فهرست مطالب

جغرافیای طبیعی - پیاپی 54 (زمستان 1400)

فصلنامه جغرافیای طبیعی
پیاپی 54 (زمستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/12/18
  • تعداد عناوین: 7
|
  • لاله پرویز* صفحات 1-19
    پیش بینی بارندگی با دقت کم منجر به ضررهای قابل توجه در بخش های مختلف مانند کشاورزی، محیط زیست می شود. در این راستا تاثیر مدل های رگرسیون بردار پشتیبان (SVR)، برنامه ریزی بیان ژن (GEP) وروش گروهی مدل سازی داده ها (GMDH) در ارتقاء عملکرد مدل هیبرید مورد بررسی قرار گرفت  که از داده های بارندگی ایستگاه های ارومیه و اصفهان با دو اقلیم متفاوت در بازه زمانی 1964-2019 استفاده شد. در مدل سازی بخش غیرخطی، ترکیب سوم با ترکیب بخش خطی، باقی مانده ها و داده های مشاهداتی در گام زمانی پیشین خطای کمتری داشت، به عنوان نمونه در ایستگاه اصفهان میزان کاهشRMSE  از ترکیب 1 به 3،73/62 و میزان کاهش SMAPE  از ترکیب 2 به 3 برابر با 79/62 درصد بود. مدل هیبرید نسبت به مدل استوکستیکی دارای عملکرد بهتری بود، به طوری که مقدار RMSE از مدل استوکستیکی به مدل هیبرید با SVR، GEP و GMDH در ایستگاه ارومیه به ترتیب 46/79، 34/68 و 77/75 درصد کاهش داشت. مدل برنامه ریزی بیان ژن نسبت به سایر مدل های مورد مطالعه دقت کمتری داشت (در ایستگاه ارومیه میزان کاهش  UIIاز مدل GEP به SVR به ترتیب برابر با 5/32 و 62/15 درصد و در ایستگاه اصفهان میزان افزایش ضریب نش-ساتکلیف از مدل GEP به GMDH برابر با 38/22 بود). میزان ضریب نش-ساتکلیف در هر سه مدل در ایستگاه ارومیه بیشتر از اصفهان بود(متوسط میزان کاهش ضریب نش-ساتکلیف از ایستگاه ارومیه به اصفهان 22/6 درصد بود) ولی مقدار ضریب در هر دو ایستگاه در محدوده قابل قبول است. بنابراین انتخاب مدل کارا با ترکیب درست در مدل سازی بخش غیرخطی تاثیر چشمگیری در افزایش کارایی مدل هیبرید خواهد داشت.
    کلیدواژگان: بارندگی، هیبرید، ترکیب، غیرخطی
  • غلامرضا احمدی، پرویز کردوانی*، حسین محمدی صفحات 21-38
    تحقیق حاضر به پهنه بندی اقلیم- کشاورزی محصول ذرت دیم در استان لرستان وبررسی نقش آن در کاهش مخاطرات محیطی پرداخته است. روش مطالعه در این پژوهش استنادی -توصیفی است که در این خصوص اطلاعات (بارش، دما ورطوبت) یک دوره آماری 20 ساله (1377-1397) به صورت روزانه، ماهانه، فصلی و سالانه مربوط به 53 ایستگاه سینوپتیک، کلیماتولوژی و باران سنجی استان و خارج استان تهیه و سپس با در نظر گرفتن شرایط مورد نیاز محصول نظیر آستانه های حرارت، طول دوره رشد و نیاز آبی، پهنه های مناسب رشد به کمک سیستم اطلاعات جغرافیایی مشخص و سپس نقشه پهنه بندی اقلیم زراعی ذرت استان تهیه گردید.بدین ترتیب در نقشه نهایی بدست آمده15/8588 کیلومتر مربع از اراضی استان دارای اراضی مستعد و 13/13938کیلومتر مربع دارای اراضی نیمه مستعد و57/5631 کیلومتر مربع دارای اراضی غیر مستعد می باشد . برای ایجاد هماهنگی در تلفیق داده ها و ایجاد نقاط کمکی برای پیدا کردن مناطق هم باران و هم دما از روش درون یابی کریجینگ استفاده گردید.
    کلیدواژگان: پهنه بندی اقلیم کشاورزی، مخاطرات کشاورزی، ذرت، بارش، سیستم اطلاعات جغرافیایی
  • محمدجواد بهی، محمدحسین مختاری*، غلامحسین مرادی، محمدعلی صارمی نائینی صفحات 39-56

    هدف از بررسی حاضر ارزیابی تغییرات زمانی و مکانی پوشش گیاهی در منطقه ملا فهله فیروزآباد استان فارس است. داده های شاخص استاندارد پوشش گیاهی ماهواره های لندست 5، 7 و 8 و داده های بارش و شاخص پالمر که به صورت محصول سنجش از دور در دسترس است در بازه زمانی 1992 تا 2020 و از پردازنده گوگل ارث انجین استخراج شدند. به منظور پیش بینی تغییرات پوشش گیاهی در آینده از روش زنجیره مارکف استفاده شد. با استفاده از داده های سال های 1992 و 2002 ابتدا مدل برای سال 2020 اجرا شد و به دلیل مناسب بودن نتایج (شاخص کاپا 75 درصد)، پیش بینی برای سال 2030 صورت گرفت. نتایج بدست آمده حاکی از روند رو به بهبود پوشش گیاهی در منطقه است به شکلی که پوشش متراکم از 4 درصد در دوره ابتدایی به 19 درصد افزایش خواهد یافت. نتایج این بررسی می تواند به مدیران مراتع منطقه در بهره برداری بهتر از منابع طبیعی منطقه کمک کرده و مانع از تخریب این اکوسیستم شود.

    کلیدواژگان: بیابان، سنجش از دور، گوگل ارث انجین، روند، سری زمانی
  • سید محمد حسینی، عبدالرضا کاشکی* صفحات 57-72

    پژوهش حاضر به بررسی آب و هواشناختی روزهای برفی زاهدان از سال 1976 در یک بازه ی 40 ساله پرداخت و برای نیل به این هدف، از دو پایگاه داده استفاده شد. پایگاه نخست؛ کدهای هوای حاضر مربوط به پدیده برف است که به صورت روزانه از سازمان هواشناسی کشور برداشت شد. پایگاه دوم؛ مربوط به داده های روزانه فشار تراز دریا و ارتفاع ژیوپتانسیل در تراز میانی وردسپهر از مرکز پیش بینی محیطی سازمان ملی جو و اقیانوس شناسی آمریکا است. با شگرد محیطی به گردشی و تکنیک خوشه ای، الگوهای جوی موجد روزهای برفی شناسایی گردید. نتایج واکاوی ها نشان داد که بارش برف در زاهدان به صورت متمرکز در فصول گذار پاییز و زمستان(ماه های دسامبر، ژانویه، فوریه و مارس) رخنمود دارد. در تراز دریا نیز الگوهای ادغامی پرفشارهای مهاجر سیبری- خزر با فراوانی 5/32 درصد و پرفشار سیبری- قفقاز با 20 درصد، بیشترین نقش آفرینی را در رخداد بارش برف بازی می کند. همچنین در ترازهای میانی وردسپهر، ناوه ترکمنستان به دلیل همجواری با ایران و نقش بندالی آن(پرفشار بریده)، موجد 5/42 درصد و الگوی بندال امگای اروپا نیز، 25 درصد از فراوانی روزهای برفی را تبیین می کند. به نظر می رسد، فعالیت همزمان اغتشاشات جوی در سامانه های قوی و پرفشار مهاجر سیبری، اروپا، قففاز، روسیه و خزر از یک سو و تقویت ناوه های عمیق عرض های جنب قطبی و گسترش آن به عرض های پایین تر از سوی دیگر، سبب تشدید شیوفشار و دما، استیلای سرما و رخداد برف خواهد شد.

    کلیدواژگان: سامانه های همدید، الگوی بندالی، ناوه و پشته، روزهای برفی، زاهدان
  • پژواک راستگو، بهمن رمضانی*، پرویز رضائی صفحات 73-86

    خشک سالی یکی از پرهزینه ترین بلایای طبیعی ایران می باشد. این امر ضرورت مطالعه در زمینه تعیین آسیب پذیری و شناسایی عوامل اثرگذار بر آن در مناطق مختلف کشور را مشهود می سازد. در این پژوهش هدف، مقایسه روش های CVI و AHP در ارزیابی خشک سالی و سنجش آسیب پذیری اقلیمی استان گیلان به منظور شناسایی ابعاد آن است. روش پژوهش تحلیلی مکانی و ازنظر هدف کاربردی است. ابتدا مولفه های شاخص آسیب پذیری اقلیمی استان گیلان در هر دو مدل AHPو CVI، مولفه های منابع(R)، هواشناختی(W)، دسترسی(A)، ظرفیت(C)، استفاده و بهره وری اقتصادی(U)، حفظ یکپارچگی زیست محیطی(E)، ویژگی های جغرافیایی(G) تعیین گردید. متغیرها با توابع عضویت فازی همسان شدند و در مدل AHP وزن دهی شد و نقشه پهنه بندی نهایی دو مدل AHPو CVI به دست آمد. در مدل AHP ازنقطه نظر کارشناسان اهمیت مولفه منابع(R) با وزن 0.293 بیشترین و مولفه ویژگی های جغرافیایی(G) با وزن 0.045، کمترین مقدار بود. در بررسی متغیرها نیز در مدل AHP، متغیر مجموع بارندگی با وزن 0.750 موثرترین متغیر و تنوع و کیفیت محصولات کشاورزی با وزن 0.088 کم اثرترین متغیر از نظر کارشناسان بود. در بررسی مولفه های CVI، شاخص CVI کل استان 44.5% به دست آمد. شاخص CVI در مولفه منابع(R) % 56.12 بالاترین رتبه و در مولفه دسترسی(A) 36.94% کمترین رتبه را به دست آورد. پهنه بندی مدل AHP نشان داد بخش میانی استان شامل رشت، سراوان، کسما، انزلی و بیشترین را با مساحت 42.11 درصد دارد. در مدل CVI، بیشترین آسیب پذیری در کل شهرستان تالش با مساحت 15.57 درصد می باشد. شهرستان های آستارا و رضوانشهر با مساحت 20.88 درصد در کلاس آسیب پذیری خیلی کم مشاهده گردید.

    کلیدواژگان: آسیب پذیری، خشک سالی، CVI، AHP، گیلان
  • حسین بهزادی کریمی، غلامعلی مظفری*، کمال امیدوار، احمد مزیدی صفحات 87-108

    انتشار بیش ازحد گازهای گلخانه ای در دهه های اخیر و تغییرات به وقوع پیوسته در اقلیم، موجب تغییر در پارامترهای هواشناسی موثر در تبخیر و تعرق شده است. در این پژوهش، چشم انداز تغییرات تبخیر و تعرق حوضه آبریز کارون، با استفاده از روش هارگریوز-سامانی و با به کارگیری مدل ریز گردانی LARS-WG6 و خروجی مدل گردش عمومی جو HadGEM2-ES، تحت سناریوهای مختلف RCPs برای سه دوره 2040-2021، 2060-2041 و 2080-2061 نسبت به دوره پایه (2015-1996) بررسی شد. بر اساس نتایج حاصله، متوسط سالانه دمای حداقل در سطح حوضه، بین 2/1 تا 4/3 و دمای حداکثر بین 3/1 تا 7/3 درجه سلسیوس در دوره های آتی نسبت به دوره پایه، افزایش می یابد. مقدار تبخیر و تعرق، در مقیاس های زمانی ماهانه، فصلی و سالانه در اقلیم آتی، در مقایسه با شرایط فعلی افزایش خواهد یافت؛ به طوری که بیشترین مقدار افزایش تبخیر و تعرق سالانه، در دوره آینده دور و تحت سناریو RCP8.5 برابر با 3/12 درصد نسبت به دوره پایه خواهد بود. نمودار جعبه ای بیست ساله در دوره های آتی و تحت سناریوهای مختلف نشان داد که بیشترین عدم قطعیت تبخیر و تعرق در دوره 2080-2061 و به ترتیب تحت سناریوهای انتشار RCP8.5 و RCP4.5 است. بر اساس نتایج حاصل از نقشه های پهنه بندی تغییرات تبخیر و تعرق سطح حوضه، بیشترین میزان تغییرات تبخیر و تعرق، طی دوره 2080-2061 و تحت سناریو RCP8.5 در مناطق غربی حوضه رخ خواهد داد. با توجه به اینکه رودخانه کارون از مناطق کوهستانی شمال حوضه سرچشمه می گیرد؛ لذا، افزایش دما و به تبع آن افزایش تبخیر و تعرق در دوره های زمانی آینده، موجب کاهش سطح پوشش برف در منطقه موردمطالعه شده و اثرات منفی زیادی بر روی جریان رودخانه کارون و در نتیجه کاهش منابع آب حوضه خواهد داشت.

    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، تبخیر و تعرق، هارگریوز-سامانی، مدل LARS-WG6، حوضه آبریز کارون
  • آرمان عبدالهی پور، حسن احمدی*، بابک امین نژاد صفحات 109-124

    محصولات بارش ماهواره ای، یکی از منابع تخمین بارندگی می باشند. با این وجود، برای استفاده در مناطق محلی، و یا برای پارامترسازی مدل های هواشناسی و هیدرولوژیکی در مقیاس های حوضه ای؛ رزولوشن مکانی آنها اغلب درشت است. بنابراین، در این تحقیق یک روش ریزمقیاس نمایی- کالیبراسیون برای تخمین های ماهواره ای ماموریت اندازه گیری بارش جهانی (GPM؛ رزولوشن مکانی 1/0 درجه) از تاریخ 01/04/2014 تا 31/03/2015 به مدت یک سال، با در نظر گرفتن ناهمگنی مکانی در رابطه بین بارش و متغیرهای محیطی، با استفاده از مدل رگرسیون وزنی جغرافیایی مختلط (MGWR) برای استان گلستان، توسعه داده شد. در دستیابی به داده های بارش بهبود یافته با رزولوشن مکانی یک کیلومتر در مقیاس سالانه، نتایج نشان داد که (1) با روش پیشنهادی نه تنها رزولوشن مکانی بهبود یافت، بلکه دقت نیز افزایش پیدا کرد؛ (2) داده های بارش ریز مقیاس شده و کالیبره شده (CC= 0.74, bias= 0.23) عملکرد بهتری از داده های اصلی (CC= 0.58, bias= 0.35) در برابر مشاهدات زمینی داشتند.

    کلیدواژگان: سنجش از دور، بارش ماهواره ای، ریزمقیاس نمایی، استان گلستان
|
  • Laleh Parviz * Pages 1-19
    Low-precision rainfall forecasting leads to significant losses in various sectors such as agriculture and the environment. In this regard, the effect of support vector regression (SVR), gene expression programming (GEP) and group data modeling (GMDH) models on improving the performance of the hybrid model was examined, which is based on station rainfall data. Urmia and Isfahan with two different climates were used in the period 1964-2019. In nonlinear section modeling, the third combination with the linear section combination, residuals and observational data in the previous time step had less error, for example in Isfahan station, the rate of RMSE reduction from combination 1 to 3.73 / 62 And the rate of SMAPE reduction from 2 to 3 was equal to 62.79%. The hybrid model had better performance than the stochastic model, so that the amount of RMSE from the stochastic model to the hybrid model with SVR, GEP and GMDH at Urmia station decreased by 79.46, 68.34 and 75.77%, respectively. . The gene expression programming model was less accurate than the other models studied (in Urmia station, the rate of UII reduction from GEP to SVR model was 32.5 and 15.62%, respectively, and in Isfahan station, the rate of increase in Nash coefficient was Sutcliffe from GEP to GMDH was 22.38). The amount of Nash-Sutcliffe coefficient in all three models in Urmia station was higher than Isfahan (the average rate of decrease in Nash-Sutcliffe coefficient from Urmia station to Isfahan was 6.22%) but the value of coefficient in both stations is within acceptable range. Therefore, choosing an efficient model with the right combination in nonlinear modeling will have a significant effect on increasing the efficiency of the hybrid model.
    Keywords: rainfall, Hybrid, compound, Nonlinear
  • Gholamreza Ahmadi, Parviz Kardovani *, Hossein Mohammadi Pages 21-38
    This study analyzes the climatic-agricultural zoning of rain-fed corn in Lorestan province and its role in reducing environmental risks. The study method in this research is citation-descriptive in which the information (precipitation, temperature, etc.) of a 20-year statistical period (1377-1397) has been gathered on a daily, monthly, seasonal and annual basis from 53 synoptic stations, climatology and rain gauge, inside and outside of this province. Then, considering the required conditions for this crop such as heat thresholds, growth period and the amount of water requirement, suitable growth zones has been determined by GIS and after that the zoning of agricultural climate of corn crop in this province has been mapped. On the base of the final obtained map, this province has 8588.15 kilometers of potential lands, 13938.13 square kilometers of semi-potential lands and 5631.57 square kilometers of non-potential lands. Kriging interpolation method has been used to create coordination in data integration and also auxiliary points to find the regions with the same amount of temperature and rainfall.
    Keywords: agricultural climate zoning, Agricultural risks, corn, Precipitation, GIS
  • Mohammad Javad Behi, Mohammad Hossein Mokhtari *, Gholamhossein Moradi, Mohammad Ali Saremi Naeini Pages 39-56

    The purpose of this study is to evaluate the temporal and spatial changes of vegetation in Mullah Fahleh of Firoozabad region of Fars province. The standard vegetation index data of Landsat 5, 7 and 8 satellites, the precipitation data and Palmer index, which are available as a remote sensing product, were extracted for 1992 to 2020 from the Google Earth Engine. Markov chain method was used to predict future vegetation changes. Using data from 1992 and 2002, the model was first run for 2020 and based on its acceptable performance (the kappa index of 75%), prediction was extended to 2030. The results showed an improving trend in vegetation status, so that the dense cover will increase from 4% in the initial period to 19% in 2030. The results of this study can help rangeland managers in the region to better exploit the region's natural resources and prevent the destruction of this ecosystem.

    Keywords: Desert, remote sensing, Google Earth Engine, Trend, Time series
  • Sayyed Mohammad Hosseini, Abdolreza Kashki * Pages 57-72

    In this regard, the present study investigated the climatic of the Zahedan snow days since 1976 over a period of 40 years. To achieve this goal, two databases were used. First databases; the present weather codes are related to the snow phenomenon, which was collected daily from the Meteorological Organization. The second database, relates to the daily data of sea level pressure and geopotential height in the troposphere from National Center for Environmental Prediction (NCEP). With Environmental to Circulation Technic and cluster analysis, weather patterns causing snow days, identified. The results of the analysis showed that, snowfall in Zahedan is concentrated in autumn and winter seasons (December, January, February and March). At sea level pressure, integration patterns of Siberian-Caspian high-pressure migrants with 32.5% and Siberian-Caucasian highs with 20%, play the most roles in snowfall event. Also in the middle troposphere, Turkmenistan's ridge and Blocks (cut-off high) account for 42.5% and the European omega block pattern accounts for 25% of the snowfall frequency. It seems that the simultaneous activity of atmospheric disturbances in the immigrant high pressure systems of the Siberian, European, Caucasian, Russian and Caspian, deep ridge polar latitudes and its extension to the lower latitudes, It will exacerbate showers and temperatures, cold weather and snowfall.

    Keywords: Synoptic Systems, Blocking Pattern, Ridge, Trough, Snow Days, Zahedan
  • Pejvak Rastgoo, Bahman Ramezani *, Parviz Rezaei Pages 73-86

    Drought is one of the most costly natural disasters in Iran and the need for a study to determine vulnerability and identify the factors affecting it in different parts of the country.The aim of this study was to compare CVI and AHP methods in assessing drought and measuring climatic vulnerability in Guilan province in order to identify its dimensions.The research method is spatial and applied in terms of purpose. In the AHP model, the importance of the resource component (R) with a weight of 0.293 is the highest and the weight of the component of geographical features (G) with a weight of 0.045 is the lowest. In the study of variables in the AHP model, the variable of total rainfall with a weight of 0.750 was the most effective variable and the variety and quality of agricultural products with a weight of 0.088 was the least effective variable according to experts. In the study of CVI components, the CVI index of the whole province was 44.5%. The CVI index had the highest rating in the resource component (R) at 56.12% and the lowest rating in the 36.94% component. The zoning of the AHP model showed that the middle part of the province, including Rasht, Saravan, Kasma, Anzali, has the highest area with an area of 42.11%. In the CVI model,the highest vulnerability is in the whole city of Talesh with an area of 15.57%.Astara and Rezvanshahr cities with an area of 20.88% were observed in a very low vulnerability class.

    Keywords: Vulnerability, drought, CVI, AHP, Guilan
  • Hossein Behzadi Karimi, Gholamali Mozafari *, Kamal Omidvar, Ahmad Mazidi Pages 87-108

    In this study, the perspects of evapotranspiration changes in Karun catchment were investigated using Hargreaves- Samani method, LARS-WG6 downscaling model, and output of HadGEM2-ES model, under scenarios of RCPs for three periods of 2021-2040, 2041-2060 and 2061-2080 as compared to the period 1996-2015. The results show that the minimum average annual temperature in the catchment increases between 1.2 to 3.4 °C and the maximum temperature increases between 1.3 to 3.7 °C in future periods compared to the base period. The amount of evapotranspiration will increase in monthly, seasonal and annual time scales in the future climate, compared to the current conditions, so that the maximum increase in annual evapotranspiration in the distant future period and under the RCP8.5 scenario will be equal to 12.3% compared to the base period. The twenty-year box plot in future periods under different scenarios show that the highest evapotranspiration uncertainty occurs in the period 2061-2080 and under the scenarios RCP8.5 and RCP4.5 respectively. According to zoning maps of evapotranspiration changes in the basin, the highest amount of evapotranspiration changes will occur during the period 2061-2080 and under the RCP8.5 scenario in the western regions of the basin. Considering that Karun River originates from the mountainous areas on the north of the basin, increasing the temperature and in turn, increasing evapotranspiration in future periods will reduce the level of snow coverage in the area and will have significant negative effects on the flow of Karun River and can thus reduce the water resources of the basin.

    Keywords: Climate Change, evapotranspiration, Hargreaves-Samani, LARS-WG6 model, Karun catchment basin
  • Arman Abdollahipour, Hassan Ahmadi *, Babak Aminnejad Pages 109-124

    The satellite-based precipitation products are one of the sources of rainfall estimation. Nonetheless, for usage in the local regions and, or for parameterizing of meteorological and hydrological models at basin scales, their spatial resolution is often coarse. Therefore, in this study, a downscaling– calibration method was developed for global precipitation measurement (GPM) satellite estimates (at 0.1° spatial resolution), for one year from 01/04/2014 to 31/03/2015, by considering the spatial heterogeneity of the relationship between precipitation and the environmental variables using the mixed geographically weighted regression (MGWR) model for Golestan province. In obtaining improved precipitation data with 1 km spatial resolution at an annual scale, the results showed that (1) the proposed method not only improved the spatial resolution of precipitation but also increased accuracy; (2) the downscaled and calibrated precipitation data (CC = 0.74, bias = 0.23) performed better than the original data (CC = 0.58, bias = 0.35) against ground observations.

    Keywords: remote sensing, Satellite-based precipitation, Downscaling, Golestan province