تحلیل اکوهیدرولوژیک اثر کربن سیاه بر تسریع ذوب برف در ارتفاعات البرز با بهره‌گیری از سنجش‌ازدور و مدل‌سازی آماری

نویسندگان

1 گروه مهندسی آب، دانشکدة مهندسی زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری ایران.

2 گروه مهندسی آب، دانشکدة مهندسی زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری ایران.

doi
10.22059/jne.2025.401222.2835
چکیده

برف کوهستانی به‌عنوان یکی از عناصر کلیدی چرخة هیدرولوژیک، نقشی اساسی در ذخیره و رهاسازی منابع آب سطحی و زیرسطحی ایفا می‌کند. با این حال، آلودگی ناشی از کربن سیاه می‌تواند بازتابندگی سطح برف را کاهش داده و موجب تسریع در فرآیند ذوب شود. هدف این پژوهش، بررسی رابطة میان غلظت کربن سیاه و تغییرات آلبیدوی برف در رشته‌کوه البرز در محدودة ارتفاعی بالاتر از 2000 متر از سطح دریا در بازة زمانی 2000 تا 2024 با رویکرد اکوهیدرولوژیک بوده ‌است. برای این منظور، داده‌های آلبیدو از محصول MOD10A1 V6.1 و داده‌های کربن سیاه از بازتحلیل MERRA-2 استخراج شد. روابط تحلیل آماری به روش رگرسیون خطی و مدل جمعی تعمیم‌یافته (GAM) انجام شد. نتایج نشان داد همبستگی منفیِ معنی‌داری بین غلظت کربن سیاه و آلبیدوی برف در ماه‌های زمستان و اوایل بهار وجود دارد. بنابراین آلاینده‌ها در کاهش بازتابندگی و افزایش سرعت ذوب برف نقش دارند. خروجی مدل GAM رابطة غیرخطی بین غلظت کربن سیاه و حساسیت آلبیدو را نشان داد. حساسیت آلبیدو پس از عبور غلظت کربن سیاه از آستانة 0/38 میکروگرم بر مترمربع افزایش یافته و با رسیدن به سطح اشباع 0/45 میکروگرم بر مترمربع کاهش یافت. در بازة بحرانی 0/40 تا 0/50 بیشترین افت آلبیدو مشاهده شد. بررسی روند داده‌ها نیز حاکی از افزایش معنی‌دار کربن سیاه در اغلب ماه‌ها و کاهش پیوستة آلبیدو در دورة سرد سال است. تحلیل عاملی نیز نشان داد که اگرچه عامل دما-رطوبت در بسیاری از سال‌ها روند پایداری داشته است، اما روند افزایشی نوسانات عامل آلودگی-تابشی از حدود یک دهة اخیر به‌عنوان عامل محرک اصلی ذوب زودرس برف است.