آشکارسازی رخداد بارش سنگین اردیبهشت ماه 1403 با استفاده از تصاویر ماهواره سنتینل 1 (مطالعه موردی: استان خراسان رضوی)

مزیدی, احمد; محمدی راوری, فروغ

doi:10.30467/nivar.2024.482006.1310

آشکارسازی رخداد بارش سنگین اردیبهشت ماه 1403 با استفاده از تصاویر ماهواره سنتینل 1 (مطالعه موردی: استان خراسان رضوی)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

احمد مزیدی ¹

فروغ محمدی راوری ²

¹ دانشیار اقلیم شناسی گروه جغرافیا دانشگاه یزد، یزد، ایران

² دانشجوی دکتری تخصصی اقلیم‌شناسی دانشگاه یزد، یزد، ایران

10.30467/nivar.2024.482006.1310

چکیده

هدف از تحقیق حاضر بررسی بارش سنگین و سیلاب رخداده در اردیبهشت ماه 1403 خراسان رضوی می‌باشد. در این مطالعه با بررسی داده های بارش اردیبهشت ماه خراسان رضوی مشاهده شد که اوج بارش شدید در روز 27، 28 و 29 اردیبهشت ماه بوده است، سپس این دوره برای مطالعه در نظر گرفته شد. جهت تحلیل همدیدی این بارش سنگین از نقشه های روزانه تراز های سطح زمین، 500 هکتوپاسکال، امگا، چرخندگی و وزش رطوبتی تراز 850 هکتوپاسکال استفاده شد. داده‌های مربوط به تعیین مناطق دارای سیل نیز با استفاده از تصاویر ماهواره سنتینل در محیط گوگل ارث انجین تهیه و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که سامانه کم‌فشار در جنوب شرقی ایران و شمال غرب پاکستان با حرکت خود هوای گرم و مرطوب را از مناطق جنوبی به شمال شرق ایران هدایت ‌می‌کند. این سامانه در 29 اردیبهشت 1403 هوای مرطوب را به سمت شمال شرق ایران هدایت کرده، و باعث افزایش رطوبت در این منطقه شده است که این افزایش رطوبت در ترکیب با دماهای بالاتر، باعث افزایش دمای بیشتر و افزایش بارش شدید در این منطقه شده است. نقشه تراز 500 هکتوپاسکال نیز شکل گیری ناوه‌ای عمیق در غرب ایران و فرود ضعیف در شمال شرق ایران را نشان می‌دهد که به تدریج فرود موجود در شمال شرق ایران قوی‌تر شده و خطوط هم ارتفاع به هم نزدیک شدند و ناپایداری ایجاد کرده است همچنین مسیر حرکت رطوبت غربی شرقی_بوده و از طریق دریای خزر به سمت شمال شرق ایران حرکت کرده است. همچنین تصاویر ماهواره‌ای سنتینل نشان دهنده‌ی افزایش بارش ناشی از ناپایداری‌های جوی و حرکت سامانه‌های کم‌فشار؛ به‌ویژه در مناطق مرکزی، شرق و جنوبی استان می‌باشد. مساحت محاسبه شده‌ی سیلاب 6822.9 کیلومتر مربع برآورد شده است که تأثیر قابل توجهی بر هیدرولوژی و جغرافیای منطقه داشته است و می‌تواند پیامدهای مهمی برای کشاورزی، زیرساخت‌ها و اکوسیستم‌های خراسان رضوی در پی داشته باشد.

کلیدواژه‌ها

"استان خراسان رضوی"

"بارش سنگین"

"سنتینل1"

"ماهواره"

موضوعات

اقلیم شناسی

عنوان مقاله English

Detecting the Heavy rain Event in May 1403 Using Sentinel 1 Satellite Images (Case Study: Razavi Khorasan Province)

نویسندگان English

Ahmad Mazidi ¹

Foroogh Mohammadi Ravari ²

¹ Associate Professor of Climatology, Department of Geography, Yazd University, Yazd, Iran.

² PhD student of Climatology, Yazd University, Yazd, Iran

چکیده English

This study aims to investigate the heavy rainfall and flooding that occurred in May 2024 in Khorasan Razavi . In this research, an analysis of the rainfall data for May 2024 in Khorasan Razavi revealed that the peak of the heavy rainfall occurred on the 16, 17, and 18 of May, which were selected for further study. To analyze the synoptic conditions of this heavy rainfall, daily maps of surface pressure, 500 hPa, Omega, Vorticity, and moisture flux at 850 hPa were used. Satellite images from the Sentinel mission in Google Earth Engine were also employed to identify flood-prone areas and conduct a detailed analysis. The results showed that a low-pressure system in southeastern Iran and northwestern Pakistan directed warm and moist air from the southern regions towards northeastern Iran. On May 18, 2024, this system transported moist air towards northeastern Iran, leading to increased humidity in the region. This rise in humidity, combined with higher temperatures, resulted in further temperature increases and intense rainfall. The 500 hPa maps also showed the development of a deep trough in western Iran and weak subsidence in northeastern Iran. Gradually, the subsidence in northeastern Iran strengthened, and isobaric lines converged, creating instability. The moisture flux followed a west-east trajectory, moving towards northeastern Iran through the Caspian Sea. Additionally, Sentinel satellite imagery indicated an increase in rainfall due to atmospheric instability and the movement of low-pressure systems, especially in the central, eastern, and southern parts of the province. The estimated area affected by the flooding was 6,822.9 square kilometers, which had a significant impact on the hydrology and geography of the region and could have important consequences for agriculture, infrastructure, and ecosystems in Khorasan Razavi.

کلیدواژه‌ها English

"Khorasan Razavi province"

"heavy rain"

"sentinel 1"

"Satellite"

احمدی، محمود؛ جعفری، فرزانه؛ (1395)، تحلیل همدیدی سیل ویرانگر تیرماه سیل 1394 شمال ایران، فصلنامه جغرافیای طبیعی، شماره 34، 83-104. https://jopg.larestan.iau.ir/article_531683.html .104-83
امیدوار، کمال و محمدی راوری، فروغ؛ (1401) ،تحلیل همدید بارش سنگین و سیلابی آبان ماه ۱۴۰۰ استان گیلان، ششمین کنگره بین المللی توسعه کشاورزی، منابع طبیعی، محیط زیست و گردشگری ایران. https://civilica.com/doc/1622796
برنا، رضا؛ (1396)، شناسای الگوهای همدید بارش های سنگین در حوضه مارون ( مطالعه موردی: بارش 29 آبان 1392)، فصلنامه جغرافیای طبیعی، سال دهم، شماره 36، صص 47-60. https://sanad.iau.ir/Journal/jopg/Article/983034/FullText
پژوه، فرشاد؛ جعفری، فرزانه؛ (1399)، واکاوی همدیدی بارش های سیل آسا و مخاطره ای غرب و جنوب غرب ایران در دهه اول فروردین 1398، فصلنامه علمی - پژوهشی اطلاعات جغرافیایی، شماره 114، صص 165-184. http://www.sepehr.org/article_44600.htm
ثقفی مهدی، رضایی مقدم محمد حسین. ارزیابی کاربرد روش ژئومورفولوژی جهت طبقه بندی ریسک مخاطرات سیل با استفاده از منطق فازی (مطالعه موردی: حوضه آبریز اوجان‌چای). پژوهش های فرسایش محیطی. ۱۳۹۱; ۲ (۱) :۱۳-۲۸. http://magazine.hormozgan.ac.ir/article-1-84-fa.html
سلامتی هرمزی، وحید؛ امیدوار، کمال؛ کاوسی، رضا؛ حمزه نژاد، مجتبی؛ (1396)، شناسایی و تحلیل همدیدی-دینامیکی الگوهای جوی سیلاب آبان 1394در استان های ایلام و لرستان، مجله علمی و ترویجی نیوار، شماره 97-96، صص 9-27. https://www.magiran.com/paper/
سلیمانی ساردو، فرشاد، رفیعی ساردویی، الهام، مصباح زاده، طیبه، و آذره، علی؛ (1400)؛ استفاده از تصاویر سنتینل 1 جهت پایش خسارت سیلاب فروردین 1399, جنوب استان کرمان براساس الگوریتم جنگل تصادفی. مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، 15(53 )، 23-32. https://sid.ir/paper/393773/fa
شیرانی رانکی، سیما، (1398)، مقایسه و ارزیابی مدل LARS-WG و SDSM در شبیه سازی بارش های فرین خراسان رضوی، پایان نامه کارشناسی ارشد رشته آب و هواشناسی گرایش کاربردی، دانشگاه سیستان و بلوچستان.
عابدینی، موسی؛ فتحی جوکدان، رقیه؛ (1395)، پهنه بندی خطر وقوع سیل در حوضه آبریز کرگانرود با استفاده از ARC GIS، هیدروژئومورفولوژی7 : 17-1. 1001.1.23833254.1395.3.7.1.7
فیضی زاده، بختیار، هلالی، حسین؛ (1389)، مقایسه روشهای پیکسل پایه، شیء گرا و پارامترهای تاثیرگذار در طبقه بندی پوشش/کاربری اراضی استان آذربایجان غربی، پژوهش های جغرافیای طبیعی، دوره 42، شماره 71، صص 84-73. https://www.sid.ir/paper/138891
محمودی شیبا، کریم‌زاده صدرا؛ (1402)، کاربرد تحلیل‌های مکانی و پردازش تصویر برای شناسایی گستره سیل با استفاده از تصاویر ماهواره سنتینل ۱و۲، نشریه علوم و فنون نقشه برداری، دوره 12، شماره4، صص 36-21. http://jgst.issgeac.ir/article-1-1125-fa.html
Ajmar, A.; Boccardo, P.; Broglia, M.; Kucera, J.; Giulio-Tonolo, F.; Wania, A. Flood Damage Survey and Assessment: New Insights from Research and Practice. In Response to flood events: the role of satellite-based emergency mapping and the experience of the Copernicus Emergency Management Service; Daniela Molinari, F.B., Scira Menoni, Ed.; John Wiley & Sons, Inc., 2017; Vol. 228, pp. 213–228 ISBN 978-1-119-21792-3.
Chen,Y.L., Ghu,Y.J., Chen, C.S. , Tu, C.C.,Teng, J.H. and Lin,P.L., 2018. Analysis and Simulations of a Heavy Rainfall Event over Northern Taiwan during 11–12 June 2012.Monthly Weather Review. 146:2715-2697.
Feyisa GL, Meilby H, Fensholt R, Proud SR (2014) Automated water extraction index: a new technique for surface water mapping using Landsat imagery. Remote Sens Environ 140:23–35.
Gorelick N et al (2017) Google Earth Engine: planetary-scale geospatial analysis for everyone. Remote Sens Environ 202:18–27.
Han BP (2010) Reservoir ecology and limnology in China: a retrospective comment. J Lake Sci 22(2):151–160.
Hermas, E., Gaber, A., & El Bastawesy, M. (2021). Application of remote sensing and GIS for assessing and proposing mitigation measures in flood-affected urban areas, Egypt. The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Science, 24(1), 119-130.
Huang Q et al (2018) Discharge estimation in high-mountain regions with improved methods using multisource remote sensing: a case study of the Upper Brahmaputra River. Remote Sens Environ 219:115–134.
IPCC (2014). Climate Change 2014: Impacts, Adaptation, and Vulnerability. Part A: Global and Sectoral Aspects. Contribution of Working Group II to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press.
IPCC Climate Change 2021: The Physical Basis Available online: https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/ (accessed on 1 August 2022).
Lin QQ, Han BP (2001) Reservoir limnology and its application in water quality management: an overview. Acta Ecol Sin 21(06):1034–1040.
NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration). (2020). Understanding Floods: Causes, Types, and Prevention. Available at: NOAA Website.
United Nations Environment Programme (2023). "How climate change is making record-breaking floods the new normal." Retrieved from UNEP.
World Bank. (2010). Pakistan Floods 2010: Preliminary Damage and Needs Assessment. Available at: World Bank Website
Yanzhen, K. Xindong, O. Shigong, W. Chunqing, D. Kezheng, S. And Yang, Z. (2020): Statistical Characteristics And Synoptic Situations Of Long-Duration Heavy Rainfall Events Over North China. Earth And Space Science. Pp. 1-18.
Yian, S.Yu, D. And Guixing, C. (2019): Ensemble Sensitivity Analysis Of Heavy Rainfall Associated With Three Mcss Coexisting Over Southern China. Journal Of Geophysical Research: Atmospheres. Pp. 1-27.
Zhang YF, Ai HB, Du QY, Zhang L (2014) Application of water extraction algorithm based on pyramid image segmentation in automatic aerial triangulation for island and reef. Bull Surv Map 12:70–73.