نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• محمد خسروشاهی ¹
• زهرا سعیدی فر ²
• خسرو شهبازی ³
• سمیرا زندی فر ⁴
• سکینه لطفی نسب اصل ⁴
• آزاده گوهردوست ²
• فاطمه درگاهیان ⁵
• مریم نعیمی ⁴
• طاهره انصافی مقدم ⁴
• لیلا کاشی زنوزی ²
• زهره ابراهیمی خوسفی ⁶
• مرتضی خداقلی ⁷

¹ استاد، بخش تحقیقات بیابان، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

² محقق، بخش تحقیقات بیابان، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

³ دانشیار، بخش تحقیقات بیابان، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

⁴ استادیار، بخش تحقیقات بیابان، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

⁵ دانشیار، بخش تحقیقات بیابان، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، ارومیه، ایران

⁶ دانشیار، گروه مهندسی طبیعت، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه جیرفت، جیرفت، ایران

⁷ استاد، بخش تحقیقات مرتع، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

چکیده

سابقه و هدف
مطالعات و تحقیقات نشان می‌دهد که طی دهه‌های اخیر پدیده گرمایش جهانی و تغییرات اقلیمی باعث افزایش دما و کاهش بارندگی و خشک‌سالی‌های مکرر شده است. خشک‌سالی، گسترش بیابان‌زایی و تغییر در پوشش گیاهی زمین که ارمغان پدیده تغییرات محیطی و اقلیمی طی دهه‌های اخیر است، مهم‌ترین عامل طبیعی بروز و تشدید پدیده گردوغبار و حرکت ماسه‌های روان در نقاط مختلف کشور هستند. فرسایش بادی و پدیده گردوغبار به‌عنوان یکی از فرایندهای مهم تخریب سرزمین و چالشی جدی در ایران به‌شمار می‌رود. این پدیده بر اثر تعامل بین فرایندهای آب‌وهوایی و زمینی اتفاق می‌افتد. هدف تحقیق بررسی و تحلیل روند تغییرات زمانی و مکانی تعداد روزهای گردوغبار در کشور و بررسی نقش اقلیم در گسترش آن است.
 
مواد و روش‌ها
به‌منظور انجام این تحقیق، پس از دریافت آمار ساعتی و روزانه گردوغبار (از طریق 148 ایستگاه سینوپتیک و کلیماتولوژی) و پارامترهای بارش، تبخیر و دما به‌عنوان عناصر کلیدی اقلیمی (از 171 ایستگاه) در 22 استان واقع در مناطق خشک و نیمه‌خشک کشور، اقدام به بررسی نحوه گسترش وقایع گردوغباریو تعیین روابط همبستگی اقلیم و گردوغبار شد. پس از محاسبه تعداد روز گردوغبار در کشور اطلاعات در محیط GIS فراخوانی شد و نقشه تغییرات فضایی پارامتر تعداد روز گردوغبار در سه دهه 1996-1987، 2006-1997 و 2016-2007 تهیه گردید و در ادامه اقدام به تحلیل فضایی این پارامتر و نحوه گسترش آن در طول سه دهه مورد بررسی شد. در ادامه پارامتر اقلیمی که بیشترین همبستگی را با تعداد روز گردوغبار داشت انتخاب و پس از تهیه نقشه تغییرات مکانی آن در محیط نرم‌افزار Gis، اقدام به بررسی تطابق مکانی پارامتر مذکور با نحوه گسترش تعداد روزهای گردوغبار گردید. در گام بعد، پس از انجام آزمون همگنی بر روی رخدادهای گردوغبار، به‌منظور تعیین میزان سهم سه عنصر اقلیمی مذکور به‌عنوان متغیرهای مستقل و تعداد روز گردوغبار به‌عنوان متغیر وابسته، از مدل رگرسیون مربعات جزئی استفاده شد.
 
 
نتایج
 نتایج نشان داد که تعداد روزهای گردوغبار و دامنه وقوع آن در کشور افزایش یافته است، به‌طوری‌که در دهه اخیر مورد مطالعه (2007-2016) نسبت به دو دهه ماقبل بیشترین رخدادهای گردوغباری در کشور رخ داده است. این افزایش به‌ویژه در نواحی غرب و جنوب‌غرب کشور که متأثر از وقایع گردوغبار فرامحلی نیز بودند از شدت بیشتری برخوردار بوده است، این وقایع گردوغبار با فراوانی بیشتری به نواحی مرکزی کشور نیز گسترش پیدا کرده است. آزمون همگنی نیز در بسیاری از استان‌ها یک نقطه جهش مشترک (سال 2008-2007) در تعداد گردوغبار را نشان داد که می‌تواند مربوط به شروع خشکسالی‌های شدید و تغییرات اقلیمی محسوس از این سال در سطح کشور باشد. بررسی عناصر اقلیمی مورد مطالعه (دما، بارش و تبخیر) بر تغییرات تعداد روزهای گردوغبار در کشور نشان داد که طی سال‌های اخیر دما بیشترین سطح همبستگی معنی‌داری را (58/0) با وقوع گردوغبار داشته است. نقشه گرادیان دما در دهه اخیر (2016-2007) نسبت به دهه ماقبل آن (2006-1997) نیز نشان‌دهنده سیر صعودی دما به‌ویژه در نوار غرب و جنوب‌غرب و نواحی جنوب‌شرقی کشور است. مدل‌سازی اثر عناصر اقلیمی دما، بارش و تبخیر بر پارامتر تعداد روز گردوغبار نشان داد که سهم عناصر اقلیمی مورد مطالعه بر رخدادهای گردوغباری حدود 33 درصد است و بقیه اثرها می‌تواند به عوامل دیگری ازجمله عوامل انسانی و یا خصوصیات خاک، نوع پوشش گیاهی، تابش خورشیدی و امثال آن مربوط باشد.
 
نتیجه‌گیری
به‌طورکلی نتایج بررسی روند تغییرات روز گردوغباری و شاخص‌های اقلیمی نشان‌دهنده افزایش چشمگیر تعداد روزهای گردوغبار در غالب نقاط کشور و مساعد شدن شرایط برای این افزایش بوده است. شناسایی مناطق و دلایل روند افزایشی طوفان‌های گردوغباری، به‌عنوان نواحی در معرض گسترش بیابان‌زایی، می‌تواند در جهت برنامه‌ریزی و تصمیمات مدیریتی برای کنترل این پدیده مؤثر واقع شود. یقیناً در صورت ادامه روند کنونی و عدم انجام اقدامات جدی و عملی برای کاهش و کنترل گردوغبار، این وضعیت می‌تواند منجر به تشدید اثرها و آسیب‌های زیست‌محیطی و اجتماعی-اقتصادی نامطلوب بشود.

کلیدواژه‌ها

• گردوغبار
• پارامترهای اقلیمی
• گرادیان دما
• رگرسیون حداقل مربعات جزئی

عنوان مقاله [English]

Investigating the trend of temporal and spatial changes of dusty days and determining the contribution of climatic elements on its spread in Iran

نویسندگان [English]

• Mohammad Khosroshahi ¹
• Zahra Saeedifar ²
• Khosro Shahbazi ³
• Samira Zandifar ⁴
• Sakineh Lotfinasabasl ⁴
• Azadeh Gohardoust ²
• Fatemeh Dargahian ⁵
• Maryam Naeemi ⁴
• Tahereh Ensafi Moghadam ⁴
• Leila Kashi Zenouzi ²
• Zohreh Ebrahimi Khosefi ⁶
• Morteza Khodagholi ⁷

¹ Professor, Desert Research Division, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran

² Researcher, Desert Research Department, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran

³ Associate Professor, Desert Research Division, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran

⁴ Assistant Professor, Desert Research Division, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran

⁵ Associate Professor, Desert Research Division, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran

⁶ Associate Professor, Faculty of Natural Resources, Department of Ecological Engineering, University of Jiroft, Jiroft, Iran

⁷ Professor, Rangeland Research Division, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran

چکیده [English]

Background and objectives
Wind erosion and dust phenomenon are considered as one of the important processes of land degradation and a serious challenge in Iran. This phenomenon occurs due to the interaction between weather and terrestrial processes. The purpose of this research is to investigate and analyze the trend of temporal and spatial changes in the number of dusty days in Iran and to investigate the role of climate in its spread.
 
Methodology
In this research, after receiving hourly and daily statistics of dust events (through 148 synoptic and climatology stations) and parameters of precipitation, evaporation, temperature as key climatic elements (from 171 stations) in 22 provinces located in arid and semi-arid regions of Iran, The spread of dust was investigated and the correlation between climate and dust was determined. After calculating the number of dust days in Iran, the information was called in the GIS environment and a map of the spatial changes of the parameter of the number of dust days in the three decades of 1987-1996, 1997-2006, 2007-2016 was prepared. In the following, the spatial analysis of this parameter and its expansion over three decades were investigated. Next, the climate parameter that had the highest correlation with the number of dusty days was selected and after preparing a map of its spatial changes in the GIS software environment, the spatial compatibility of the desired parameter with the expansion of the number of dusty days was investigated. In the next step, after performing the homogeneity test on the dust occurrences, the partial square regression model was used to determine the contribution of the three mentioned climatic elements as independent variables and the number of dust days as a dependent variable.
 
 
Results
The results showed that the number of dusty days and the area of its occurrence have increased in Iran, so that in the last decade under study (2007-2016) compared to the previous two decades, the dustiest event occurred in Iran. This increase has been more intense especially in the western and southwestern regions of the country, which were also affected by extra-local dust events. These dust events have spread to the central regions of the country with greater frequency. The homogeneity test in many provinces showed a common change point (year 2007-2008) in the number of dusty days, which could be related to the beginning of severe droughts and climate changes from this year in Iran. The study of climatic parameters (temperature, precipitation and evaporation) on changes in the number of dust days in Iran showed that during recent years, temperature had the highest significant correlation level (0.58) with the occurrence of dust. The temperature gradient map in the last decade (2007-2016) compared to the previous decade (1997-2006) also showed the increasing trend of temperature, especially in the western and southwestern regions as well as the southeastern regions of Iran. Modeling the effect of climatic parameters of temperature, precipitation and evaporation on the parameter of the number of dusty days showed that the contribution of the studied climatic parameters to the occurrence of dusty days is about 33% and other effects can be related to things such as human factors or soil characteristics, type of vegetation, solar radiation, etc.
 
Conclusion
In general, the results of examining the trend of changes in the number of dust days and climatic indicators for nearly 3 decades indicate a significant increase in the number of dust days in most parts of Iran and the conditions for this increase have been provided and if the trend of changing these indicators in the coming years is according to the current trend, the risk of environmental problems in the country can be expected to increase.

کلیدواژه‌ها [English]

• Dust
• climatic parameters
• temperature gradient
• partial least squares regression