تاثیر تغییرات سنجه‌های اقلیمی بر تحرک و پایداری تپه‌های ماسه‌ای در آبخیز دریاچه ارومیه، ایستگاه مهاباد

مقدمه و هدف تپه‌های ماسه‌ای با ساختار منحصر به فردی که دارند می‌توانند متحرک یا ثابت باشند که عامل اصلی پایداری آنها، وجود پوشش گیاهی است. ویژگی خاص تپه‌های ماسه‌ای و رسانایی هیدرولیکی زیاد آنها باعث افزایش سرعت نفوذ آب باران می‌شود. با خشکی ذرات ماسه و از بین رفتن انسجام میان دانه‌ها، پوشش گیاهی ضعیف و فرسایش بادی را در پی خواهد داشت. با توجه به حاکم شدن شرایط جدید اقلیمی در حوزه‌های حاشیه دریاچه ارومیه، هدف این پژوهش، شناسایی و بررسی تپه‌های ماسه‌ای جدید و روند حرکتی آنها در این نواحی است. بنابراین، به‌دلیل نبودن تپه‌های‌ ماسه‌ای و شکل‌گیری نشدن آنها در سطح استان فقط ایستگاه هواشناسی مهاباد از نظر وضعیت باد و شاخص لنکستر بررسی شد. مواد و روش‌ها در این پژوهش، برای بررسی اثر تغییرات اقلیم (باد و بارش) بر فعالیت ماسه‎‌‎ها و به‌منظور پیش‌بینی احتمال تحرک تپه‎‌های ماسه‌‎ای و ماسه‎‌زارها و ‏گرد و غبار ناشی از آن‌ها، از روش جهانی لنکستر استفاده شد. بر اساس شاخص لنکستر رابطه میان تحرک ماسه و متغیرهای اقلیمی مدل‌سازی ‌شد. سپس، ذرات شن و ماسه به‌دنبال بادهای با سرعت بیشتر از آستانه فرسایش حرکت می‌کنند که با بارش موثر‏ رابطه معکوس دارد. ازاین‌ رو، داده‌های لازم شامل آمار بارش، دما، باد و رطوبت نسبی ایستگاه مهاباد از اداره کل هواشناسی استان تهیه شد. همچنین، به‌منظور تعیین سال­ های خشک و تر و اثرات آن بر افزایش یا کاهش روزهای همراه با گرد و غبار، از شاخص ‏spei استفاده شد. تبخیر و تعرق بالقوه، فراوانی و تداوم رخداد پدیده خشکسالی ­های هواشناسی با استفاده از شاخص spei محاسبه شد. برای تعیین وضعیت اقلیمی و خطر بیابان‌زایی، از شاخص خشکی (ai) استفاده شد. بر اساس اندازه‌های بارش و تبخیر و تعرق بالقوه، شاخص خشکی با استفاده از روش تورنت وایت محاسبه شد و بر مبنای تقسیم‌بندی شاخص یونپ (unep) وضعیت بیابان‌زایی منطقه مشخص شد. این شاخص ابزاری موثر برای تعیین وضعیت اقلیمی و خطر بیابان­ زایی مناطق گوناگون است. نتایج و بحث در این پژوهش، با استفاده از شاخص spei، داده‌های تبخیر و تعرق بالقوه، فراوانی و تداوم رخداد پدیده خشکسالی ­های هواشناسی تهیه شد. نتایج نشان داد که مجموع تبخیر و تعرق بالقوه در ایستگاه مهاباد 755/98 میلی‌متر در سال بود که روند آن افزایشی بود. همچنین، 84% از بادهای ثبت‌شده در این ایستگاه سرعت کمتر از 6 متر در ثانیه داشتند. در این میان، تمرکز شدیدترین باد­های مشاهده‌شده در ماه ­های (mar)، (feb) و (apr) به‌ترتیب 12/1، 11/2و 10/1% بود. همچنین، 27% از بادهای غالب سرعت 6 تا 10 متر در ثانیه داشتند و کمتر از  1% از بادهای غالب نیز سرعت 10 تا 12 متر در ثانیه داشتند. براساس شاخص لنکستر تحرک‌پذیری تپه­ های ماسه ­ای موجود در منطقه، در بازه زمانی 33 سال کمتر از 50 بود و وضعیت آنها غیرفعال بود. رابطه میان شاخص لنکستر با درصد بادهای بیشتر از آستانه فرسایش و اندازه تبخیر و تعرق مستقیم بود اما، با اندازه بارش برعکس بود. در منطقه مهاباد، آهنگ تغییرات شاخص لنکستر نسبت به افزایش یا کاهش درصد بادها با سرعت بیشتر از حد آستانه فرسایش، به یک اندازه بود. تحرک‌پذیری تپه­ های ماسه ­ای تابعی از تغییرات تبخیر و تعرق بالقوه منطقه بوده و با آن رابطه مستقیم دارد. بنابراین، با افزایش تبخیر و تعرق بالقوه، تحرک‌پذیری نیز افزایش می‌یابد. شاخص خشکی به‌دست آمده مطابق با تقسیم ­بندی ارائه شده در یونپ (unep)، نشان داد که تمام ایستگاه‌های هواشناسی استان در وضعیت نیمه‌خشک تا مرطوب هستند. بر این اساس منطقه مهاباد با خطر متوسط بیابان‌زایی و نیمه‌مرطوب مواجه است که خطر بیابان‌زایی آن را تهدید می‌کند. نتیجه‌گیری و پیشنهادها با بررسی‌های انجام شده در سطح استان آذربایجان‌غربی، مناطقی که تپه‌های ماسه‌ای شاخصی داشته ‌باشند و یا در حال تشکیل باشند، تاکنون گزارش‌نشده است. ولی در بازدیدهای انجام‌شده از ساحل دریاچه ارومیه و در محدوده شهرستان مهاباد، نشانه‌های کوچکی از شکل‌گیری تپه‌های ماسه‌ای دیده شد که یک‌ سال بعد به‌دلیل قرار گرفتن در محدوده تغییرات سالانه سطح آب دریاچه و جریان آب از اطراف ساحل از بین رفتند. در این پژوهش، ضمن شناخت روند تغییرات عناصر اقلیمی و همبستگی موجود میان این عامل‌ها به‌عنوان متغیرهای مستقل، اثرات احتمالی تغییر اقلیم بر پدیده گرد و غبار و تحرک‌پذیری تپه­ های ماسه ­ای موجود نیز بررسی شد. در تمام سال ­های آماری، تحرک­ پذیری تپه­ های ماسه ­ای موجود در منطقه کمتر از 50 بود و شاخص لنکستر به‌دست آمده برای ایستگاه همدید مهاباد، وضعیت غیرفعال را نشان داد. همچنین، براساس تحلیل حساسیت شاخص لنکستر، کاهش تحرک‌پذیری تپه­ های ماسه ­ای با کاهش اندازه تبخیر و تعرق بالقوه بیشتر از نرخ افزایش آن در حالت افزایش تبخیر و تعرق بالقوه بود. بر مبنای تقسیم ­بندی شاخص یونپ (unep)، منطقه مهاباد با شاخص خشکی نیمه‌مرطوب و با کمترین اندازه تبخیر و تعرق، با خطر متوسط بیابان‌زایی مواجه است. ازاین‌رو، با در نظر گرفتن شرایط اقلیمی حاکم، توصیه می‌شود در استفاده از زمین بسیار دقت شود و از روش‌های بهینه آبیاری در کشاورزی استفاده شود.

the effect of changes in climate parameters on the mobility and stability of sand dunes in the watershed of lake urmia mahabad station

introduction and goal sand dunes with their unique system can be mobile or stable, and the main factor influencing their stability is the presence of vegetation cover. the unique characteristics of sand dunes and their high hydraulic conductivity increase the rate of rainwater infiltration. with the drying of sand particles and the loss of cohesion between grains, weak vegetation and wind erosion will occur. considering the new climatic conditions prevailing in the areas surrounding urmia lake, the aim of this research is to identify and examine the new sand dunes and their movement trends in these regions. therefore, due to the absence and their formation at the provincial level, only the mahabad meteorological station was examined regarding wind conditions and the lancaster index.research materials and methodsin this research, to examine the effect of climate changes (wind and precipitation) on sand activity and to predict the likelihood of mobility of sand dunes and sand fields, as well as the dust generated from them, the global lancaster method was used. based on the lancaster index, the relationship between sand mobility and climatic variables was modeled. then, sand and dust particles move following winds with speeds exceeding the erosion threshold, which has an inverse relationship with effective precipitation. therefore, the necessary data including precipitation statistics, temperature, wind, and relative humidity of the mahabad station were obtained from the provincial meteorological organization. also, in order to determine dry and wet years and their effects on the increase or decrease of dust days, the spei index was used. potential evapotranspiration, frequency, and continuity of meteorological droughts can be calculated using the spei index. to determine the climatic status and the risk of desertification, the aridity index (ai) was used. considering the precipitation and potential evapotranspiration measurements, the aridity index was calculated using the torrent white method, and the desertification status of the region was determined according to the unep classification. this index is an effective tool for determining the climatic status and desertification risk of various regions.results and discussionin this research, using the spei index, data on potential evapotranspiration, frequency, and duration of meteorological drought events were collected. the results showed that the total potential evapotranspiration at the mahabad station was 755.98 mm per year, with an increasing trend. about 84% of the winds recorded in this station have a speed of less than 6 m per second. meanwhile, the concentration of the strongest observed winds is in the months of (mar), (feb) and (apr) with 12.1, 11.2 and 10.1 percent, respectively. additionally, 27% of the prevailing winds had speeds between 6 to 10 meters per second, while less than 1% of the prevailing winds had speeds between 10 to 12 meters per second. according to the lancaster index, the mobility of the existing sand dunes in the area over a 33 year period was less than 50, indicating that their status was inactive. the relationship between the lancaster index and the percentage of winds exceeding the erosion threshold was direct, while it was inverse with the amount of precipitation. in the mahabad region, the rate of changes in the lancaster index in relation to the increase or decrease in the percentage of winds exceeding the erosion threshold was equal. the mobility of the sand dunes is a function of changes in potential evapotranspiration in the area and has a direct relationship with it. therefore, with an increase in potential evapotranspiration, mobility also increases. the aridity index obtained, according to the classification provided by unep, showed that all meteorological stations in the province are in a semi arid to humid status. consequently, the mahabad region faces a medium risk of desertification, which threatens its semi humid status.conclusion and suggestionsbased on the studies conducted in west azerbaijan province, areas with significant sand dunes or those currently forming have not been reported so far. however, during visits to the shores of lake urmia and within the boundaries of mahabad county, small signs of sand dune formation were observed, which disappeared a year later due to being within the range of annual water level fluctuations of the lake and the flow of water from the surrounding shore. in this study, while recognizing the trend of changes in climatic elements and the correlation between these factors as independent variables, the possible effects of climate change on the dust phenomenon and the mobility of existing sand dunes have been investigated. in all statistical years, the mobility of existing sand dunes in the region was less than 50 and the lancaster index obtained for the mahabad synoptic station showed an inactive state. also, based on the sensitivity analysis of the lancaster index, the decrease in the mobility of sand dunes with a decrease in the potential evapotranspiration was greater than the rate of increase in mobility under conditions of increased potential evapotranspiration. based on the unep index classification, the mahabad region has a semi humid aridity index with the lowest level of evapotranspiration, facing a medium risk of desertification. therefore, considering the prevailing climatic conditions, it is recommended to be extremely careful and sensitive in land use and to use optimal irrigation methods in agriculture and drinking.