پايش برف در بالادست حوضه و ارتباط آن با تغييرات مساحت آب هامون‌ها با استفاده از سنجش از دور

مقدمه آب ورودي به تالاب هايي كه در مناطق جغرافيايي خشك و نيمه خشك واقع شده اند ناشي از نزولات جوي باران و برف ارتفاعات بالادست حوزه هاي آبخيز منتهي به آن‌هاست. به منظور بررسي عوامل مؤثر بر تغييرات آن‌ها پايش نزولات جوي در بالادست به ويژه برف از اهميت شاياني برخوردار است. با توجه به شرايط سخت فيزيكي محيط‌هاي كوهستاني، امكان اندازه‌گيري دائم زميني جهت تخمين منابع برفابي وجود ندارد. به همين جهت استفاده از داده‌هاي سنجش از دور به منظور پايش تغييرات سطح برف مي تواند كمك بسيار خوبي باشد. تغييرات زماني- مكاني پوشش برف حوضه بالادست هامون هيرمند در مناطق برف‌گير شمال شرق حوضه در افغانستان مي تواند در تغييرات مساحت آب تالاب هاي نقش داسته باشد. كاهش بارش برف و مساحت تحت پوشش برف پديده اي جهاني و متاثر از پديده گرمايش جهاني و تغيير اقليم است كه مناطق مختلف را با شدت و ضعف تحت تأثير قرار داده است و كشور افغانستان در منطقه اي واقع شده كه آسيب پذيري بيشتري داشته است. تغييرات دما در بالادست حوضه مساحت تحت پوشش برف را متأثر و مقدار و توزيع آب ورودي به هامون ها را متأثر مي كند. آگاهي از تغييرات پوشش برف بالادست حوضه و ارتباط آن در تغييرات آب هامون ها مي تواند به مديريت منابع آب دشت سيستان كمك كند. مواد و روش‌ها با توجه به پيشرفت‌هاي موجود در چند دهه‌ گذشته، توسط كشورهاي مختلف سنجنده ها و ماهواره‌اي متعدد و متنوعي طراحي و به فضا ارسال‌شده كه يكي از مهم‌ترين آن‌ها، سنجنده MODIS است كه بر روي ماهواره‌هاي TERRA و AQUA نصب‌شده است. ماهواره‌هاي مذكور، با توجه به قابليت‌هاي فني و اپتيكي خود تصاوير متنوعي را در باندهاي مختلف الكترومغناطيس عرضه مي‌دارند. تصاوير ماهواره‌اي ماديس به دليل دوره بازگشت يك روزه و قدرت تفكيك زميني بهتر نسبت به ماهواره‌هاي مشابه براي تهيه نقشه‌هاي سطح پوشيده از برف مناسب است. هرچند در استفاده از تصاوير ماديس به علت قدرت تفكيك مكاني پايين، آن دسته از پوشش‌هاي برفي كه در داخل دره‌هاي كوهستاني هستند، قابل استخراج نيستند. در تصاوير ماهواره اي تشخيص ابر از برف اهميت دارد.  به منظور آماده سازي و تبديل داده‌هاي خام تصاوير خام حسگر ماديس كه از ماهواره‌هاي Terra  و Aqua دريافت شد. بر روي داده‌ها سه عمليات تبديل فرمت، تطابق زميني و كاليبراسيون انجام شد. در اين مرحله تصحيحات به‌صورت كلي بوده و تصاوير از لحاظ هندسي، راديومتريك و اتمسفريك نيز به‌صورت دقيق تري تصحيح شدند. زمين مرجع نمودن داده‌هاي ماهواره‌اي سنجنده ماديس با توجه به قدرت تفكيك 500 متر و با در نظر گرفتن اين‌كه هر پيكسل از تصاوير، سطحي معادل 500* 500 متر را مي پوشاند، ضرورت دارد. براي ژئورفرنس كردن يا زمين مرجع نمودن شكل از نرم‌افزار ENVI استفاده ‌شده است. منظور بررسي تغييرات زماني- مكاني پوشش برف حوضه بالادست هامون و نقش آن در تغييرات مساحت آب تالاب ها، از تصاوير سنجنده ماديس و شاخص NDSIاستفاده شد. نتايج و بحث توزيع زماني بلندمدت پوشش برف ماهانه نشان داد بيشترين مساحت برف به ترتيب در ماه فوريه، مارس و ژانويه است. بررسي روند تغييرات ماهانه سطح پوشيده از برف نشان داد مساحت برف با شيب تندي كاهش مي يابد، به طوري كه تقريباً در خردادماه در اكثر سال‌ها پوشش برف به حد صفر مي‌رسد. در برخي سال‌ها هم تعداد ماه هاي بدون برف به بيش از 6 ماه مي رسد. بيشترين مساحت تحت پوشش برف در فوريه سال هاي 2008، 2009 و 2014 بوده است درحالي كه بيشترين مساحت پوشش آب در سال هايي بوده كه بارش هاي سيلابي از بالادست حوضه به سمت هامون‌ها با تأخير يك تا دو ماه روانه شده است. بيشترين مساحت آب مربوط به ماه‌هاي آپريل 2005 و مي 2007 و كمترين مساحت آب مربوط به آپريل 2018 است كه هامون‌ها كاملاً خشك و فقط چاه نيمه ها داراي آب هستند. روند تغييرات مساحت پوشش برف و مساحت پوشش آب كاهشي بوده است و شيب روند تغييرات كاهشي در سري زماني داده هاي مربوط به مساحت آب تندتر از برف است. توزيع زماني ماهانه بارش برف در بالادست حوزه آبريز هامون‌هاي سيستان نشان داد كه فوريه و سپس مارس پيك مساحت پوش برف بوده‌اند. توزيع زماني ماهانه مساحت آب نيز نشان داد كه پيك  مساحت پوشش سطح آب با دو ماه تأخير در ماه هاي آپريل و مي است. در ماه هاي نوامبر و دسامبر كه مساحت آب به حداقل مي رسد بارش برف شروع به خيز مي‌نمايد. نتيجه‌گيري تالاب هاي هامون در مناطق جغرافيايي خشك و نيمه خشك واقع شده اند و آب ورودي به آن‌ها ناشي از نزولات جوي در ارتفاعات بالادست حوزه هاي آبخيز است. در اين راستا، هرگونه تغييرات طبيعي و مديريت انساني در بالادست مي تواند منجر به تغييرات پوشش آب هامون هاي هيرمند شود. توزيع زماني ماهانه بارش برف نشان داد كه فوريه و مارس بيشترين سطح پوشش برف را دارند. پنج تا شش ماه از سال هيچ برفي روي زمين نمي‌بارد و چند ماه متوالي تأمين منابع آبي از طريق ذخيره برف قطع مي‌شود. توزيع زماني ماهانه سطح آب نشان داد كه اوج پوشش سطح آب در ماه‌هاي فروردين و ارديبهشت با دو ماه تأخير بوده است. بين مساحت پوشش برف در بالادست حوضه و سطح آبي هامون در مقياس ماهانه رابطه معناداري وجود ندارد. اما در مقياس سالانه رابطه نسبتاً معناداري وجود دارد، به طوري كه ضريب تبيين مساحت آب و برف نزديك به 5/0 است، بنابراين ميزان بارش برف در ارتفاعات بالادست در تغييرات محدوده آبي هامون مؤثر است، اما به دليل ورود آب حاصل از ذوب برف از سمت ورودي‌هاي متعدد به تالاب و مديريت آن در بالادست ضريب تبيين خوبي با تغييرات ماهانه نداشته و داراي ضريب تبيين نسبتاً قابل قبولي با تغييرات مساحت سالانه است.