"خشکسالی" یکی از معضلات اقلیمی است که کشور ما با آن دستوپنجه نرم میکند و پژوهشگران همواره درصدد کشف و بهکارگیری روشهایی برای تشخیص زودهنگام آن هستند. در این خصوص، پژوهشگران در مطالعهای، از شاخصهای ماهوارهای پوشش گیاهی بهره بردهاند.
به گزارش زیست آنلاین، با توجه به موقعیت جغرافیایی و قرار گرفتن ایران در منطقه آبوهوایی نیمهخشک و خشک، بررسی مسئله خشکسالی اهمیت زیادی دارد، چراکه مسائل مربوط به آن میتوانند بر اقتصاد کشور تأثیرگذار باشند. خشکسالی ابعاد و جنبههای مختلفی دارد. نوع خشکسالی معمولاً بر پایه میزان و درجه خشکی و طول دوره تداوم خشکی در مقایسه با میزان طبیعی و نرمال بارش بیان میشود. از دیدگاه اقلیم شناسان، خشکسالی یک پدیده طبیعی است که در اثر تغییرات الگوهای آبوهوایی ناشی از کاهش نزولات جوی کمتر از حد معمول، خودبهخود ایجاد میشود و ادامه آن موجب عدم تعادل اکولوژیکی و هیدرولوژیکی میشود.
پدیده خشکسالی با استفاده از شاخصهای هواشناسی و دادههای سنجشاز دوربر اساس دیدگاه متخصصان، مطالعات زیادی درزمینه خشکسالی در ایران و خارج از ایران انجام شده است که در آنها شاخصهای خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیک بهکار گرفته شدهاند. اما با توجه به اینکه کسب اطلاعات درباره وضعیت پوشش گیاهی و تغییرات پیوسته آنها توسط روشهای معمولی بسیار مشکل و پرهزینه است، روش و تکنیک سنجشازدور بهعنوان روشی برای کسب اطلاعات درباره هدف مورد نظر تعریف میشود.
در همین خصوص، محققین دانشگاه اردکان یزد با همکاری دانشگاه ارومیه، پژوهشی را انجام دادهاند که در آن پدیده خشکسالی با استفاده از شاخصهای هواشناسی و دادههای سنجشاز دور با تمرکز بر استان آذربایجان غربی مورد بررسی قرار گرفته است.
در این تحقیق جهت ارزیابی خشکسالی از اطلاعات حاصله از تصاویر سنجنده ماهوارهای MODIS در استخراج شاخصهای مربوطه موسوم به NDVI و DVI استفاده شده است. همچنین دو شاخص هواشناسی SPI و ZSI نیز بهصورت دورههای ماهانه مورد ارزیابی قرار گرفته و رابطه بین شاخص پوشش گیاهی با خشکسالیهای هواشناسی مورد تحلیل واقع شده است.
نتایج این پژوهش نشان داد که بیشترین میزان ارتباط متقابل در طول دوره آماری بین شاخصهای SPI و NDVI و همچنین در سالی که شرایط خشکسالی آن، نرمال گزارش شده بود، به دست آمد.
همچنین بر اساس این یافتهها، تعیین روند شاخصهای مورد مطالعه، نشان از وجود روندی نزولی در همه شاخصها همراه با افزایش خشکسالی و کاهش پوشش گیاهی در طول دوره آماری بود.
در این خصوص، سمیه سلطانیگردفرامرزی، استادیار دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه اردکان و دو همکارش در این تحقیق میگویند: «در سالهایی که خشکسالی هواشناسی روی داده است (برای مثال سال ۱۳۸۷)، مقدار همبستگی شاخصها کاهش نشان میدهد. درصورتیکه در سالهای ترسالی (بارندگی بیش از نرمال) و نرمال (برای مثال سال ۱۳۹۰) بیشترین میزان همبستگی با شاخصهای کوتاهمدت مشاهده شد».
نتایج حاصل از شاخص های پوشش گیاهیاین محققان ادامه میدهند: «نتایج شاخصهای پوشش گیاهی حاکی از این است که در ماههای ابتدای سالهای مورد بررسی، پوشش گیاهی متوسط در منطقه تحت تأثیر ذوب برف و بارندگیهای زمستانه و پاییزه سال قبل غالب بوده و در سه ماه دوم سال نقشهها نشاندهنده پوشش گیاهی ضعیف و بدون پوشش هستند، چراکه بارندگی در این زمان بسیار محدود بوده است و چرای بیشازحد باعث تخریب پوشش گیاهی شده است».
سلطانیگردفرامرزی و همکارانش در نتیجهگیری از این پژوهش آوردهاند: «بهطورکلی بر اساس نتایج حاصله میتوان چنین بیان کرد که در مکانهایی که دادههای هواشناسی در دسترس نیست یا کمتر هستند یا اگر اطمینان کافی از دادهها در دست نیست میتوان از شاخص پوشش گیاهی بهدستآمده از تصاویر ماهواره در هر نقطه از کره زمین برای بررسی پدیدههایی مثل خشکسالی استفاده کرد».
این یافتهها که به اهمیت استفاده از شاخص پوشش گیاهی بهدستآمده از تصاویر ماهوارهای در هر نقطه از کره زمین بهمنظور بررسی پدیدههایی مثل خشکسالی اشاره دارند، در نشریهای علمی پژوهشی موسوم به «فیزیک زمین و فضا» منتشر شدهاند.
این نشریه که توسط دانشگاه تهران منتشر میشود جزو نشریات برتر درزمینه علوم پایه است و دارای نمایه بینالمللی Scopus است.
کاربرد ماهواره های با تواتر گذر بالا در مدیریت خشکسالیامروزه تصاویر ماهواره های با تواتر گذر بالا کاربرد گسترده ای در نظارت بر روند تغییرات پدیده های متغیر سطح زمین دارند از جمله ویژگی های این ماهواره ها، قابلیت دریافت روزانه و هزینه پایین آن است که آن را به ابزاری مناسب به منظور نظارت بر پدیده های دینامیک سطح زمین مانند پوشش گیاهی تبدیل نموده است. با کمک این داده ها و استفاده از شاخص های معروف که مناسب برای بررسی پوشش گیاهی می باشند، نقشه های پهنه بندی شدت خشکسالی قابل تهیه می باشند. این نقشه ها باقابلیت بهنگام سازی ماهانه، هفتگی و روزانه، قابلیت دسترسی سریع به آخرین وضعیت پوشش گیاهی درسطح کشور و به تبع آن میزان خسارات وارده ناشی از خشکسالی را با دقتی بسیار بیشتر از روش های سنتی که محدود به نمونه برداری زمینی از بعضی مناطق می شدند، فراهم می آورند. در روش های سنتی محاسبه خسارات وارده که مبتنی بر نمونه گیری های زمینی بوده از دقت و کارآیی لازم برخوردار نیستند و علاوه بر آن زمان بر و پرهزینه می باشند.
ازآنجاییکه خشکسالی پدیده ای است که از لحاظ زمانی و مکانی بسیار متغیر است، لذا در چنین مواقعی عمده ترین مشکل متولیان امور آب و منابع طبیعی کشور، اختصاص هزینه های مربوط به خسارات وارده ناشی از خشکسالی به نواحی مختلف خسارت دیده می باشد. به دلیل تغییرات زمانی و مکانی زیاد خشکسالی، محققین در ابعاد مختلف نیازمند به توسعه ابزارها و داده هایی جهت نظارت دایمی بر این پدیده هستند. درسال های اخیر، نتایج مطالعات انجام شده نشان داده اند که تصاویر ماهواره ای از توانایی بالایی درنظارت و مشاهده خشکسالی و خسارات وارده ناشی از آن دارند. بعبارت دیگر ارتباط خوبی بین شاخص های استخراج شده از داده های ماهواره ای و متغیرهای اقلیمی وجود دارد. استفاده توام از شاخص های ماهواره ای و اقلیمی زمینی، اطلاعات جامعی را جهت تجزیه و تحلیل الگوهای مختلف خشکسالی فراهم می آورد. بطور کلی فناوری استفاده از داده های ماهواره ای که به سنجش از دور موسوم است، در دو فاز، نقش موثری در نظارت بر خشکسالی ایفاء می نماید.
الف) نظارت بر خشکسالی قبل از وقوع (فاز مدیریت ریسک)تصاویر ماهواره های با تواترگذر بالا (روزی دو تصویر از منطقه) ابزاری بسیار قدرتمند جهت مدلسازی پدیده های طبیعی می باشند. به همین منظور به شکل گسترده ای در زمینه پیش بینی خشکسالی در مقیاس ملی مورد استفاده قرارمی گیرند. به منظور تاسیس سیستمی با توانایی پیش بینی خشکسالی در وهله اول نیاز به یک مدل از روند تغییرات پوشش گیاهی براساس یک دوره آماری ۳۰ ساله داریم. همچنین لایه های اطلاعاتی مختلف مانند وضعیت بارندگی، درجه حرارت، ارتفاع و غیره نیز برای تکمیل مدل مربوطه ضروری می باشند.
ب) نظارت برخشکسالی پس از وقوع (فاز مدیریت بحران)یکی ازکاربردهای عمده ماهواره های با تواتر گذر بالا، نظارت برپدیده های دینامیک سطح زمین مانند پوشش گیاهی، سیلاب ها، ابر، گردباد و غیره است. بعنوان مثال درصورت وقوع بلایایی چون خشکسالی، میزان خسارات وارده قابل محاسبه خواهد بود. همچنین مناطقی که بیشترین خسارات را دیده اند (نقاط بحرانی) قابل تشخیص می باشند.