مدیریت بیابان

مدیریت بیابان

واکاوی روند دمای سطح زمین در ایران مرکزی به پایۀ سری‌ زمانی داده‌های ماهواره‌ای در طی سال‌های 1380 تا 1396

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
مریم ذوالفقاری 1
بهزاد رایگانی 2
باقر نظامی بلوچی 3
حمید گشتاسب 4
علی جهانی 2
1 دانش آموخته گروه محیط زیست طبیعی و تنوع زیستی، دانشکدۀ محیط زیست کرج، کرج، ایران.
2 دانشیار گروه ارزیابی و مخاطرات محیط زیست، پژوهشکده محیط زیست و توسعه پایدار، سازمان حفاظت محیط زیست، تهران، ایران.
3 دانشیار گروه تنوع زیستی و ایمنی زیستی، پژوهشکدۀ محیط زیست و توسعه پایدار، سازمان حفاظت محیط زیست، تهران، ایران.
4 دانشیار گروه محیط زیست طبیعی و تنوع زیستی، دانشکدۀ محیط زیست کرج، کرج، ایران.
10.22034/jdmal.2023.2008659.1433
چکیده
دمای اتمسفر زمین نسبت به گذشته تقریباً 0.74 C°  افزایش یافته است و موجب ایجاد تغییرات گسترده آب و هوایی و وسیع در زندگی و فعالیت‌های انسان‌ها، گیاهان، جانواران و به‌طور کلی محیط زیست شده­ است. شواهد نشان می‌دهند که تغییرات آب و هوایی منجر به انقراض‌های زیادی در جهان خواهد شد. هدف از پژوهش حاضر، بررسی و تحلیل روند تغییرات دمای سطح زمین در محدوده ایران مرکزی با به کارگیری داده‌های سنجش از دور و فناوری‌های سری زمانی است. داده‌های مورد استفاده در پژوهش حاضر، مربوط به سنجنده مودیس و ماهواره ترا  هستند و پژوهش حاضر طی سال‌های 2002 (1380) تا 2018 (1396) انجام شد. به منظور انجام پژوهش، از آزمون‌های روش‌های من‌کندال و همبستگی خطی استفاده شد. این آزمون‌ها برای بررسی متغیرهای مختلف دمایی مانند بیشینه، کمینه و میانه دمای ماهانه و سالانه و با هدف تحلیل دمای سطح زمین روزانه و شبانه استفاده شدند. با بررسی نقشه‌های خروجی مشخص شد این دو آزمون دارای نتایج یکسانی هستند. از این‌رو، بررسی روند تغییرات دمای سطح زمین با استفاده از هر دو‌ آزمون‌ها امکان‌پذیر است. در پژوهش حاضر، نقشه‌های آزمون همبستگی خطی مورد استفاده قرارگرفت. نتایج نشان داد در محدوده مورد بررسی، بیشترین افزایش معنی‌داری درجه حرارت در استان‌های قم، سمنان و اصفهان مشاهده شد و کاهش معنی‌داری، در استان‌های یزد و اصفهان مشاهده شد. پژوهش‌ها حاکی از اختلاف درجه حرارت شبانه روز، افزایش دمای سطح زمین و شکنندگی بوم‌­نظام‌ها در اثر تغییر اقلیم در مناطق خشک و بیابانی است که مطالعه حاضر این مطلب را تایید کرد و نتایج می­‌تواند برای مدیریت بهتر درجه حرارت و متغیرهای وابسته به آن، موثر باشد.
کلیدواژه‌ها
آزمون من‌کندال
رگرسیون خطی
سنجنده مودیس
ماهواره ترا
موضوعات
  1. Abbasi, F., Kouhi, M., Flamarzi, Y., Javanshiri, Z., Malbousi, Sh., & Babaian, A. (2019). Analysis of the trend of average temperature and annual precipitation in Iran for the period from 1988 to 2017. Newar, 43(106-107), 36-49. DOI:10.30467/nivar.2019.184059.1128 [In Persian]
  2. Ackerman, S. A., Strabala, K. I., Menzel, W. P., Frey, R. A., Moeller, C. C., & Gumley, L. E. (1998). Discriminating clear sky from clouds with MODIS. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 103(D24), 32141-32157. DOI: https://doi.org/10.1029/1998JD200032
  3. Alavi Panah, K. (2004). Application of remote sensing in environmental studies. Journal of Environmental Studies, 30(34), 29-38 [In Persian]
  4. Alexander, L. V., Zhang, X., Peterson, T. C., Caesar, J., Gleason, B., Klein Tank, A., & Rahimzadeh, F. (2006). Global observed changes in daily climate extremes of temperature and precipitation. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 111(D5). DOI:10.1029/2005JD006290
  5. Alipour, Y., Bayat, N., & Osanlu, A. (2022). Detection and analysis of temperature trend at the 1000 hPa level in Iran. Geographical Data (SEPEHR), 31(121), 191-203. DOI:10.22131/sepehr.2022.252778 ]In Persian [
  6. Asgarzadeh, P., Darvishi Blourani, A., Bahrami, H., & Hamzeh, S. (2016). Comparison of ground surface temperature estimation in single-band and multi-band methods using Landsat 8 image. Journal of RS and GIS for Natural Resources, 7(3), 18-29. [In Persian]
  7. Asghari, S., & Emami, H. (2019). Monitoring the earth surface temperature and relationship land use with surface temperature using of OLI and TIRS Image. Journal of Applied researches in Geographical Sciences, 19(53), 195-215. DOI:10.29252/jgs.19.53.195. [In Persian]
  8. Bagherpour, M., Seyedian, M., Fathabadi, A., & Mohamadi, A. (2017). Study of Mann-Kendall test performance in detecting the series of autocorrelation. Iranian Jornal of Watershed Management Science & Engineering, 11(36), 11-21. [In Persian]
  9. De Long, J. (2016). Climate change impacts upon plants and soils along environmental gradients. PhD thesis, Acta Universitatis Agriculturae Sueciae.
  10. Eastman, J., (2015). Chapter TerrSet Manual. Worcester: Clark University.
  11. Ebrahimi, H., Alizadeh, A. & Javanmard S. (2005). Investigating the presence of temperature changes in the Mashhad Plain as an index of climate change in the region. Journal of Geographical Researches, 20(4), 5-18. [In Persian]
  12. Ebrahimi Heravi, B., Rangzan, K., Riahi Bakhtiari, H. R., & Taghi Zadeh, A. (2016). Introducing the most appropriate method to extract land surface temperature using landsat 8 satellite images in Karaj metropolitan. Iranian Journal of Remote Sencing & GIS, 8(3), 59-76 [In Persian]
  13. Fanai, R., Qavidel, Y., & Farajzadeh, M. (2021). Reanalyzing the trend of long-term spatial changes in the minimum temperature of Iran. Journal of Geography and Environmental Sustainability, 11(4), 1-17. DOI:22126/ges.2021.6938.2453 [In Persian]
  14. Frich, P., Alexander, L. V., Della-Marta, P., Gleason, B., Haylock, M., Tank, A. K., & Peterson, T. (2002). Observed coherent changes in climatic extremes during the second half of the twentieth century. Climate Research, 19(3), 193-212. DOI:3354/cr019193
  15. Ghalandari, S., & Janalizadeh, M. (2015). Climate change and ecophysiology of crops. International Conference on Research in Science and Technology papers, University of Tabriz, Tabriz, Iran. [In Persian]
  16. Ghobadian, A., (1982). Central plateau of Iran, natural landscape of Yazd province in relation to desert issues (general study, geomorphology, pedology, hydrology and hydrogeology). Ahvaz: Ahvaz Publishing House, Jundishapur University Publisher, 1st edition. [In Persian]
  17. Hajilou, M., Almodarresi, A., Zerang, N., & Sarkargar Ardakani, A. (2014). Surface temperature monitoring and investigation of land use relationship with surface temperature using ETM + and OLI image sensor (Case study: Qom province). The fifth National and Second International Conference on the Application of Advanced spatial Analysis models (Rs/GIS) in land-use planning papers, Islamic Azad University, Yazd, Iran. [In Persian]
  18. Hamed, K. H. (2008). Trend detection in hydrologic data: the Mann–Kendall trend test under the scaling hypothesis. Journal of Hydrology, 349(3-4), 350-363. DOI: 10.1016/j.jhydrol.2007.11.009
  19. Hamed, K. H., & Rao, A. R. (1998). A modified Mann-Kendall trend test for autocorrelated data. Journal of Hydrology, 204(1-4), 182-196. DOI: 10.1016/S0022-1694(97)00125-X.
  20. Jowkar, H., Ostrowski, S., Tahbaz, M., & Zahler, P. (2016). The conservation of biodiversity in Iran: threats, challenges and hopes. Iranian Studies, 49(6), 1065-1077. DOI: 10.1080/00210862.2016.1241602
  21. Kardovani, P., (1988). Characteristics (climatic, soil and geomorphological) of arid regions and its problems. Journal of The Faculty of Literature and Humanities, 26(1, 2, 3 and 4), 154-168 [In Persian]
  22. Kardovani, P. (1999). Discussion on the definitions and characteristics of arid, desert and desert areas. Journal of The Faculty of Literature and Humanities, 38(2), 26-54 [In Persian]
  23. Khaliq, M. N., Ouarda, T. B., Gachon, P., Sushama, L., & St-Hilaire, A. (2009). Identification of hydrological trends in the presence of serial and cross correlations: A review of selected methods and their application to annual flow regimes of Canadian rivers. Hydrology, 368(1-4), 117-130. DOI:1016/j.jhydrol.2009.01.035
  24. Khazaei, M., & Mirzaei, M. (2014). Forecasting climatic variables using the time series analysis of the Zahre watershed, Journal of Applied Research in Geographical Sciences, 14(34): 233-250. [In Persian]
  25. Khorram Del, S., kouchaki, A., & Reza Zadeh, M. (2014). Effects of climate change and global warming on biodiversity. National Conference on Climate Change and Sustainable Agriculture, University of Mashhad, Mashhad, Iran. [In Persian]
  26. Khosh Akhlagh, F., & Rousta, I. (2009). Investigation of global warming and its consequences on Iran and the world. 01st International Conference on Iran & World Contemporary Developments, University of Tehran, Tehran, Iran. [In Persian]
  27. NASA Earth Observing System’s (EOS). (2002, 2018). The level-1 and atmosphere archive & distribution system distributed active archive center (LAADS DAAC), Retrieved February 9, 2019, from https://ladsweb.modaps.eosdis.nasa.gov/search/
  28. Lawlor, D. W. (2005, 2005//). Plant responses to climate change: impacts and adaptation. Paper presented at the Plant Responses to Air Pollution and Global Change, Tokyo. DOI: 1007/4-431-31014-2_10  
  29. Mahdavi, M., (2013). Applied hydrology. Tehran: Tehran University Printing and Publishing Institute. [In Persian]
  30. Malekpour, P., & Taleie, M. (2010). Investigation of surface temperature and cover-land use changes of urban land using ETM + sensor data (Case study: Tehran). Iranian Journal of Remote Sensing & GIS, 2(3), 89-102. [In Persian]
  31. Masoudian, S. A. (2004). Examining Iran's temperature trend in the last half century. Journal of Geography and Development, 3(2), 89-106. [In Persian]
  32. Mesbahzadeh, T., Soleimani Sardo, F., Selajeghe, A., Zehtabian, G., Ranjbar, A., & Marcelo, M. (2020). Analyzing the temporal and spatial variations of dusty days in the central plateau of Iran. Iranian Journal of Range and Desert Research, 27(4), 752-762. DOI:10.22092/ijrdr.2020.123150. [In Persian]
  33. Mirmomtaz, S., & Kikhaei, R. (2014). Human interaction with the climate in the architectural design of traditional housing in Isfahan city, the design model of new residential buildings in Isfahan city.  5th International Conference on Sustainable development & Urban Construction, Isfahan, Iran. [In Persian]
  34. Miryaghoubzadeh, M H., & Ghanbarpour, M. (2009). Application of Remote Sensing Data in Estimating Land Surface Temperature (Case Study of Verdin Watershed, East Azerbaijan). Journal of Rangeland, 3(4), 723-734. [In Persian]
  35. Mokari, m., & Abbasnia, M. (2020). Trends analysis of maximum temperature by using Mann-Kendall and Spearman tests in various regions of Iran. Nivar, 44(108-109), 31-44. DOI: 30467/NIVAR.2020.211885.1143
  36. Morovvati, M., & Ghorbani Dashtaki, P. (2016). Application of remote sensing in the environment (identification and prediction of various pollutants). The 8th National Conference & Exhibition on Environmental Engineering, University of Ardakan, Ardakan, Iran. [In Persian]
  37. Pahlevani, A. (2004). Study of reproduction in captivity of Jabir (Gazella dorcas) in Shir Ahmad wildlife sanctuary in Sabzevar. Journal of Environmental Studies, 30(36), 49-54. DOI: 1001.1.10258620.1383.30.36.7.4 [In Persian]
  38. Pouyan, S., Jebali, A., Montazerghaem, M., Zare, M., & Minejad, S. O. R. (2017). Comparison of air temperature changes in different ground surfaces in arid regions. Desert Management, 4(8), 107-112. DOI: 22034/JDMAL.2017.24801 [In Persian]
  39. Rahimzadeh, F., Asgari, A., & Fattahi, E. (2009). Variability of extreme temperature and precipitation in Iran during recent decades. International Journal of Climatology: A Journal of the Royal Meteorological Society, 29(3), 329-343. DOI: 1002/joc.1739
  40. Rayegani, B. (2020). Automatic extraction of Pseudo-Invariant Features (PIFs) for digital change detection. Scientific- Research Quarterly of Geographical Data (SEPEHR), 28(112), 151-166. DOI:10.22131/sepehr.2020.38613 [In Persian]
  41. Rayegani, B., Koopani, S. S., Khajeddin, S. J., & Barati, S. (2011). Estimate of snowmelt runoff using MODIS data. Watershed Engineering and Management, 2(4), 221-236. [In Persian]
  42. Sabziparvar, A., Mirgaloybayat, R., & Ghyami Shamami, F. (2019). Evaluation of the possible changes in diurnal temperature range (DTR) trend in some arid climates of Iran since last five decades. Iranian Journal of Physics Research, 11(1), 27-37. [In Persian]
  43. Sabziparvar, A. A., Seif, Z., & Qiami, F. (2012). Analysis of temperature trend in some stations of arid and semi-arid regions of the country. Journal of Geography and Development, 30(11), 117-138. [In Persian]
  44. Safari Shad, M., & Yari, T. (2011). Earth surface temperature estimation using remote sensing and separate daily algorithms. 3rd Conference on Rangeland, Watershed and Desert, University of Sari, Sari, Iran. [In Persian]
  45. Salman Bayati, T., & Rashtian, A. (2015). Remote sensing and environmental. Third National Conference on Environmental and Agricultural Research in Iran, University of Yazd, Yazd, Iran. [In Persian]
  46. Shamsi pur, A., Alavi panah, K., & Mohammadi, H. (2010). Efficiency of vegetation and thermal indices of NOAA-AVHRR satellite in ecological drought analysis of Kashan region. Iranian Journal of Range and Desert Research, 17(3), 445-465. [In Persian]
  47. Stroppiana, D., Antoninetti, M., & Brivio, P. A. (2014). Seasonality of MODIS LST over Southern Italy and correlation with land cover, topography and solar radiation. European Journal of Remote Sensing, 47(1), 133-152. DOI: 10.5721/EuJRS20144709
  48. Yue, S., Pilon, P., Phinney, B., & Cavadias, G. (2002). The influence of autocorrelation on the ability to detect trend in hydrological series. Hydrological Processes, 16(9), 1807-1829. DOI:1002/hyp.1095
  49. Zhang, J., Wang, Y., & Li, Y. (2006). A C++ program for retrieving land surface temperature from the data of Landsat TM/ETM+ band6. Computers & geosciences, 32(10), 1796-1805. DOI:1016/j.cageo.2006.05.001
  50. Zhang, X., Aguilar, E., Sensoy, S., Melkonyan, H., Tagiyeva, U., Ahmed, N., . . . Hantosh, T. (2005). Trends in Middle East climate extreme indices from 1950 to 2003. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 110(D22). DOI: 10.1029/2005JD006181
مدیریت بیابان
دوره 11، شماره 3 - شماره پیاپی 27
6 مقاله
پاییز 1402
صفحه 17-36

  • تاریخ دریافت 16 مرداد 1402
  • تاریخ بازنگری 31 شهریور 1402
  • تاریخ پذیرش 11 مهر 1402