تحلیل فضایی سطح پوشش برف در غرب ایران با بهره‌گیری از تصاویر ماهواره‌ای

آب و خاک

مقاله 10، دوره 38، شماره 1 - شماره پیاپی 93، فروردین و اردیبهشت 1403، صفحه 161-173   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.2024.83893.1323

نویسندگان

عبدالله فرجی¹؛ محمد کمانگر¹؛ سعیده اشرفی^{* 2}

¹گروه آب و هواشناسی، دانشکده علوم انسانی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

²دانشکده برنامه‌ریزی و علوم محیطی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

چکیده

تغییرات پوشش برف می‌تواند اثرات مهمی بر اکوسیستم‌ها داشته باشد، به‌ویژه در جاهایی که پراکندگی در پوشش زیاد است و بر شرایط بیوژئوشیمیایی خاک زیرین و همچنین پوشش گیاهی تأثیر می‌گذارد. در این پژوهش پایش و روند سطوح پوشش برف در بازه زمانی (2020-2001) در غرب ایران برای فصل زمستان با کاربرد تصاویر سنجنده MODIS و شاخص پوشش برف (NDSI) به‌صورت میانه تصاویر به‌وسیله الگوریتم نوشته‌شده در سامانه گوگل ارث اینجین استخراج و نقشه­های آن ترسیم شد، سپس سری زمانی تصاویر روزانه استخراج و روند داده­ها و الگوسازی آن با کاربرد آزمون تاو کندال و رگرسیون خطی انجام گرفت. نتایج این پژوهش نشان از روند کاهشی در مساحت پوشش برف در فصل زمستان دارد. همچنین با توجه به رفتار سالیانه سینوسی برف می‌توان بیان کرد که مؤلفه فصلی بودن بر تمام محدوده حاکم است، که به علت دور بودن نسبی محدوده غرب کشور از استوا، تغییرات دمایی با توجه فصلی بودن در این محدوده نمود دارد. نتایج تحلیل فضایی نشان داد که جهت بیضی مکانی پراکندگی برف در راستای شمال غربی به جنوب شرقی قرار گرفته و به تبعیت از آرایش مکانی ارتفاعات در این راستا گسترش یافته است. نقشه لکه‌های داغ نشان داد برف سطحی خاک به‌صورت خوشه‌ای در راستای غرب و به جنوب شرق و در ارتفاعات بالاتر از 2200 متر قرار دارد. تحلیل لکه‌های داغ  نشان داد پوشش برف به سمت عرض­های بالا و بیشتر به طرف مرزهای غربی الگوی خوشه‌بندی قراردارد. نتایج این تحقیق می‌تواند در برنامه‌ریزی‌های مربوط به مدیریت منابع آبی، پیش‌بینی خشکسالی و برنامه‌ریزی برای مقابله با آن مورد استفاده قرار بگیرد.

کلیدواژه‌ها

پوشش برفی؛ روند من کندال؛ سنجنده MODIS؛ موران

مراجع

1. Abrifam, M.)2010(. Synoptic analysis of air masses entering western Iran in 1983-84.Sc., Razi University of Kermanshah. (In Persian)
2. Alijani, B. (2008). Effect of the Zagros Mountains on the spatial distribution of precipitation. Journal of Mountain Science, 5, 218–231. https://doi.org/10.1007/s11629-008-0126-8
3. Alijani, B. (2012). Synoptic climatology. Tehran: Samt Publications. (In persian)
4. Alijani, B. (2015). Spatial analysis. Journal of Spatial Analysis of Environmental Hazards, 2(3), 1-14. (In Persian)
5. Arndt, A., Azzoni, R.S., & Stötter, J. (2017). Physical and chemical properties of snow and their impact on the environment: A state-of-the-art review. Snow Engineering and Avalanche Science, 1(1), 1-24. https://doi.org/ 10.1553/scc1s1s1
6. Asakereh, H. (2012). Analysis of Heavy Precipitation Trends in Zanjan City. Geography and Planning, 16(39), 73-88.
7. Asgari, A. (2011). Spatial statistics analysis, Tehran Municipality ICT Organization, First Edition.
8. Azizi, Q.,Rahimi, M.,Mohammadi, H., & Khoshakhlach, F. (2017). Temporal-spatial changes of snow cover on the southern slopes of Central Alborz, Natural Geography Research, 49(3), 393-381. (In Persian)
9. Bashir, F., & Ghulam, R. (2010). Estimation of average snow cover over Northern Pakistan. Pakistan Journal of Meteorology, 7(13), 63-69.
10. Cheng, J., Ma, M., Li, X., Zhang, H., & Wang, Q. (2019). Spatial analysis of snow cover using satellite data and new geospatial tools in geomatics research. Remote Sensing of Environment, 221, 466-482. https://doi.org/10.1016/ j.rse.2018.11.029
11. Eslamian, S.S., Soltani, S.V., & Zarei, A. (2005). Application of statistical methods in water resources. Arkan Press. Esfahan. (In persian)
12. Fatahi, A., & Moghimi, Sh. (2019). The effect of climate change on snow trend in northwestern Iran, Applied Research in Geographical Sciences, 54, 63-47. (In Persian)
13. Ganji, M. (2003). Climatic divisions of Iran.Bulletin of the National Center for Climatology, 3(1), 41. (In Persian)
14. Ghaemi, E., & Nouhi, A. (1976). Statistical Analysis of Snowfall, First Edition. Tehran Meteorological Organization Research Office Publications. (In Persian)
15. Ghulam, A., Zaman, Q.U., Ahmad, S., & Babel, M.S. (2021). Assessment of snow cover variability and trends in the Hindu Kush Himalaya using multi-source satellite data. Science of the Total Environment, 753, 142041. https:// doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.142041
16. Goodinson, B.E., Rango, A., & Walker, A.E. (2000). Snow and ice, remote sensing in hydrology and water management, Springer Pub, Berlin, 539-540.
17. Harvey, D. (1996). Explanation in Geography. London: Arnold
18. Ildermi, A.,Habibnejad Roshan, M.,Safari Shad, M., & Dalal Oglu, A. (2015). Using Modis images to prepare snow cover map (NDSI index and using MODIS case images of Bahar watershed), Ahar Geographical Space, 15(50), 125-140. (In Persian)
19. Khosravi, M.,Tavosi, T.,Raispur, K., & Omidi Qaleh Mohammadi, M. (2017). Investigation of changes in snow cover levels in Bakhtiari Zardkooh heights using remote sensing, Hydrogeomorphology, 12, 44-25. (In Persian)
20. Liu, Y., Lei, Y., Zhang, J., Li, X., Huang, X., & Wang, X. (2021). Spatiotemporal variations of snow cover in the Karakoram Mountains based on MODIS data from 2000 to 2019. International Journal of Digital Earth, 14(3), 313-328. https://doi.org/10.1080/17538947.2020.1869246
21. Masoudian, S.A., & Kaykhosravi Kiani, M.S. (2017). Evaluation of changes in days with snow cover in the altitude groups of Zayandehrud basin, Natural Environment Hazards, 11, 46-33. (In Persian)
22. Mir Mousavi, S.H.,Sabor, L. (2014). Monitoring snow cover changes using MODIS sensor images in northwestern Iran, Geography and Development, 35, 200-181. (In Persian)
23. Mojarad, F.,Masoompour, J. (2013). Estimation of maximum probable precipitation by synoptic method in Kermanshah province.Geographical Studies of Arid regions, 3(1), 1-14. (In Persian)
24. Rasouli, A.A. (2011). An introduction to Satelite meteorology and climatology. Tabriz University Press, first edition. (In Persian)
25. Salahi, B., & Nakhostin Rohi, M. (2018). Spatial and temporal monitoring of snow cover with NOAA-AVHRR images in the period 2006-2007 (Case study of Balighlouchai watershed). Iran Water Research, 3, 97-89. (In Persian)
26. Wang, X., Zhang, Y., Li, W., Zhang, J., Huang, G., & Li, L. (2021). Spatiotemporal analysis of snow cover in the Pamir Mountains using MODIS data from 2000 to 2019. Ecological Indicators, 121, 107103. https://doi.org/ 10.1016/j.ecolind.2020.107103
27. Zare Abyaneh, H. (2013). Estimation of Spatial distribution of snow water equivalent and snow density of the West Azarbaijan Province’s Basins. Water Resources Engineering, 5(15), 1-11. (In Persian)
28. Zhang, Y., Li, W., Wang, X., Yang, X., & Huang, G. (2021). Spatiotemporal variability of snow cover in the Central Tianshan Mountains based on MODIS snow products from 2000 to 2018. Journal of Arid Land, 13(2), 156-168. https://doi.org/10.1007/s40333-021-0062-8