كاربرد سنجش از دور در مطالعات اقليمي مناطق خشك و بياباني
دكتر سهيلا جوانمرد
استاديار پژوهشكده اقليم شناسي، مشهد/ پژوهشگاه هواشناسي وعلوم جو، تهران/پژوهشكده اميركبير
دكتر جواد بداق جمالي
استاديار پژوهشكده اقليم شناسي، مشهد/ پژوهشگاه هواشناسي وعلوم جو، تهران/پژوهشكده اميركبير
محمود خسروي
استاديار دانشگاه سيستان و بلوچستان
شماره مقاله: 558
كاربرد سنجش از دور در مطالعات اقليمي مناطق خشك و بياباني
خلاصه
مناطق خشك و بياباني وسعت قابل ملاحظهاي از مساحت كره زمين يعني حدود يك سوم آن‌را ميپوشاند. حدود 4 درصد از مساحت كره زمين را بيابان‌هاي واقعي اشغال ميكنند. هر چند در رابطه با منشاء مناطق كويري به تأثير عوامل هيدرولوژي و ژئومورفولوژي بهاي بيشتري داده ميشود اما عوامل اقليمي اساسيترين نقش را در ايجاد مناطق بياباني دنيا دارند. تأثير اين عوامل به گونهاي است كه در اكثر مطالعه‌هاي انجام شده، عناصر اقليمي تعيين كننده مرز مناطق خشك و بياباني به شمار رفتهاند. با توجه به غير قابل سكونت بودن بخش زيادي از مناطق بياباني و عدم استقرار شبكههاي مناسب ديدهباني اقليم، علم سنجش از دور با توجه به قابليت‌هاي متعددي كه در زمينه‌هاي بررسي هوا و اقليم‌شناسي دارد، مي‌تواند امكانات ويژه‌اي را در مطالعه‌هاي مناطق بياباني فراهم كند. علاوه بر اين، داده‌اي ماهواره‌هايي همچون؛ رادارست، نيمبوس، ايرس، اسپات، لندست، گواوز، متئوست، تيروس- نوا [1] و غيره با قابليت‌هاي ويژه‌اي كه در سنجش‌هاي اقليمي و هواشناسي دارند مي‌توانند به نحوه فزاينده‌اي در بررسي مختلف جنبه‌هاي اقليمي مناطق بياباني و كويري مورد استفاده قرار گيرند. در اين مقاله سعي شده است تا اهميت و نقش سنجش از دور در بررسي اقليمي مناطق خشك و بياباني مورد بررسي قرار گيرد.
مقدمه
علم سنجش از دور به صورت‌هاي متفاوتي تعبير شده است ولي با توجه به جمعبندي تعاريف ميتوان آن را علم و هنر كسب اطلاعات در مورد اجسام، اراضي يا پديدههاي مختلف به كمك جمعآوري اطلاعات از آن‌ها بدون تماس با آن معرفي
نمود [1].
|
11502 |
در اين مقاله سعي بر آن است كه پس از مروري بر فنآوري سنجش از دور، نقش دادههاي سنجش از دور در شناخت مناطق خشك و بياباني، كاربرد آن در شناخت خشكي و خشكسالي و ارزيابي اثرات آن در كشاورزي و مطالعات پالئوكليمائي و تغييرات و نوسانات اقليمي مناطق بياباني بررسي شود.
مروري بر فنآوري سنجش از دور
اساس سنجندهها ثبت و دريافت بخشهاي مختلف طيف الكترومغناطيس است. در اين راستا اگر سنجندهها، تابش ميكروموج گسيلي از اشياي روي زمين را دريافت كنند و در واقع متكي به انرژي تابشي خورشيدي باشند به آن‌ها سنجندههاي غير فعال گفته ميشود و در صورتي‌كه سنجنده پس پراكندگي تراگسيلي كه بر سطح زمين فرود ميآيد و منبع توليد آن خود سنجنده است را اندازهگيري نمايد، به نام فعال ناميده ميشود [2].
كارائي هر سنجنده بر اساس معيارهاي قدرت تفكيك فضايي، طيفي و راديومتريك تصاوير حاصل از آن تعيين ميگردد كه در واقع تعيين كننده حداقل مساحت قابل تشخيص در روي زمين، تعداد باندهاي طيفي سنجنده و قابليت تقسيم امواج بازتاب شده هر باند به درجه‌‌ها و گام‌هاي خاكستري مي‌باشد. هر يك از ويژگي‌هاي فوق در واقع تعيين كننده كيفيت نهايي تصاوير تهيه شده و امكان بكارگيري آن جهت مقاصد مختلف است.
با وجود آنكه سكوهاي متنوعي جهت حمل سنجندهها و تهيه تصاوير در سنجش از دور مورد استفاده قرار مي‌گيرند، اما در اين ميان ماهواره‌ها به دليل نقش مدار زمين كه در تهيه بخش اعظم دادهها در سنجش از دور دارند از جايگاه مهمتري برخوردارند. به طور كلي جدا از مشخصههاي فني و تجهيزاتي ماهواره‌ها از نظر مدار، دو گروه عمده از آن‌ها در امور هواشناسي و اقليم‌شناسي از اهميت بيشتري برخوردارند. گروه اول ماهواره‌هايي هستند كه آهنگ گردش آن‌ها با چرخش زمين يكسان است [3].
اين ماهواره‌ها در ارتفاع 36000 كيلومتري بر روي استوا قرار دارند و موقعيت آن‌ها نسبت به زمين هميشه ثابت است. همچنين به دليل آنكه حدود نيمي از كره زمين را به طور مداوم مشاهده مينمايند، در فواصل زماني هر 15 يا 30 دقيقه يكبار تصاوير تكراري را
تهيه مينمايند.
|
11503 |
گروه دوم ماهوارههاي خورشيد آهنگ هستند كه ارتفاع كمي دارند و به نحوي تنظيم شدهاند كه با حركت تقريباً قطبي در هر شبانه روز چندين بار به دور زمين ميچرخند و مي‌توانند تمامي نقاط كره زمين را با دقت و قدرت تفكيك بالايــــي و با حفظ زاويه ميل ثابت خورشيدي تصويربـرداري نمايند. سري ماهوارههــاي نوا [3]، لندست، اسپات و غيــره از ايــن گروه ميباشند.
سري ماهوارههاي نوا از معروف‌ترين ماهوارههاي هواشناسي هستند كه خوشبختانه اطلاعات برخي از آن‌ها در ايستگاه گيرنده ايران دريافت ميشود. وجود سنجنده بسيار پيشرفته AVHRR [4]در اين ماهواره‌ها باعث شده است كه اطلاعات با ارزشي از وضع جو زمين در نقاط مختلف دنيا اخذ گردد. امروزه دادههاي NOAA در ايالات متحده به طور مستقيم جهت ارزيابي خشكسالي مورد استفاده قرار مي‌گيرند [4].
بالا بودن قدرت تفكيك و گستره ديد وسيع اين ماهواره‌ها باعث شده است كه به عنوان يكي از مهمترين ابزار اندازه گيري گسترش و پيشروي بيابان‌ها مورد ارزيابي قرار گيرد. در پروژه تهيه نقشههاي پيشروي بيابان در منطقه ساحل آفريقا كه نيازمند به استفاده از 150 تصوير سنجنده MSS لندست بوده با استفاده از تصاوير سنجنده AVHRR اين ماهواره، با يك قطعه تصوير اين مقصود برآورده شده است [5]
|
11504 |
دادههاي مادون قرمز ماهوارهاي امكان تعيين انواع ابرها، درجه حرارت بالاي ابرها و ارتفاع و عوامل تعيين هدايت آن‌ها را به خوبي نشان ميدهند. همچنين با استفاده از سنسورهاي حساس، محتواي آب اتمسفر و شرايط دماي آن در ســــطوح متفاوت اندازهگيري ميشوند [6] دادههاي ماهوارهاي با توجه به ويژگي‌هاي اساسي زير، نقش عمدهاي در مطالعه اقليم نواحي بياباني دارند كه اين ويژگي‌ها عبارتند از:
الف- گستره ديد وسيع اطلاعات،
ب- تكراري بودن اطلاعات (در فواصل زماني كوتاه مثلا هر روز)،
ج- چند طيفي بودن، د- تنوع شكل اطلاعات [7].
نقش دادههاي سنجش از دور در شناخت مناطق خشك و بياباني
معمولاً بيابان‌هاي دنيا در مناطق دور، غيرقابل دسترس و خشن هستند در حالي‌كه مخازن هيدروكربن و ساير معادن در بيابان‌ها پنهان شدهاند. در اين محيط خشن اطلاعات و دانش ما در ارتباط با زمين شناسي مناطق خشك، اغلب وابسته به روش‌هاي سنجش از دور هستند. سنجش از دور مجموعهاي از اطلاعات درباره يك موضوع است، بدون اينكه به طور مستقيم تماس فيزيكي با آن داشته باشيم. ادوات سنجش از دور در ماهوارههاي مدار زمين رادار، نور مرئي و تشعشعات مادون قرمز را اندازهگيري ميكنند. سيستم‌هاي تصويري رادار منبع انرژي الكترومغناطيسي خودشان را تهيه ميكنند، بنابراين آن‌ها مي‌توانند در هر زماني از روز يا شب مورد استفاده قرار گيرند.
اولين سيستم رادار تصويري شاتل (SIR-A) [5] توسط آمريكا به فضا پرتاب شد، شاتل كلمبيا در سال 1981 تصاويري را ثبت كرد كه نشاندهنده توپوگرافي رودخانههاي از نظر پوشانده شده، گسلها و اجسام فرورفته و يا پنهان شده در زير لايههاي شني و خاكريزهاي بيابان غربي در مصر و سودان بودند. بيشتر اين ويژگي‌ها از سطح زمين قابل رويت نيستند. سيگنال رادار درون شنهاي خشك و سست نفوذ ميكند و تصاوير كانالهاي رودخانههاي مدفون شده كه در سطح زمين قابل رؤيت نيستند را نشان ميدهد. اين تصاوير به پيدا كردن مكان‌هاي جديد باستانشناسي و منابع آب قابل شرب در بيابان كمك ميكنند. اين رودخانهها بقاياي سيستم رودخانهاي بزرگي هستند كه در سراسر آفريقا در حدود 20 ميليون سال قبل از گسترش سيستم رود نيل جريان داشته و اكنون ناپديد شدهاند. شبيهسازي رادار، همچنين اسباب قدرتمندي براي جستجوي معادن در مناطق خشك است.
|
11505 |
كمبود پوشش گياهي، طيف معيني از سنجش از دوري را ايجاد ميكند كه به ويژه در زمين‌هاي خشك آشكار است. سنگ‌هاي محتوي ليمونيت[6] (نوعي اكسيد آهن آبدار)، ممكن است از دادههاي سنجندههاي چند طيفي لندست شناسايي شوند. نقشههاي مربوطه به[7] (TM) لندست توانـايي ما را براي تعيين نقشـه توزيع معادن در صخرههاي آتشفشاني (و مرتبط با معادن) در مناطق خشك و نيمه‌خشك افزايش ميدهد.
بيش از يك ميليون تصوير از زمين توسط ماهوارههاي لندست به دست آمدهاست. يك تصوير لندست ممكن است به عنوان يك باند سيگنال سفيد و سياه يا تركيبي از سه رنگ تركيبي ديدهشود. وسيعترين تصوير رنگي لندست كه به كار برده ميشود يك رنگكاذب[8] مركب ناميده ميشود زيرا آن باند مادون قرمز، (غير قابل رؤيت با چشم غير مسلح را مانند قرمز، باند قرمز را مانند سبز و باند سبزر را مانند باند آبي توليد ميكند). گياه سالم در رنگ كاذب مركب، قرمز است.
مطالعات بياباني هنوز در بسياري از مناطق به دليل فقدان دادههاي آماري دقيق دچار مشكل است. بيشتر ايستگاه‌هاي آب و هوايي بيابان توسط درختان و ساختمان‌ها محاصره شدهاند و در معرض تغييرات مكاني و ارتفاع قرار دارند. اين دادهها شرايط بياباني اطراف را منعكس نميكنند. نوعي ادوات كه بـــراي ثبـت اندازهگيريهاي تغييرات طول زمان در فرمت‌هاي متفاوت بكار برده ميشود، تفسير و مقايسه دادهها را پيچيده ميكنند.
|
11506 |
كاربرد سنجش از دور در شناخت خشكي و خشكسالي
خشكسالي در ميان بلاياي طبيعي خطرناكترين پديدههاست كه در سراسر دنيا اتفاق ميافتد. خشكسالي در ربع قرن گذشته (از سال 1967 به بعد) حدود 50 درصد از 5/2 ميليارد جمعيت دنيا كه در معرض انواع بلاياي طبيعي قرار داشتهاند تحت تأثير قرار داده است. از مجموع 5/3 ميليون جمعيت كه در اثر بلاياي طبيعي جان خود را از دست دادهاند، 5/1 ميليون نفر به اثرات مستقيم و غيرمستقيم خشكسالي بر ميگردد [8]. در دهه اخير، خشكسالي‌هاي شديد در مقياس بزرگ در تمام قارهها مشاهده شده است و به يادماندنيترين خشكسالي‌ها نواحي بزرگ و حاصل‌خيز كشاورزي دنيا را تحت تأثير قرار داده اسـت [9]. علاقه بشر به استفاده از مشاهدات از طريق ماهواره به منظور ديدهباني خشكسالي در طول دهه گذشته مورد توجه بيشتر قرار گرفته است. يكي از فنوني كه در اداره ملي جوي و اقيانوسي (نوا) با موفقيت زيادي همراه بوده استفاده از اندازهگيريهاي راديومترهاي پيشرفته با تفكيك خيلي بالاي (AVHRR) موجود در ماهوارههاي مدارNOAA ميباشند [10]. براي اولين بار انعكاسهاي امواج مرئي، مادون قرمز نزديك و مادون قرمز حرارتي به صورت شاخص‌هاي عددي (شاخص شرايط گياهي[13] (VCI) و شاخص شرايط دمايي[14] (TCI) استخراج شد، كه تشخيص خشكسالي، رؤيت و ديدهباني اثرات خشكسالي بر كشاورزي را به طور قابل ملاحظهاي بهبود بخشيد.
|
11507 |
خشكسالي از ديدگاه اقليم‌شناسي
اولين اثر اقليم‌شناسي خشكسالي را ميتوان از توزيع جهاني‌تراز رطوبت سطحي كه به صورت اختلاف بين بارندگي سالانه و تبخير بالقوه سالانه نشان داده ميشوند، دريافت كرد [11]. در مناطقي كه داراي تراز رطوبت منفي ميباشند، بافت گياهي بالقوه در مقابل خشكسالي از آسيب‌پذيري بيشتري برخوردار مي‌باشد. هر چند كه اغلب اوقات كشاورزان كمبود آب خود را از طريق كشت محصولات آبي جبران ميكنند ولي منابع آب موجود در مناطق كشاورزي به خصوص در خشكسالي‌ها به طور عمده و مناطق بزرگ محدود ميباشند.
حدود 50 درصد از پرجمعيتترين مناطق دنيا شديداً در مقابل خشكسالي آسيب‌پذير ميباشند. از آن مهم‌تر تقريباً تمام زمين‌هاي كشاورزي بزرگ در آنجا قرار دارند [12]. در ايالات متحده و اتحاد جماهير شوروي سابق به عنوان دو توليد كننده عمده محصولات كشاورزي، تقريبا همه ساله خشكسالي اتفاق ميافتد. در قرن گذشته در منطقه ايالات متحده خشكسالي‌هاي شديدي اتفاق افتاده است و در اغلب آن‌ها وسعت آن به بيش از 10 درصد كل ايالات متحده ميرسد. هر 10 تا 15 سال وسعت منطقه به بيش از 20 درصد ميرسد و در سالهاي داست باول[15] دهه 1930 خشكسالي 65 درصد از كل كشور را فرا گرفته بود [13]. در تاريخ 1000 ساله گذشته شوروي، خشكسالي در هر قرن حدود 8 تا 12 بار فاجعه به بار آورده است. خشكسالي‌هاي شديد به خصوص در مناطقي كه داراي منابع اقتصادي و اقليمي محدودي هستند از فراواني بيشتري برخوردار ميباشند.
ديدهباني خشكسالي
براي اينكه اثرات خشكسالي كاهش يابد بايد به مهمترين عناصر مطرح شده در آماده سازي و كاهش اثرات خشكسالي شامل ديدهباني خشكسالي، اعلام آمادگي، ارزيابيهاي اثرات، و واكنشهاي مقابله با آن توجه بيشتري شود. با داشتن اطلاعـات به موقع در مورد وقوع خشكسالي و وسعت آن، شدت، مدت، و آثار آن ميتوان خطرات جاني و مصائب آن را محدود كرد و خسارات‌هاي اقتصادي و محيطي آن‌را كاهش داد [13].
|
11508 |
علاوه بر مشكلات عدم دسترسي به اطلاعات، عامل ديگري كه باعث ايجاد مشكل در عمل ديدهباني ميشود، اين است كه بعضي از اطلاعات آب و هوايي نقطهاي ميباشند و اطلاعات منطقه‌اي را شامل نميشوند. با توجه به تغيير پذيري سريع آب و هوا در مكان‌هاي مختلف به خصوص بارندگي، ارزيابي اثر آن بر محصولات اطراف يك ايستگاه هواشناسي ممكن است با ارزيابي يك ايستگاه در فاصله دورتر به خصوص در نواحي خشك باشد. از آن گذشته عوامل متغير آب و هوا ذاتاً فيزيكي هستند و به خصوصيات فيزيولوژي گياهي كاملاً مربوط نميشوند.
عدم وجود يك معيار جهاني براي تشخيص خشكسالي و ارزيابي پيشرفت آثار آن محدوديت‌هاي ديگري را ايجاد ميكند. براي حل اين مشكل در ايالات متحده از شاخص خشكسالي پالمر [16](PDSI) كه بر اساس دادههاي اقليمي تعيين ميشود استفاده ميكنند [14]. در هر حال از PDSI در خارج از ايالات متحده استفاده چنداني نميشود. در ساير كشورها پايش خشكسالي عمدتاً بر اساس شاخص‌هاي داخلي يا نابهنجاري‌هاي اقليمي صورت ميگيرد [15]. عدم وجود معيارهاي جهاني باعث ميشود كه در مقايسه با خشكسالي‌هاي كشورهاي مختلف و در تخمين خسارات آن با مشكل روبرو شويم. استفاده از اطلاعات ماهوارهاي اكثراً اين مشكلات را حل ميكند. علاوه بر اين، مشاهدات حاصل از ماهوارههاي مدار قطبي با مديريت نوا ديدگاه منحصر به فرد و كلي به پديده مورد مطالعه ميدهد. همچنين بانك اطلاعات مستمر و مقرون به صرفهاي را با تصاوير تكراري در سطح زمين ايجاد ميكند.
|
11509 |
يكي از كاربردهاي مهم اطلاعات ماهوارهاي، تعيين شرايط حرارتي و رطوبتي خاك و گياه است كه با استفاده از اختلاف بازتاب امواج الكترو مغناطيس انجام ميگيرد. در اين بخش به روش‌هاي سنجش از دور، برآورد بارندگي، رطوبت خاك و شرايط گياه كه در پديده خشكسالي اهميت دارند اشاره شده است:
برآورد بارندگي از طريق سنجش از دور
برآورد بارندگي از طريق ماهواره، به منظور پر كردن خلاءهاي مكاني و زماني كه در گزارش‌ها و اندازهگيريهاي زميني وجود دارند، مفيد است. ناگسوارائو و رائو[17] (1984) اقدام به تهيه نقشهاي نمودند كه نمايانگر خشكسالي بر اساس برآورد ارتباط بارندگي و رشد گياه جوان به كمك سنجنده AVHRR ماهواره نوا بوده در مراقبت خشكسالي، اندازهگيريهاي نقطهاي و روزانه بارندگي در سراسر كشور به تنهايي مفيد نيستند و تعيين توزيع مكاني اين بارشهاي نقطهاي از طريق تعيين رطوبت خاك، اهميت استفاده از ماهواره‌ها در مديريت خشكسالي را بهبود بخشيده است و علاوه بر اين، با فرض اينكه دادههاي بارندگي مي‌تواند به عنوان شاخص رشد گياه به ويژه در نواحي كه بارندگي يك عامل محدود كننده است، قلمداد شود، روابط مكاني و زماني بين دادههاي بارندگي و شاخص NDVI [18] در AVHRR در مقياسهاي زماني مختلف مي‌تواند در برآورد بارندگي مورد استفاده قرار گيرد.
تعيين رطوبت خاك از طريق سنجش از دور
با توجه به ارتباط فيزيكي قوي بين حساسيت امواج ميكرو و رطوبت خاك و نيز قابليت نفوذ اين امواج در شرايط ابري و پوشش گياهي، سنجندههاي فعال (راداري) امروزه به عنوان بهترين سنجندههاي رطوبت خاك تلقي ميشوند. استفاده از اين امواج در تعيين رطوبت خاك از 20 سال قبل آغاز شده و در حال حاضر در تهيه نقشههاي رطوبت خاك نقش مهمي را ايفا ميكنند. با اين سنجندهها رطوبت خاك در لايه سطحي با ضخامت 10 سانتي‌متر با دقت بالايي قابل بر آورد است. علاوه بر امواج ميكرو، در سالهاي اخير امكان استفاده از سنجنده AVHRR در برآورد رطوبت خاك مورد بررسي قرار گرفته و NDVI به عنوان شاخص جديدي كه عملاً بتواند به طور استاندارد در تعيين رطوبت خاك بكار رود به صورت زير تعريف شده است:
|
11510 |
تعيين وضعيت گياه از طريق سنجش از دور
شدت تابش منتشره يا منعكسه از سطح گياهان توسط دماي سطح آن‌ها، درخشندگي ناشي از انتشار تابش، فيزيولوژي و مرفولوژي گياه، شكل هندسي برگ، كسر پوشش گياهي و نوع ساختمان خام تعيين ميشود. به طور طبيعي پوشش گياهي در طيف مرئي، بازتاب كم در طيف مادون قرمز نزديك، بازتاب زياد دارد و به علت جذب تابش مرئي در فرايند فتوسنتز در گياهان كلروفيلدار، ميزان بازتاب در اين طيف خيلي كم است و محتوي آب نيز از جذب مقادير بالايي انرژي خورشيد توسط گياهان جلوگيري ميكند. از اين‌رو هنگامي كه مقدار آب گياه كاهش يابد، افزايش دماي سطح پوشش گياهي باعث كاهش بازتاب در محدوده مادون قرمز نزديك ميگردد كه در واقع تنش آب گياه را نشان ميدهد.
اختلاف مربوط به بازتاب نور خورشيد در محدودههاي طيفي مرئي و مادون قرمز نزديك، با توجه به خصوصيات گياهي، در تعيين شاخص گياهي و مراقبت پوشش گياهي به كار ميرود. در بين بيشتر شاخص‌هاي گياهي، شاخص اختلاف نرمال شده پوشش گياهي NDVI در سطح وسيعي پذيرفته شده و مورد استفاده اغلب مجامع علمي قرار گرفته است. اين شاخص به صورت زير تعريف شده است كه در اين رابطه، NIR و VIS در باند مادون قرمز نزديك و باند مرئي، اندازهگيري ميشوند.
مقدار كمي NDVI براي گياه خيلي بيشتر از ساير عناصر روي زمين (خاك سخت، صخره، ابر، آب كه داراي NDVI حدود صفر و زير صفر ميباشند) است. آنچه كه اهميت زيادي دارد، تغييرات شادابي و طراوت گياه در مواجه با تنشهاي محيطي است كه منجر به افزايش بازتاب در طيف مرئي و كاهش بازتاب در محدوده مادون قرمز نزديك ميگردد. كاهش مقدار NDVI در شرايط حساس به تنشهاي محيطي بسيار بيشتر از تغييرات در طيف مرئي و مادون قرمز نزديك در شرايط عادي است. كاهش مقدار NDVI علاوه بر تنشهاي آبي ممكن است توسط حمله آفات و امراض يا كمبود عناصر غذايي و يا خصوصيات شميايي خاك به وجود آيد. تفكيك تنشهاي رطوبتي از ساير اثرات، با استفاده از دادههاي كه داراي تفكيك مكاني بالا مي‌باشد در پهنههاي وسيع و بر حسب سطح پوشش، نوع محصول و همچنين از طريق بررسيها ممكن است.
|
11511 |
سنجش از دور و مطالعات پالئوكليمائي و تغييرات و نوسانات اقليمي مناطق بياباني
پالئوكليما و مطالعه پيشينه اقليمي مناطق خشك و بياباني از آن جهت اهميت دارد كه نه تنها باعث شناخت عوامل مسلط بر تكوين و تكامل ناهمواري‌هاي مناطق خشك و در نتيجه روند ژئومرفولوژيك آن‌ها ميشود بلكه مي‌تواند به عنوان كليدي براي حل تغييرات و نوسانات اقليمي اين مناطق باشد.
بخش عظيمي از اشكال ناهمواري‌هاي نواحي خشك از فرسايش كنوني نتيجه نميشود بلكه آثاري از اشكال قديمي هستند كه تحت شرايط مرفوكليماتيك متفاوت با شرايط كنوني به وجود آمدهاند.
مناطق بياباني دورههاي باراني مشخصي را پشت سر گذاردهاند همان‌گونه كه نواحي مرطوب دورههاي خشك را تجربه نمودهاند. شناسايي اين روندها مستلزم استفاده از روشها و ابزار دقيقي است تا بتواند پس از گذشت هزاران سال شواهد و كليدهاي كشف عناصر اقليمي گذشته را نشان دهد.
معيارهاي عمده بررسي نوسانات پالئوكليمايي مناطق بياباني را ميتوان به شرح زير خلاصه نمود [16]:
1-معيارهاي بيوژئوگرافي (تغييرات فون[19] و مرزهاي پوشش گياهي)
2-معيارهاي پالنولوژي[20]
3-معيارهاي باستان شناسي (براي دورههاي اخير و دوره نوسنگي به بعد)
4-معيارهاي رسوب شناسي
5-معيارهاي خاك شناسي (در رابطه با تكوين گونههاي خاصي از خاك‌ها كه مستلزم وجود دورههاي باراني شديد مي‌باشد)
6-معيارهاي هيدرولوژي (و وجود برخي سفرههاي غني از آب فسيل)
7-معيارهاي ژئومرفولوژي
در رابطه با مورد اخير نيز به برخي شواهد از قبيل وجود گلاسي‌ها، سيستم‌هاي پادگانهاي، قشرهاي آهكي، تناوب مراحل فرسايش بادي و رودخانهاي و وجود مخروط افكنههاي عظيم كه شرايط فعلي اقليمي قادر به ايجاد جريانات مولد آن نيستند، نوسانات ديرينه اقليمي بر حسب نواحي مختلف نياز ژئومرفولوژيكي متفاوتي را به دنبال داشتهاند. شايد با اطمينان بتوان وضع فعلي مناطق بياباني و تكامل مرفولوژيك آن را به بعد از دوران چهارم زمين شناسي نسبت داد و شواهد پالئوكليمايي اين دوره كه شامل آثار و شواهد دورههاي يخچالي، بين يخچالي و دورههاي باراني و خشك متوالي است بيشترين نشانهها را در مناطق بياباني و كويري به جاي گذاشته باشند.
|
11512 |
با توجه به گستره وسيع ديد اطلاعات حاصل از سنجش از دور، شرايط نوري يكسان و قدرت تفكيك بالاي شكلي، طيفي و راديومتريك ماهوارههاي مطالعات منابع زميني همچون لندست، اسپات و نوا امكان بكارگيري اين اطلاعات توسط مفسرين و محققين رشتههاي مرتبط وجود دارد.
در اين راستا آرشيو بسيار غني تصاوير لندست كه از 28 سال پيش به طور مرتب در كمتر از هر 20 روز يكبار (و حتي مدتهاي كوتاه‌تر) در محدودههاي طيفي مختلف به جمع آوري اطلاعات رقومي با ارزشي پرداخته، هنوز به طور مطلوب مورد استفاده قرار نگرفته است.
با وجود آنكه تحقيقات پالئوكليمايي مناطق بياباني كشور محدود به چند گزارش علمي قديمي است كه توسط شرقشناسان و محققين غربي همچون بوبك انجام شدهاست اما با استفاده از دادههاي رقومي سنجنده (TM) لندست و همچنين تفسيـر چشمي اطلاعات تصويري اين سنجنده و در برخي موارد مطالعه تطبيقي تصاوير سنجنـدهAVHRR نوا و اسپات، امكان حل بسياري از معماهاي پالئوكليماتولوژي مناطق بياباني وجود دارد.
تفسيرهاي پالئوكليماتولوژي در اين مورد خاص با توجه به تفسير چشمي اطلاعات ماهوارهاي از طريق عنصر الگو يا نقش امكان پذير است زيرا در سنجش از دور اصول مطالعات بيوكليمائي از طريق شواهد بيوژئوگرافي، پالئوژئوگرافي، ژئومرفولوژي و هيدرولوژي صورت ميگيرد و متخصصين علوم زميني با توجه به عنصر نقش امكان رديابي و تعيين كليدهاي اساسي اقليم گذشته را استخراج مينمايند. استفاده از عناصر تفسيري ديگري همچون عكس‌برداري، رنگ، بافت و شكل مي‌تواند در تشخيص اسناد و مدارك اساسي مطالعه موردي و صحرائي كمك مؤثري نمايد. در تفسير رقومي كه معمولاً پس از تفسير و جهت حصول به حداكثر دقت و صحت مطالعات صورت ميگيرد ميتوان از طبقهبندي نظارت شده و يا نظارت نشده استفاده نمود كه آن به نظر مفسر و امكانات موجود و مطالعات ميداني بستگي دارد. مقايسه چشمي تصاوير تكراري و تفسير رقومي، مرزهاي گسترش بيابان‌ها را مشخص ميسازد. تصاوير تكراري لندست نشان دهنده آن است كه بيابان صحرا از 1980 تا 1990 به مقدار قابل توجهي گسترش يافته است. اين نوع تفاسير و اطلاعات حاصل از سنجش از دور هشدارها و پيشآگاهيهايي را به كشورهايي كه تمايلي به دانستن اطلاعات زماني و مكاني از وقوع خشكسالي دارند، ارائه ميدهد [17].
|
11513 |
SIR-A از رادار فعال، ضخامتي حدود 4 متر زير ماسههاي بياباني را آشكار ميسازد. اين باريكه مورد مطالعه كه مسافتي حدود 50 كيلومتر عرض را شامل ميشود امكان آن را فراهم آورده كه سيستم‌هاي رودخانهاي كه در طي هزار سال قبل ايجاد شده است مورد بررسي قرار گيرد. اين تصوير يك تيم حفاري را، جهت تجزيه و تحيل منطقه از نظر مصنوعات، متوجه منطقه ساخت، مصنوعات انساني نشان دهنده شواهد سن نگاري شده دورههاي پالئولتيك (ديرينه سنگي) در بستر اين رودخانهها مي‌باشد.
تغييرات و نوسانات اقليمي در دورههاي اخير در مناطق بياباني از مطالبي است كه در كانون توجه متخصصان مختلف علوم زميني است اما در اين ميان يك مشكل اساسي وجود دارد و آن اينكه نه تنها يك شبكه از ايستگاه‌ها با فاصله مناسب وجود ندارد بلكه آمارهاي طولاني و مطمئن را نميتوان به سادگي آماده نمود و يا در اختيار داشت [18].
از اكتبر 1966 تا كنون سري ماهوارههاي هواشناسي Tirros-NOAA نقشههايي در محدودههاي مختلف طول موج الكترومغناطيس از وضع عناصر هوا از جمله بارش، دما، پوشش برف در سراسر نقاط كره زمين و غيره تهيه نمودهاند. اين آرشيو طولاني مدت‌ترين آرشيو سيارهاي اطلاعات اقليمي است كه به كمك آن ميتوان با دقت حدود 1/1 كيلومتر در 1/1 كيلومتر قدرت تفكيك فضايي عناصر اقليمي را در تمام نقاط بياباني كره زمين تعيين نمود [19].
با پيشرفت تكنولوژي سنجش از دور هر روز دقت اين سيستم‌هاي سنجنده پيشرفت نموده به نحوي كه نيمرخ‌هاي تهيه شده به وسيله سنجنده AVHRR ماهواره نوا و دماي تعيين شده با راديو حداكثر 5/1 درجه سانتيگراد اختلاف دارند [3] اين اطلاعات، مقايسه آمار تهيه شده را كه يك ديد سه بعدي از تغييرات عناصر دما در مناطق بياباني ارائه ميدهد، امكانپذير ميسازد و نيز تهيه سريهاي زماني عناصر اصلي اقليمي مانند: بارش، دما و مقايسه آن دو و تعيين آنوماليهاي آن‌ها را ميسر ميكند.
|
11514 |
انـدازهگيري توسط سنجندههاي SSU، ،AVHRR، HIRS و MSU امكان مطالعه بسياري از عناصر جو بالا را فراهم ميسازد. اين دادهها امروزه به صورت نقشه تركيبي در آرشيوهاي سازمان هواشناسي و اقيانوسشناسي امريكا NOAA و همچنين سازمان هواشناسي جهاني (WMO) نگهداري ميشود و با استفاده از شبكه اطلاعرساني اينترنت در اختيار محققين بررسي تغييرات اقليمي قرار ميگيرد. با مدلسازيهاي اقليمي امكان بررسي تغييرات و نوسانات اقليمي مناطق خشك و بياباني دنيا و پيدا كردن ارتباطات آن‌ها با تغييرات جهاني اقليمي فراهم شده است.
درجه حرارت سطحي اقيانوس‌ها از مهمترين عوامل كنترل اقليمي در مناطق مختلف دنيا مي‌باشد. سنجش از دور هماكنون اجازه ميدهد تا به طور مداوم با اندازهگيري تغييرات [24]SST (دماي سطحي اقيانوس‌ها) و پيوند آن با الگوهاي هوا مدل‌هاي تفصيلي بر اساس آنچه كه از پيشبينيهاي معمول هواشناسي حاصل شده است، بناگذاريم. نابهنجاري‌هاي جوي مرتبط با ENSO در سالهاي83-1982 و 98-1997 كه تاثيرات عمدهاي را بر ميزان بارش و دماي مناطق بياباني دنيا نيز به جاي گذاشت، گوشهاي از نقش بسيار مؤثر اطلاعات سنجش از دور در شناسايي و رديابي علل اين آنوماليهاي عناصر اقليمي مي‌باشد [21]. امــروزه حتي با استفاده از نشانههايي كه سنجش از دور از پديدههايي مانند اينسو [25]و عرضه ميدارد و با مدل سيستم اقليمي سازمان NCAR موسوم بهCSM [26]و به كارگيري مدل‌هاي جفت شده بين جو، خشكي، اقيانوس‌ها، يخ و دريا امكان بازسازي شرايط تغييرات نقاط مختلف كره زمين تا 6000 سال نيز فراهم است [22].
|
11515 |
تغييرات مرز پوشش گياهي كه در واقع معرف پديده مشهور پيشروي بيابان‌ها مي‌باشد و خود نمود مشخص تغييرات اقليمي مناطق بياباني جهان است با استفاده از تجزيه وتحليل هفتگي، ماهانه و سالانه اين دادهها به راحتي قابل بررسي است.
دادههاي NDVI امروزه امكان استفاده از شاخص‌هاي بررسي شده خشكسالي پالمر (PDSI) را در تمام مناطق كره زمين فراهم آورده است. با استفاده از تحليلهاي هفتگي و ماهانه شاخص شدت خشكسالي، امكان برنامهريزي جهت به حداقل رساندن خسارات ناشي از خشكسالي در مناطق حاشيهاي بيابان‌ها كه از اكوسيستمهاي شكنندهاي برخوردارند، حاصل شد. اين امر بخصوص در مناطقي مانند كشور ايران كه بخش اعظم آن را مناطق خشك، بياباني و نيمه خشك پوشانده، از نهايت اهميت برخوردار است.
اطلاعات اخذ شده توسط سنجندههاي رقومي و راديومترهاي نصب شده در ماهواره‌ها پس از مخابره به سكوهاي دريافت اطلاعات در نوارهاي مغناطيسي پرتراكم يا حافظه سخت رايانهاي نگهداري ميشود و در اختيار مصرف كنندگان قرار ميگيرد. حجم اين اطلاعات و به روز بودن علم سنجش از دور به گونهاي است كه متاسفانه امكان تجزيه وتحليل و استفاده از اين دادهها همزمان با اخذ آن‌ها وجود ندارد. قسمت اعظم اطلاعاتي كه ماهوارههاي هواشناسي در سالهاي اخير به زمين مخابره نمودهاند، در استخراج ميانگينهاي دما و بارش نواحي مختلف كره زمين به كار ميرود و بدين وسيله اقليمشناسان مي‌توانند براي تعيين وضع موجود و فعلي آب و هواي كره زمين و پيشبينيهاي دراز مدت آن اقدام كنند. بيشتر اطلاعات بدست آمده از اين ماهواره‌ها مربوط به نواحي دورافتاده و بياباني دنيا است. پس از فروپاشي شوروي سابق دادههاي ماهوارهاي كاسموس با قدرت تفكيك بسيار بالا در حد 5 متر از اكثر نواحي دنيا با هزينه بسيار اندك در اختيار محققين مناطق بياباني دنيا نيز قرار گرفت.
|
11516 |
منابـــع و پي‌نوشت‌ها
1- زبيري، محمود، مجد، عليرضا، آشنايي با فن سنجش از دور و كاربرد آن در مناطق طبيعي، دانشگاه تهران، 1375.
2- انجمن سنجش از دور ژاپن، مباني سنجش از دور، ترجمه فرشيد جاهدي، شاهرخ فرخي، مركز سنجش از دورايران، 1375.
3- كاوياني، محمدرضا، عليجاني، بهلول، مباني آب و هواشناسي، انتشارات سمت، 1377.
4- كوران، پل، اصول سنجش از دور ترجمه رضا حائز، مركز سنجش از دور ايران، 1373.
5- مركز سنجش از دور ايران، ماهواره تكنولوژي منابع زميني ويژگي‌ها، كاربردها، فصلنامه تحقيقات جغرافيايي، شماره 13، تابستان 1368.
6- تريكارد، ژاپن، اشكال ناهمواري در نواحي خشك، ترجمه محسن پوركرماني، مهدي صديقي، انتشارات آستان قدس، 1369.
7-درش، ژان، جغرافياي نواحي خشك (بيابان‌ها، استپها)، ترجمه شهريار خالدي، نشر قوس، 1373.
8-فروهر، محمد، نكاتي چند درباره ماهوارههاي هواشناسي نوآ و كاربرد آن، مجله نيوار، پاييز 1368.
9-Obasi, G. O. P., WMO’s Role in the International Decade for National Disaster Raduction, Bulletin of the Americal Meteorological Society 75:1, (1994) 655-61.
10-Le Comte, D., Weather highlights around the world, weatherwise 47, (1999) 23-6.
11-Kogan, F. N. Vegetation index for areal analysis of crop condition’s, Proceedings of the 18th Conference on Agricultural and Forest Meteorology, Boston, MA: American Meteological society, (1987) PP. 103-7.
12-Goldsberg, I. A. (ed.), Agroclimatic Atlas of the world, Moscow-Leningrad: Jydrometizdat, (1972) PP 21-20.
13-USDA Magor world crop areas climatic profiles, world Agricultural outlook Board, us Department of Agriculture, Agricultural Handbook No. 664, (1999) PP. 157-70.
14-Wilhit, D. A. The enigma of drought. in D. A. wilhite (ed.), Drought Assessment, Management, and planning: Theory and case study, Boston, MA: Kluwer Academic publisheres, (1993) PP. 3-15.
15-USDC/USDA Weekly weather and crop Bulletin, 18 June, washington, DC, (1988) 4.
16-Sastri, A. S. R. A. S., Agricultural drought management strategies to alleviate impacts: Examples from the arid and subhumid regions of the Indian sub continent, in D. A. Wilhite (ed.), Drought Assessment, Management and Planning: Theory and case studies, Boston, MA: Kluwer Academic Publi[1]- RADARSAT, NIMBUS, IRS(Indian Remote Sensing Satellite), SPOT(Satellite Pour L, Obsercation DELA Terra – earth Observation Satellite), LANDSAT(Land – use Satellite), GEOS (Geostationary Operational Environmental Satellite), METEOSAT(Meteorological Satellite), Tiros-N/NOAA
[2]- INSAT
[3]- NOAA( National Oceanic and Atmospheric Administration)
[4]- Advanced Very High Resolution Radiometer
[5]- Shuttle Imaging Radar System
[6]-Limonite
[7]- The LANDSAT Thematic System
[8]-Falsecolor
[9]- U.S Geological Survey
[10]- Vicksburg
[11]- Arizona
[12]- Flagstaff
[13]- Vegetation Condition Index
[14]- Temperatuer Condition Index
[15]- Dustbowl
[16]- Palmer Drought Severity Index
[17]- Nageswara Rao & Rao (1984)
[18]- Normalized Difference Vegetation Index
1-Foune
2-Palynology
[21]- El-Nino Southern Oscilation
[22]- North Atlantic Oscilation
[23]- Tele-Connection
[24]- Sea Surface Temperfure
[25]- ENSO
[26]- Climate System Model
[27]- Global Vegetation Index
مطالب مشابه :
بررسي سرانه فضاي سبز شهر مشهد
در حال حاضر اين شهر داراي 13 منطقه شهري مي باشد . (نقشه مشهد به تفكيك نواحي با
مطالعات توانمند سازی ( ویرایش نشده )
متوسط رطوبت مشهد 4/54 4_3) ييلاقات نواحي مشهد : مساحت زير حوضه ها و كل حوضه ها به تفكيك
تجزیه و تحلیل فعالیتهای ناحیه سه شهرداری مشهد
تجزیه و تحلیل فعالیتهای ناحیه سه شهرداری مشهد به هاي ملي و منطقه اي به عنوان 4) تاسيس
بررسي رابطه نشست پذيري ناشي از برداشت آب زيرزميني و مقاومت الكتريكي
حال با توجه به نقشه tds و ec ژئوفيزيكي مشهد به منطقه يزد اردكان به
كاربرد سنجش از دور در مطالعات اقليمي مناطق خشك و بياباني
هر 10 تا 15 سال وسعت منطقه به بيش از به صورت نقشه تركيبي در ها مربوط به نواحي
انواع ماهواره‌ها و نقش سنجنده ها در سنجش از راه دور
هر عکس، منطقه‌اي به وسعت 60×60 قدرت تفكيك زميني 10 متر يا به عبارتي نقشه نواحي
شناسائي و كاهش آب بحساب نيامده در شبكه هاي آبرساني شهري
نامناسب به تفكيك در يك ولي در نواحي رو به توسعه نقشه منطقه مورد نظر به
ویژگی های جمعیتی واجتماعی سبزوار
درصد تغيير نسبت به دهه قبل . 91/4+ بطور كلي بر ضرورت در اختيار داشتن كل و تركيب جمعيت در منطقه
برچسب :
نقشه منطقه 4 مشهد به تفكيك نواحي