MODIS

خشک سالی یک پدیده آب و هواشناسی پیچیده بوده که متکی به چندین عامل محیطی است. این پدیده یک بلای طبیعی رایج بوده که بعنوان یکی از دغدغه های اکولوژیکی، هیدرولوژیکی، کشاورزی و اقتصادی بشر شناخته شده است. در این پژوهش به کمک داده های ماهواره ای و سامانه گوگل ارث انجین به مطالعه پدیده خشک سالی در استان آذربایجان غربی پرداخته شده است. در راستای تحقق این پژوهش، چهار شاخص SPI، NDVI، VCI و TCI انتخاب و برای یک دوره 23 ساله از تصاویر ماهواره ای سال های 2000 تا 2022 استفاده گردید. در این مطالعه تعداد 526 تصویر برای شاخص های NDVI، VCI و TCI و 8081 تصویر جهت محاسبه شاخص SPI استفاده گردید. نتایج پژوهش نشان داد، در سال های 2000، 2008، 2015، 2017، 2021 و 2022 خشک سالی های شدید و متوسط در بیشتر پهنه استان تجربه شده و همچنین در سال های 2002، 2006، 2009، 2010، 2011 و 2019 در قسمت های مرکزی، شمالی و جنوبی استان ترسالی های مختلفی وجود داشته است. همچنین شرایط نرمال نیز در سال های 2001، 2004، 2005، 2007، 2012 تا 2014 و 2016 در تمامی مناطق استان وجود داشته است. در مقایسه بین نتایج شاخص ها می توان بیان نمود که در پهنه استان آذربایجان غربی شاخص VCI و SPI حساس ترین شاخص برای شناسایی خشک سالی بوده که قادرند انواع خشک سالی ها را به خوبی شناسایی کنند. همچنین شاخص NDVI با توجه به حساسیت نسبتاً خوبی که برای شناسایی خشک سالی دارد، قادر است کاهش پوشش گیاهی در سال های خشک سالی را نشان دهد. در مجموع نتایج این پژوهش نشان داد که استان آذربایجان غربی در معرض خطر خشک سالی است.

با توجه به تأثیر مطالعات برف در مدیریت منابع آب و جلوگیری از مخاطرات ناشی از بروز سیل و ازآنجاکه مدل سازی رواناب ذوب برف به دلیل تغییرات بسیار در پراکندگی توده های برف با کمبود یا فقدان داده چگالی برف در حوضه آبریز مواجه بوده و ایجاد ایستگاه های اندازه گیری برف در ارتفاعات کاری سخت و پر هزینه است، در این مطالعه تلاش شده با ابداع معادله ای جدید و با استفاده از تکنیک های سنجش ازدور به روشی ساده تر و فیزیکی تر پارامتر فاکتور درجه-روز (α) را محاسبه کرده و سپس شبیه سازی با تعریف مقادیر محاسبه شده آن به روش های کلاسیک و جدید در کنار مقادیر سالانه و فصلی ضریب فروکش (k) برای مدل رواناب ذوب برف (SRM) انجام شده و نتایج حاصل مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته است. به منظور ارزیابی عملکرد مدل و پارامترهای آن، شبیه سازی برای دوره های واسنجی و درستی سنجی به ترتیب برای سال های آبی 2012_2011 و 2013_2012 انجام شد و از محصول پوشش برف MODIS (MOD10A1) جهت برآورد سطح پوشش برف و برای برآورد مقادیر تابش خالص از محصول تابش خالص NEO (CERES-NETFLUX-E) استفاده گردید. نتایج نشان داد بهترین روش شبیه سازی رواناب در دوره واسنجی (2011-2012) استفاده از روش محاسبه فاکتور درجه-روز جدید و کاربرد دو مقدار ضریب فروکش جریان فصلی با ضریب تبیین 72/0 و درصد اختلاف حجمی 17/4 است. در دوره اعتبارسنجی (2012-2013) نیز شبیه سازی رواناب با روش محاسبه فاکتور درجه-روز جدید و یک ضریب فروکش سالانه با ضریب تبیین 51/0 و درصد اختلاف حجمی 38/4 بهترین نتیجه را از نظر ارزیابی معیارهای دقت مدل ارائه کرد.

هدف از این پژوهش بررسی ارتباط بین تغییرات کاربری اراضی با دمای سطح زمین در شهرستان پارس آباد در استان اردبیل با استفاده از سامانه گوگل ارث انجین می باشد. در این راستا ابتدا در محیط برنامه نویسی گوگل ارث انجین با فراخوانی داده های ماهواره سنتینل 2 و سنتینل 1 نقشه کاربری اراضی شهرستان پارس آباد تهیه شد و در مرحله بعد جهت اعتبارسنجی با استفاده از ضریب کاپا میزان درستی و دقت کلی آن انجام شد. در گام بعدی در جهت بررسی آئروسل های شهرستان مورد مطالعه از داده های ماهواره سنتینل 5 استفاده شد و روند روزانه آن را با استفاده از روش رگرسیونی و چولگی طی بازه زمانی سال های (2018-2023) محاسبه شد. در گام بعد نقشه تراکم آلودگی شهرستان مورد مطالعه ترسیم و با فراخوانی داده های ماهواره MODIS اقدام به تهیه نقشه آنومالی دما و میانگین دمایی طی بازه زمانی سال های (2018-2023) شد و روند LST شب و نمودار نیم رخ جزیره حرارتی LST شب در بازه زمانی مذکور در ماه های تابستان (ژوئیه) با میانگین 297 کلوین و مقادیر حداقل در ماه های زمستان (ژانویه) با میانگین 270 کلوین مشاهده می شود. در نهایت با استخراج داده های نقشه های تراکم آئروسل های شهر با میانگین دمایی در محیط نرم افزار ArcMAP همبستگی بین این دو پدیده با روش رگرسیون خطی ساده پرداخته شد. نتایج نشان داد به جز بین این دو پدیده رابطه معکوسی بر قرار بوده است. هم چنین میزان آئروسل های روزانه از اواسط سال 2021 میلادی روند افزایشی به خود گرفته و چولگی منفی آن نشان از افزایش آلودگی ها در نواحی داخل شهری در سال های اخیر داشته است. نقشه تراکم آلودگی نیز نشان داد در نواحی داخل شهری و جاده های بین شهری مقدار آئروسل به صورت چشم گیری افزایش پیدا کرده است.

برآورد دمای سطح زمین(LST) برای طیف گسترده ای از برنامه ریزی های کاربردی مانند کشاورزی، جزیره حرارتی شهری (UHI)، مدیریت انرژی، فرین های آب هوایی و مطالعات دگرگونی آب و هوایی به کار می رود. در این پژوهش به منظور تحلیل تغییرات دمای سطح زمین و ارتباط آن با عوامل اقلیمی در استان کرمان از داده های ماهواره CHIRPS و MODIS طی دوره آماری 22 ساله (2022-2001) استفاده شد. نتایج ارزیابی میزان بارندگی و دما نشان می دهند که بارش در این حوضه از غرب به شرق روند کاهشی و دما روند افزایشی داشته است. بیشترین بارش ها مربوط به سال های 2019 ، 2017 و 2009 بوده که میزان آن ها به ترتیب 163.02، 158.72 و 158.43 میلی متر گزارش شده است و کمترین بارش ها مربوط به سال های 2021 و 2018 با میزان 61.62 و 75.21 میلی متر بوده است. بررسی پوشش گیاهی استان کرمان نشان داد که بیشترین مقدار پوشش گیاهی در فصل بهار با میزان 1.05 دارای روند افزایشی بوده و کمترین مقدار پوشش گیاهی در فصل های پاییز و زمستان با میزان 0.35 روندی کاهشی داشته است. تغییرات فصلی دمای سطح روز و شب استان نیز نشان می دهد که گرم ترین فصول تابستان و بهار بوده است که دمای روز و شب از غرب به شرق استان روند افزایشی داشته و بیشترین مساحت را به خود اختصاص داده است. به طور کلی نتایج نشان می دهند که با توجه به نوسانات دما، بین دمای سطح زمین با پوشش گیاهی رابطه مثبت و معنی دار (مقادیر P-value در سطح 0.01) و دمای سطح زمین و بارش رابطه منفی و معنی داری وجود دارد به طوری که بارش بیشترین تأثیر را بر تغییرپذیری دمای سطح زمین و پوشش گیاهی کمترین تأثیر را بر تغییرات دمای سطح دارد.

هواویزها ذرّات جامد یا مایع معلق در جوّ هستند که از منابع طبیعی و انسان زاد انتشار می یابند و با جذب و پراکندگی تابش های طول موج کوتاه خورشیدی و طول موج بلند زمینی به طور مستقیم بر توازن تابشی جوّ اثر می گذارند. از آنجائی که هواویزها نقش عمده ای در هسته زایی قطرک های ابر و بلورهای یخ به صورت ناهمگن دارند، به طور غیرمستقیم بر فرایندهای خردفیزیکی ابر نیز تأثیر می گذارند. پیچیدگی سازوکار مربوطه موجب شده تا بررسی آ نها در خلال توفان های تندری از اهمّیّت بیشتری برخوردار شود. در مطالعه حاضر، اثر هواویزها بر ویژگی های ابر در مناطق غرب و جنوب غرب ایران در طی رخدادهای توفان تندریِ سال های 2000 تا 2014 بررسی شده است. در این راستا، داده های اندازه گیری شده کسر ابر، ضخامت نوری ابر یخی، فشار و دمای قلّه ابر و عمق نوری هواویزها (AOD) از سنجنده MODIS برای دو منطقه متفاوت اقلیمی R1 و R2 برای بازه مطالعاتی 15 ساله استخراج شد. از سال 2000 تا 2003 از داده های ماهواره Terra و از سال 2003 تا 2014 از داده های ماهواره Aqua استفاده شده است. منطقه R1 به دلیل موقعیت جغرافیایی آن و نزدیکی به بیابان های کشورهای همسایه تحت تأثیر توفان های گردوخاک قرار می گیرد. منطقه R2 ساحلی بوده و بیابان های کشورهای حاشیه خلیج فارس و نیز تراکم کشتی ها سبب ایجاد منابع گوناکون هواویز در این منطقه می شود. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که افزایش هواویزها، کسر ابر را در هر دو منطقه افزایش می دهند (با ضرایب همبستگی به ترتیب برابر 35/0 و 39/0)، اما بسته به نوع هواویزها، اثرات متفاوتی بر ضخامت نوری ابر یخی و ارتفاع قلّه ابر دارند. همبستگی مثبت (54/0) بین AOD و ضخامت نوری ابر یخی در منطقه R1 و همبستگی منفی (25/0-) بین AOD و ضخامت نوری ابر یخی در R2 وجود دارد. همچنین، بین AOD و ارتفاع قلّه ابر در هر دو منطقه به ترتیب همبستگی مثبت 54/0 و 32/0 به دست آمد