واکاوی پیوند سپیدایی با ارتفاع، شیب و وجه‌شیب در ایران‌زمین

نوع مقاله : مقاله پژوهشی‌

نویسندگان

1 دکتری آب و هواشناسی،گروه جغرافیای طبیعی، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

2 استاد آب و هواشناسی، گروه جغرافیای طبیعی، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

3 استاد آب و هواشناسی، گروه جغرافیای طبیعی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

سپیدایی رویه فراسنجی کلیدی است که تابعی از نوع سطح زمین است. در این پژوهش برای واکاوی پیوند سپیدایی با مؤلفه­های ارتفاعی در ایران‌ از داده­های ترکیبی(تررا/ آکوا) سنجنده­ مودیس در بازه­ زمانی 1/1/1379 تا 29/12/1397 (6940 روز) به­صورت روزانه و در تفکیک مکانی 500 متر بهره گرفته شد. همچنین داده­های مدل رقومی ارتفاع ایران در تفکیک مکانی 500 متر و با سیستم تصویر سینوسی هماهنگ با تفکیک و سیستم تصویر داده­های سپیدایی از تارنمای سازمان فضایی ناسا برداشت شد. در داده­های مدل رقومی ارتفاع به­کار رفته افزون بر ارتفاع نقاط، اطلاعات شیبِ و وجه­شیب برای هر یاخته نیز در دسترس است. پیش از به‌کارگیری داده­ها برخی پیش­پردازش­ها بر روی داده­های رقومی انجام گرفت. بر مبنای نزدیک به 60 ملیارد یاخته، پیوند سپیدایی و ارتفاع از تراز دریا، یک الگوی قطعه به قطعه خطی را نشان داد. یعنی در ارتفاعات پایین رفتار سپیدایی یکنواخت، سپس کاهشی و از ارتفاع 1300 متری با افزایش ارتفاع، به‌سبب افزایش پوشش برفی سپیدایی افزایش می­یابد. پیوند سپیدایی و وجه­شیب نیز نشان داد که دامنه­های جنوبی ایران، به سبب آفتاب­گیری بیشتر، حدود 3 درصد سپیدایی بیشتری از دامنه­های شمالی دارند. پیوند میان سپیدایی و شیب، خطی مستقیم است. به‌طوری که تا شیب 30 درجه سپیدایی کاهش می­یابد اما در شیب­های بالای 30 درجه سپیدایی افزایش خواهد داشت.
 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Analysis of the relationship albedo with Elevation, slope, and Aspect in Iran

نویسندگان [English]

  • Omid Reza Kefayat Motlagh 1
  • Mahmood Khosravi 2
  • Seyed Abolfazl Masoodian 3
1 Ph.D. of Climatology, Department of Physical Geography, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran
2 Prof. of Climatology, Department of Physical Geography, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran
3 Prof. of Climatology, Department of Physical Geography, University of Isfahan, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Surface albedo is a climatic parameter that is a function of surface type. In this study, to investigate the relationship between albedo and Elevation components in Iran from the combined data (Terra / Aqua) of Modis sensor in the period 3/20/2000 to 3/20/2019 (6940 days) on a daily basis and in a spatial resolution of 500 Meters were utilized. Also, Iran's Digital Elevation Model (DEM) data in spatial resolution of 500 meters and with a sinusoidal projection system coordinated with the spatial resolution and projection system of albedo data were downloaded from the NASA website. In the DEM data used, In data used, in addition to the elevation of the points, the slope and aspect information for each pixel is also in decis. Prior to data usage, some preprocessing was performed on digital data. Based on nearly 60 billion pixels, the albedo and DEM showed a linear fragmentary pattern. The results showed that the amount of albedo has 5 different patterns with increasing elevation. The first pattern shows the whiteness behavior at elevation below sea level. In these zones, albedo increases sharply with increasing elevation due to rising land surface temperature(LST). So that the albedo goes from 4% to about 16%. The second pattern shows the uniform behavior of the albedo at an elevation of 0-800 m. The third pattern of albedo decreasing behavior with elevation is revealed in the 1300-800 m belt. One of the reasons for the decrease in albedo in these elevation belts can be the expansion of cities and consequently the decrease in albedo due to the smooth surface of the asphalt of the streets and the paving of the streets. In the fourth pattern, a direct connection of albedo with elevation is observed in the belt of 3500-1300 meters. One of the main reasons for the increase in albedo in this elevation belt is the increase in snow cover in this elevation belt. The fifth pattern also shows a direct link between albedo and elevation above 3500 meters and is a continuation of the fourth pattern, with the difference that this pattern loses some of its order and shows a scattered pattern. The correlation of albedo and slope also showed that due to more sun exposure, the southern aspect of Iran has about 3% more albedo than the northern aspect. The correlation between the albedo and the slope is a straight line. As the albedo decreases to a slope of 30 °, the albedo will increase on slopes above 30 °.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Albedo
  • elevation
  • slope
  • aspect
  • MODIS
  • Iran
عساکره، ح.، مسعودیان، س. ا.، ترکارانی، ف.، 1400، تفکیک نقش عوامل درونی و بیرونی در وردایی دهه‌ای بارش سالانه ایران‌زمین طی چهار دهه اخیر(1355-1394). پژوهش های جغرافیای طبیعی، 53(1)، 91-107.
فیروزی، ف.، طاوسی، ت.، محمودی، پ.، امیرجهانشاهی، س. م.، 1397، بررسی تغییرات زمانی–فضایی آلبیدوی سطح بر روی دشت سیستان در شرق ایران با استفاده از تولیدات سنجش از دور سنجنده MODIS ماهواره Terra. سنجش از دور و GIS  ایران، 10(4)، 85-69.
کفایت­مطلق، ا. ر.، خسروی، م.، مسعودیان، س. ا.، کیخسروی­کیانی، م. ص.، حمیدیان­پور، م.، 1399، واکاوی میانگین بلندمدت سپیدایی سرخ­فام ایران زمین، پژوهش­های جغرافیای طبیعی، 52(1)، 85-94.
کیخسروی­کیانی، م. ص.، 1395، آب و هواشناسی پوشش برف در ایران با بهره­گیری از داده­های دورسنجی، سید ابوالفضل مسعودیان و مجید منتظری، رساله­ دکتری رشته آب و هواشناسی، دانشکده علوم جغرافیایی و برنامه­ریزی، دانشگاه اصفهان.
کیخسروی­کیانی، م. ص.، مسعودیان، س. ا.، 1395، واکاوی پیوند روزهای برفپوشان با ارتفاع، شیب و وجه­شیب در ایران­زمین. پژوهش­های جغرافیای طبیعی، 48(1)، 1-14.
مرادی، م.، صلاحی، ب.، مسعودیان، س. ا.، 1395، بررسی شیب دمای سطح زمین در ایران با داده­های روزهنگام مودیس، پژوهش­های جغرافیای طبیعی، 48(4)، 517-532.
نظری، ف.، جاوید، م.، نامجو، ا.، 1391، محاسبه و تعیین نسبت متوسط تابش ماهانه روی سطح شیبدار به سطح افق برای مراکز 20 استان کشور، همایش ملی مهندسی مکانیک، تهران.
Che, X., Feng, M., Sexton, J., Channan, S., Yang, Y. and Sun, Q., 2017, Assessment of MODIS BRDF/Albedo model parameters (MCD43A1 Collection 6) for directional reflectance retrieval. Remote Sensing, 9(11), 1123.
Chrysoulakis, N., Mitraka, Z. and Gorelick, N., 2019, Exploiting satellite observations for global surface albedo trends monitoring. Theoretical and Applied Climatology, 137(1), 1171-1179.
Franch, B., Vermote, E. F., Sobrino, J. A. and Fédèle, E., 2013, Analysis of directional effects on atmospheric correction. Remote Sensing of Environment, 128, 276-288.
Hummel, J. R. and Reck, R. A., 1979, A global surface albedo model. Journal of Applied Meteorology, 18(3), 239-253.
Karpouzos, D. K., Kavalieratou, S. and Babajimopoulos, C., 2010, Trend analysis of precipitation data in Pieria Region (Greece). European Water, 30, 31-40.
Nicodemus, F. E., Richmond, J. C., Hsia, J. J., Ginsberg, I. W. and Limperis, T., 1977, Geometrical considerations and nomenclature for reflectance, Natl. Bur. Stand. Rep., NBS MN-160, 1(2).
Strahler, A. H., Muller, J., Lucht, W., Schaaf, C., Tsang, T., Gao, F., and Barnsley, M. J., 1999, MODIS BRDF/albedo product: algorithm theoretical basis document version 5.0. MODIS documentation, 23(4), 42-47.
Zhang, T., Scambos, T., Haran, T., Hinzman, L. D., Barry, R. G. and Kane, D. L., 2003, Ground-based and satellite-derived measurements of surface albedo on the North Slope of Alaska. Journal of Hydrometeorology, 4(1), 77-91.