بررسی ارتباط دمای خاک با پارامترهای آب و هوایی در شمال غرب ایران (2015-1992)

جغرافیاوتوسعه ناحیه ای

مقاله 11، دوره 16، شماره 1 - شماره پیاپی 30، شهریور 1397، صفحه 279-307   

نوع مقاله: علمی- پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/geography.v16i1.72922

نویسندگان

محمد باعقیده^* ؛ علیرضا انتظاری؛ آزیتا کردی

دانشگاه حکیم سبزواری

چکیده

اهداف: دسترسی به داده‌های درجه حرارت در اعماق مختلف خاک برای اهداف زیست محیطی، کشاورزی، مدیریت شهری و ساختمان دارای اهمیت است. با توجه به این­که دمای خاک فقط در ایستگاه‌های سینوپتیک کشور اندازه گیری می­ شود و در پاره‌ای از موارد نیز دارای خلأهای آماری است، کمبود آن در نقاط فاقد ایستگاه یکی از چالش‌های بزرگ است. تحقیق حاضر با رویکردی توصیفی- تحلیلی با هدف بررسی روند دمای خاک و سنجش رابطة بین پارامترهای هواشناسی و دمای خاک در منطقۀ شمال غرب ایران طی دورۀ آماری 1992 تا 2015 واکاوی شد.
روش: متغیرهای مورد استفاده شامل میانگین دما، کمینه و بیشینة دما، بارش، رطوبت نسبی، ساعات آفتابی، فشار ایستگاه،  سرعت باد و دمای اعماق خاک (100،20،5سانتی­متر) بودند. روند تغییرات دمای خاک در عمق­های منتخب با استفاده از روش ناپارامتری منکندال بررسی شد و با استفاده از رگرسیون‌های هم­زمان، دمای خاک در سه عمق مختلف برآورد شد. جهت اعتبارسنجی روابط پیشنهادی از آماره‌هایMAE ، MBE ،RMSE ، R2 استفاده شد.
یافته ها/ نتایج: نتایج تحقیق نشان داد، متغیرهای میانگین دمای هوا و حداکثر دما بیشترین تأثیر را بر دمای خاک داشتند و در ایستگاه‌های مطالعه ­شده بیشترین ضریب تعیین درعمق 5 و20 سانتی‌متری مشاهده شد. اکثر ایستگاه‌ها در اعماق مختلف خاک با پدیدۀ روند افزایشی دما مواجه بوده‌اند که این روند برای بخش­های­ مرکزی و جنوب شرقی بیشتر بوده است.
نتیجه ­گیری:  با توجه به نوسانات دمای عمق‌های بسیار پایین خاک که نمایشگر تغییر اقلیم است و دمای سطحی خاک که نشان­ دهندۀ تغییرات کوتاه­ مقیاس است، می‌توان دریافت که پدیدۀ تغییر اقلیم در حال رخ دادن است و روی پارامتر دمای خاک هم تأثیر چشم­گیری داشته است.

کلیدواژه‌ها

دمای خاک؛ پارامترهای آب و هوایی؛ رگرسیون چند گانه؛ شمال غرب ایران

مراجع

1. افشار زاده، م. (1389). ارتباط نوسانات دمای هوا با دمای اعماق خاک در آذربایجان شرقی. (پایان‌نامة منتشرنشدة کارشناسی ارشد آب و هواشناسی)، دانشگاه تبریز، ایران.

2. بهیار، م. و کمالی، غ. (1386). رابطة دمای هوا با دمای سطح و اعماق مختلف خاک. تحقیقات جغرافیایی، 86، 81-102.

3. ثنائی نژاد، س.، ادیب عباسی، م.، موسوی بایگی، م. و حیدری گندمان، م. (1387). بررسی رژیم دمایی هوا و اعماق خاک و تعیین توابع نوسانات ادواری آن‌ها در ایستگاه‌های استان کردستان. علوم و صنایع کشاورزی، 22، 33-25.

4. جعفری گلستانی، م.، رائینی‌سرجاز، م. و ضیاءتباراحمدی، م. (1386). برآورد دمای ژرفای خاک با بهره‌گیری از روش تجزیة منحنی و همبستگی‌های رگرسیونی برای شهرستان ساری. مجلة علوم کشاورزی و منابع طبیعی، 5، 123-112.

5. خلیلی اقدم، ن.، جدیدی، ت. و نعیمی، ب. (۱۳۹۲). مطالعة تغییرات دمای هوا و اعماق خاک به منظور برآورد عمق نفوذ یخبندان (مطالعة موردی: ایستگاه هواشناسی کشاورزی کهریز ارومیه). دومین همایش ملی تغییر اقلیم و تاثیر آن بر کشاورزی و محیط زیست، (صص. 8-1)، ارومیه: مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان آذربایجان غربی.

6. سبزی پرور، ع.، زارع ابیانه، ح. و بیات ورکشی، م. (1389). مقایسة یافته‌های مدل شبکة استنتاج تطبیقی عصبی فازی با مدل‌های رگرسیونی به منظور برآورد دمای خاک در سه اقلیم متفاوت. آب و خاک، 2، 285 - 274.

7. علیجانی، ب. و کاویانی، م. (1379). مبانی آب وهواسناسی. تهران: انتشارات سمت.

8. فرج زاده، م. (1386). تکنیک‌های اقلیم‌شناسی. تهران: انتشارات سمت.

9. قهرمان، ن.، ایران نژاد. پ. و نوروز ولاشدی، ر. (1393). مقایسة عملکرد دو مدل‌‌ شبیه‌سازی فیزیکی و رگرسیونی برای برآورد دمای خاک زیر پوشش چمن در اقلیم کرج. تحقیقات آب وخاک، 3، 253-243.

10. گلشن، س.، رایینی سرجاز، م. و نورورز ولاشدی، ر. (۱۳۹۲). بررسی اثر تغییراقلیم بر روند دمای خاک با استفاده از روش من‌کندال (مطالعة موردی: منطقة کرمان)، دومین کنفرانس بین-المللی مخاطرات محیطی، (صص. 8-2). تهران، دانشگاه خوارزمی.

11. مزیدی، ا. و فلاح‌زاده، ف. (1390). روند دماهای سالانة خاک در ایستگاه یزد. جغرافیا و توسعه، 24، 50-39.

12. نجفی‌مود، م.، علیزاده، ا.، محمدیان، آ. و موسوی، ج. (1387). بررسی رابطة دمای هوا و اعماق مختلف خاک و برآورد عمق یخبندان. مجلة آب و خاک،22، 466–456 .

13. Ahmad, M. F., & Rasul, G. (2008). Prediction of soil temprature by air temperature: A case study for Faisalabad. Pakistan Journal of Meteorology, 5(9), 19-27.

14. Bai, Y., Scott, T. A., & Min Q. (2014). Climate change implications of soil temperature in the Mojave Desert, USA. Frontiers of Earth Science, 8(2), 302-308.

15. Bilgili, M., Sahin, B., & Sangun L. (2013). Estimating soil temperature using neighboring station data via multi-nonlinear regression and artificial neural network models. Environmental Monitoring and Assessment, 185(1), 347-58.

16. Chow, T. T., Long, H., Mok, H., & Li, K. ( 2011). Estimation of soil temperature profile in Hong Kong from climatic variables. Energy and Buildings, 43(12), 3568-75.

17. Ferguson, G., & Beltrami, H. (2006). Transient lateral heat flow due to land-use changes. Earth and Planetary Science Letters, 242, 217-222.

18. Jungqvist, G. K., Oni, S., Teutschbein, C., Martyn, N., & Futter, M. (2014). Effect of climate change on soil temperature in Swedish Boreal forests. PLoS One, 9(4), 1-12.

19. Kätterer, T., & Andren, O. (2009). Predicting daily soil temperature profiles in arable soils in cold temperate regions from air temperature and leaf area index. Acta Agriculturae Scandinavica Section B–Soil and Plant Science, 59(1),77-86.

20. Kendall, M.G. (1970). Rank correlation methods (2nd ed.). New York: Hafner.

21. Mann, H. B. (1945). Nonparametric tests against trend. Econometrica, 13, 245-259.

22. Qian B., Gregorich, E. G., Gameda, S., Hopkins, D. W., & Wang, X. L. (2011). Observed soil temperature trends associated with climate change in Canada. Journal of Geophysical Research, 116(D2), 12-31.

23. Rankinen, K., Karvonen, T., & Butterfield, D. (2004). A simple model for predicting soil temperature in snow-covered and seasonally frozen soil, model description and testing. Hydrology and Earth System Sciences, 8, 706–716.

24. Tabari, H., Hosseinzadeh Talaee, P., & Willems, P. (2015). Short‐term forecasting of soil temperature using artificial neural network. Meteorological Applications, 22(3), 576-85.