 کیلومتر مربع در سال 2021 رسیده است. با این وجود، روند تغییرات زمانی-مکانی آب در سطح منطقه متغیر بوده است و گستره دریاچه ها و تالاب ها در نواحی جنوبی حوضه شدیداً کاهش یافته و در مقابل، گستره آب در بالادست حوضه به دلیل گسترش سدها و کانال های مختلف افزایش یافته است. بعلاوه، یافته های تحقیق حاکی از همبستگی بالای متغیرهای اقلیمی و به ویژه تبخیر-تعرق و دما با تغییرات زمانی آب در منطقه بوده است. بنابراین، تأثیر تغییرات اقلیم جهانی بر هیدرولوژی و محیط زیست حوضه، اهمیت و حساسیت بسیار بالای دریاچه های منطقه همچون رزازه، ثرثار، حمرین و حبانیه را به تغییرات آب وهوایی برجسته می کند.

حوضه آبریز آذرشهر چای واقع در دامنه غربی کوهستان سهند، یکی از حوضه های مستعد وقوع سیل است که همه ساله با شروع بارش های بهاری شاهد جاری شدن آب در دره ها وقوع سیل در این حوضه می باشد. لذا بررسی و شناسایی مناطق مستعد سیل، گامی اساسی جهت مدیریت و کاهش خسارات سیل در این حوضه می باشد. هدف اصلی این پژوهش تعیین اثربخشی روش آماری دو متغیره EBF (عملکرد شاهد- باور) با استفاده از متغیرهای مؤثر در وقوع سیل و سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) است. جهت دستیابی به این هدف ابتدا موقعیت 82 نقطه سیل گیر تهیه گردید که از این تعداد به طور تصادفی 57 نقطه جهت آموزش مدل و 25 نقطه جهت اعتبارسنجی استفاده گردید. در گام بعد 14 پارامتر مؤثر در وقوع سیل شامل ارتفاع، شیب، جهت شیب، انحنای شیب، لیتولوژی، جنس خاک، فاصله از آبراهه، فاصله از جاده، تراکم رودخانه، شاخص رطوبت توپوگرافی (TWI)، بارش، شاخص تفاضل نرمال شده پوشش گیاهی (NDVI)، کاربری اراضی و شاخص توان آبراهه (SPI) جهت تهیه نقشه خطر وقوع سیل انتخاب شدند. نتایج بررسی پارامترها نشان داد که طبقات ارتفاعی 1500-1289 متر، مناطق دارای شیب 15-0 درجه، جهت شیب مسطح، مناطق دارای شیب هایی با انحنای مقعر، مناطق نزدیک آبراهه ها و جاده ها از پتانسیل بالایی جهت وقوع سیل برخوردارند. ارزیابی دقت مدل تحقیق با استفاده از منحنی ROC و سطح زیر منحنی (AUC) نشان داد که مدل EBF با مقدار 973/0 عملکرد عالی در تهیه نقشه پتانسیل خطر وقوع سیل در منطقه موردمطالعه داشته است. لذا نقشه تهیه شده می تواند یک چهارچوب مرجع برای بهبود و کاهش خطرات سیل برای برنامه ریزان همراه با فعالیت های مدیریتی خطر سیل در این حوضه باشد.

با توجه به وقوع سیلاب های خسارت زا در اکثر حوضه های آبخیز کشور، ضرورت ایجاد سامانه های پیش بینی و پهنه بندی در این حوضه ها بیش از پیش موردتوجه قرارگرفته است. در این پژوهش، خطر سیل خیزی در حوضه آبریز زهره جراحی با استفاده از روش سلسله مراتبی فازی (FAHP) و در بازه زمانی ۱۳۸۶-۱۳۹۸ موردبررسی قرارگرفته است. در پهنه بندی سیلاب در این حوضه از شاخص های کاربری اراضی، شاخص اختلاف نرمال شده پوشش گیاهی (NDVI)، زمین شناسی، بارندگی، منحنی رواناب، شاخص قدرت جریان، تراکم زهکشی، فاصله از رودخانه، نوع شکل زمین، انحنای طولی شیب، ارتفاع و شیب استفاده شده است. پس از مراحل مختلف اجرای روش فازی هر یک از لایه ها با توجه به نوع روابط آن ها با پدیده سیل خیزی و بر اساس توابع تعیین شده مقدار عضویت آن ها مشخص گردید. پهنه بندی پتانسیل خطر سیلاب در حوضه موردمطالعه بر اساس وزن ها و ارزش های نهایی هر یک از متغیرها انجام گرفت. نتایج این پژوهش، نشان داد، که گامای ۹/۰ نسبت به سایر عملگرهای همپوشانی فازی (گامای 5/، 7/0، AND و OR) در منطقه شباهت بیشتری را با واقعیت دارد. نتایج این تحقیق نشان داد، که متغیرهای شاخص قدرت جریان، NDVI، بارندگی و زمین شناسی بیشترین تأثیر را بر پتانسیل سیل خیزی در زیر حوضه های منطقه موردمطالعه دارند. با توجه به نتایج به دست آمده، حدود ۸۶/۶ درصد از مساحت منطقه در کلاس بسیار پرخطر قرار دارند که، عمدتاً در ارتفاعات بلند کوهستانی شرق و جنوب حوضه قرار دارند.

در پژوهش حاضر به تحلیل گروه های زمانی بارش60 ساله ایران با استفاده ازتحلیل روند و همسازها پرداخته شد. دراین راستا از داده های ECMWF- ERA5 با تفکیک مکانی 25/0* 25/0 برای بازه زمانی 2022-1963بهره گرفته شد. ابتدا میانگین و ضریب تغییرات بارش 60 ساله کشور بررسی و سپس با برازش مدل رگرسیون خطی به روش پارامتری، روند بارش وارسی شد. در نهایت با استفاده از تحلیل طیفی، همسازهای مربوط به بارش سالانه استخراج گردید. با توجه به نتایج پژوهش، گستره روند منفی معنادار بارش طی دوره آماری وسیع تراز گستره روند مثبت معنادار بوده است. روند منفی بارش عموماً منطبق بر نواحی شمالغرب، شمال و شرق محدوده مطالعاتی و روند مثبت معنادار منطبق بر زاگرس مرتفع است. خروجی حاصل از تحلیل طیفی که در مطالعات دیگر مشهود نبود گویای نقش کمرنگ همسازهای معنادار درنواحی شمالی ساحلی کشور است. همچنین نیمه جنوبی کشور عمدتاً تحت تاثیر چرخه های 7-2 ساله و نواحی غربی عموماً تحت سیطره سیکل های درازمدت 20-7 ساله است. براین اساس الگوهای مربوط به این چرخه ها را می توان به عوامل محلی، سیستم های کلان مقیاس جوی، همسایگان و گاهی ترکیب تمام عوامل که سبب تنوع چرخه ها در یک مکان شده است، نسبت داد.

آتش سوزی ها یکی از مهم ترین چالش های زیست محیطی ایران به شمار می روند. این پژوهش با هدف شناسایی استان های پرخطر و دوره های بحرانی وقوع آتش سوزی ها به تحلیل الگوهای مکانی و زمانی آتش سوزی ها طی دوره 1382 تا 1402 در ایران، با استفاده از داده های ماهواره ای پرداخته است. هدف نهایی این تحقیق، بهبود مدیریت آتش سوزی ها با ارائه مکان استقرار بهینه ایستگاه های آتش نشانی در استان های پرخطر است. پژوهش از سری زمانی داده های ماهواره ای و پلتفرم Google Earth Engine و GIS، و مدل سازی رگرسیونی چند متغیره و برآورد چگالی کرنل (KDE) جهت شناسایی عوامل محیطی مؤثر و مناطق پرتکرار و دوره های بحرانی وقوع آتش سوزی استفاده کرده است. یافته ها نشان می دهند که در طول دوره 20ساله، مجموعاً 955600 کیلومترمربع از اراضی ایران دچار آتش سوزی شده اند. بیشترین مساحت سوخته شده در سال ۱۳۸۹ به میزان 7722 کیلومترمربع و کمترین آن در سال 1401 به میزان 3031 کیلومترمربع ثبت شده است. همبستگی بین بارش ماهانه و مساحت سوخته شده معادل ۰٫۲۴- محاسبه شد که نشان دهنده رابطه معکوس بین افزایش بارندگی و کاهش آتش سوزی ها است. استان های خوزستان(۲۵۰۰۰ کیلومترمربع)، فارس و ایلام با بیشترین مساحت سوخته شده را طی این دوره تجربه کرده اند و محل بهینه برای استقرار ایستگاه های آتش نشانی هستند. همچنین، فصل تابستان، به ویژه در سال های ۱۳۸۹ و ۱۳۸۶، بیشترین تعداد و مساحت آتش سوزی ها را داشته است. این پژوهش با شناسایی الگوهای مکانی و زمانی، محل بهینه استقرار ایستگاه های آتش نشانی در مناطق استان های مذکور را پیشنهاد می دهد.

فرسایش خاک یکی از مشکلات اساسی حوضه های آبخیز است. فرسایش پذیری خاک با عواملی چون، ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک مرتبط است. حوضه آبخیز تالار از جمله حوضه های فعال تکتونیکی در استان مازندران است. هدف از مطالعه، تحلیل دقیق رابطه بین شتاب زمین و خصوصیات خاک است. جهت مقایسه اثر شتاب بر خاک محدوده های شتاب بالا  g(6/0- 5/0) و پایین g (4/0- 3/0) در زیرحوضه های 1 و 2 حوضه تالار تعیین شدند. سپس40 نمونه خاک از زیرحوضه های مختلف جمع آوری شده و آزمایش های بافت خاک، کربن آلی و حدروانی انجام و با استفاده از تحلیل رگرسیون خطی به بررسی رابطه بین شتاب زمین و خصوصیات فیزیکی خاک پرداخته شد. نتایج نشان داد که بیشترین ضرایب همبستگی در شتاب بالا زیرحوضه 1و 2 برای متغیرهای ماسه 97/0-، 95/0- و سیلت 77/0، 81/0 بود. در شتاب پایین، زیرحوضه 1 ماسه 93/0-، سیلت 84/0، رس 78/0، کربن آلی72/0، حد روانی74/0 و زیرحوضه 2 ماسه 94/0- است. رابطه عامل شتاب با خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک همیشه به صورت خطی نبوده و بسیار وابسته به ویژگی های طبیعی حوضه آبخیز است. تحلیل متغیرها در محدوده های شتاب نشان داد که در مناطق شتاب بالا  g(6/0- 5/0)، عامل بیشینه شتاب تاثیر مستقیمی بر انتقال و جابه جایی ذرات خاک (ماسه و سیلت) دارد. این نتایج با ایجاد یک مبنای علمی در جهت برنامه ریزی برای کاهش فرسایش برای مدیران و تصمیم گیران محیط زیست سودمند خواهد بود.