پایش خشکسالی با استفاده از تصاویر سنجنده modis، مطالعه موردی: استان مازندران

خشکسالی یکی از مخاطرات اصلی مرتبط با هواشناسی است. این مخاطره طبیعی بر تمام جوانب زندگی بشر مؤثر است. این پدیده از عوامل متعددی همچون بارندگی، دما، تبخیر-تعرق، مقدار آب موجود درخاک و غیره تأثیر می-پذیرد. خشکسالی در هر وضعیت اقلیمی ممکن است رخ دهد. پیش¬بینی خشکسالی نقش مهمی در کاهش خسارات ناشی از آن در بخش¬های مختلف بر عهده دارد. برای این که بتوان خشکسالی را از نظر کمی تعریف کرد، روش¬های متعددی وجود دارد. از جمله این روش¬ها، استفاده از نمایه¬های خشکسالی است. نمایه¬های خشکسالی معمول، به پارامترهای آب و هوایی وابسته هستند و تنها برای یک مکان اعتبار دارند. همچنین به علت کمبود آمار اقلیمی این نمایه¬ها از دقت کافی برخوردار نیستند. علم سنجش از دور یکی از روش¬هایی است که از طریق آن می¬توان این مشکلات را برطرف کرده و شرایط خشکسالی را برای یک گستره برآورد کرد. از دیدگاه سنجش از دور، خشکسالی را می¬توان با تغییرات طیفی ایجاد شده در تصاویر ماهواره¬ای در سطح مورد مطالعه بررسی کرد. در این پژوهش، به بررسی وضعیت خشکسالی در محدوده استان مازندران با استفاده از آمار هواشناسی 21 ایستگاه داخل و خارج استان و تصاویر سنجنده modis پرداخته شد. بدین منظور از دو نمایه هواشناسی spi در مقیاس زمانی 1، 3، 6، 9، 12 ماهه و سالانه و edi روزانه، ماهانه و دوره¬ای و هفت نمایه طیفی ndvi، evi، vci، ndwi، ndii6، ndii7 و nmdi استفاده شد. یافته¬ها نشان داد که خشکسالی¬ها و ترسالی¬های رخ داده در استان تحت تأثیر پدیده تغییر اقلیم نبوده و مربوط به تغییرپذیری اقلیمی است. همچنین در اکثر ایستگاه¬های مورد مطالعه خشکسالی¬های شدیدی در سال 1990 و 2010 اتفاق افتاده است. در بخش بعد، مقدار نمایه¬های طیفی در ایستگاه¬های مورد نظر طی سال¬های 2002 تا 2012 استخراج شد. نتایج نشان داد که تغییرات این نمایه¬ها نیز از روند تغییرات نمایه¬های هواشناسی پیروی می¬کند. همچنین بالاترین همبستگی¬ها میان نمایه¬های طیفی و نمایه¬های هواشناسی edi دوره¬ای و ماهانه و spi با تأخیر زمانی سه و شش ماهه دیده شد. سپس به منظور ارزیابی منطقه¬ای وضعیت خشکسالی، اقلیم ایستگاه¬ها با استفاده از روش دومارتن تعیین شده و پهنه¬بندی اقلیمی صورت گرفت و در نهایت منطقه مورد نظر به پنج منطقه اقلیمی بسیارمرطوب، مرطوب، نیمه¬مرطوب، مدیترانه¬ای و نیمه خشک تقسیم¬بندی شد. نقشه نمایه¬های هواشناسی نیز با استفاده از روش درون¬یابی idw تهیه و این نقشه¬ها و تصاویر نمایه¬های طیفی به پنج منطقه اقلیمی مورد نظر تفکیک شدند. یافته¬ها نشان داد که در میان نمایه¬های سنجش از دوری، تغییرات نمایه nmdi با تغییرات نمایه spi سالانه هماهنگی بیشتری دارد. همچنین نمایه¬هایی که از باند جذب آب استفاده می¬کنند نسبت به نمایه¬های پوشش گیاهی از کارآیی بیشتری برخوردار هستند. در مقیاس منطقه¬ای، بالاترین ضرایب همبستگی با شاخص¬های spi3 و spi6 بوده و بجز اقلیم بسیار مرطوب، در سایر اقلیم¬ها بالاترین همبستگی در ترسالی و کمترین همبستگی در خشکسالی دیده شد. همچنین در اقلیم نیمه مرطوب نسبت به سایر مناطق همبستگی¬های بالاتری وجود داشت. در پایان برای صحت سنجی نتایج بدست آمده با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی مقادیر نمایه¬های هواشناسی برآورد شد. یافته¬ها نشان داد که مناسب¬ترین اقلیم، اقلیم نیمه مرطوب و بهترین نمایه، نمایه spi سه ماهه است.