تحلیل آماری سری زمانی مساحت پوشیده از برف حاصل از تصاویر ماهواره ای در استان مازندران

متغیر برف نقش مهمی در چرخه های هیدرولوژی بر عهده دارد. لذا برف یکی از اجزای ضروری سامانه اقلیم به شمار می رود. به طوری که یکی از کاربست های بنیادی درزمینه ی مدیریت منابع آب برف است، به ویژه در پهنه هایی که بارش آن سهم زیادی در ریزش های جوی دارد. بنابراین هدف اصلی این تحقیق بررسی روند این تغییرات در حوضه آبخیز دامنه شمالی رشته کوه البرز در استان مازندران در شرایط نابه هنجار اقلیمی در دهه اخیر است.

نخست داده های سنجنده MODIS به صورت روزانه با توان جاسازی مکانی 500 ×500 متر از پایگاه ملی داده های برف و یخ ناسا (NSIDC) دریافت شد. تصاویر دریافتی مربوط به بازه ی زمانی 2000-2018 است. برای پردازش تصاویر، نخست عملیات پیش پردازش بر روی آن ها در محیط نرم افزار ENVI 5.3 اعمال شد. از نمایه NDSI، جهت برآورد پهنه پوشش برف استفاده شد. برای بررسی روند تغییرات پوشش برف از آزمون من-کندال و روش تخمین گر شیب خط سن استفاده شد. همچنین برای بررسی همبستگی بین سطح پوشش برف با پارامترهای اقلیمی از ضریب همبستگی پیرسون استفاده شد.

بررسی روند سطح پوشش برف به صورت فصلی و سالانه نشان داد که پوشش برف در فصل زمستان، حدود 41/50- کیلومترمربع در هر سال کاهش یافته است. ازنظر طبقات ارتفاعی، پوشش برف در حال پس روی است، زیرا روند آن در همه طبقات ارتفاعی به ویژه ارتفاعات 1600 تا 2500 متر حدود 03/57- کیلومترمربع در هر سال رو به کاهش است. نتیجه این پژوهش نشان می دهد، همبستگی منفی بین پوشش برف و تابش خالص و همبستگی مثبت با رطوبت نسبی در سطح اعتماد 95 درصد وجود دارد. مقایسه همبستگی وضعیت پوشش برف هم ازنظر زمانی و طبقات ارتفاعی مختلف با شرایط دما و بارش نشان می دهد در بیشتر مواقع ناهنجاری های منفی پوشش برف با ناهنجاری مثبت دما و منفی بارش همخوانی دارد، به طوری که در سطح 95 درصد معنی دار است. نتایج این پژوهش ضمن تایید کاهش ذخایر برفی در دامنه شمالی و افزایش روزافزون دماهای فرین، نشان داد تجدیدنظر در مدیریت منابع آب حوضه پایین دست امری ضروری است.

در مجموع نتایج نشان می دهد که روند پوشش برف به صورت فصلی و سالانه، دارای روند کاهشی است. همچنین می توان نتیجه گرفت روند پوشش برفی طبقات ارتفاعی مختلف در دامنه های شمالی البرز مرکزی کاهشی و پس روی کرده است. بیشترین تاثیر افزایش دما در فصل بهار مشاهده شده است. چراکه در اوایل بهار انرژی موردنیاز برای ذوب برف معمولا از تابش موج کوتاه تامین می شود و همین طور که شدت جریان تابشی خالص به دلیل افزایش تابش ورودی موج کوتاه افزایش و سپیدی ناشی از کاهش ارتفاع و گستره ی پوشیده از برف رخ می دهد، سرعت ذوب برف افزایش می یابد. ازاین رو با افزایش دما و تغییر شرایط اقلیمی، بارش های زمستانه که به انباشت برف تبدیل خواهند شد، کاهش یافته است و می تواند بر رواناب ناشی از این بارش ها در فصل بهار تاثیرگذار باشد.