واکاوی تغییرات زمانی و مکانی پوشش ابر در ایران با بهره گیری از داده های سنجش از دور

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری اقلیم‌شناسی، دانشگاه اصفهان

2 دانشیار اقلیم شناسی، دانشگاه اصفهان

چکیده

هدف از این مطالعه، واکاوی تغییرات مکانی و زمانی پوشش ابر بر فراز ایران است. برای دستیابی به این هدف، از پارامتر درصدِابرپوش فرآورده ابر سطح 2، نسخه­ی 6 مودیس تررا (MOD06) در دوره­ی آماری 1379 تا 1392 شمسی استفاده شده است. با توجه به اینکه، فرآورده ابر سطح 2 مودیس فاقد شبکه­ی مختصات جغرافیایی منظم روزانه است. ابتدا پایگاه داده­ی جدیدی همسان با تفکیک مکانی پارامتر درصدِابرپوش تهیه گردید تا واکاوی اقلیمی بر روی داده­ها امکان­پذیر گردد. یافته­های این پژوهش نشان داد که در مقیاس سالانه تغییرات روند پوشش ابر در کشور با آهنگ 02/0+ درصد در سال (2 درصد در هر قرن) رو به افزایش است. در مقیاس فصلی، در فصل پاییز با روند کاهشی و در سایر فصول با روند افزایشی روبرو است و در مقیاس ماهانه در ماه­های تیر، مهر، آذر و دی روند کاهشی و در سایر ماه­ها روند افزایشی وجود دارد. پراکنش مکانی روند سالانه­ی پوشش ابر در درازمدت نشان داد که پوشش ابر در شمال شرق، شمال غرب و بطور پراکنده در قسمت های داخلی کشور روند کاهشی دارد و در جنوب، جنوب شرقی و شرق کشور روند افزایشی دارد. پراکنش مکانی روند فصلی نشان داد که بیش­تر مناطق کشور در فصل پاییز با روند منفی و در فصل زمستان با روند مثبت روبرو است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Analysis of temporal and spatial variations of Cloud cover using remote sensing data at Iran

نویسندگان [English]

  • khodakaram Hatami Bahmanbeiglou 1
  • Saeed Movahedi 2
1 PhD Student of Climatology, Isfahan University, Isfahan, Iran
2 Associate Professor of Climatology, Isfahan University, Isfahan, Iran
چکیده [English]

The aim of this research is an analysis of tempo-spatial variations of Cloud cover at Iran. To achieve the goal, Cloud Fraction parameter has been used from cloud product of MODIS sensor on Terra satellite at level 2 and version 6 (MOD06) in the period of 2000 to 2013. Given that, the Available parameters in level 2 MODIS cloud products have not geographical coordinate’s regular network, At first, the Cloud Fraction parameter data were transferred to a regular network, due to this process, Climate analysis on the data is possible, Base on new database the results showed that In annual scale, the trend variations in cloud cover increase at a rate of 0.02+% per annual (2% per century) in the country. Cloud cover in the seasonal scale showed that the decreasing trend occurs in autumn and increasing trend in other seasons. Cloud cover in the monthly scale, in July, October, December, and January decreased and there is an increasing trend in other months. The spatial distribution of cloud cover in the long-term annual trend showed that there is decreasing trend in the North East, North West and sporadically in the central regions and an increasing trend in the South, Southeast, and East of the country. Spatial distribution of seasonal trend showed that most parts of the country have been with the positive trend in autumn and the negative trend in winter.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Temporal and spatial variations
  • Cloud cover
  • Cloud Fraction
  • Terra MODIS
  • Iran

مراجع

بنایان محمد؛ محمدیان آزاده؛ علیزاده امین (1389). بررسی نوسان پذیری اقلیمی در شمال شرق ایران، نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی، جلد 24، شماره 1، صص 131-118.
حاجی میررحیمی سیدمحمود؛ بای ناصر (۱۳۸۷). طبقه بندی انواع ابر با استفاده از تصاویر AVHRR، همایش ژئوماتیک 87، تهران، سازمان نقشه برداری کشور.
 حجام سهراب؛ خشخو یونس؛ شمس الدین وندی رضا (1387). تحلیل روند تغییرات بارندگی های فصلی و سالانه چند ایستگاه منتخب در حوضه مرکزی ایران با استفاده از روش های ناپارامتری، پژوهش های جغرافیایی، شماره 64 ، صص168-157.
دارند محمد (1393). واکاوی تغییرات مقادیر حدی بارش و دما در ارومیه به عنوان نشانه هایی از تغییر اقلیم، نشریه پژوهش های حفاظت آب و خاک جلد بیست و یکم، شماره دوم، صص 30-1.
رسولی علی اکبر؛ جهانبخش سعید؛ قاسمی احمدرضا (1392). بررسی تغییرات زمانی و مکانی مقدار پوشش ابر در ایران، فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، شماره 3(28)، صص 102-85 .
صحراییان فاطمه؛ رحیم زاده فاطمه؛ پدرام مژده(1383). روند میانگین سالانه پوشش ابری آسمان و کاهش میانگین سالانه دمای حداکثر در تعدادی از ایستگاه­های کشور، نیوار، شماره 45 ، صص 19-7.
مباشری محمدرضا؛ رضائی یوسف (1385). تشخیص پوشش مه و ابرهای کوتاه st با استفاده از تصاویر ماهواره MSG-1 ، نشریه دانشکده فنی، شماره 8(40)، صص 1119-1107.
مسعودیان سید ابوالفضل؛ کاویانی مجمدرضا (1387). اقلیم­شناسی ایران، انتشارات دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران.
مسعودیان سید ابوالفض یونسی مرضیه (1394). تحلیل روند زمانی و مکانی دمای هوا در جمهوری آذربایجان، جغرافیا و برنامه ریزی محیطی، سال 26، پیاپی58، شماره 2، تابستان، صص 16-1.
ناظری تهرودی؛ محمد خلیلی کیوان؛ احمدی فرشاد (1395). تحلیل روند تغییرات ایستگاهی و منطقه­ای بارش نیم قرن اخیر کشور ایران، نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، جلد 30، شماره 2، صص 654-643.
Abdul Aziz Omar I., Burn Donald H., (2006). Trends and variability in the hydrological regime of the Mackenzie River Basin, Journal of Hydrology 319 , pp. 282–294.
Ackerman, S. A., Strabala, K. I., Menzel, W. P., Frey, R. A., Moeller, C. C., Gumley, L. E., (1998). Discriminating clear sky from clouds with MODIS. Journal of Geophysical Research: Atmospheres (1984–2012), 103(D24), pp. 32141-32157.
Ackerman, S.A. and Platnick, S., (2011). Moderate Resolution Imaging Spectro­-radiometer (MODIS) Cloud Fraction Technical Document (ATBD), pp.1-12.
Baum, Bryan, and Platnick Steven., (2006). Introduction to MODIS cloud products." In Earth science satellite remote sensing, Springer Berlin Heidelberg, pp. 74-91.
Elasha, B.O., (2010). Mapping of climate change threats and human development impacts in the Arab region. UNDP Arab Development Report–Research Paper Series, UNDP Regiona Bureau for the Arab States.
Hahn, C.J., and Warren, S.G., (1999). Extended Edited Synoptic Cloud Reports from Ships and Land Stations Over the Globe, 1952-2009 (NDP-026C).
Hubanks, P.A.U.L., Platnick, S.T.E.V.E.N., King, M.I.C.H.A.E.L. and Ridgway, B.I.L.L., (2015). MODIS Atmosphere L3 Gridded Product Algorithm Theoretical Basis Document (ATBD) & Users Guide. ATBD reference number ATBDMOD-30, NASA.
Hyer EJ, Reid JS, Zhang J., (2011). An over-land aerosol optical depth data set for data assimilation by filtering, correction, and aggregation of MODIS Collection 5 optical depth retrievals, Atmospheric Measurement Techniques, No. 4(3), pp. 379-408.
IPCC, (2001). Climate Change 2001. The Scientific Basis. Contribution of Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Houghton, J.T.,Y. Ding, D.J. Griggs, M. Noguer, P.J. van der Linden, X. Dai, K. Maskell, and C.A. Johnson. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, pp. 881.
Jain, S.K. and Kumar, V., (2012). Trend analysis of rainfall and temperature data for India. Current Science(Bangalore), 102(1), pp.37-49.
Jiang, J.H., Su, H., Zhai, C., Perun, V.S., Del Genio, A., Nazarenko, L.S., Donner, L.J., Horowitz, L., Seman, C., Cole, J. and Gettelman, A., (2012). Evaluation of cloud and water vapor simulations in CMIP5 climate models using NASA “A‐Train” satellite observations. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 117(D14).
Johansson, E., Devasthale, A., L'Ecuyer, T., Ekman, A.M. and Tjernström, M., (2015). The vertical structure of cloud radiative heating over the Indian subcontinent during summer monsoon. Atmospheric Chemistry and Physics,15 (20), pp.11557-11570.
Kendall M.G. ,(1975). Rank Correlation Methods. Griffin, London, UK.
King, M. D., Menzel, W. P., Kaufman, Y. J., Tanre, D., Gao, B. C., Platnick, S., Ackerman, S., Remer, A. L. A., Pincus, R., and -Hubanks, P. A., (2003). Cloud and aerosol properties, perceptible water, and profiles of temperature and humidity, IEEE Trans. Geosci. Remote Sens., No. 41, pp. 442-458.
Kotarba, A.Z., (2009). A comparison of MODIS-derived cloud amount with visual surface observations. Atmospheric Research, 92(4), pp.522-530.
Li, Zhenglong, Jun Li, W. Paul Menzel, Timothy J. Schmit, and Steven A. Ackerman. (2007). Comparison between current and future environmental satellite imagers on cloud classification using MODIS, Remote Sensing of Environment 108, no. 3 (2007), pp. 311-326.
Mann H.B. ,(1945). Nonparametric tests against trend, Econometrica. 13:245-259.
Martinez-Chico, M., Batlles, F.J. and Bosch, J.L., (2011). Cloud classification in a mediterranean location using radiation data and sky images. Energy, 36(7), pp.4055-4062.
Minnis, P., Smith Jr, W.L. and Young, D.F., (2001). Cloud macro-and microphysical properties derived from GOES over the ARM SGP domain. Eleventh ARM Science Team Meeting Proceedings, Atlanta, Georgia, March 19-23, 2001.
Norris, J.R., (2000). What can cloud observations tell us about climate variability?. Space Science Reviews, 94(1-2), pp.375-380.
Ohring George, Marino joseph (1964). Changes in the Amount of cloudiness and the average surface temperature of the earth, Journal of the Atmospheric scinces, V: 21, pp. 448-450.
Platnick, S., King, M. D., Ackerman, S., Paul, A., Menzel, W., Baum, B. A., and Frey, R. A., (2003). The MODIS cloud products: Algorithms and examples from Terra, IEEE Trans. Geosci, Remote Sens, No. 41, pp. 459-473.
Sen, P.K., (1968). Estimates of the regression coefficient based on Kendall's tau. Journal of the American Statistical Association, 63(324), pp.1379-1389.
Stephens, G.L., Vane, D.G., Boain, R.J., Mace, G.G., Sassen, K., Wang, Z., Illingworth, A.J., O'Connor, E.J., Rossow, W.B., Durden, S.L. and Miller, S.D., (2002). The CloudSat mission and the A-Train: A new dimension of space-based observations of clouds and precipitation. Bulletin of the American Meteorological Society, 83(12), pp.1771-1790.
Tang, Q. and Leng, G., (2013). Changes in cloud cover, precipitation, and summer temperature in North America from 1982 to 2009. Journal of Climate, 26(5), pp.1733-1744.
Warren, S.G., Eastman, R.M. and Hahn, C.J., (2007). A survey of changes in cloud cover and cloud types over land from surface observations, 1971-96.Journal of Climate, 20(4), pp.717-738.
WU, J. and LIU, J., (2013). Variations of cloud fraction over East Asia under global warming conditions in the past 20 years. J Trop Meteorol, 19(2), pp.171-180.
Wylie, Donald, Darren L. Jackson, W. Paul Menzel, and John J. Bates., (2005). Trends in global cloud cover in two decades of HIRS observations, Journal of climate18, No. 15, pp. 3021-3031.
Xia, X., (2012). Significant decreasing cloud cover during 1954–2005 due to more clear-sky days and less overcast days in China and its relation to aerosol. In Annales Geophysicae,Vol. 30, No. 3, pp. 573-582.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 10 دی 1395
  • تاریخ بازنگری: 28 اسفند 1395
  • تاریخ پذیرش: 03 اردیبهشت 1396
  • تاریخ اولین انتشار: 01 شهریور 1397

اشتراک گذاری

ارجاع به این مقاله

آمار