بخشی از مقاله
خلاصه یا چکیده
دمای سطح زمین وبارش از جمله مهمترین عواملی هستند که در تخمین بسیاری از پارامترهای هیدرولوژیکی در سطح حوزه آبریز مورد استفاده قرار میگیرند. اندازهگیری دقیق و پیشبینی بارش هم بصورت بازههای زمانی کوتاهمدت و هم در بلندمدت می تواند تا حد زیادی به آمادگی خطر و تلاش برای کاهش خسارات کمک کند. تکنیکهای سنجش از دور این اجازه را میدهد که دادهها به صورت جهانی با استفاده از یک سنجنده واحد - یا سنجندههای مشابه - جمع آوری شود.
امکان تحقیق و بررسی پدیدههای دینامیکی طبیعی از جمله وقوع سیلاب، پیشروی و پسروی دریا و غیره، سهولت دسترسی و قیمت ارزان، تهیه اطلاعات به هنگام از مناطق دلخواه و بررسی جزئیات عوارض با سرعت بیشتر و هزینه کمتر تنها بخشی از مزایای سنجش از دور می باشد.
تحقیق حاضر با هدف بررسی امکان تخمین بارش و دمای سطح زمین دراستان همدان با استفاده از مدل سطح زمین GLDAS انجام شد. در این پژوهش دادههای بارش و دمای ماهانه حاصل از مدل GLDASبا استفاده از دادههای اندازهگیری شده در3 ایستگاه فرودگاه، نوژه و تویسرگان مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت. مطالعات نشان داد که بین داده های بارش و دمای ایستگاهی و GLDAS همبستگی خوبی وجود دارد. به طور مثال برای ایستگاه فرودگاه برای دادههای دما ضریبب تبیین 0/968 و برای دادههای بارش ضریبب تبیین 0/75 مشاهده شد.
مقدمه
دمای سطح زمین تابعی از انرژی خالص در سطح زمین است که به مقدار انرژی رسیده به سطح زمین، گسیلندگی سطح، رطوبت و جریان هوای اتمسفر بستگی دارد. دمای سطح زمین را میتوان از تابش مادون قرمز ساطع شده از سطح زمین و با معادله معکوس استفان-بولتزمن برآورد نمود
اندازهگیری دقیق بارش کاربردهای بسیاری در تحقیقات اقلیمی، کشاورزی، خشکسالی، بلایای طبیعی و آبشناسی دارد. واضح است که نبود دسترسی به شبکه بارانسنجی منظم زمینی، مانع رشد و توسعه و استفاده از مدلهای اخطار سیل و خشکسالی، آبشناختی و سامانه نشان دهنده وضعیت اقلیمی حدی و تصمیمگیری است. با وجود این در بسیاری از مناطق جهان و همچنین ایران یا بارنسنج وجود ندارد یا باران سنجها بسیار پراکندهاند به طوری که یک شبکه بارانسنجی زمینی مطمئن موجود نیست.
بنابراین نیاز به برآورد بارش در سطح جهانی، محصولات به دست آمده از سنجش از دور ماهوارهای است. اخیرا با تلاش زیاد اغلب محصولات جهانی با تفکیک زیاد تولید شده اند. با استفاده از تصاویر ماهوارهای و تکنیک سنجش از دور، می توان با هزینه و زمان کمتر، طیف وسیعی از پروژهها را در سطح جهانی، منطقهای، ملی، استانی و محلی به نتیجه رساند. علاوه بر این، قابلیت تکرار اخذ دادههای ماهوارهای به فاصله زمانی چند ساعت تا چند روز در طول ماه یا سال، امکان مطالعات تغییرات و پایش پدیدههای زمینی را بخوبی فراهم ساخته است.
مطالعات کشاورزی و منابع طبیعی، پایشهای بیابانزایی، تخریب سیلاب، خشکسالی، تغییرات آب دریاها و دریاچهها، تغییرات آب و هوا، آلودگیهای آب و خاک و هوا، تغییرات شهرها و مناطق مسکونی به عنوان ابزارهایی برای مدیریت دقیق مطرح است که با اطلاعات ماهوارهای انجام بسیاری از این مطالعات مقدور می شود.
هرب و همکاران - - 2008 طی تحقیقی در سه منطقه مختلف در آمریکا دمای سطح زمین با کاربریهای مختلف را با استفاده از شار گرمایی استخراج نمودند. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که تعیین دمای سطح خاک لخت از دقت کمتری نسبت به اراضی دارای پوشش گیاهی برخوردار می باشد.
تیان و همکاران - 2007 - نسخه تحقیقاتی TMPA 3B42 را با یک سری داده شامل دادههای باران سنجی و دادههای راداری مقایسه کردند. آنها دریافتند که این محصول در مقیاس فصلی و سالانه خطای نسبتا کمی دارد ولی در مقیاس زمانی کوتاهتر به ویژه در آشکار سازی بارش روزانه نتایج رضایتمندی ندارد. وظیفهدوست و همکاران 1394 به بررسی تغییرات بارش و رواناب با استفاده از مدل جهانی سطح زمین - GLDAS - در حوضه سد دوستی پرداختند.
نتایج به دست آمده از تحلیل دادهها نشان داد که در شرق و جنوب شرقی حوضه ی مورد مطالعه همبستگی بین بارش و رواناب ضعیفتر از سایر نقاط است. نتایج این مدل نشان می دهد که مدل GLDAS جهت مطالعه بارش-رواناب در نقاطی که دسترسی به دادههای زمینی دشوار است، میتواند بسیار کاربردی و مفید باشد زیرا امکان بررسی مناطق وسیع با هزینهی کم را دارد.
پاکدل و همکاران در سال 1393 به ارزیابی محصول بارش و رواناب از مدل GLDAS در استان گیلان پرداختند که نتایج نشاندهنده دقت بالای مدل GLDAS در برآورد این دو پارامتر میباشد.. فرجی و همکاران نیز در سال 1395 در استان قزوین به نتایج مشابهی دست یافتند. جوانمرد و همکاران - - 2010 نیز دادههای بارش سالانه و فصلی محصول ماهوارهای - Tropical Rainfall Measuring Mission - TRMM 3B42V6 را با سری دادههای شبکهبندی شده با تفکیک مکانی 0/25 طول و عرض جغرافیایی - IS0902 - که شامل 188 ایستگاه همدیدی روی ایران بود
بررسیهای آنها برکل کشور، منطقه کوههای زاگرس و کرانه دریای خزر صورت گرفت. نتایج نشان داد که این محصول بارش سالانه و فصلی را روی کل ایران به ویژه در منطقه کوهستانی زاگرس و کرانه دریای خزر کم برآورد میکند.مریانجی و همکاران1391 به بررسی تغییرات الگوی فصلی بارندگی در استان همدان پرداختند.
نتایج این مطالعه نشان میدهد که در دهه اول دوره بارندگی اوایل پاییز آغاز میشد و در بهار پایان مییافت.در دهه دوم فصل بارندگی تغییر خاصی نکرده و فقط در برخی مناطق استان طول دوره بارندگی کوتاهتر و در برخی نواحی بلندتر شده است، اما در دهه سوم دوره بارندگی جابجایی محسوسی داشته است.
زارع ابیانه و همکاران 1389 به تحلیل روند تغییرات سالانه و فصلی دما، بارش و خشکسالیهای استان همدان پرداختند. نتایج تحلیل روند مقدار باران سالانه نشان داد در 60 درصد ایستگاهها، روند بارش کاهشی بود. بررسی تغییرات دمایی نشان داد که روند دمای سالانه 50 درصد از ایستگاهها افزایش معنی داری داشته است. روند افزایش خشکسالیها نیز همانند روند تغییرات بارش بود. هدف اصلی از این پژوهش بررسی امکان تخمین بارش، دمای سطح زمین در استان همدان با استفاده از مدل GLDAS است.
مواد و روش ها
منطقه مورد مطالعه ناحیه همدان در غرب ایران با مساحتی بالغ بر 19545/82کیلومترمربع در محدوده 34 تا 35/8 درجه عرض شمالی و 47/6 تا 49/6 درجه طول شرقی قرار دارد. بلندترین و پستترین نقاط محدوده مطالعاتی به ترتیب در الوندکوه 2000متر و عمرآباد1500متر از سطح دریای آزاد و متوسط وزنی آن 1850 متر از سطح آبهای آزاد است. متوسط بارندگی منطقه 350 میلیمتر و آب و هوای آن سرد نیمه خشک می باشد .
وسعت زیاد منطقه به همراه موقعیت جغرافیایی آن از یک سو و نحوه گسترش و استقرار ارتفاعات زاگرس از سوی دیگر مانع برخورداری کامل منطقه از ریزشهای جوی ورودی از جبهه غربی کشور می شود. وجود چنین شرایطی سبب ناهمگنی درونی در مقدار و رژیم بارش گردیده که در رفتار زمانی- مکانی عوامل اقلیمی تبلور یافته است. درصد بالایی از آب مورد نیاز این ناحیه از منابع آب رودخانهای دو حوضه گاماسیاب و قره چای و منابع آب زیرزمینی حاصل از ذوبهای برفهای بخش کوهستانی بالادست و بارش های بهاری تأمین میشود. از این رو بررسی تغییرات عوامل هواشناسی از اهمیت بسزایی برخوردار است. شکل1 موقعیت منطقه مورد مطالعه را نشان میدهد.
شکل-1 موقعیت منطقه مورد مطالعه
