مطالعه ی پایش محور میزان تبخیر-تعرق در شهر تبریز با استفاده از الگوریتم SEBAL با یکپارچگی GIS و TRS

نویسندگان

1 گروه محیط زیست و ایمنی، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 گروه زمین شناسی منابع معدنی و آب، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

3 گروه محیط زیست و ایمنی، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران، تهران، ایران

doi
10.48308/envs.2023.1256
چکیده

سابقه و هدف: تبخیر-تعرق یکی از بخش‌های مهم تعادل چرخه آب هستند. بیش از 72 درصد از منابع آبی کشور به دلیل تبخیر-تعرق از دسترس خارج می‌شود. این عوامل، اهمیت و ضرورت استفاده بهینه از آب و پیش‌بینی دقیق میزان تبخیر و تعرق واقعی در کاربردهای مختلف ازجمله کشاورزی و مدیریت منابع آب، اعم از برنامه‌ریزی آبیاری و مدل‌سازی رشد گیاه را نشان می‌دهد. برآوردهای دقیق تبخیر-تعرق در مطالعاتی از قبیل بررسی تغییرات اقلیمی، توسعه‌ی پایدار و کنترل منابع آبی نقش مهمی را ایفا می‌کند. با توجه به محدود بودن تعداد ایستگاه‌های هواشناسی و بالا بودن هزینه و زمان جمع‌آوری اطلاعات زمینی، استفاده از تکنیک‌های سنجش از دور، در صورت برخورداری از خروجی دقیق و مناسب، می‌تواند ابزار مناسبی برای تعیین تبخیر-تعرق واقعی باشد. ازجمله الگوریتم‌های موجود در سنجش‌ازدور که مربوط به برآورد تبخیر و تعرق که بر اساس روش‌های مبتنی بر بیلان انرژی است، می‌توان به الگوریتم سبال اشاره کرد. سبال یک الگوریتم سنجش از دور است که تعادل انرژی سطحی لحظه‌ای را برای هر پیکسل از یک تصویر ماهواره‌ای انجام می‌دهد. همچنین محدوده مورد بررسی تبریز در غرب استان آذربایجان شرقی است.مواد و روش­ها: در این پژوهش با توجه به‌دقت و تطبیق‌پذیری بالا در الگوریتم سبال و همچنین تکنیک‌های سنجش‌ازدور برای برآورد تبخیر و تعرق از الگوریتم سبال و تصاویر ماهواره‌ای لندست استفاده گردید. بدین منظور تصاویر ماهواره‌ای لندست در سنجنده‌های ("OLI_TIRS")  و از سال‌ 2013 - 2021 از سایت اداره‌ی کل ملی هوانوردی و فضا (NASA) تهیه‌شده است. همچنین در این پژوهش از فنون سنجش از دور حرارتی و سامانه اطلاعات جغرافیایی که به شیوه‌ای مؤثر و کارآمد با یکدیگر ترکیب شدند استفاده ‌شده است. در اﯾﻦ ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ از نرم‌افزار 10.8 ARC Gis ﺑﺮای ﺗﻬﯿﻪ خروجی و از نرم‌افزارهای 5.3 Envi به‌منظور اﻧﺠﺎم ﭘﺮدازش، تجزیه ‌و تحلیل ﺗﺼﺎوﯾﺮ ﻟﻨﺪﺳﺖ اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪ.نتایج و بحث: نتایج این پژوهش نشان داد (LST) از سال 2017 قسمت نارنجی و قرمز رنگ افزایش پیداکرده است. پیکسل‌های با دمای 315 درجه الی 320 درجه و 320 درجه به بالا در منطقه موردبررسی غالب گردیده است. علاوه بر این شاخص NDVI نشان داد پیکسل‌های رنگ زرد و قرمزرنگ (4/0-2/0) و (<6/0) افزایش پیداکرده است و همچنین ادامه شاخص BT افزایش پیداکرده است و پیکسل‌های 310-315 درجه جای خود را به 315-320 درجه و 320 درجه به بالا داده است. با توجه به ارتباط میان پوشش گیاهی (NDVI) و دمای سطح زمین که مستقیم بر محاسبه‌ی تبخیر-تعرق تأثیر می‌گذارند، نتایج تبخیر-تعرق بدرستی نشان داد روند صعودی در تبخیر-تعرق وجود داشته و از سال 2017 الی 2021 در قسمت خارج از مرکز شهر تبخیر-تعرق افزایش پیداکرده است.نتیجه‌گیری: با توجه به نتایج این پژوهش، تبخیر-تعرق در خارج از مرکز شهر افزایش پیداکرده است، در قسمت‌هایی که افزایش دما ثبت ‌شده میزان تبخیر-تعرق نیز افزایش پیدا کرده و رابطه معناداری ثبت‌ شده است. همچنین پیشنهاد می‌شود با توجه به نتایج پژوهش که سال‌های 2017، 2019 و 2021 تغییرات مشهودی در خارج از مرکز شهر در تبخیر-تعرق ثبت گردیده است در تحقیقات آینده از فرمول روزانه ماهانه و سالانه استفاده شود.