پژوهش های جغرافیای طبیعی
سال:1397 | دوره:50 | شماره:4 |تعداد مقالات:14

ژئومورفولوژیست ها برای نمایش ناهمواری ها و اشکال ژئومورفیک سطح زمین از مدل های مختلفی استفاده می کنند؛ یکی از پُرکاربردترین آن ها مدل سایه-روشن است که با تابش فرضی نور از یک منبع از آن برای تشخیص و نمایش عوارض مختلف ژئومورفیک و فرم های خطی استفاده می شود. ثابت بودن منبع نور و تنوع و پیچیدگی سطوح زمین در بسیاری مواقع مدل ها و الگوریتم های استاندارد را با محدودیت روبه رو و تفسیر عوارض سطح زمین را دشوار می کند. برای تصحیح، بهبود، و نمایش هدفمند توپوگرافی از مفهومی با نام «مورفولوژی نوری» استفاده شد. مؤلفه های ژئومورفولوژیکی مانند شیب، جهت شیب، فراوانی، و توزیع جهات و میزان و نوع همگرایی-واگرایی سطوح زمین مد نظر قرار گرفت. از چهارده مدل مختلف انحنا و شش مدل نوسان زوایای آزیموتی و سمت الرأسی برای آشکارسازی و تصحیح نمایش عوارض استفاده شد. آنالیز جهتی، مورفولوژیک، و کنتراست بر روی همة مدل ها انجام و با نتایج مدل استاندارد مقایسه شد و نحوة عملکرد و ارتباط هر یک با لندفرم ها تحلیل شد و کاربردهای رایج آن ها در شناسایی لندفرم ها تحلیل گردید. همة مدل ها در محیط پایتون اجرا و توسط واسط گرافیکی پایتون طراحی شد. نرم افزار Optical Morphology برای اجرای همة مدل ها ارائه شد.

در این پژوهش برای شناخت تأثیر رشته کوه زاگرس در تغییرات چرخند هایی که از غرب وارد ایران می شوند از رویکرد محیطی به گردشی استفاده شد. بدین منظور، داده های سیزده ایستگاه سینوپتیک غرب ایران و داده های ساعتی ERA-Interim با تفکیک مکانی 125/0×125/0 درجه، طی سال های 1984 2013 دریافت شد. با این رویکرد، 203 روز بارش فراگیر شناسایی شد. با اعمال تکنیک تحلیل عاملی بر روی داده های تراز دریای متناظر با این روزها، عامل دوم بیشترین پراش بارش های حاصل از چرخند را توجیه می کند. روزهای چهاردهم تا هجدهم آپریل 2003، که بیشترین همبستگی را با سایر روزهای این عامل دارد، الگوی نماینده انتخاب شد. در این الگو، چرخندِ ِ رسیده به کوه های زاگرس از زمان شکل گیری تا زمان رسیدن بر روی عراق و ادغام با سامانه ی سودانی، به لحاظ دینامیکی، تقویت می شود. به هنگام نزدیک شدن به زاگرس، از تاوایی مثبت و سرعت قائم هوا کاسته می شود؛ اما با عبور از زاگرس بر تاوایی مثبت آن افزوده می شود. رابطة چرخند تقویت شده با منطقة واگرایی ترازهای میانی وردسپهر در همة مراحل مشاهده شد. زاگرس نخست باعث تضعیف و دوقطبی شدن چرخند می شود. سپس، با دور شدن از کوهستان، چرخند مجدداً تقویت می شود. این چرخند ها را چرخند زاگرسی می توان نامید.

سامانه های بندالی پدیده های مقیاس همدید منطقة برون حاره اند که موجب انقطاع و تضعیف بادهای غربی می شوند و در رخداد فرین های آب وهوایی نقش مهمی دارند. برای بررسی فراوانی، توزیع زمانی و مکانی سامانه ها از داده های ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال با تفکیک مکانی˚ 5/2 × ˚ 5/2 و تفکیک زمانی شش ساعته برای دورة 1951 تا 2012 در نیمکرة شمالی و نمایة فیلترشده (TM) استفاده شد. یافته ها نشان داد که رخدادها در اطلس دو برابر آرام و سه برابر امریکا و غرب اروپا است و کمترین رخدادها در شرق آسیا و شرق اروپا است. همچنین، از نظر زمانی، در اقیانوس اطلس سال 1954 بیشترین و 1968 کمترین و در اقیانوس آرام سال 2011 بیشترین و 1957 کمترین فراوانی رخداد را دارند. در ایران یازده سال بدون رخداد و سال 1975 بیشترین درصد فراوانی مشاهده شد. توزیع فصلی نشان داد بیشترین فراوانی رخداد به ترتیب در فصل تابستان، پاییز، زمستان، و بهار است. رخدادهای بندالی در فصل زمستان بیشتر روی مناطق اقیانوسی و سواحل و در فصل گرم روی مناطق قاره ای نیز مشاهده شد. همچنین، مشخص شد که رخداد سامانه های بندالی در 90 موقعیت از 144 طول جغرافیایی با کاهش بارش سالانه در ایران ارتباط معنادار دارد.

تخمین تابش خالص روزانه در مدیریت منابع آب، به ویژه در برآورد میزان تبخیر و تعرق، کاربرد گسترده ای دارد. در این پژوهش از مدل رقومی ارتفاع سنجندة ASTER داده های ماهواره ای سنجندة MODIS و یک مدل هندسی (مبتنی بر شیب و جهت) در تهیة نقشه های تابش خالص روزانه (Rn) در حوضة آبریز دریاچة ارومیه استفاده شد. در تخمین مؤلفه های تابش از محصولات مختلف سنجندة MODIS شامل آلبدو، ضریب گسیلندگی زمین و اتمسفر، دمای سطح زمین و هوا استفاده شد. به دلیل وسعت زیاد حوضه، مؤلفه های تابش فقط برای چهار تاریخ در شرایط آسمان صاف تهیه شد. برای اعتبارسنجی نتایج، از داده های تابش طول موج کوتاه ایستگاه های سینوپتیک ارومیه و تبریز استفاده شد و معیارهای خطای RMSE و MAE به ترتیب برابر با 29/30 و 19 وات بر مترمربع به دست آمد. مقادیر تابش خالص طول موج بلند روزانه (Rnl) با روش چهارزمانة مشاهدات دمای سطح زمین برآورد شد. به دلیل فقدان داده های مشاهده ای تابش طول موج بلند، از روش فائو (پنمن) برای تولید مقادیر Rnl در ایستگاه های سینوپتیک ارومیه، تبریز، بناب، مراغه، و سهند استفاده شد. نتایج نشان داد مقادیر تابش طول موج کوتاه 24ساعتة ورودی در پیکسل های هموار و شیب دار دارای اختلاف زیادی است.

بحران آب به همراه اثرهای منفی تغییر اقلیم یکی از دغدغه های بشر در سطح جهانی است. تغییرات بلندمدت فراسنج های اقلیمی در نتیجة انتشار گازهای گلخانه ای تأثیر معنی داری در منابع آب تجدیدپذیر داشته است. در این پژوهش به بررسی تغییرات زمانی تبخیر-تعرق واقعی (ETa) و ارتباط آن با دما و بارش استان آذربایجان شرقی پرداخته شد. برای این کار از داده های فرآوردة دورسنجی MOD16A2 سنجندة مودیس در بازة زمانی 20002014 استفاده شد. تفکیک اسمی داده های به کارگرفته شدة سنجندة مودیس 1000 متر است. در این پژوهش، علاوه بر داده های فرآوردة MOD16A2، داده های دماهای بیشینه، کمینه، و بارش 11 ایستگاه همدید استان نیز به کار گرفته شد. هدف از این پژوهش مقایسة مقادیر ETa پایگاه ntsg با دما و بارش استان است. نخست میانگین داده های رقومی تبخیر-تعرق واقعی استان بر روی 124548 یاخته برآورد شد. سپس، به روش همبستگی و تحلیل رگرسیون پیوند بین دماهای بیشینه، کمینه، و بارش ایستگاه های همدید با تبخیر-تعرق واقعی ارزیابی شد. نتایج نشان داد که همبستگی خطی دماهای بیشینه و دمای کمینه با تبخیر-تعرق واقعی یاختة نمایندة ایستگاه ها به صورت مستقیم و منفی بوده و با افزایش هر C° 1 دما، مقدار تبخیر-تعرق واقعی به اندازة 02/0 میلی متر در روز کاهش می یابد.

نبکا نقش های متعددی در پایداری اکوسیستم های مناطق خشک و فرا خشک دارد؛ مهم ترین نقش آن حفظ پوشش گیاهی و تثبیت ماسه های روان است. تحقیق حاضر بر اساس روش میدانی شمارش 147 نبکا در دشت صوفیکم استان گلستان انجام شده است. به منظور بررسی تعیین نوع الگوی پراکنش نبکاها و عوامل تأثیرگذار در پراکنش مکانی آن ها، خصوصیات مورفومتریک نبکا ها (طول، عرض، و ارتفاع نبکاها) در عرصه تعیین شد و موقعیت مکانی آن ها ثبت گردید. همچنین، برای تعیین خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک از رأس نبکاها خاک نمونه بردار شد و سپس تحلیل مکانی نبکاها با استفاده از توابع k رایپلی، g تک متغیره، و تابع همبستگی نشان دار انجام شد. پراکنش مکانی نبکاها در فاصله های بین 0 تا 50 متر به صورت کپه ای تعیین شد. همچنین، تحلیل تابع همبستگی نشان دار با احتمال 95درصد و در سطح 5درصد برای پارامترهای طول نبکا، کج شدگی رسوبات، اسیدیته، و مادة آلی خاک نبکاها بیانگر تأثیر این عوامل در الگوی پراکنش بود و سایر پارامترهای مورد مطالعه تأثیری نداشتند. با توجه به نقش مثبت نبکا در کاهش اثر فرسایش بادی، بررسی پراکنش مکانی و عوامل مؤثر در پراکنش و توسعة نبکاها و ضرورت آگاهی از فرایند های طبیعی آن ها می تواند در مدیریت بهتر به منظور کاهش میزان فرسایش بادی کاربردی باشد.

میزان بارش اندازه گیری شده توسط رادار با میزان بارش دریافت شده در سطح زمین تفاوت دارد. در نتیجه، برای تعیین میزان بارش با استفاده از داده های رادار، باید داده های رادار را بر اساس داده های زمینی تصحیح کرد. پیوند میان بارش و بازتابندگی رادار نمایی است از Z=aRb. اگر مقادیر ضرایب این مدل درست انتخاب نشود، برآورد مقدار بارش توسط رادار با اشتباه همراه می شود. در این پژوهش بارش های 26 تا 27 آبان 1394 و 10 تا 12 آذر 1395 در ده ایستگاه استان کرمانشاه بررسی شد. در بارش اول زاویة ارتفاع بهینة پرتو انتخاب و رابطة مربوط به آن استخراج شد و ضرایب تصحیح به دست آمد. با استفاده از این رابطه، مقدار بارش برآوردی رادار از 31درصد به 96درصد افزایش یافت و میانگین مجموع بارش برآوردی رادار از 9/8 به 4/32 میلی متر رسید که از میانگین واقعی فقط 1 میلی متر کمتر است. در بارش دوم، با استفاده از داده های بارش رادار، فقط یک معادله استخراج شد و ضرایب تصحیح رادار به دست آمد. نتایج برآورد بارش رادار به این روش نیز مورد قبول بود و میانگین مجموع بارش برآوردی رادار از 6/9 به 5/23 میلی متر افزایش یافت که 4 میلی متر از مقدار واقعی کمتر بود.

دما یکی از مهم ترین متغیرهای هواشناسی مؤثر در رشد و نمو موجودات زنده است. برای کمّی سازی اثر دما در رشد و نمو گیاهان عموماً از شاخص های درجه-روز رشد استفاده می شود. از این رو، هدف از این تحقیق اندازه گیری میزان روند تغییرات درجه-روز رشد دماهای 5 و 10 درجة سانتی گراد در طول فصل رویشی در 31 ایستگاه سینوپتیک منتخب با 25 سال دورة آماری مشترک (1364 1389) در سطح کشور است. برای محاسبة واحدهای گرمایی طول فصل رشد از روش دمای میانگین روزانه منهای دمای پایه استفاده و نقشه های پهنه بندی آن تهیه شد. با استفاده از آزمون من-کندال، چگونگی و زمان آغاز روند یا تغییرات واحدهای گرمایی مشخص و مقدار تغییرات محاسبه شد. نتایج تحقیق تغییرات بیشتری را در سری های مربوط به واحدهای گرمایی با آستانه های دمای 10 درجه نسبت به سری هایی با آستانة 5 درجه نشان داد. ایستگاه های آبادان و اهواز در دمای 10 درجه، برخلاف ایستگاه های دیگر، دارای روند کاهشی بودند. نقشة پهنه بندی واحدهای گرمایی نشان داد که واحدهای گرمایی در پایة دمایی 5 درجه از جنوب به شمال کشور و از غرب به شرق افزایش می یابد و کاهش آن در پایة دمایی 10 درجه است.

شکل زمین نقش اساسی در فرایند رخداد زمین لغزش ایفا می کند. هدف اصلی از این پژوهش، ارزیابی و مقایسه ی دو مدل احتمالاتی دمپسترشفر و وزن شاهد با تأکید بر شاخص های مورفومتری در پهنه بندی حساسیت نسبت به زمین لغزش در حوضة آبخیز رودخانه ی فهلیان است. بدین منظور، هجده عامل مؤثر در وقوع زمین لغزش شناسایی و ارزیابی شد. سپس، نقشه های این عوامل در محیط GIS تهیه و با لایة پراکنش زمین لغزش های منطقه همپو شانی و بر اساس دو مدل فوق وزن دهی شد. نقشه های پهنه بندی حساسیت براساس دو مدل تهیه شد. نتایج نشان داد که در هر دو مدل شیب های بیش از 40درصد و شاخص ناهمواری زمین بیش از 14 بیشترین وزن را به خود اختصاص داده و مهم ترین نقش را در وقوع زمین لغزش های منطقه داشته اند. به منظور ارزیابی دقت و صحّت مدل ها، از منحنی ویژگی عملگر نسبی (ROC) استفاده شد. نتایج اعتبار سنجی حاصل از سطح زیر منحنی برای مدل دمپسترشفر و وزن شاهد به ترتیب 79/0 و 76/0 به دست آمد. بنابراین، اعتبار هر دو مدل خوب برآورد شد. همچنین، نتایج حاصل از محاسبة نسبت FR و شاخص SCAI مبیّن طبقه بندی مناسب در پنج طبقة حساسیت است. با توجه به نتایج کمّی اعتبار سنجی، مدل دمپسترشفر، با بهره گیری از شاخص های مورفومتریک، مدل مناسبی برای پهنه بندی حساسیت نسبت به زمین لغزش معرفی می شود.

در این تحقیق به منظور بررسی اثر تغییر کاربری اراضی و تغییر اقلیم بر رواناب یک حوضة کوهستانی برف گیر در زاگرس مرکزی از مدل هیدرولوژی SWAT استفاده شد. کاربری اراضی حوضة آبخیز گرین در سال 1986 از ادارة منابع طبیعی همدان استخراج و در سال های 2000 و 2014 از تصاویر ماهوارة لندست 8 تهیه شد. نقشة کاربری اراضی در سال 2042 با استفاده از مدل مارکوف و CA مارکوف پیش بینی شد. برای پیش بینی اقلیم آینده از مدل HadCM3 استفاده شد و خروجی های آن با مدل LARS-WG ریزمقیاس نمایی شد. با توجه به ضریب نش-ساتکلیف، ضریب تبیین، P-factor، و R-factor به دست آمده در مرحلة واسنجی (به ترتیب برابر با 59/0، 60/0، 47/0، و 09/0) و مرحلة اعتبارسنجی (به ترتیب برابر با 71/0، 72/0، 59/0، و 02/0)، این مدل دارای کارایی قابل قبولی است. نتایج نشان می دهد که این منطقه تا سال 2042 شاهد افزایش 28/2درصدی مساحت جنگل و کاهش 07/2درصدی مساحت مرتع، روند کاهشی میانگین بارش ماهانه و روند افزایشی میانگین دما خواهد بود. همچنین، کاهش میزان رواناب ناشی از تغییر کاربری اراضی (5/6درصد) نسبت به اثر تغییر اقلیم در این حوضة کوهستانی (7/10درصد) کمتر است.

گردشگری اسکی یکی از شاخه های گردشگری ورزش های زمستانی است که، از دیدگاه جهانی، به یک صنعت تبدیل شده است؛ اما، در حال حاضر، با تبعات ناشی از تغییر اقلیم و گرمایش جهانی به خطر افتاده است. در چنین شرایطی، برنامه های گردشگری ورزشی باید در جهت انتخاب مناسب ترین مکان برای احداث پیست های اسکی باشد که از لحاظ میزان برف گیری و سایر فراسنج های مورد نیاز با کمترین مشکل مواجه شود. راه حل مناسب در پهنه بندی، انتخاب، و تعیین مکان های مناسبِ احداثِ تأسیسات ورزش های زمستانی و پیست های اسکی استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی است. بنابراین، هدف از اجرای پژوهش حاضر پهنه بندی مناطق مستعد احداث پیست اسکی با رویکرد گردشگری ورزشی در استان چهارمحال و بختیاری است. این پژوهش از نوع کاربردی است و شاخص های به کاررفته عبارت است از: میزان بارش، روزهای برفی و یخبندان، شیب، راه های ارتباطی، تراکم راه های ارتباطی، فاصله از راه های ارتباطی، ارتفاع، طبقات شیب، جهت شیب، سرعت باد غالب، پوشش گیاهی، تراکم مراکز شهری و روستایی، فاصله از مراکز شهری و روستایی و اماکن، سالن، پیست و مراکز ورزشی. پس از وزن دهی و محاسبة وزن نهایی، هر یک از مؤلفه ها با فرایند تحلیل سلسله مراتبی وارد نرم افزار ArcGIS شد و در ترکیب با روش ارزیابی، توان اکولوژیک مناطق مستعد احداث پیست اسکی تعیین گردید. نتایج نشان داد حدود 77/802 کیلومتر مربع (93/4درصد) از سطح استان چهارمحال و بختیاری پتانسیل احداث پیست اسکی را دارد که بخش وسیعی از آن در شهرستان کوهرنگ گسترده شده است. پیست اسکی چلگرد، معروف ترین پیست فعال استان، در پهنة شناسایی شده واقع شده است.

آمایش سرزمین پایدار سازوکارِ تنظیم سیاست های کاربری اراضی و بهبود شرایط فیزیکی و مکانی است و می تواند برای استفادة بهینه و حفاظت بلندمدت منابع طبیعی نقش ایفا کند. از طرفی، به کارگیری مدل های بهینه سازی امری ضروری است؛ زیرا دارای تعامل با اهداف چندگانه، حالت فضایی، منطقة تحقیقاتی بزرگ، الزامات کارایی و تأثیرات آن هاست. بنابراین، الگوریتم های فراابتکاری ابزار کارآمدی برای حل مشکلات پیچیدة فضایی شناخته شده است و قابلیت ارائة فناوری بالا و قابل اعتماد برای حل مسائل بهینه سازی غیرخطی را داراست. در این پژوهش، از الگوریتم جست وجوی گرانشی (GSA) به منظور به گزینی کاربری کشاورزی در حوضة آبخیز بیرجند استفاده شده است. در این الگوریتم، بر اساس توابع برازش، اهدافی نظیر بیشینه کردن تناسب محیطی، بوم شناختی، فشردگی و سیمای سرزمین، و کمینه کردن تغییرات کاربری با قیودی مانند محدودیت توسعة فضایی و میزان تقاضا مناسب ترین مکان ها انتخاب شد. همچنین، به منظور ارزیابی کارایی الگوریتم GSA در به گزینی اراضی کشاورزی آینده، نتایج حاصل با الگوریتم تخصیص چندهدفة سرزمین (MOLA) مقایسه شد. یافته های حاصل از مقایسة بصری، پارامترهای آماری، و تحلیل سنجه های سیمای سرزمین حاکی از کارایی و برتری نسبی نتایج الگوریتم GSA نسبت به MOLA است، که این مناطق بیشتر در حال حاضر دارای کاربری مرتع کم تراکم و اراضی دیم هستند.