دوماهنامه
دوره و شماره: دوره 38، شماره 3 - شماره پیاپی 95، مرداد و شهریور 1403 
مقالات پژوهشی علوم آب

کاربرد مدل SSM-iCrop2در شبیه‌سازی عملکرد و بیلان آب برای شرایط مزارع کشاورزان

صفحه 319-301

https://doi.org/10.22067/jsw.2024.84807.1343

صفورا جافرنوده، افشین سلطانی، الیاس سلطانی، امیر دادرسی، سمانه رهبان

چکیده اطلاع از اجزای بیلان آب و حجم آب کاربردی برای بهینه­سازی مصرف آب در کشاورزی ضروری است از طرفی اندازه­گیری آن­ها پرهزینه و مشکل است. بنابراین استفاده از مدل­هایی که بتواند مؤلفه­های بیلان آب و حجم آب کاربردی را شبیه­سازی کند برای مدیریت آب در کشاورزی اهمیت دارد. مدل SSM-iCrop2 در سال­های اخیر در مطالعات متعدد استفاده شده است. در این مدل مشابه آزمایش­ها، فرض می­شود آفات، بیماری­ها و علف­های هرز و نیز عناصر غذایی در مزرعه به نحو مطلوب مدیریت شده و تأثیری بر رشد و عملکرد ندارند. در حالی‌که در مزارع کشاورزان این عوامل وجود دارند و بر رشد و عملکرد گیاه و نیز مصرف آب اثر می­گذارند. از سوی دیگر در موارد متعددی به برآورد عملکرد و مؤلفه­های بیلان آب و حجم آب آبیاری در شرایط کشاورزان نیاز وجود دارد که طبیعتا مدل­های پارامتریابی شده با آزمایش­ها قادر به شبیه­سازی آن­ها نیستند. در این مطالعه با استفاده از متغیرهایی مانند عملکرد و شاخص برداشت که برای مزراع کشاورزان موجود هستند یا با هزینه کم قابل اندازه­گیری هستند مدل SSM-iCrop2 برای شرایط کشاورزان کالیبره شد. تأثیر عواملی نظیر آفات و بیماری­ها، علف­های هرز و تغذیه، تراکم و تاریخ کاشت نامناسب با کالیبراسیون سه پارامتر کارایی استفاده از تشعشع، حداکثر سطح برگ و حداکثر شاخص برداشت برای مزراع کشاورزان در مدل وارد شد. ابتدا خروجی مدل (میانگین 15 ساله، در شهرستان­های استان گلستان) با استفاده از داده­های عملکرد واقعی (میانگین چند ساله در شهرستان­های مختلف استان گلستان) کالیبره و ارزیابی شد. جذر میانگین مربعات خطا برای برنج و گندم آبی به­ترتیب 6/216 و 6/157 کیلوگرم در هکتار و ضریب تغییرات و ضریب همبستگی برای برنج به­ترتیب 4 و 85 درصد و برای گندم 3 و 94 درصد بود. سپس حجم آب آبیاری برآورد شده مدل با حجم آب آبیاری اندازه­گیری شده در محصولات مختلف (در استان گلستان و در سال­های مختلف) ارزیابی و صحت­سنجی شد. بر اساس نتایج ارزیابی ضریب تغییرات و ضریب همبستگی برای حجم آب آبیاری شبیه­سازی شده در مقایسه با مشاهده شده برابر با 9/8 و 98 درصد به­دست آمد. بخش دیگر این مطالعه شبیه­سازی روزانه و کاربرد مدل در این زمینه نشان داده شده است. این کالیبراسیون برای برنج (شلتوک) و گندم آبی در مزارع شهرستان گرگان انجام شد و شبیه­سازی و اجرای با استفاده از آمار هواشناسی ثبت شده در ایستگاه هواشناسی هاشم­آباد گرگان صورت پذیرفت. با توجه به این­که پس از کالیبراسیون عملکردهای واقعی با دقت خوبی شبیه­سازی شده است فرض شد سایر برآوردهای مدل نیز قابل اعتماد هستند. بدین ترتیب، مدل کالیبره شده با هزینه کم و دقت مناسب آن­ها را برآورد می­کند و می­تواند تکمیل­کننده آزمایش­های مزرعه­ای باشد. یکی از مهم­ترین برآوردهای مدل حجم آب آبیاری در شرایط کشاورزان است که برای برنامه­ریزی­های کشاورزی و سازگاری به کم­آبی حیاتی می­باشد.

مقالات پژوهشی هواشناسی کشاورزی

ارزیابی دقت روش شبکه عصبی در برآورد سرمای دیررس بهاره در مناطق پسته‌کاری شهر کرمان

صفحه 336-321

https://doi.org/10.22067/jsw.2024.87064.1392

مبینا عبدالهی فوزی، بهرام بختیاری، کورش قادری

چکیده سرمای دیررس بهاره تأثیر قابل‌توجهی بر اندام­های آسیب­پذیر گیاهان می­گذارد. این رویداد در آسیا، آمریکای شمالی و اروپا بیش از سایر مخاطرات مرتبط با آب‌وهوا باعث زیان اقتصادی به کشاورزی شده است. همچنین این پدیده باعث کاهش عملکرد محصول در ایران شده است. آخرین آمار منتشر شده از سوی سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد (فائو) نشان می‌دهد که ایران یکی از بزرگ‌ترین تولیدکنندگان محصول پسته در جهان می­باشد. استان کرمان سهم زیادی از سطح زیر کشت محصول پسته را به خود اختصاص داده است. خسارت سرمازدگی بهاره در پسته باعث کاهش عملکرد محصول در چند سال اخیر شده است. یک اصل مهم در مطالعه سرمازدگی، برآورد این پدیده است. در این تحقیق از روش شبکه عصبی مصنوعی مدل FFBP برای برآورد سرمای دیررس بهاره در محصول پسته شهرستان کرمان استفاده شد. بدین‌منظور داده‌های روزانه ایستگاه سینوپتیک شهر کرمان از سازمان هواشناسی کشور در بازه زمانی 2000-2020 اخذ شد. این داده­ها شامل میانگین، بیشینه و کمینه دما، رطوبت نسبی، سرعت باد، فشار بخار اشباع و ساعات آفتابی می­باشد. پنج ترکیب مختلف از این متغیرها به‌عنوان ورودی در روش شبکه عصبی برای مدل‌سازی دماهای کمینه در نظر گرفته شد. در نهایت ترکیب 8 متغیره­ای از بین مدل­ها انتخاب گردید و شبیه‌سازی مقادیر دمای کمینه و محاسبه ویژگی­های سرمای دیررس بهاره با آن انجام شد. عملکرد این روش با استفاده از شاخص‌های آماری ضریب تعیین، ریشه میانگین مربعات خطا، میانگین خطای انحراف و ضریب نش­ساتکلیف ارزیابی شد. بررسی نتایج مدل­سازی نشان داد با کاهش تعداد متغیرها دقت مدل­ها کاهش می­یابد. مدل M1 با کمترین مقدار RMSE و بیشترین مقدار R2 در بین سایر مدل­ها عملکرد بهتری داشت. پس از شبیه­سازی با روش شبکه عصبی مقادیر شاخص‌های 963/0R2= و صفر=MBE حاصل شد که نشان‌دهنده ارتباط قوی با داده‌های واقعی بود. علاوه بر آن، مقدار شاخص­های 027/0= RMSE و 966/0NSE= کارایی بالای مدل را در برآورد نشان داد. بررسی میانگین دمای سالانه نشان داد نوسانات دما در بازه زمانی 10-31 مارس در مقایسه با ماه­های آوریل و می زیاد می­باشد. کاهش محسوس میانگین دمای سالانه در سال­های 2000، 2006 و 2020 در این بازه نسبت به دیگر سال­ها بیشتر بود. در ماه آوریل نیز سال­های 2001، 2005، 2006، 2009، 2016 و 2019 کاهش دمای محسوسی داشتند. در ماه می باتوجه به میانگین دمای کمینه بین 10 تا 14 درجه سلسیوس احتمال سرمازدگی کمتری نسبت به ماه مارس و آوریل وجود داشت. نتایج نشان داد تعداد روزهای یخبندان بهاره مشاهداتی و برآوردی حاصل از روش شبکه عصبی انطباق خوبی با یکدیگر داشتند. این روش در برآورد تعداد روزهای بحرانی (دماهای کمینه  کمتر و مساوی 2 درجه سلسیوس) نیز دقت قابل قبولی داشت. همچنین سال­های 2000، 2004، 2005، 2012، 2015، 2019 و 2020 بیشترین تعداد روزهای یخبندان بهاره و سال­های 2006، 2016 و 2019 بیشترین تعداد روزهای بحرانی را در دو دهه­ی اخیر دارا بودند. با بررسی نتایج می­توان گفت روش شبکه عصبی مصنوعی در برآورد دمای کمینه و ویژگی­های مرتبط با سرمای دیررس بهاره از دقت بالایی برخوردار است.

مقالات پژوهشی علوم آب

پتانسیل‌یابی منابع آب زیرزمینی در واحدهای سازند سخت و کارستی استان آذربایجان غربی

صفحه 350-337

https://doi.org/10.22067/jsw.2024.87603.1402

عبدالرضا واعظی هیر، مرضیه خلخالی، مهری تبرمایه

چکیده سفره‌های کارستی منابع بسیار با ارزشی هستند که دستیابی به آن­ها در مدیریت منابع آب از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. استان آذربایجان غربی با مساحت 43660 کیلومتر مربع، بر اساس تقسیم­بندی واحدهای زمین‌شناسی و ساختمانی ایران در زون البرز غربی و آذربایجان قرار گرفته است که حدود 78 درصد از سطح این استان را سازند‌‌های کارستی و سازندهای سخت پوشش می‌دهد. وجود چنین سازندهایی باعث به وجود آمدن چشمه‌های متعدد در این استان شده است که در مجموع 71 درصد از چشمه‌های موجود در این استان را شکل می­دهند. این مطالعه به‌منظور پتانسیل‌یابی منابع آبی موجود در سازندهای سخت و کارستی این استان انجام گردید. بدین‌منظور 9 پارامتر لیتولوژی، تراکم شکستگی، آبراهه‌، پوشش گیاهی، شیب، جهت شیب، ارتفاع با فاکتور بارش، ارتفاع با فاکتور سطح گستردگی بارش و شاخص رطوبت به‌عنوان عوامل تأثیرگذار در نفوذ آب و تشکیل آبخوان در نظر گرفته شد و با بکارگیری روش­های منطق فازی،  UMوWeighted Overlay  نقشه­هایی که نمایانگر نسبی پتانسیل منابع آبی بودند تهیه، صحت‌سنجی و سپس مقایسه گردید. نتایج حاصل نشان داد که مناطق مشخص شده با پتانسیل بالا به‌ترتیب در روش SUM و Weighted Overlay 08/33 و 09/33 درصد از کل چشمه­ها را پوشش می­دهد. بنابراین بر اساس درصد تطابق موقعیت قرارگیری چشمه‌ها که شاخصی برای گسترش کارست هستند، می­توان نتیجه گرفت که روش  SUMدر پتانسیل­یابی آبخوان­های کارستی استان آذربایجان غربی قابلیت بهتری دارد. بر اساس این روش 25 درصد از این استان دارای پتانسیل خیلی زیاد و زیاد برای تشکیل آبخوان‌های کارستی می‌باشد.

مقالات پژوهشی علوم خاک

بررسی رفتار جذب سرب در حضور کربن‌دات: سینتیک، هم‌دما و ترمودینامیک

صفحه 365-351

https://doi.org/10.22067/jsw.2024.85220.1357

جلال صادقی، امیر لکزیان، اکرم حلاج نیا، مینا علیخانی مقدم

چکیده استفاده از جاذب‌های مختلف به‌منظور حذف فلزات سنگین از محیط‌های آبی موضوعی است که به فراوانی در مطالعات مختلف به آن پرداخته شده است. با این وجود همچنان استفاده از جاذب‌های ارزان‌ با قابلیت جذب بالا؛ از جمله موضوعاتی است که در بحث حذف فلزات سنگین از محیط‌های آبی مطرح می‌باشد. در این مطالعه به بررسی تأثیر کربن‌دات قارچی بر سینتیک، هم‌دما و ترمودینامیک جذب سرب پرداخته شد. بدین‌صورت که پس از کشت قارچ Alternaria alternata، اگزوپلی ساکارید این قارچ استخراج و با استفاده از روش هیدروترمال و به کمک اتوکلاو با پوشش تفلون در دمای 200 درجه سلسیوس به‌مدت 24 ساعت به کربن‌دات تبدیل شد. در ادامه جذب سینتیک، هم‌دما و ترمودینامیک جذب سرب توسط این نانو جاذب بررسی شد. در این آزمایش 7 سطح غلظت سرب (100، 200، 300، 400، 500، 750 و 1000 میلی‌گرم در لیتر)، 7 زمان تماس (5، 10، 15، 20، 25، 30 و 60 دقیقه)، 8 سطح pH (2، 4، 6، 7، 8، 9، 10 و 11)، 8 غلظت نانوجاذب (50، 100، 200، 300، 400، 500، 750 و 1000 میلی‌گرم در لیتر)، 3 قدرت یونی محلول (1/0، 01/0 و 001/0 مولار کلرید پتاسیم) و 5 نوع دمای محلول (25، 30، 35، 40 و 45 درجه سلسیوس) بررسی شد. نتایج نشان داد که حداکثر میزان جذب سرب توسط این جاذب 59/13 میلی‌گرم بر گرم بود. از میان مدل­های سینتیک جذب انتخاب شده (شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم و پخشیدگی درون ذره‌ای)، داده­ها به خوبی توسط مدل شبه مرتبه دوم با 99/0 =R2 و 064/0 = RMSE توصیف شد. معادله لنگمویر بهترین برازش را برای هم‌دما جذب سرب در این مطالعه نشان داد که بیانگر جذب تک لایه‌ای و همگن سرب توسط جاذب مورد مطالعه بود. مقادیر مثبت DH° (kJ mol-1 3/13) و DS (J mol °K-1 34/70) نشان‌دهنده گرماگیر بودن واکنش و افزایش بی‌نظمی در سطح مشترک جامد-مایع در طول جذب سرب توسط کربن‌دات قارچی بود. مقادیر منفی DG نیز نشان­دهنده خود به خودی بودن واکنش جذب بود.

مقالات پژوهشی علوم خاک

ارزیابی دقت روش فرامکعب لاتین به‌منظور انتخاب موقعیت نقاط مطالعاتی برای تهیه نقشه‌ی رقومی ویژگی‌های خاک

صفحه 382-367

https://doi.org/10.22067/jsw.2024.86936.1388

زهره مصلح قهفرخی، ابوالفضل آزادی

چکیده با توجه به اینکه دقت و صحت تمام اطلاعات خاک­شناسی وابسته به بهترین گمانه­زنی در مورد مکان تغییرات خاک­ها در قالب تعیین الگوی نمونه­برداری می­باشد، انتخاب روشی کارآمد که بتواند به بهترین شکل این تغییرات را رصد نماید بسیار حائز اهمیت است. تاکنون مطالعات اندکی در رابطه با بررسی تأثیر تصادفی بودن انتخاب نمونه­ها در روش فرامکعب لاتین بر صحت نقشه­ها انجام شده است. این مطالعه با هدف ارزیابی دقت روش فرامکعب لاتین در انتخاب موقعیت نمونه­برداری به­منظور انجام مطالعات نقشه‌برداری رقومی خاک در منطقه­ای از شهرستان بروجن در استان چهارمحال و بختیاری انجام شد. با توجه به اینکه، چندین مرتبه نمونه­برداری میدانی برای ارزیابی روش نمونه­برداری خاک امری غیرمنطقی است در این پژوهش تلاش گردید تا از روش­های شبیه­سازی بر اساس نقشه­هایی با صحت بسیار بالا برای این منظور استفاده شود. فاصله باهاتاچاریا برای کمّی­سازی فاصله بین توزیع احتمال جامعه اصلی و اجراهای مختلف روش فرامکعب لاتین استفاده گردید. نقشه ویژگی‌های خاک (درصد کربنات کلسیم معادل، رس و کربن آلی) عمق سطحی (صفر تا 30 سانتی­متر) با استفاده از روش ماشین‌بردار پشتیبان تهیه گردید و اعتبارسنجی شد. علاوه بر آن، انتخاب موقعیت نقاط نمونه­برداری با استقاده از روش فرامکعب لاتین با تراکم 200 نقطه با 500 مرتبه اجرا انجام گردید. در هر مرحله، اعتبارسنجی برای پیش­بینی ویژگی­های خاک با استفاده از R2، RMSE و %RMSE انجام شد. نتایج نشان داد که برای تمامی ویژگی­های مورد بررسی، مدل ماشین­بردار پشتیبان از صحت قابل قبولی (%RMSE کمتر از 40) برخوردار می­باشد. از سوی دیگر، نتایج گویای آن است که خروجی­های مختلف روش فرامکعب لاتین در اجراهای مختلف آن بر صحت مدلسازی تأثیرگذار است و مقادیر RMSE مدل در حالت­های مختلف برای درصد کربنات کلسیم معادل، رس و کربن آلی به­ترتیب از 1/1، 1/1 و 02/0 تا 2/3، 2 و 12/0 متغیر است. اگرچه این موضوع متأثر از ویژگی مورد بررسی و میزان تغییرات آن در منطقه مورد مطالعه نیز می­باشد.

مقالات پژوهشی علوم خاک

سنتز ترکیب فسفره بر پایه اکسید گرافن (GO-P) و بررسی تأثیر آن بر فراهمی فسفر در گندم (Triticum aestivum L.)

صفحه 397-383

https://doi.org/10.22067/jsw.2024.87114.1394

هانیه عسگری، مجتبی بارانی مطلق، سید علیرضا موحدی نائینی، امیر بابائی

چکیده اکسید گرافن به‌دلیل سطح بسیار زیاد و ساختار دو بعدی منحصر به فرد، بستر ایده‌آلی را برای بارگیری مواد مغذی و بررسی پتانسیل این ماده جدید در رهاسازی عناصر غذایی فراهم می‌کند. در این مطالعه سنتز ترکیب فسفره بر پایه اکسید گرافن (GO-P) به‌عنوان منبع تأمین فسفر انجام شد. بدین منظور سنتز اکسید گرافن به روش هامرز و بارگذاری آهن بر روی اکسید گرافن صورت گرفت و سپس بارگذاری فسفات بر روی ترکیب اکسید گرافن-آهن انجام شد که یون آهن در این ترکیب، به‌عنوان پل عمل می‌کند. غلظت فسفر و آهن کل، pH، EC، آنالیز طیف‌سنجی پراش پرتو ایکس (EDS)، وزن مخصوص ظاهری و ظرفیت نگهداشت آب کود در خاک ترکیب سنتز شده فسفر اندازه‌گیری شد. نتیجه آنالیز EDS، بارگذاری فسفر بر روی اکسید گرافن را تأیید نمود. ترکیب فسفره بر پایه اکسید گرافن (GO-P) به‌صورت پودری شکلسیاه رنگ، دارای 5/35 درصد P2O5، 1/31 درصد P2O5 محلول در آب، 6/19 درصد آهن و 28/15 درصد پتاسیم کل بود. هدف از این مطالعه بررسی برخی از خصوصیات ترکیب فسفره بر پایه اکسید گرافن (GO-P) و اختلاط آن با کود سوپر فسفات تریپل به نسبت 50:50 درصد فسفر (GO-P-TSP) در مقایسه با کود محلول سوپر فسفات تریپل (TSP) و تأثیر آنها بر غلظت عناصر غذایی در اندام هوایی گیاه گندم بود. آزمایش گلخانه‌ای از طریق آنالیز واریانس یکطرفه (ANOVA) با 10 تیمار شامل سه سطح کودی (1-ترکیب فسفره بر پایه اکسید گرافن، 2-سوپر فسفات تریپل و 3- اختلاط ترکیب فسفره بر پایه اکسید گرافن و سوپر فسفات تریپل با نسبت 50:50 درصد فسفر) و سه سطح کوددهی (10، 15و 20 میلی‌گرم بر کیلوگرم) و یک شاهد بدون کوددهی فسفر در سه تکرار انجام و با استفاده از نرم‌افزارSAS  تجزیه آماری شدند. مقایسه میانگین‌ها در سطح اطمینان 99 درصد با استفاده از آزمون LSD انجام شد. طبق نتایج بدست آمده pH ترکیب فسفره بر پایه اکسید گرافن 8/5 که تقریباً 5/2 واحد بالاتر از کود سوپر فسفات تریپل، وزن مخصوص ظاهری آن 32/0 که به‌طور قابل توجهی از کود سوپر فسفات تریپل کمتر و EC آن مشابه EC کود سوپر فسفات تریپل بود. ظرفیت نگهداشت آب کود در خاک با تیمار ترکیب فسفره بر پایه اکسید گرافن (GO-P) در مقایسه با خاک (شاهد) و سایر ترکیبات اضافه شده به خاک، بالاترین مقدار بود. بیشترین وزن تازه اندام هوایی (6/10 گرم در گلدان)، وزن خشک اندام هوایی (03/2 گرم در گلدان)، غلظت فسفر در اندام هوایی (31/0 درصد) و غلظت فسفر خاک بعد از برداشت گیاه (5/9 میلی‌گرم بر کیلوگرم) مربوط به تیمار ترکیب فسفره بر پایه اکسید گرافن در سطح 20 میلی‌گرم بر کیلوگرم بود. این پژوهش نشان داد ترکیب مبتنی بر اکسید گرافن در مقایسه با کود سوپر فسفات تریپل کارایی بالاتری در رشد رویشی و افزایش فراهمی فسفر داشت.

مقالات پژوهشی علوم خاک

سرعت رهاسازی فسفر از هیدروکسیدهای دو گانه لایه‌ای: اثر pH و نسبت‌های کاتیون دو ظرفیتی به سه ظرفیتی موجود در ساختار کانی

صفحه 409-399

https://doi.org/10.22067/jsw.2024.87711.1404

امیر حسن زاده، محسن حمیدپور

چکیده در خاک­های آهکی که بخش عمده‌ای از اراضی زراعی و باغی کشورمان را شامل می‌گردد، مقادیر زیادی از فسفر موجود در کودهای شیمیایی، بعد از ورود به خاک نامحلول و به‌صورت فسفات‌های کلسیم یا آپاتیت تبدیل شده و به‌همین منظور امروزه برای افزایش کارایی آن­ها و همچنین کاهش آلودگی زیست‌محیطی ناشی از کاربرد این کودها به ترکیبات جدید کندرها توجه ویژه‌ای شده است. هدف از انجام این پژوهش، بررسی اثر pH و نسبت‌های کاتیون دو ظرفیتی به سه ‌ظرفیتی بر سرعت رهاسازی فسفر از هیدروکسیدهای دوگانه لایه‌ای (LDHs) بود. در این پژوهش ابتدا دو نوع Mg-Al-LDH با آنیون بین لایه­ای نیترات و با نسبت‌های کاتیون دو ظرفیتی به سه ‌ظرفیتی دو به یک و سه به یک (به‌ترتیب LDH-N1 و LDH-N2) ساخته شدند و سپس با استفاده از روش تبادل یونی، آنیون بین لایه­ای با آنیون فسفات جایگزین شد و در نهایت دو Mg-Al-LDH با آنیون بین‌لایه‌ای فسفات تهیه گردید. آزمایشات پیمانه‌ای در محلول زمینه 0/03 مولار نیترات پتاسیم جهت بررسی اثر pH و زمان بر سرعت رهاسازی فسفر از LDH-P1 و  LDH-P2انجام شد. نتایج آزمایش نشان داد که افزایش pH از 6 به 8 در حضور محلول زمینه 0/03 مولار نیترات پتاسیم، منجر به افزایش فسفر رها‌‌شده از هر دو نوع LDH شد. به‌عنوان مثال با افزایش pH اولیه سوسپانسیون­ها از ۶ به ۸ مقدار فسفر رها‌‌شده از LDH-P1 از 59/38 میلی‌گرم بر کیلوگرم به 91/41 میلی‌گرم بر کیلوگرم افزایش یافت. در هر دو pH مورد مطالعه (6 و 8)، مقدار فسفر رهاشده از LDH-P2 به‌ترتیب 46/1، 33/1 برابر بیشتر ازLDH-P1  بود. سرعت رهاسازی فسفر ازLDH  در مرحله اول از 0 تا 400 دقیقه، دارای سرعت بیشتر و در طی 400-1175 دقیقه با سرعت کمتری ادامه یافت. هم­چنین بر اساس نتایج، در بین معادلات سینتیکی مطالعه شده، معادلات شبه مرتبه دوم و پخشیدگی پارابولیکی بهترین برازش را بر داده‌های رهاسازی فسفر داشتند.

مقالات پژوهشی هواشناسی کشاورزی

بررسی پراکنش فضایی و روند غلظت گرد و خاک در غرب آسیا و ارتباط آن با متغیرهای اقلیمی

صفحه 427-411

https://doi.org/10.22067/jsw.2024.86233.1367

شلیر کاتورانی، محمود احمدی، عباسعلی داداشی رودباری

چکیده گردوخاک یکی از شاخص­های مهم تغییر اقلیم است. با این حال، پیوند بین گرد و خاک و اقلیم به‌دلیل بازخوردهای مستقیم و غیرمستقیم در سامانه زمین بسیار پیچیده است. این مطالعه پراکنش فضایی و روند گردوخاک­های غرب آسیا و ارتباط آن­ها را با متغیرهای اقلیمی دما، بارش و تندی باد مورد بررسی قرار داده است. بدین‌منظور برای بررسی پراکنش فضایی روند غلظت گردوخاک از برونداد متغیر غلظت گردوخاک مجموعه داده MERRA-2 و برای بررسی متغیرهای اقلیمی، مجموعه دادهAgERA5  استفاده شد. تغییرات فصلی غلظت گرد و خاک به خوبی چشمه­های فعال گرد و خاک در منطقه مورد مطالعه را مشخص کرد. بررسی کارایی متغیرهای اقلیمی دما، بارش و تندی باد نشان داده است مجموعه دادهAgERA5  دما را با کارایی بالاتری نسبت به بارش و تندی باد در ایستگاه­های نماینده پهنه­های اقلیمی در غرب آسیا برآورد می­کند. از بین سه متغیر مورد بررسی، تندی باد کارایی به نسبت کمتری را نسبت به دما و بارش نشان داده است. به­طور کلی مجموعه دادهAgERA5  دارای کارای قابل قبولی در برآورد متغیرهای اقلیمی است و در مناطق فاقد داده از این مجموعه داده می­توان به‌عنوان یک داده جایگزین استفاده کرد. نتایج نشان داد که متغیرهای اقلیمی نقش کلیدی را در تغییرپذیری غلظت گردوخاک در منطقه مورد مطالعه دارند، بطوریکه مناطق منطبق بر باد شمال تابستانه و باد 120 روزه سیستان بالاترین غلظت گردوخاک سالانه را دارند. بالاترین ضریب همبستگی بین غلظت گردوخاک با دما در ماه­های گرم سال به بیش از 8/0 و با تندی باد در ماه­های ژانویه تا می و نوامبر تا دسامبر بیشتر از 6/0 و همبستگی آن با بارش در ماه­های سرد سال 7/0– محاسبه شده است. غلظت گردوخاک روند افزایشی را در مناطق بیابانی ربع‌الخالی، النفود، الدهنا، بین‌النهرین، بیابان­های عراق و سوریه داشته به­طوری‌که از ماه­های مارس تا اوت (بهار و تابستان) روند افزایشی غلظت گردوخاک در سطح 05/0 معنی­دار است. بالاترین شدت روند افزایشی در فصول بهار و تابستان در مناطق بین‌النهرین، بیابان­های عراق، سوریه و یمن، دشت سیستان و بیابان تار در پاکستان و جنوب شرق ایران مشاهده شد.