واکاوی خوشه ای

آلودگی هوا به عنوان یکی از مهم ترین مخاطرات طبیعی در کلان شهرها، به یک مسئله مهم جهانی تبدیل شده که واکاوی شرایط رخداد آن، یکی از اولویت های عمده در پژوهش های اقلیمی است. بدین منظور در این پژوهش، شرایط همدید مرتبط با روزهای آلوده به ازون (O3) در تهران با استفاده از رویکرد محیطی به گردشی و واکاوی خوشه ای بررسی گردید. نخست با استفاده از داده های آلایندگی ازون در بازه 7 ساله از سال 1388 تا 1394 برای 41 ایستگاه تهران، ماتریسی به آرایه ی 41×2417 تشکیل شد. سطرها نشان دهنده روز های همراه با ازون و ستون ها نماینده تعداد ایستگاه هاست. سپس با انجام تحلیل خوشه ای پایگانی به روش ادغام وارد روی ماتریس روزهای فرین همراه با این پدیده، هشت خوشه متفاوت و مجزا شناسایی شد. نتایج آماری و همدید این پژوهش حاکی از این است که فراوانی روزهای آلاینده ازون در این گونه ها، اغلب روند فصلی دارد و در شش ماه اول سال بیشتر مشاهده می شود که شرایط جوی کشور از یکدستی و همگنی اقلیمی به علت استقرار پرفشار جنب حاره برخوردار است. رخداد این شرایط، مسبب ایجاد ماندگاری و تداوم چندروزه آلودگی در تهران و اغلب کلان شهرهای کشور می شود.

تصاویر ماهواره ای به عنوان ابزارهای جدید، افق و ابعاد نوینی را برای پایش اراضی در اختیار قرار می دهند. در این بررسی به منظور تعیین نواحی جغرافیایی همگن از نظر گستره ی برگ از تصاویر دورسنجی مودیس ترا-آکوا در بازه ی زمانی 1395-1381 با تفکیک مکانی یک کیلومتر و تفکیک زمانی 8 روزه استفاده شده است. پهنه بندی و واکاوی گستره ی برگ با استفاده از نرم افزار مت لب و پایگاه اطلاعاتی گوگل ارث انجام شد. برای این منظور، ابتدا به موزائیک بندی و تعیین قلمرو ایران در مجموعه داده های ماهواره ای مودیس پرداخته و سپس با ایجاد پایگاه داده در مت لب و انجام واکاوی خوشه ای، پهنه بندی انجام شد. به منظور واکاوی بهتر گستره ی برگ از داده های میانگین بلندمدت دما و بارش در بازه ی زمانی مورد نظر نیز استفاده گردید. طبق این تحلیل12/46 درصد از گستره ی ایران تحت حاکمیت پوشش گیاهی است. پهنه ی بسیارانبوه، انبوه، متوسط و تنک چهار پهنه ای هستند که در کشور شناسایی شده اند. این چهار پهنه به ترتیب بر 67/2، 9/6، 26/9، 29/27 درصد از سرزمین حاکم هستند. نتایج نشان داد که در تمام پهنه های مورد بررسی، گستره ی برگ در دوره ی گرم سال به دلیل دمای بالا در این دوره و وجود بارش ها در دوره ی سرد پیشین دارای درصد بیشتری می باشد. دامنه های شمالی البرز، جنگل های هیرکانی، جنگل های گلستان، جنگل های ارسباران از جمله مناطقی هستند که مناطق مختلف آن ها در تمامی پهنه ها وجود دارد. علاوه بر جنگل ها، مناطقی که برای هر یک از پهنه ها شناسایی شده اند عموماً شامل کشتزارها می شود.

امروزه مخاطرات بارشی، بحران های گسترده ای را به لحاظ نظامی، امنیتی و اجتماعی ایجاد می کنند؛ چراکه این تنش ها، در قالب فروسایی و تخریب محیط طبیعی گاه به تعارضات خشونت بار اجتماعی نیز می انجامد. در این راستا، برای واکاوی روزهای باران فرین در ایران از داده های روزانه باران در 235 ایستگاه همدید در بازه زمانی 01/01/1340 تا 29/12/1398 خورشیدی (21549 روز) استفاده شده است. بنابراین پایگاه داده ای با آرایه ا ی به ابعاد 235×21549 ایجاد شد که سطرها نماینده زمان و ستون ها نماینده ایستگاه ها هستند. با استفاده از فاصله اقلیدسی و پیوند وارد، روزهای باران فرین ایران در چهارخوشه بارش منظم قرار گرفت. نتایج نشان داد خوشه اول (روزهای همراه با باران نسبتاً سنگین) با فراوانی 87 درصد ایستگاه ها، پراکنش سراسری در کشور دارد. خوشه دوم (باران های نیمه سنگین) با 9 درصد، محدود به چند ایستگاه در کرانه های شرقی دریای خزر و نیمه غربی ارتفاعات زاگرس است. خوشه سوم (باران های سنگین) با 3 درصد ایستگاه ها در کرانه های جنوبی دریای خزر و غرب ارتفاعات زاگرس در ایستگاه های آستارا، بابلسر، نوشهر، رامسر، رشت، کوهرنگ و یاسوج واقع شده است و درنهایت، خوشه چهارم (باران های ابرسنگین) با 1 درصد، فقط در ایستگاه بندرانزلی رخ می دهند. به نظر می رسد فراوانی روزهای باران فرین در ایران، میل به خوشه ای شدن و لانه گزینی دارد و در تبعیت با توپوگرافی و دوری یا نزدیکی به دریا است.