بخشی از مقاله
چکیده
یکی از مهمترین تاثیراتی که تغییرات تشعشع خورشیدی بر سطح زمین بر جای می گذارند، تاثیر بر نوع و میزان پوشش گیاهی موجود بر سطح زمین است. پوششهای گیاهی زمین از دیرباز نقش اساسی در پیدایش و تکوین حیات در گستره زمین داشتهاند. کاهش و یا نبود پوشش گیاهی بر روی سطح زمین که از آن به عنوان تغییرات کاربری اراضی یاد میشود، می تواند عاملی تهدیدکننده برای حیات زمین بوده و نتایج ناخوشایندی همچون افزایش درجه حرارت، تخریب اکوسیستم و افزایش آلودگی محیطی را بدنبال داشته باشد. این پژوهش با هدف بررسی میزان تشعشع خالص خورشید در کاربری های مختلف اراضی در سطح استان یزد با وسعت تقریبی 7/5 میلیون هکتار انجام شد. به این منظور، 58 تصویر ماهواره ای مودیس برای استخراج مقادیر عددی تشعشع خالص خورشیدی در طول سال های 2000 تا 2014 میلادی استفاده و تغییرات آن به صورت فصلی و به تفکیک کاربریهای کشاورزی و مرتعی استان یزد مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت. تحلیل واریانس یکطرفه بین گروهی برای بررسی میزان تابش خالص در فصول مختلف انجام گردید. از نظر آماری تفاوت معنی داری در میزان تابش خالص در فصول مختلف هم در اراضی کشاورزی - p=0.00; F - 3 - =254.5 - و هم در اراضی مرتعی - p=0.00; F - 3 - =226.4 - وجود داشت. مقایسه های تعقیبی با استفاده از آزمون توکی حاکی از آن است که میانگین تابش خالص برای فصول مختلف نسبت به یکدیگر تفاوت معنی داری در سطح 95 درصد را داشته اند.
کلمات کلیدی: تششع خالص، مدل، ArcGIS، سنحش از دور، استان یزد.
.1 مقدمه
تابش خورشیدی رسیده به زمین یکی از نیازهای اساسی برای حیات جانداران روی زمین است و فرآیندهای تبخیر و تعرق، فتوسنتز و غیره را کنترل میکند - آلموروکس و هونتوریا، 2004؛ اوزان، . - 2010 تشعشع خورشید مانند تشعشع از یک جسم سیاه - با دمای - 800° K است و شار تشعشع هنگام عبور از فضا بدلیل افزایش سطح کروی تشعشع، تا رسیدن به سطح زمین کاهش مییابد. شار تشعشع بیرون از جو زمین به عرض جغرافیایی و طول روز و سال بستگی دارد. بهترین روش اندازه گیری تابش خورشیدی رسیده به سطح زمین نصب پیرانومترها در ایستگاه ها و خواندن اطلاعات ضبط شده توسط آن ها است با این وجود اما اندازه گیری آن در بسیاری از مناطق به دلیل مشکلات اقتصادی و نبود امکانات بطور محدود انجام می شود و این مشکل حتی در کشورهای در حال توسعه نیز به چشم می خورد - امامی فر و علیزاده، . - 1393
یکی از مهمترین تاثیراتی که تغییرات تشعشع خورشیدی بر سطح زمین بر جای می گذارند، تاثیر بر نوع و میزان پوشش گیاهی موجود بر سطح زمین است. پوششهای گیاهی زمین از دیرباز نقش اساسی در پیدایش و تکوین حیات در گستره زمین داشتهاند. کاهش و یا نبود پوشش گیاهی بر روی سطح زمین که از آن به عنوان تغییرات کاربری اراضی یاد میشود، می تواند عاملی تهدیدکننده برای حیات زمین بوده و نتایج ناخوشایندی همچون افزایش درجه حرارت، تخریب اکوسیستم و افزایش آلودگی محیطی را بدنبال داشته باشد. این پوششها از این جهت دارای اهمیتاند که میتوانند شرایط محیطی و تبادلات انرژی را بوسیله انعکاس انتخابی و جذب تشعشعات خورشیدی کنترل نمایند - گوارد1 و همکاران، 1985؛ روت 2 و همکاران، 1989؛ گالو3 و همکاران، - 1993 و بعنوان عاملی موثر در کنترل آلودگی هوا و تاثیرگذار بر سلامت انسان ها معرفی شوند - واگروفسکی و هیتس4، . - 1997 در این مطالعه میزان تغییرات تشعشع خالص خورشید در کاربری های مختلف در استان یزد با استفاده آنالیز واریانس بررسی می گردد.
-2 مواد و روش ها
1-2 معرفی منطقه مورد مطالعه
استان یزد در عرض جغرافیایی 29 درجه و 52 دقیقه تا 33 درجه و 27 دقیقه شمالی و طول جغرافیایی52 درجه و 55 دقیقه تا 56 درجه و 37 دقیقه شرقی قرار گرفته است - شکل . - 1 استان یزد از نظر ناهمواری دارای تنوع بسیار زیادی است. متوسط ارتفاع از سطح دریا برای استان یزد در حدود 1506 متر - با انحراف از معیار 427 متر - است. کمترین ارتفاع در استان برابر با 711 متر - در نواحی شمال شرقی استان - و بیشترین آن مربوط به مناطق کوهستانی شیرکوه استان در حدود 4039 متر بالاتر از سطح دریا است. متوسط شیب برای استان یزد در حدود 7 درصد - با انحراف از معیار 11/9 درصد - می باشد. کمترین شیب برابر با صفر درصد - در نواحی بیابانی و دشتی استان - و بیشترین آن مربوط به مناطق کوهستانی استان در حدود 235 درصد است - شکل . - 2 تجزیه و تحلیل بارندگیهای سالانه نشان دهنده تغییرات چشمگیر در سطح استان می باشد. در کویرهایی چون سیاه کوه، ریگ زرین و دره انجیر میانگین بارندگی سالیانه کمتر از 50 میلیمتر است. در خط همباران نقاط کوهپایه ای و در ارتفاعات بین 1350 تا 1500 متری میزان متوسط بارندگی سالیانه 100 میلیمتر است. پر باران ترین مناطق را در ارتفاعات شیرکوه با میانگین بارندگی 350 میلیمتر و باجگان 300 - میلیمتر - تشکیل می دهند. میزان بارندگی شهر یزد حدود 60 میلیمتر است. در محدوده مطالعاتی، میانگین سالانه دما از حدود 10 C ° در قلمرو جنوبی استان، تا حدود 23 C° در نواحی بیابانی و کویری متغیر است. اختلاف دما بین ارتفاعات و عرصههای کویری استان زیاد و دامنه ای حدود 25 C° را در بر میگیرد. به علت شرایط خاص کویری حاکم بر استان، اختلاف درجه حرارت سالانه و حتی شب و روز بسیار زیاد و در برخی زمان ها به 55 C° می رسد. میانگین دمای استان یزد در حدود 15 C° است - شکل . - 3
-2-2داده های ماهواره ای
در این تحقیق از داده های سنجنده مودیس که از جمله سنجنده های ماهواره های ترا و آکوا است، استفاده گردید. سنجنده مودیس بطور روزانه یکسری مشاهدات در مقیاس جهانی بر روی دریا، خشکی و اتمسفر انجام می دهد و دارای یک پوشش ممتد و وسیع طیفی و مکانی با قدرت تفکیک 250، 500 و 1000 متر است، بنابراین مطالعه و ارزیابی تغییرات بلند مدت در دریا، خشکی و اتمسفر توسط مودیس امکان پذیر می باشد. با توجه به اینکه هدف از این تحقیق بررسی تغییرات Rn بر کاربری اراضی استان یزد است، بنابراین ضروری است که مقادیر Rn در سطح استان یزد بصورت یک سری زمانی از نقشه های Rn تهیه و تحلیل گردند. در این تحقیق تهیه نقشه Rn به کمک تکنیک سنجش از دور ماهوارهای انجام می گردد. بدین منظور از تصاویر ماهواره ای مودیس با قدرت تفکیک مکانی 250 متر در باندهای 1 و 2 - قرمز و مادون قرمز نزدیک - استفاده شد. بنابراین در روابط مربوط به تعیین Rn، از تصاویر ماهواره ای مودیس به عنوان لایههای اطلاعاتی رقومی استفاده می شود. تعداد این تصاویر برای هر سال، چهار عدد - هر فصل یک تصویر - و از سال 2000 تا 2014 میلادی است. بنابراین، در این مرحله یک سری زمانی از نقشه های Rn شامل 58 نقشه مربوط به فصول سال های مختلف تهیه می گردند.
