شاخص AOD

این تحقیق با هدف آشکارسازی ارتباط بین تغیرات پوشش اراضی و تغییرات شاخص عمق اپتیکی آیروسل در محدوده زاگرس میانی انجام گرفت. در این راستا از دو دسته از محصولات سنجش از دوری سنجنده MODIS استفاده گردید. ابتدا تغییرات پوشش اراضی محدوده مورد مطالعه، با استفاده از محصول مشتق طبقه بندی کاربری اراضی سنجنده MODIS انجام گردید. در بخش دوم تحقیق به بررسی روندهای رخدادهای گردوغبار براساس داده های ایستگاهی کدهای گردوغبار 4 ایستگاه خرم آباد، شهرکرد، یاسوج و آباده اقدام گردید. علاوه بر آن نیز روند شاخص عمق اپتیکی آیروسل (AOD)، با استفاده از محصول MOD04-L2 سنجنده مادیس برای دوره آماری 2000 تا 2020 بررسی گردید. نتایج نشان داد که 6 طبقه پوشش اراضی مرتعی، جنگلی، کشاورزی، شهری، مسکونی، بایر و پهنه های آبی در زاگرس مرکزی وجود داشته است که در این میان طبقه جنگلی به طور سالانه حدود 123 کیلومتر مربع از مساحت آن کاهش پیدا کرده است. پوشش مراتع که عمده ترین پوشش محدوده مطالعاتی است نسبتا ثابت مانده است و کاربری های اراضی کشاورزی روند افزایش قابل توجهی را طی کرده است و از 7 درصد سال 2000 به در5/9 درصد در سال 2020 رسیده است. اراضی شهری و مسکونی نیز روند افزایشی را طی کرده بودند. اما از طرف دیگر بررسی روند سری زمانی 21 ساله شاخص AOD بیانگر وجود یک روند افزایشی طی 21 سال اخیر بود. از میان طبقات کاربری، دو طبقه مراتع و جنگلها که در واقع بیش از 90 درصد از مساحت محدوده مطالعاتی را به خود اختصاص داده اند، ارتباط معکوسی با شاخص AOD نشان داده اند. ولی طبقه اراضی کشاورزی ارتباط مستقیمی با شاخص AOD داشته است. بنابراین روند کاهشی طبقه جنگلی در سطح منطقه به طور معنی داری با روند افزایشی AOD در سطح منطقه همراه بوده است و از طرف دیگر روند افزایش طبقه اراضی کشاورزی همراه با افزایش AOD در سطح منطقه بوده است.

آئروسل ها تأثیر قابل توجهی بر شکل گیری و رفتار ابرها دارند و در نهایت بر الگوهای بارش تأثیر می گذارند. درک این رابطه برای پیش بینی و کاهش اثرات تغییرات آب و هوا بسیار مهم است. این ذرات نقش مهمی در رابطه پیچیده بین شرایط جوی و الگوهای بارش دارند. از این رو هدف از پژوهش حاضر، بررسی و تحلیل رابطه انواع آئروسل ها با بارش در جنوب شرق ایران است. برای این منظور از داده های بارش روزانه تعداد 43 ایستگاه هواشناسی در طی دوره آماری بین سال های 2022-2000 استفاده گردید و روزهای بارشی که در آن مقدار شاخص AOD بالای 3/0 بود جهت انجام تحلیل های رگرسیونی انتخاب شد. در این پژوهش به منظور آشکارسازی ارتباط فضایی بین انواع مختلف آئروسل ها با بارش در منطقه جنوبشرق ایران، در مرحله نخست از مدل رگرسیون موزون جغرافیایی استفاده شد و همبستگی میان شاخص AOD و بارش به صورت تحلیل یاخته ای مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد همبستگی بین آئروسل ها  با بارش در جنوب شرق ایران  به میزان حداقل 3/0 تا حداکثر 96/0وجود دارد. هم چنین مقایسه مقادیر بارش با شاخص AOD در روز بارشی نشان می دهد بیشترین فراوانی بارش های رخداده در تراکم هایی بخصوصی از آئروسل ها می باشد به نحوی که 61/84 درصد از بارش های یاخته های معنی دار در شاخص AOD با مقادیر بین 5/0 تا 8/0 اتفاق افتاده است و در مقادیر بالاتر از این مقدار فراوانی بارش ها  بطور قابل توجهی کم شده است. این موضوع می تواند نشان دهد افزایش شدت تراکم آئروسل ها از AOD 8/0 به بالا باعث کاهش فراوانی بارش در منطقه جنوب شرق ایران می شود.

هدف این پژوهش بررسی ارتباط بین رخداد طوفان های گرد و غبار با شاخص نوسان اطلس شمالی (NAO) در ایستگاه های منتخب غرب و جنوب غرب ایران (آبادان، بستان، ایلام، دهلران، کرمانشاه و سرپل ذهاب) است. برای این منظور، از کدهای سینوپ روزهای توأم با طوفان گرد و غبار، دید افقی کمتر از ۱ کیلومتر، داده های مربوط به مقادیر شاخص (NAO) طی دوره آماری ۲۰۲۲-۱۹۸۷ و داده های ماهواره ای شامل شاخص عمق نوری هواویز (AOD) حاصل از تولیدات سنجنده های دوره های ۲۰۱۷-۲۰۰۰ MISR و ۲۰۲۲-۲۰۰۲ MODIS استفاده شد. نتایج ضرایب همبستگی نشان داد که ارتباط نسبتاً قوی و معکوس بین شاخص NAO در فاز منفی و ارتباط مستقیم ضعیف در فاز مثبت با گرد و غبار وجود دارد و بین ۵۱ تا ۷۰ درصد رخدادهای گرد و غبار با فاز مثبت هم زمان بوده است. نمودار تغییرات سری زمانی شاخص ها در دو فاز منفی و مثبت نشان داد از سمت غرب به سمت جنوب غرب مقدار شاخص AOD افزایش یافته که این افزایش در ایستگاه آبادان مشهود است. مطابق با شاخص حاصل از تولید سنجنده MISR سال های ۲۰۱۱ و ۲۰۱۵ در فاز مثبت و سال ۲۰۰۸ در فاز منفی اوج فعالیت طوفان گرد و غبار در تمامی ایستگاه ها بوده و کمترین مقدار آن نیز مربوط به ایستگاه های سرپل ذهاب و کرمانشاه به ترتیب در سال های ۲۰۰۲ و ۲۰۰۴ است. مطابق با شاخص دیپ بلو حاصل از سنجنده MODIS در فاز مثبت سال ۲۰۲۲ و در فاز منفی سال ۲۰۰۹ را می توان به عنوان اوج طوفان های گرد و غبار تفکیک کرد.

پژوهش حاضر با هدف پایش تغییرات زمانی و مکانی گرد و غبار معلق جوّ در قسمت هایی از نیمه غرب ایران در محیط گوگل ارث انجین با استفاده از کارآمدترین محصولات سنجنده مودیس در بازه زمانی (2012-2021) و تصاویر سنتینل-۵ برای دوره (2018-2021) انجام شد. برای این منظور روند تغییرات زمانی و مکانی غلظت هواویز با استفاده از تصاویر شاخص عمق نوری (AOD) و شاخص جذب آئروسل (AI) پایش و سپس شاخص بهینه پوشش گیاهی (EVI) و شاخص خاک لخت (BSI) حاصل از تصاویر MOD13Q1 برای بازه زمانی (2012-2021) محاسبه شد ودرنهایت، میانگین تغییرات آنها به دست آمد. تغییرات غلظت گرد و غبار معلق در جوّ با استفاده از شاخص AOD روند نزولی را در ماه ژانویه و روند صعودی را در ماه جولای نشان می دهد؛ درحالی که این غلظت در ژانویه سال 2021 کمترین و در ماه های جولای و سپتامبر سال 2021 بیشترین میزان آئروسل را با استفاده از شاخص AI داشته است. گروه بندی غلظت آئروسل ها در سه طبقه برای پهنه مطالعه شده نشان داد که مناطق با غلظت زیاد آئروسل بر اساس تصاویر مودیس و سنتینل شامل خوزستان و ایلام است که این طبقه بندی ها در تصاویر مودیس به صورت مداوم است؛ ولی در تصاویر سنتینل به صورت پراکنده است. هم پوشانی میزان غلظت گرد و غبار در تصاویر مودیس با شاخص های EVI و BSI نشان داد که بیشترین تمرکز آئروسل ها در مناطق فاقد پوشش گیاهی و خاک های لخت قرار دارد. نتایج این پژوهش به مدیران و برنامه ریزان کمک می کند تا با مدیریت اصولی پوشش گیاهی و کاهش خاک بدون پوشش گامی در راستای کاهش آلودگی های ناشی از گرد و غبار معلق در جوّ در این نواحی بردارند.

امروزه وقوع روزافزون طوفان های گرد و غبار، یکی از مهمترین مخاطرات زیست محیطی است که گریبان گیر بسیاری از مناطق به ویژه مناطق بیابانی و خشک شده است. از آن جایی که یکی از عوامل مهم در به وجودآمدن این پدیده، جنس خاک و وجود رسوبات ریز دانه به عنوان منبع گرد و غبار می باشد و با عنایت به این که پدیده سیلاب، نقش مهمی در جابجایی خاک ها و رسوب گذاری آن ها در مناطق سیل زده ایفا می کند؛ این پژوهش با بررسی و تحلیل این موضوع به واکاوی نقش سیلاب های فصلی در ایجاد منابع جدید احتمالی گرد و غبار پرداخته است. در این راستا از تصاویر سنجنده «OLI» و «سنتینل1» استفاده شد. تحلیل ها در محیط سیستم «GEE» و نرم افزارهای «ENVI» و «SNAP» انجام گرفت. با اعمال روش آستانه گذاری طیفی بر روی تصاویر سنتینل 1 مربوط به سیل 5 مرداد 1401 شهرستان های رفسنجان- انار، مناطق سیل زده مشخص شد. با پردازش تصاویر «OLI» رسوبات رسی ته نشین شده در نتیجه سیلاب بارزسازی شد. ترسیم نمودار میانگین ماهانه «AOD» در طول 10 سال نشان از روند افزایشی توده های گرد و غبار دارد. همچنین بررسی این نمودار و مقایسه نقشه توده های گرد و غبار با نقشه مناطق رسوب گذاری شده در نتیجه وقوع سیلاب 5 فروردین در منطقه مورد مطالعه، تأییدی بر نقش سیلاب مذکور در ایجاد منابع جدید و محلی در منطقه مورد مطالعه است. 

گردوغبار ازجمله مخاطراتی است که تأثیر مستقیمی بر سلامت انسان و وضعیت زیست محیطی مناطق دارد. این مخاطره بخش زیادی از کشور ازجمله مناطق جنوب غربی آن را با تهدید مواجه کرده است. با توجه به اهمیت موضوع، هدف از این پژوهش شناسایی مناطق مستعد ایجاد کانون های گردوغبار در جنوب غرب کشور و تحلیل عوامل مؤثر در وقوع آن است. در این تحقیق از تصاویر گوگل ارث، تصاویر ماهواره MODIS، تصاویر ماهواره CHIRPS و همچنین مدل رقومی ارتفاعی 30 متر SRTM استفاده شده است. مهم ترین ابزارهای مورداستفاده در تحقیق، سامانه گوگل ارث انجین، گوگل ارث، نرم افزارهای ArcGIS و IDRISI بوده است. همچنین در این تحقیق از شاخص ها و مدل های مختلفی ازجمله شاخص AOD و مدل WLC استفاده شده است. این تحقیق در چند مرحله انجام شده است که در مرحله اول با استفاده از شاخص AOD، نقشه غلظت گردوغبار منطقه تهیه شده است. در مرحله دوم به تحلیل ارتباط غلظت گردوغبار منطقه با عوامل محیطی پرداخته شده است و در مرحله سوم نیز مناطق مستعد ایجاد کانون های گردوغبار شناسایی شده است. بر اساس نتایج حاصله، ضریب همبستگی بین میزان غلظت گردوغبار منطقه با پارامترهای NDVI، سرعت باد، بارش، دما و ارتفاع به ترتیب 63/0، 156/0، 557/0، 489/0 و 602/0 بوده است. ضریب غلظت گردوغبار در واحدهای تپه های ماسه ای، دشت، تپه ماهور و کوهستان به ترتیب وزن 71/0، 64/0، 47/0 و 23/0 به دست آمده است. همچنین بر اساس نتایج حاصله، بخش زیادی از منطقه موردمطالعه ازجمله مناطق شمال غربی شهر اهواز، مناطق شمالی شهر هویزه و مناطق حدفاصل شهرهای امیدیه تا اهواز پتانسیل زیادی جهت ایجاد کانون های گردوغبار دارد.