برآورد و تحلیل اُفت محیطی دما، ارتفاع تراز انجماد، ارتفاع خط تعادل در کنش متقابل با توزیع هیپسومتریک و آلتیمتریک ارتفاعات دنا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری ژئومورفولوژی، گروه جغرافیای طبیعی، دانشکدۀ علوم جغرافیایی و برنامه‌‌ریزی، دانشگاه اصفهان، اصفهان،ایران

2 دانشیار گروه جغرافیای طبیعی، دانشکدۀ علوم جغرافیایی و برنامه‌‌ریزی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

نمایه‌های محیطی افتاهنگ محیطی دما، ارتفاع تراز انجماد، ارتفاع خط تعادل و درصد برف‌پوش در بررسی رفتار محیطی سیستم‌ ناهمواری‌ها و تقویت و کنترل فعالیت‌های یخچال‌های کوهستانی دائمی و غیر دائمی اثرگذار هستند. در این پژوهش با استفاده از داده ‌های رادیوسوند شبکه‌ای روابط دما و ارتفاع در دورة آماری 2005 تا 2018 بررسی شد و متوسط سالانه، فصلی، ماهانه و ساعتی به دست آمد. بر اساس روابط رگرسیونی بین تغییرات دما و ارتفاع نرخ افت محیطی دما محاسبه و ارتفاع تراز انجماد بدست آمد. همچنین ارتفاع خط تعادل یخچالی با در نظر گرفتن حداکثر FLH تابستانه بدست آمد. همچنین برای تحلیل درصد برف‌پوش از داده‌های ماهواره‌ای مودیس ترا و آکوا کمک گرفتیم. نتایج نشان می‌دهد که نرخ ELR به شدت با دمای سطح زمین در دوره‌های گرم و سرد سال مرتبط است بدین صورت که در دوره‌های گرم سال، ELR افزایش و در دوره‌های سرد سال کاهش می‌یابد. بررسی ELA ارتفاعات دنا نشان می‌دهد که این تراز به طور متوسط در ارتفاع 5241 متری واقع شده در حالی که بلندترین ارتفاع در سایت کوهستانی دنا 4450 متر است در نتیجه از لحاظ شرایط اقلیمی، امکان ایجاد یخچال‌های فعال و دائمی در این تودة کوهستانی وجود ندارد. درصد برف‌پوش بالاتر از تراز FLH تقریباً 2 برابر سطوح پائین دست آن است که البته در مواقع سرد سال این تفاضل تا 3 برابر نیز افزایش می‌یابد. با بررسی نیمرخ هیپسومتریکی ارتفاعات دنا دو آستانة T_1 و 〖 T〗_2 به ترتیب در ارتفاع 2400 و 3400 متر بر اساس تغییرات شیب منحنی تعیین گردید. عبور و نوسان مولفه‌های محیطی مورد بحث از این آستانه‌های توپوگرافیک می‌تواند منجر به پاسخ‌های تصاعدی سیستم ناهمواری ارتفاعات دنا به انباشت و تراکم و برداشت یخ و برف و نیز توان و توزیع هیدرولیکی آن در طول سال و در فاز‌های سرد و گرم گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Estimating and analysis of Environmental Lapse Rate,, Freezing Level Height,, Equilibrium Line Altitude interaction with Hypsometric and Altimetric distribution of Dena

نویسندگان [English]

  • mahmood soltaneian 1
  • abdolah seif 2
چکیده [English]

In this study, using radiosonde data of temperature and altitude relationship networks during 2005 to 2018 statistical period, annual, seasonal, monthly and hourly averages were obtained. Based on the regression equations between temperature changes and altitude the environmental temperature drop rate was calculated and the solidification level height was calculated. The results show that ELR rate is strongly correlated with ground surface temperature in hot and cold seasons, so that ELR increases during warm seasons and decreases in cold seasons.
The ELA survey of the Dena Heights shows that this level is at an average altitude of 5241 meters, while the highest elevation is at the Dena Mountain Range of 4450 meters, as a result, in terms of climatic conditions, it is not possible to create permanent and active glaciers in this mountain range. The percentage of snow cover above the FLH level is about 2 times that of the downstream levels, but this difference can be increased up to 3 times in the cold season. According to the hypsometric profiles of Dena elevations, two elevations of T1 and T2 at 2400 and 3400 m were determined based on curve slope changes, respectively. The crossing and oscillation of the environmental components from these topographic thresholds can lead to exponential responses of the Dena altitude toughness System to the accumulation and density of ice and snow, as well as its hydraulic power and distribution throughout the year and in warm and cold phases.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Environmental Lapse Rate
  • Freezing Level Height
  • Equilibrium Line Altitude
  • Snow Cover
  • Dena
ابراهیمی، بابک؛  عبدالله سیف (1395). ارتفاع خط تعادل (TP-ELA) و (TPW-ELA) در ارتفاعات زاگرس، مجلۀ پژوهش‌های دانش زمین. پیاپی ۲۸. https://esrj.sbu.ac.ir/article_96155.html
اسفندیاری، فریبا؛ مقصود خیام (1386). تحلیلی بر اثرات ژئومورفیک برفساب در دامنۀ شرقی سبلان، پژوهش‌های جغرافیایی. شمارۀ 60. https://journals.ut.ac.ir/article_18898.html
صلحی، سینا (1397). مدل‌سازی و بازسازی قلمروهای یخچالی کواترنر پایانی در ارتفاعات شمال و شمال‌غرب ایران، پایان‌نامۀ دکتری. دانشگاه اصفهان. http://thesisdl.ui.ac.ir/
صلحی، سینا؛ عبدالله سیف (1397). برآورد تراز انجماد، ارتفاع خط تعادل، ارتفاع مرز پرمافراست و درصد برف‌‌پوش در ارتفاعات سبلان و اثر آن بر منابع آب، تحقیقات آب و خاک ایران. دورۀ 49. شمارۀ 6. https://ijswr.ut.ac.ir/article_69703.html
طاحونی، پوران (1383). شواهد ژئومرفولوژیک فرسایش یخچالی پلیستوسن در ارتفاعات تالش، پژوهش‌های جغرافیایی. شمارۀ 47. https://jrg.ut.ac.ir/article_10757.html
کاویانی، محمدرضا؛ بهلول علیجانی (1382). مبانی آب‌ و هواشناسی، انتشارات سمت. چاپ نهم. https://samta.samt.ac.ir/content/9117
مهدوی، مسعود، مهدی طاهرخانی (1391). کاربرد آمار در جغرافیا، نشر قومس. http://www.ghoomes.com/index.php/photos/album/5/photo/330.html
یمانی مجتبی؛ علی اکبر شمسی‌پور؛ مریم جعفری ‌مقدّم(1390). بازسازی‌ برف‌مرزهای‌ پلیوستوسن در حوضۀ جاجرود، پژوهش‌های جغرافیای طبیعی. دورۀ 43. شمارۀ 2. https://www.sid.ir/fa/journal/ViewPaper.aspx?id=136472
Barria, I. Carrasco, J. Casassa, G. Barria, P. (2019), Simulation of Long-Term Changes of the Equilibrium Line Altitude in the Central Chilean Andes Mountains Derived From Atmospheric Variables During the 1958–2018 Period, Environmental Sciences, Vol7. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fenvs.2019.00161/full
Bolch, T.  Kulkarni, A. Kääb, A. Huggel, C. Paul, F. Cogley, G. Frey, H. Kargel, J.S. (2012). The state and fate of Himalayan Glaciers. Journal of Science, 336(10), 310-314. https://science.sciencemag.org/content/336/6079/310
Bradley, R. S.  Keimig, F.  Diaz, H. F. Hardy, D. R. (2009). Recent Changes in Freezing Level Heights in the Tropics with Implications for the Deglacierization of High Mountain Regions. Geophysical Reasearch Letters, 36(17), 1-4. https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2009GL037712
Coudrain, A, Francou, B. Kundewicz, W. (2005). Glacier Shrinkage in the Andes and Consequences for Water Resources. Journal of Hydrological Sciences, 50(6), 925-932. https://hal.ird.fr/ird-01223163/document
Diaz, H. F. Eischeid, J. K. Duncan, C. Bradley, R. S. (2003). Variability of Freezing Levels, Melting Season Indicators, and snow cover for Selected High-Elevation and Continental Regions in the last 50 years. Journal of Climate Change, 59(1-2), 33-52. http://www.geo.umass.edu/faculty/bradley/diaz2003.pdf
Diaz, H.F. and Graham, N. E. (1996). Recent Changes in Tropical Freezing Heights and the Role of Sea Surface Temperature. Journal of Nature, 383(1038), 152-155. https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1996Natur.383..152D/abstract
Dong, L. Zhang, M. Wang, S. Qiang, F. Zhu, x. Ren, Z (2015). The freezing level height in the Qilian Mountains, northeast Tibetan Plateau based on reanalysis data and observations, 1979-2012, Quaternary International, Volumes 380-381, 60-67. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1040618214006235
Ebrahimi, B. Seif, A. (2016). Equilibrium-Line Altitudes of Late Quaternary Glaciers in the Zardkuh Mountain. Journal of Geopersia, 6(2), 299-322. https://journals.ut.ac.ir/article_58674.html
Fujita, K. and Nuimura, T (2011). Spatially Heterogeneous Wastage of Himalayan glaciers. Proceding of the Natural Academy of Science of the Unitaed State of America,108(34),14011-14014.https://www.pnas.org/content/108/34/14011
Gardner, A. S. Moholdt, G. Cogley, G. Wouters, B. Arendt, A.A. Wahr, J. Berthier, E. Hock, R. Pfeffer, W.T. Kaser, G. Ligtenberg, R.M. Bolch, T. Sharp, M.J. Hagen, J.O. van den Broeke, M.R. Paul, F (2013). A Reconciled Estimate of Glacier Contributions to Sea Level Rise: 2003 to 2009. Journal of Science, 340 (6134), 852-857.https://science.sciencemag.org/content/340/6134/852
Gue, Y, Zhang, Y (2011). Variability of atmospheric freezing level height derived from radiosonde data in China during 1958-2005 and its impact to cryosphere changes, Journal of Sciences in Cold & Arid Regions, 3(6), 485-490. https://mall.cnki.net/magazine/article/HAQK201106006.html
Haeberli, W. Hoelzle, M. Paul, F. Zemp, M. (2007). Integrated Monitoring of Mountain Glaciers as Key Indicators of Global Climate Change: The European Alps. Annals of Glaciology 46(1), 150-160. https://www.cambridge.org/core/journals/annals-of-glaciology/article/integrated-monitoring-of-mountain-glaciers-as-key-indicators-of-global-climate-change-the-european-alps/ C9848CCE2786F04521150290022F2CC9
Hall, D. K. and G. A. Riggs. (2015). MODIS/Terra Snow Cover Monthly L3 Global 0.05Deg CMG, Version 6. [Indicate subset used]. Boulder, Colorado USA. NASA National Snow and Ice Data Center Distributed Active Archive Center.doi:http://dx.doi.org/10.5067/MODIS/MOD10CM.006. [Date Accessed]. 
https://nsidc.org/data/MOD10CM/versions/6
Hall, D. K. and G. A. Riggs. (2016). MODIS/Aqua Snow Cover Monthly L3 Global 0.05Deg CMG, Version 6. [Indicate subset used]. Boulder, Colorado USA. NASA National Snow and Ice Data Center Distributed Active Archive Center.doi:http://dx.doi.org/10.5067/MODIS/MYD10CM.006. [Date Accessed].
https://nsidc.org/data/MYD10CM/versions/6
Harris, N.G. Gettys, N. Bowman, K.P. Shin, D.B. (2000). Comparison of Freezing-level Altitude from NCEP Reanalysis with TRMM Precipitation Radar Bright Band Data. Journal of Climate, 13(23), 4137- 4148. https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/13/23/1520-0442_2000_013_4137_coflaf_2.0.co_2.xml
Hoffmann, G (2003). Taking the Pulse of the Tropical Water Cycle. Journal of American Association for the Advancement of Science, 301(5634), 776-778.https://science.sciencemag.org/content/301/5634/776
Li, Z. Li, H. Chen, Y. (2011). Mechanisms and Simulation of Accelerated Shrinkage of Continental Glaciers: A Case Study of Urumqi Glacier No. 1 in eastern Tianshan, Central Asia. Journal of Earth Science, 22(4), 423–430.https://link.springer.com/article/10.1007/s12583-011-0194-5
Meier, M. F. and Post, A.S. (1962). Recent Variation in Mass net Budgets of Glaciers in Western North America. Journal of International Association of Scientific Hydrology Publications, 58, 63-77. https://www.coldregions.org/vufind/Record/19973
Porter, S. C. (2001). Snowline Depression in the Tropics During the Last Glaciation. Journal of Quaternary Science Reviews,20(10), 1067-1091. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0277379100001785
Rabatel, A. Bernard, F. Soruco, A. Gomez, J. Caceres, B. Ceballos, J.L. Basantes, R. Vuille, M. Sicart, J.E. Huggel, C. Scheel, M. Lejeune, Y. Yves, A. Collet, M. Thomas, C. Consoli, G. Favier, V. Jomelli, V. Galarraga R. Patrick, G. Maisincho, L. Mendoza, J. Menegoz, M. Ramirez, E. Ribstein, P. Suarez, W. Villacis, M. Patrick, W. (2013). Current State of Glaciers in the Tropical Andes: A multi Century Perspective on Glacier evolution and Climate Change. Journal of Cryosphere, 7(1), 81-102. https://tc.copernicus.org/articles/7/81/2013/
Rachal, P. Matteo, S. Brice, R. Lestyn, D. Robert, G. 2020, Climatic controls on the equilibrium-line altitudes of Scandinavian cirque glaciers, Geomorphology, Vol 352. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0169555X19304775
Seif, A (2015). Equilibrium-Line Altitudes of Late Quaternary Glaciers in the Oshtorankuh Mountain, Iran. Journal of Quaternary International, 374, 126-143. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1040618215001858
Tadono, T. Ishida, H. Oda, F.  Naito, S.  Minakawa, K.  Iwamoto, H. (2014). Precise Global DEM Generation by ALOS PRISM, Sensing and Spatial Information Sciences, 2(4), 71 ISPRS Annals of the Photogrammetry. Journal of Remote -76. https://www.isprs-ann-photogramm-remote-sens-spatial-inf-sci.net/II-4/71/2014/
Takaku, J. Tadono, T. Tsutsui, K. (2014). Generation of High-Resolution Global DSM from ALOS PRISM, The International Archives of the Photogrammetry. Journal of Remote Sensing and Spatial Information Sciences, XL (4), 243-248. https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2014ISPAr.XL4..243T/abstract
Vuille, B., M. Favier, V. Cáceres, B. (2004). New Evidence for an ENSO Impact on Low Latitude Glaciers: Antizana 15, Andes of Ecuador. Journal of Geophysical Research (Atmospheres), 109 (D18), 106-123. https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2003JD004484
Wang, S. Zhang, M. Li, Z.  Wang, F. Li, H. Li, Y. Huang, X. (2011). Glacier Area Variation and Climate Change in the Chinese Tianshan Mountains Since 1960. Journal of Geographical Sciences, 21(2), 263-273. https://www.researchgate.net/publication/225338150_Glacier_area_variation_and_climate_change_in_the_Chinese_Tianshan_Mountains_since_1960
Wang, S. Zhang, M. Pepin, N. Zhongqin, li. Meiping, Sun. Xiaoyan, H. Wang, Q. (2014). Recent changes in freezing level heights in High Asia and their impact on glacier changes, JGR Atmosphere, Vol 19, Issue 4. Pages 1753-1765. https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/2013JD020490
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/2013JD020490
Yao, T. Thompson, L. Yang, W. Yu, W. Gao, Y. Guo, X. Yang, X. Duan, K. Zhao, H. Xu, B. Pu, J. Lu, A. Xiang, Y. Kattel, D.B. Joswiak, D. (2012). Different Glacier Status with Atmospheric Circulations in Tibetan Plateau and Surroundings, Journal of the Nature of Climate Change, 2(9), 663-667. https://www.nature.com/articles/nclimate1580
Zhang, Y. Guo Y (2011). Variability of Atmospheric Freezing-Level Height and its Impact on the Cryosphere in China. Annals of Glaciology, 52(58), 81-88. https://www.cambridge.org/core/journals/annals-of-glaciology/article/variability-of-atmospheric-freezinglevel-height-and-its-impact-on-the-cryosphere-in-china/DBEEB6B427D45655159273096BB4B9EC