بررسی ارتباط دمای خاک با پارامترهای آب و هوایی در شمال غرب ایران (2015-1992)

نوع مقاله : علمی- پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه حکیم سبزواری

چکیده
اهداف: دسترسی به داده‌های درجه حرارت در اعماق مختلف خاک برای اهداف زیست محیطی، کشاورزی، مدیریت شهری و ساختمان دارای اهمیت است. با توجه به این­که دمای خاک فقط در ایستگاه‌های سینوپتیک کشور اندازه گیری می­ شود و در پاره‌ای از موارد نیز دارای خلأهای آماری است، کمبود آن در نقاط فاقد ایستگاه یکی از چالش‌های بزرگ است. تحقیق حاضر با رویکردی توصیفی- تحلیلی با هدف بررسی روند دمای خاک و سنجش رابطة بین پارامترهای هواشناسی و دمای خاک در منطقۀ شمال غرب ایران طی دورۀ آماری 1992 تا 2015 واکاوی شد.
روش: متغیرهای مورد استفاده شامل میانگین دما، کمینه و بیشینة دما، بارش، رطوبت نسبی، ساعات آفتابی، فشار ایستگاه،  سرعت باد و دمای اعماق خاک (100،20،5سانتی­متر) بودند. روند تغییرات دمای خاک در عمق­های منتخب با استفاده از روش ناپارامتری منکندال بررسی شد و با استفاده از رگرسیون‌های هم­زمان، دمای خاک در سه عمق مختلف برآورد شد. جهت اعتبارسنجی روابط پیشنهادی از آماره‌هایMAE ، MBE ،RMSE ، R2 استفاده شد.
یافته ها/ نتایج: نتایج تحقیق نشان داد، متغیرهای میانگین دمای هوا و حداکثر دما بیشترین تأثیر را بر دمای خاک داشتند و در ایستگاه‌های مطالعه ­شده بیشترین ضریب تعیین درعمق 5 و20 سانتی‌متری مشاهده شد. اکثر ایستگاه‌ها در اعماق مختلف خاک با پدیدۀ روند افزایشی دما مواجه بوده‌اند که این روند برای بخش­های­ مرکزی و جنوب شرقی بیشتر بوده است.
نتیجه ­گیری:  با توجه به نوسانات دمای عمق‌های بسیار پایین خاک که نمایشگر تغییر اقلیم است و دمای سطحی خاک که نشان­ دهندۀ تغییرات کوتاه­ مقیاس است، می‌توان دریافت که پدیدۀ تغییر اقلیم در حال رخ دادن است و روی پارامتر دمای خاک هم تأثیر چشم­گیری داشته است.

کلیدواژه‌ها


1. افشار زاده، م. (1389). ارتباط نوسانات دمای هوا با دمای اعماق خاک در آذربایجان شرقی. (پایان‌نامة منتشرنشدة کارشناسی ارشد آب و هواشناسی)، دانشگاه تبریز، ایران.
2. بهیار، م. و کمالی، غ. (1386). رابطة دمای هوا با دمای سطح و اعماق مختلف خاک. تحقیقات جغرافیایی، 86، 81-102.
3. ثنائی نژاد، س.، ادیب عباسی، م.، موسوی بایگی، م. و حیدری گندمان، م. (1387). بررسی رژیم دمایی هوا و اعماق خاک و تعیین توابع نوسانات ادواری آن‌ها در ایستگاه‌های استان کردستان. علوم و صنایع کشاورزی، 22، 33-25.
4. جعفری گلستانی، م.، رائینی‌سرجاز، م. و ضیاءتباراحمدی، م. (1386). برآورد دمای ژرفای خاک با بهره‌گیری از روش تجزیة منحنی و همبستگی‌های رگرسیونی برای شهرستان ساری. مجلة علوم کشاورزی و منابع طبیعی، 5، 123-112.
5. خلیلی اقدم، ن.، جدیدی، ت. و نعیمی، ب. (۱۳۹۲). مطالعة تغییرات دمای هوا و اعماق خاک به منظور برآورد عمق نفوذ یخبندان (مطالعة موردی: ایستگاه هواشناسی کشاورزی کهریز ارومیه). دومین همایش ملی تغییر اقلیم و تاثیر آن بر کشاورزی و محیط زیست، (صص. 8-1)، ارومیه: مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان آذربایجان غربی.
6. سبزی پرور، ع.، زارع ابیانه، ح. و بیات ورکشی، م. (1389). مقایسة یافته‌های مدل شبکة استنتاج تطبیقی عصبی فازی با مدل‌های رگرسیونی به منظور برآورد دمای خاک در سه اقلیم متفاوت. آب و خاک، 2، 285 - 274.
7. علیجانی، ب. و کاویانی، م. (1379). مبانی آب وهواسناسی. تهران: انتشارات سمت.
8. فرج زاده، م. (1386). تکنیک‌های اقلیم‌شناسی. تهران: انتشارات سمت.
9. قهرمان، ن.، ایران نژاد. پ. و نوروز ولاشدی، ر. (1393). مقایسة عملکرد دو مدل‌‌ شبیه‌سازی فیزیکی و رگرسیونی برای برآورد دمای خاک زیر پوشش چمن در اقلیم کرج. تحقیقات آب وخاک، 3، 253-243.
10. گلشن، س.، رایینی سرجاز، م. و نورورز ولاشدی، ر. (۱۳۹۲). بررسی اثر تغییراقلیم بر روند دمای خاک با استفاده از روش من‌کندال (مطالعة موردی: منطقة کرمان)، دومین کنفرانس بین-المللی مخاطرات محیطی، (صص. 8-2). تهران، دانشگاه خوارزمی.
11. مزیدی، ا. و فلاح‌زاده، ف. (1390). روند دماهای سالانة خاک در ایستگاه یزد. جغرافیا و توسعه، 24، 50-39.
12. نجفی‌مود، م.، علیزاده، ا.، محمدیان، آ. و موسوی، ج. (1387). بررسی رابطة دمای هوا و اعماق مختلف خاک و برآورد عمق یخبندان. مجلة آب و خاک،22، 466–456 .
13. Ahmad, M. F., & Rasul, G. (2008). Prediction of soil temprature by air temperature: A case study for Faisalabad. Pakistan Journal of Meteorology, 5(9), 19-27.
14. Bai, Y., Scott, T. A., & Min Q. (2014). Climate change implications of soil temperature in the Mojave Desert, USA. Frontiers of Earth Science, 8(2), 302-308.
15. Bilgili, M., Sahin, B., & Sangun L. (2013). Estimating soil temperature using neighboring station data via multi-nonlinear regression and artificial neural network models. Environmental Monitoring and Assessment, 185(1), 347-58.
16. Chow, T. T., Long, H., Mok, H., & Li, K. ( 2011). Estimation of soil temperature profile in Hong Kong from climatic variables. Energy and Buildings, 43(12), 3568-75.
17. Ferguson, G., & Beltrami, H. (2006). Transient lateral heat flow due to land-use changes. Earth and Planetary Science Letters, 242, 217-222.
18. Jungqvist, G. K., Oni, S., Teutschbein, C., Martyn, N., & Futter, M. (2014). Effect of climate change on soil temperature in Swedish Boreal forests. PLoS One, 9(4), 1-12.
19. Kätterer, T., & Andren, O. (2009). Predicting daily soil temperature profiles in arable soils in cold temperate regions from air temperature and leaf area index. Acta Agriculturae Scandinavica Section B–Soil and Plant Science, 59(1),77-86.
20. Kendall, M.G. (1970). Rank correlation methods (2nd ed.). New York: Hafner.
21. Mann, H. B. (1945). Nonparametric tests against trend. Econometrica, 13, 245-259.
22. Qian B., Gregorich, E. G., Gameda, S., Hopkins, D. W., & Wang, X. L. (2011). Observed soil temperature trends associated with climate change in Canada. Journal of Geophysical Research, 116(D2), 12-31.
23. Rankinen, K., Karvonen, T., & Butterfield, D. (2004). A simple model for predicting soil temperature in snow-covered and seasonally frozen soil, model description and testing. Hydrology and Earth System Sciences, 8, 706–716.
24. Tabari, H., Hosseinzadeh Talaee, P., & Willems, P. (2015). Short‐term forecasting of soil temperature using artificial neural network. Meteorological Applications, 22(3), 576-85.
ارسال نظر در مورد این مقاله
نام را وارد کنید.
نشانی پست الکترونیکی را به درستی وارد کنید.
وابستگی سازمانی را به درستی وارد کنید.
توضیحات را وارد کنید (حداقل 50 حرف)
CAPTCHA Image
شناسه امنیتی را به درستی وارد کنید.