پایش برف در بالادست حوضه و ارتباط آن با تغییرات مساحت آب هامون ها با استفاده از سنجش از دور

مقدمه آب ورودی به تالاب­هایی که در مناطق جغرافیایی خشک و نیمه­خشک واقع شده­اند ناشی از نزولات جوی باران و برف ارتفاعات بالادست حوزه­های آبخیز منتهی به آن هاست. به­منظور بررسی عوامل موثر بر تغییرات آن ها پایش نزولات جوی در بالادست به­ویژه برف از اهمیت شایانی برخوردار است. با توجه به شرایط سخت فیزیکی محیط های کوهستانی، امکان اندازه گیری دائم زمینی جهت تخمین منابع برفابی وجود ندارد. به همین جهت استفاده از داده های سنجش از دور به منظور پایش تغییرات سطح برف می­تواند کمک بسیار خوبی باشد. تغییرات زمانی- مکانی پوشش برف حوضه بالادست هامون هیرمند در مناطق برف گیر شمال شرق حوضه در افغانستان می­تواند در تغییرات مساحت آب تالاب­های نقش داسته باشد. کاهش بارش برف و مساحت تحت پوشش برف پدیده­ای جهانی و متاثر از پدیده گرمایش جهانی و تغییر اقلیم است که مناطق مختلف را با شدت و ضعف تحت تاثیر قرار داده است و کشور افغانستان در منطقه­ای واقع شده که آسیب­پذیری بیشتری داشته است. تغییرات دما در بالادست حوضه مساحت تحت پوشش برف را متاثر و مقدار و توزیع آب ورودی به هامون­ها را متاثر می­کند. آگاهی از تغییرات پوشش برف بالادست حوضه و ارتباط آن در تغییرات آب هامون­ها می­تواند به مدیریت منابع آب دشت سیستان کمک کند. مواد و روش ها با توجه به پیشرفت های موجود در چند دهه گذشته، توسط کشورهای مختلف سنجنده­ها و ماهواره ای متعدد و متنوعی طراحی و به فضا ارسال شده که یکی از مهم ترین آن ها، سنجنده MODIS است که بر روی ماهواره های TERRA و AQUA نصب شده است. ماهواره های مذکور، با توجه به قابلیت های فنی و اپتیکی خود تصاویر متنوعی را در باندهای مختلف الکترومغناطیس عرضه می دارند. تصاویر ماهواره ای مادیس به دلیل دوره بازگشت یک روزه و قدرت تفکیک زمینی بهتر نسبت به ماهواره های مشابه برای تهیه نقشه های سطح پوشیده از برف مناسب است. هرچند در استفاده از تصاویر مادیس به علت قدرت تفکیک مکانی پایین، آن دسته از پوشش های برفی که در داخل دره های کوهستانی هستند، قابل استخراج نیستند. در تصاویر ماهواره­ای تشخیص ابر از برف اهمیت دارد.  به منظور آماده­سازی و تبدیل داده های خام تصاویر خام حسگر مادیس که از ماهواره های Terra  و Aqua دریافت شد. بر روی داده ها سه عملیات تبدیل فرمت، تطابق زمینی و کالیبراسیون انجام شد. در این مرحله تصحیحات به صورت کلی بوده و تصاویر از لحاظ هندسی، رادیومتریک و اتمسفریک نیز به صورت دقیق­تری تصحیح شدند. زمین مرجع نمودن داده های ماهواره ای سنجنده مادیس با توجه به قدرت تفکیک ۵۰۰ متر و با در نظر گرفتن این که هر پیکسل از تصاویر، سطحی معادل ۵۰۰* ۵۰۰ متر را می­پوشاند، ضرورت دارد. برای ژئورفرنس کردن یا زمین مرجع نمودن شکل از نرم افزار ENVI استفاده شده است. منظور بررسی تغییرات زمانی- مکانی پوشش برف حوضه بالادست هامون و نقش آن در تغییرات مساحت آب تالاب­ها، از تصاویر سنجنده مادیس و شاخص NDSIاستفاده شد. نتایج و بحث توزیع زمانی بلندمدت پوشش برف ماهانه نشان داد بیشترین مساحت برف به ترتیب در ماه فوریه، مارس و ژانویه است. بررسی روند تغییرات ماهانه سطح پوشیده از برف نشان داد مساحت برف با شیب تندی کاهش می­­یابد، به­طوری­که تقریبا در خردادماه در اکثر سال ها پوشش برف به حد صفر می رسد. در برخی سال ها هم تعداد ماه­های بدون برف به بیش از ۶ ماه می­رسد. بیشترین مساحت تحت پوشش برف در فوریه سال­های ۲۰۰۸، ۲۰۰۹ و ۲۰۱۴ بوده است درحالی که بیشترین مساحت پوشش آب در سال­هایی بوده که بارش­های سیلابی از بالادست حوضه به سمت هامون ها با تاخیر یک تا دو ماه روانه شده است. بیشترین مساحت آب مربوط به ماه های آپریل ۲۰۰۵ و می ۲۰۰۷ و کمترین مساحت آب مربوط به آپریل ۲۰۱۸ است که هامون ها کاملا خشک و فقط چاه­نیمه­ها دارای آب هستند. روند تغییرات مساحت پوشش برف و مساحت پوشش آب کاهشی بوده است و شیب روند تغییرات کاهشی در سری زمانی داده­های مربوط به مساحت آب تندتر از برف است. توزیع زمانی ماهانه بارش برف در بالادست حوزه آبریز هامون های سیستان نشان داد که فوریه و سپس مارس پیک مساحت پوش برف بوده اند. توزیع زمانی ماهانه مساحت آب نیز نشان داد که پیک  مساحت پوشش سطح آب با دو ماه تاخیر در ماه های آپریل و می است. در ماه­های نوامبر و دسامبر که مساحت آب به حداقل می­رسد بارش برف شروع به خیز می نماید. نتیجه گیری تالاب­های هامون در مناطق جغرافیایی خشک و نیمه­خشک واقع شده­اند و آب ورودی به آن ها ناشی از نزولات جوی در ارتفاعات بالادست حوزه­های آبخیز است. در این راستا، هرگونه تغییرات طبیعی و مدیریت انسانی در بالادست می­تواند منجر به تغییرات پوشش آب هامون­های هیرمند شود. توزیع زمانی ماهانه بارش برف نشان داد که فوریه و مارس بیشترین سطح پوشش برف را دارند. پنج تا شش ماه از سال هیچ برفی روی زمین نمی بارد و چند ماه متوالی تامین منابع آبی از طریق ذخیره برف قطع می شود. توزیع زمانی ماهانه سطح آب نشان داد که اوج پوشش سطح آب در ماه های فروردین و اردیبهشت با دو ماه تاخیر بوده است. بین مساحت پوشش برف در بالادست حوضه و سطح آبی هامون در مقیاس ماهانه رابطه معناداری وجود ندارد. اما در مقیاس سالانه رابطه نسبتا معناداری وجود دارد، به طوری که ضریب تبیین مساحت آب و برف نزدیک به ۵/۰ است، بنابراین میزان بارش برف در ارتفاعات بالادست در تغییرات محدوده آبی هامون موثر است، اما به دلیل ورود آب حاصل از ذوب برف از سمت ورودی های متعدد به تالاب و مدیریت آن در بالادست ضریب تبیین خوبی با تغییرات ماهانه نداشته و دارای ضریب تبیین نسبتا قابل قبولی با تغییرات مساحت سالانه است.

کلیدواژه ها:

Upstream of the basin ، the heights of the snow catchers ، the water area of Hamoons ، Modis images. ، ارتفاعات برف گیر ، بالادست حوضه ، تصاویر مادیس ، مساحت آب هامون ها.