سنجنده مودیس آکوا

در پژوهش کنونی برای بررسی پیوند بین روزهای برفپوشان با ارتفاع، شیب و وجه شیب از داده های دو فرآورده دورسنجی مودیس تررا و مودیس آکوا برای بازه زمانی 1393-1382 بهره گرفته شد. تفکیک مکانی داده های به کاررفته در این پژوهش 500 است. همچنین داده های مدل رقومی ارتفاع ایران (DEM) در تفکیک مکانی 500 متر و با سیستم تصویر سینوسی هماهنگ با تفکیک و سیستم تصویر داده های مودیس تررا و مودیس آکوا از تارنمای سازمان فضایی ناسا برداشت شد. در داده های مدل رقومی ارتفاع (DEM) به کاررفته افزون بر ارتفاع نقاط، اطلاعات شیب و وجه شیب برای هر یاخته نیز در دسترس است. در این پژوهش نخست میانگین روزهای برفپوشان (روزی که زمین پوشیده از برف است) ایران برای بازه زمانی 1393-1382 محاسبه شد و سپس با کدنویسی در نرم افزار مت لب برای هر طبقه ارتفاعی از ارتفاع 29- تا 5476 متری در گام های یک متری میانگین روزهای برفپوشان همان ارتفاع محاسبه شد. پس از محاسبه شمار روزهای برف برای هر طبقه ارتفاعی، پیوند روزهای برفپوشان با ارتفاع، شیب و وجه شیب بررسی شد. یافته ها نشان داد ارتباط بین روزهای برفپوشان با ارتفاع لزوماً رابطه خطی نیست و در گروه های ارتفاعی رفتاری متفاوت را از خود نشان می دهد.

در این پژوهش، داده های روزانه دو سنجنده مودیس تررا و مودیس آکوا برای فصل بندی پوشش برف در ایران زمین به کار گرفته شد. داده های این دو سنجنده در تفکیک مکانی 500 متر و به صورت رقومی در دسترس است. داده های به کارگرفته شده در این پژوهش، خردترین تفکیک موجود داده های سنجنده مودیس است. برای فصل بندی پوشش برف ایران زمین، نخست داده های رقومی پوشش برف در محیط نرم افزار مت لب گردآوری و سپس چند الگوریتم روی داده ها به منظور کاهش ابرناکی به کار بسته شد. پس از آماده سازی داده ها، آرایه میانگین بلندمدت دوازده ماه خورشیدی از فروردین تا اسفند در نرم افزار مت لب محاسبه شد. ابعاد این آرایه 7541502 × 12 بود که سطرهای آن نماینده هر ماه و ستون های این آرایه نماینده یاخته های مکانی در ایران است. در گام بعدی فواصل اقلیدسی یاخته ها به کمک روش ادغام وارد در نرم افزار مت لب محاسبه شد. یافته های این پژوهش نشان داد که روی هم رفته در ایران زمین چهار فصل برفپوشان دیده می شود: فصل بی برفی شامل ماه های اردیبهشت تا خرداد؛ فصل گذار شامل ماه های فروردین و آبان؛ فصل پوسته برفپوشان شامل ماه های آذر و اسفند و فصل هسته برفپوشان که شامل ماه های دی و بهمن می شود. همچنین برای هر یک از فصول اقلیمی و هر کدام از ماه های خورشیدی شمار روزهای برفپوشان و مساحت های آنها بررسی شد. مطالعات نشان داد بیشترین گستره مساحت روزهای برفپوشان یک روزه در ماه دی دیده می شود. در این ماه، روزهای برفپوشان یک روزه 15 درصد از گستره کشور را پوشش می دهند. در گام پایانی، رابطه میان شمار روزهای برفپوشان و ارتفاع برای هر یک از فصول اقلیمی به کمک مدل رقومی ارتفاع ایران (Dem) محاسبه گردید. یافته ها گویای آن بود که در هر یک از فصول اقلیمی، این رابطه متفاوت است.

گستره و وردش پذیری پوشش های برفی، فراسنج های مهمی در سامانه های آب شناختی و آب و هواشناسی است. برای مناطقی که منبع اساسی آب آن ها از انباره های برفی حاصل می شود، مطالعه روند تغییرات پوشش های برفی اهمیت بسیار زیادی دارد. بسیاری از رودخانه های پرآب ایران، از انباره های برفی کوهستان ها سرچشمه می گیرد؛ بنابراین بررسی تغییرات پوشش برف در کشوری همچون ایران بسیار ضروری و مهم است. در پژوهش حاضر، تغییرات روزهای برفپوشان ایران در کمربندهای ارتفاعی مختلف به کمک داده های رقومی پوشش برف سنجنده های مودیس تررا و مودیس آکوا واکاوی شد. برای این منظور، خردترین گونه داده های پوشش برف این دو سنجنده که در تفکیک مکانی 500 متر در دسترس است، به صورت روزانه و برای بازه زمانی 1393-1382 به کارگرفته شد. همچنین، الگوی رقومی ارتفاعی (Dem) هماهنگ با سیستم تصویر داده های برف در تفکیک مکانی 500 متر از تارنمای ناسا دریافت شد. برای واکاوی هرگونه تغییری در روزهای برفپوشان در کمربندهای ارتفاعی، نخست فراوانی روزهای برفپوشان برای هر طبقه ارتفاعی از 1500 متر تا 5500 متر در گام های 100متری محاسبه و سپس به کمک آزمون من کندال، روند روزهای برفپوشان بررسی شد. یافته ها نشان داد، در ماه های فروردین، تیر، امرداد، شهریور، آذر، بهمن و اسفند در هیچ یک از کمربندهای ارتفاعی روند معناداری دیده نمی شود. این درحالی است که در ماه اردیبهشت در 21 کمربند ارتفاعی و در ماه خرداد نیز در 10 کمربند ارتفاعی روند کاهش روزهای برفپوشان دیده می شود. همچنین، روند افزایش روزهای برفپوشان تنها در ماه های مهر، آبان و دی دیده شد. در ماه مهر دو کمربند، در ماه آبان یک کمربند و در ماه دی نیز یک کمربند ارتفاعی، روند افزایش روزهای برفپوشان را از خود نشان دادند.

هدف از پژوهش کنونی، بررسی نقش دمای رویه زمین در پراکنش روزهای برف پوشان در ایران است. در گام نخست داده های دمای رویه زمین سنجنده مودیس ماهواره ترا از تارنمای ناسا برای بازه زمانی 1393-1382 در تفکیک مکانی 1×1 کیلومتری دریافت شد. برای بررسی پوشش برف کشور نیز از داده های سنجنده مودیس ترا و مودیس آکوا برای بازه زمانی 1393-1382 در تفکیک مکانی 500 × 500 بهره گرفته شد. پس از آماده سازی داده ها در محیط نر م افزار مت لب، به کمک مدل رقومی ارتفاع (Dem) ایران برای هر یک از گروه های ارتفاعی در گام های ارتفاعی یک متری میانگین سالانه دما محاسبه شد. یافته های این پژوهش نشان داد، مناطقی که میانگین سالانه دمای رویه آن ها کمتر از 30 درجه سلسیوس است، برای نشست پوشش برف به طور نسبی مهیا هستند و از ارتفاع 1700 به بالا دمای رویه زمین در ایران به کمتر از 30 درجه سلسیوس می رسد. واکاوی پیوند میان شمار روزهای برف پوشان با میانگین دمای رویه زمین آشکار ساخت، دمای رویه زمین در مناطقی از ایران که به طور میانگین هیچ گونه پوشش برفی ندارد، 37 درجه سلسیوس است و بیشترین شمار روزهای برف پوشان در کشور در مناطقی است که میانگین سالانه دمای رویه آن ها صفر درجه سلسیوس است.

بررسی پوشش برف در کشوری همچون ایران، امری بسیار حیاتی است و تمدن ایرانی به پوشش برفی کوهستان های این کشور وابسته است. هدف از پژوهش حاضر، بررسی تغییرات زمانی و مکانی زمان بندی فصل انباشت پوشش برف در ایران است. بدین منظور در گام نخست، داده های نسخه ششم سنجنده مودیس تررا و مودیس آکوا برای دوره زمانی 1/1/1379 تا 31/6/1397 به صورت روزانه و در تفکیک مکانی 500×500 متر برای کل گستره ایران دریافت شد؛ سپس به منظور کاهش اثر ابرناکی در داده های ماهواره ای، سه روش کاهش اثر ابرناکی بر داده های خام اولیه اعمال شد. در مرحله دوم به تفکیک هر سال آبی روی هریک از 7541502 یاخته ای که گستره ایران را می پوشاند، نخستین روز گزارش برف با سنجنده مودیس (برپایه روز اول مهر) استخراج و به مثابه شروع فصل برف روی یاخته مدنظر ثبت شد. درنهایت آرایه ای در ابعاد 7541502×1 ساخته شد که روی هریک از ستون های آن، شمار روز مربوط به نخستین بارش برف ثبت شده بود. این فرایند روی 18 سال داده موجود تکرار و درنهایت آرایه ای در ابعاد 7541502×18 تولید شد که در آن سطرها، نماینده زمان و ستون ها، نماینده یاخته های مکانی بودند. بررسی ها نشان می دهد در ارتفاعات غربی و شمال شرقی کشور، آغاز فصل انباشت پوشش برف در حال پیشروی به سوی زمستان است؛ این در حالی است که در ارتفاعات شمالی و شمال غرب کشور، شروع فصل انباشت پوشش برف در حال رفتن به عقب یعنی پسروی به سوی پاییز است.