شناسایی وردش‌های زمانی و مکانی دمای رویه زمین در حوضه‌ی آبریز گاوخونی

کیخسروی کیانی, محمدصادق

doi:10.22111/jneh.2025.49646.2062

شناسایی وردش‌های زمانی و مکانی دمای رویه زمین در حوضه‌ی آبریز گاوخونی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

محمدصادق کیخسروی کیانی

استادیار آب و هواشناسی، دانشکده‌ی علوم جغرافیایی و برنامه‌ریزی، دانشگاه اصفهان

10.22111/jneh.2025.49646.2062

چکیده

حوضه‌‌ی آبریز گاوخونی با مساحت تقریبی 42 هزار کیلومترمربع در مرکز ایران قرار گرفته و رودخانه‌‌‌ی زاینده‌رود به عنوان بزرگ‌ترین رودخانه فلات مرکزی ایران به طول تقریبی 400 کیلومتر در این حوضه در جریان بوده و حیات بسیاری از سکونتگاه‌های شهری و روستایی وابسته به این رود است. طی سال‌های گذشته تغییرات اقلیمی و به تبع تغییرات دمایی تنش‌های زیادی را به این حوضه وارد کرده است. هدف از مطالعه‌ی حاضر بررسی تغییرات دما در حوضه‌ی گاوخونی به کمک داده‌های سنجنده‌ی مودیس تررا می‌باشد. در همین راستا داده‌های این سنجنده در تفکیک مکانی 1×1 کیلومتری و برای بازه‌ی زمانی 1/1/1379 تا 29/12/1402 به صورت روزانه از تارنمای ناسا دریافت گردید و داده‌های این سنجنده بر روی حوضه استخراج شد. در گام بعدی تفکیک زمانی داده‌ها از روزانه به ماهانه و فصلی تبدیل شد و شیب خط رگرسیون بر روی سری زمانی داده‌ها برازش داده‌ شد. یافته‌ها نشان می‌دهد به طور کلی در فصول بهار، تابستان و زمستان روند افزایش دمای رویه دیده می‌شود اما در فصل زمستان روند افزایش دما بر روی ارتفاعات غربی و جنوبی حوضه نمود بالایی دارد به گونه‌ای که نرخ روند افزایش دما در این فصل بر روی مناطق یادشده به 4 درجه‌ی سلسیوس به ازاء هر دهه نیز می‌رسد. همچنین بررسی رابطه‌ی میان نرخ تغییرات دما- ارتفاع به روشنی گویای این مسئله است که در فصل زمستان به ازاء افزایش ارتفاع آهنگ روند افزایشی دما نیز بیشتر می‌شود و این مسئله از این رو دارای اهمیت بالایی است که ذخایر برفی در ارتفاعات حوضه نقش بالایی در تأمین آب رودخانه‌ی زاینده‌رود دارند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

اقلیم شناسی

عنوان مقاله [English]

Detecting temporal and spatial changes in land surface temperature (LST) in the Gavkhuni Basin

نویسنده [English]

Mohammad Sadegh Keikhosravi Kiani

Assistant professor, Faculty of Geographical Sciences and Planning, University of Isfahan, Iran

چکیده [English]

The Gavkhuni basin with an area of approximately 42 thousand square kilometres is located in the central region of Iran. The Zayandehroud River is the largest river within the central plateau stretching over 400 kilometers in this basin. The livelihoods of many urban and rural settlements rely heavily on the presence of this river. However, over recent years, the basin has experienced significant tensions as a result of climate change and subsequent trends in temperature. This study aims to analyze land surface temperature trends in the Gavkhuni basin using MODIS Terra (MOD11A1) data. The data from this product, at a spatial resolution of 1×1 km, were obtained daily from the NASA website for the period spanning from 1379/1/1 to 1402/12/29. The temporal resolution was changed from daily to monthly and seasonal, and a regression line slope was fitted to the time series. The results demonstrate a general increasing trend in temperature during spring, summer, autumn, and winter seasons. In winter, the western and southern highlands of the basin experience a pronounced rise in temperature, with an increase of over 4 degrees Celsius per decade. Furthermore, the analysis of the relationship between temperature changes and altitude reveals that, in winter, temperature rises with increasing altitude. This finding is of great significance as the snow-covered areas in the high elevations play a vital role in the water supply of the Zayandehroud River.

کلیدواژه‌ها [English]

Gavkhuni basin
land surface temperature
MODIS
regression line slope

مراجع

آباد، بهروز؛ صلاحی، برومند؛ رئیس‌پور، کوهزاد؛ مرادی، مسعود. (1401). برآورد تلفیقی دمای شب‌هنگام سطح زمین در حوضه آبریز جازموریان با استفاده از داده‌های سنجنده‌ی مودیس ماهواره‌های Terra/Aqua. مجله‌ی فیزیک زمین و فضا، 48(1)، 111-93.

احمدی، محمود؛ داداشی، عباسعلی؛ احمدی، حمزه. (1397). پایش دمای شب‌هنگام سطح زمین در گستره‌ی ایران مبتنی بر برونداد سنجنده‌ی (MODIS). فصلنامه تحقیقات جغرافیایی،33(1)،۱۷۴-۱۹۰.

حلبیان، امیرحسین؛ کیخسروی کیانی، محمدصادق. (1395). شناسایی ساختار مکانی دمای رویه‌ی زمین در حوضه‌ی زاینده‌رود با بهره‌گیری از داده‌های عددی ماهواره‌ای. مجله‌ی آمایش جغرافیایی فضا، 26(7)، 128-115.

کیخسروی کیانی، محمدصادق؛ مسعودیان، سید ابوالفضل (1399). واکاوی روند تغییرات آغاز فصل انباشت پوشش برف در ایران با بهره‌گیری از داده‌های سنجش از دور. مجلهی جغرافیا و برنامهریزی محیطی، 77(1)، 14-1.

Abowarda, A. S., Bai, L., Zhang, C., Long, D., Li, X., Huang, Q., & Sun, Z. (2021). Generating surface soil moisture at 30 m spatial resolution using both data fusion and machine learning toward better water resources management at the field scale. Remote Sensing of Environment, 255, 112301.

Aguilar-Lome, J., Espinoza-Villar, R., Espinoza, J.-C., Rojas-Acuña, J., Willems, B. L., & Leyva-Molina, W.-M. (2019). Elevation-dependent warming of land surface temperatures in the Andes assessed using MODIS LST time series (2000–2017). International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 77, 119-128.

Akbari, M., Toomanian, N., Droogers, P., Bastiaanssen, W., & Gieske, A. (2007). Monitoring irrigation performance in Esfahan, Iran, using NOAA satellite imagery. Agricultural water management, 88(1-3), 99-109.

Dash, P., Göttsche, F.-M., Olesen, F.-S., & Fischer, H. (2002). Land surface temperature and emissivity estimation from passive sensor data: Theory and practice-current trends. International journal of remote sensing, 23(13), 2563-2594.

Duan, S.-B., Li, Z.-L., Li, H., Göttsche, F.-M., Wu, H., Zhao, W., Coll, C. (2019). Validation of Collection 6 Modis land surface temperature product using in situ measurements. Remote Sensing of Environment, 225, 16-29.

Eleftheriou, D., Kiachidis, K., Kalmintzis, G., Kalea, A., Bantasis, C., Koumadoraki, P., . . . Gemitzi, A. (2018). Determination of annual and seasonal daytime and nighttime trends of MODIS LST over Greece-climate change implications. Science of the Total Environment, 616, 937-947.

Gandomkar, A., & Fouladi, K. (2012). The necessity of optimized management on surface water sources of Zayanderood basin. International Journal of Geological and Environmental Engineering, 6(5), 241-245.

Guha, S., Govil, H., Dey, A., & Gill, N. (2018). Analytical study of land surface temperature with Ndvi and Ndbi using Landsat 8 OLI and TIRS data in Florence and Naples city, Italy. European Journal of Remote Sensing, 51(1), 667-678.

Hansen, J., Ruedy, R., Sato, M., & Lo, K. (2010). Global surface temperature change. Reviews of Geophysics, 48(4).

Immerzeel, W., & Bierkens, M. (2012). Asia's water balance. Nature Geoscience, 5(12), 841-842.

Koven, C. D., Hugelius, G., Lawrence, D. M., & Wieder, W. R. (2017). Higher climatological temperature sensitivity of soil carbon in cold than warm climates. Nature Climate Change, 7(11), 817-822.

Li, Z., Duan, S., Tang, B., Wu, H., Ren, H., Yan, G., Leng, P. (2016). Review of methods for land surface temperature derived from thermal infrared remotely sensed data. Journal of remote sensing, 20(5), 899-920.

Liu, T., Zhou, C., Zhang, H., Huang, B., Xu, Y., Lin, L., Xiao, Y. (2021). Ambient temperature and years of life lost: a national study in China. The Innovation, 2(1).

Luintel, N., MA, W., MA, Y., Wang, B., & Subba, S. (2019). Spatial and temporal variation of daytime and nighttime MODIS land surface temperature across Nepal. Atmospheric and Oceanic Science Letters, 12(5), 305-312.

Noi, P. T., Kappas, M., & Degener, J. (2016). Estimating daily maximum and minimum land air surface temperature using MODIS land surface temperature data and ground truth data in Northern Vietnam. Remote Sensing, 8(12), 1002.

Ouyang, X., Chen, D., Feng, Y., & Lei, Y. (2019). Comparison of seasonal surface temperature trend, spatial variability, and elevation dependency from satellite-derived products and numerical simulations over the Tibetan Plateau from 2003 to 2011. International journal of remote sensing, 40(5-6), 1844-1857.

Qin, J., Yang, K., Liang, S., & Guo, X. (2009). The altitudinal dependence of recent rapid warming over the Tibetan Plateau. Climatic Change, 97(1), 321-327.

Rangwala, I., & Miller, J. R. (2012). Climate change in mountains: a review of elevation-dependent warming and its possible causes. Climatic Change, 114, 527-547.

Stroppiana, D., Antoninetti, M., & Brivio, P. A. (2014). Seasonality of MODIS LST over Southern Italy and correlation with land cover, topography and solar radiation. European Journal of Remote Sensing, 47(1), 133-152.

Trigo, I. F., Monteiro, I. T., Olesen, F., & Kabsch, E. (2008). An assessment of remotely sensed land surface temperature. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 113(D17).

Vancutsem, C., Ceccato, P., Dinku, T., & Connor, S. J. (2010). Evaluation of Modis land surface temperature data to estimate air temperature in different ecosystems over Africa. Remote Sensing of Environment, 114(2), 449-465.

Voogt, J. A., & Oke, T. R. (2003). Thermal remote sensing of urban climates. Remote Sensing of Environment, 86(3), 370-384.

Wan, Z., Zhang, Y., Zhang, Q., & Li, Z., L. (2004). Quality assessment and validation of the MODIS global land surface temperature. International journal of remote sensing, 25(1), 261-274.

Yang, K., Wu, H., Qin, J., Lin, C., Tang, W., & Chen, Y. (2014). Recent climate changes over the Tibetan Plateau and their impacts on energy and water cycle: A review. Global and Planetary Change, 112, 79-91.

Yang, M., Zhao, W., Cai, J., Yang, Y., & Fu, H. (2023). Evaluation of consistency among MODIS land surface temperature products for monitoring surface warming trend over the Tibetan Plateau. Earth and Space Science, 10(1), e2022EA002611.

Yang, Y. Z., Cai, W. H., & Yang, J. (2017). Evaluation of Modis land surface temperature data to estimate near-surface air temperature in Northeast China. Remote Sensing, 9(5), 410.

Yao, T., Xue, Y., Chen, D., Chen, F., Thompson, L., Cui, P., Mosbrugger, V. (2019). Recent third pole’s rapid warming accompanies cryospheric melt and water cycle intensification and interactions between monsoon and environment: Multidisciplinary approach with observations, modelling, and analysis. Bulletin of the American Meteorological Society, 100(3), 423-444.