بررسی تغییرات پهنۀ آبی خلیج گرگان و ارتباط آن با تغییرات بارش و تراز آب دریای خزر با استفاده از داده ‏های سنجش از دور

در پژوهش حاضر به بررسی تغییرات بلندمدت (طی سال‏های 1999 تا 2019) و فصلی (سال 2018) پهنۀ آبی خلیج گرگان و ارتباط آن با تغییرات بارش و میزان تراز آب دریای خزر در همین بازۀ زمانی پرداخته شده است. به این منظور، پهنۀ آبی بلندمدت با استفاده از سری زمانی تصاویر ماهواره‏های landsat8 , landsat5 و sentinel2 و با بهره‌گیری از شاخص modified normalized difference water index2 (mndwi2) و اعمال حد آستانۀ مناسب به دست آمد. همچنین، از داده‏های ماهواره‏های topix و json برای بررسی تغییرات تراز آب دریای خزر و از تصاویر ماهواره‏ایtrmm به منظور بررسی تغییرات بارندگی استفاده شد. نتایج نشان داد سطح آب خلیج گرگان طی بازۀ زمانی بررسی‌شده کاهش چشمگیری داشته است و این روند همچنان ادامه دارد. این تغییرات در سواحل کم‌شیب و نواحی غربی تالاب میانکاله بیشتر مشهود است. نتایج گویای این امر است که تغییرات پهنۀ آبی خلیج گرگان در بازۀ بلندمدت همبستگی زیادی (0.92) با میزان نوسان‌های تراز آب دریای خزر دارد. شایان یادآوری است طی این بازۀ 20 ساله تغییرات تراز سطح آب دریای خزر حدود 120 سانتی‌متر بوده است، اما میزان همبستگی پهنۀ آبی با میزان بارش در مقیاس بلندمدت کم (0.1) است. این روند در بازۀ کوتاه‌مدت یک‌ساله کاملاً عکس است و از آنجا که تغییرات تراز آب دریای خزر در بازۀ یک‌ساله بسیار کم (5 سانتی‌متر) است، بنابراین پهنۀ آبی خلیج گرگان نیز همبستگی بسیار کمی (0.09) با آن دارد. اما در همین بازۀ یک‌ساله همبستگی نسبتاً متوسطی بین تغییرات بارش و میزان پهنۀ آبی خلیج گرگان با یک تاخیر یک‌ماهه وجود دارد.

Investigating the changes in the water body of Gorgan Bay and its relationship with precipitation and water level of the Caspian Sea by using remote sensing data

In the present study, longterm (during 1999 to 2019) and seasonal changes (during 2018) of the area of Gorgan Bay and its relationship with the changes in precipitation and Caspian Sea water level have been studied. The longterm water body was calculated by using the time series of Landsat8, Landsat5 and Sentinel2 satellites imagery, and employ the MNDWI2 index. Also, data from Topix and Json satellites were used to study the changes of Caspian Sea water level and TRMM satellite data was used for precipitation changes. The results showed that the water body of Gorgan Bay has decreased significantly during the study period and this trend continues. The long term changes in the water area of Gorgan Bay have a high correlation (0.92) with the amount of fluctuations in the water level of the Caspian Sea. During this 20year period, the changes in the water level of the Caspian Sea have been about 120 cm. But the correlation between water area and precipitation in the long period is low (0.1). This trend is quite the opposite in a short period of one year and since the changes in the water level of the Caspian Sea in a period of one year is very small (5 cm), so the water area of Gorgan Bay has a very low correlation (0.09) with it. But in the same period, there is a relatively moderate correlation between rainfall changes and the area of Gorgan Bay water body with a delay of one month.