کاربردهای gisدر آب و هواشناسی
gist آب وهواشناسی کاربردها کاربردهای GIS در آب وهوا شناسیطی دهه اخیر، تحقیقات در زمینه کاربردهای سامانه هایاطلاعات جغرافیایی(GIS)در شمار فراوانی از حوزه ها منجمله پردازش داده های هواشناسی

کاربردهای gisدر آب و هواشناسی

1396/11/4 | نسخه قابل چاپ | نویسنده : اکبر فرید

کاربردهای GIS در آب وهوا شناسی
طی دهه اخیر، تحقیقات در زمینه کاربردهای سامانه های اطلاعات جغرافیایی(GIS) در شمار فراوانی از حوزه ها منجمله پردازش داده های هواشناسی و آب و هواشناسی رو به فزونی گذاشته است. این علاقمندی فزاینده به GIS در ارتباط مستقیم با کاهش قیمت محصولات انبوه GIS در بازار توام با پیشرفت های چشمگیری در زمینه توانایی پردازش کامپیوتری بوده است. علاوه بر آن، گسترش و فراگیری اینترنت را نیز به آن افزود که حاصل آن راهکارها و راه حل های از پیش سفارش شده زمان واقعی و سریع برای بسیاری از مصرف کنندگان هدف وادارات هواشناسی اغلب کشورها بوده است. مشاهدات مستقیم هواشناسی بعنوان مثال از سنجش و اندازه گیری باران، دماسنج) یا مشاهدات غیرمستقیم (از طریق ماهواره یا رادارهای هواشناسی) اطلاعاتی متفاوت را در اختیارمان قرار می دهند که می توانیم از آنها بعنون پارامترهای جدید تشریح کننده حالت  و وضعیت جو استفاده نمائیم. بطور خاص، روش هایGIS تجزیه و تحلیل جز به جز الگوهای فضایی پارامترهای متعدد جوی را میسر ساخته و شرایطی برای تبیین دقیق بی نظمی ها و ناهماهنگی ها در آب و هوا و اقلیم در گذر زمان و فضا را فراهم می آورند. بسیاری از پارامترهای اقلیمی و آب و هوا شناسی وابستگی شدیدی به عوامل جغرافیایی از قبیل توپوگرافی، کاربری اراضی، ارتفاع پوشش گیاهی دارند. به همین دلیل کاربردهای GIS در هواشناسی و آب و هوا شناسی با موفقیت روبرو شده است و شکاف بین دانشمندانی که تکنیک های GISرا عرضه می کنند، جغرافیدانان و دانشمندان علوم جوی را برطرف نموده است. در اروپا و ایالات متحده آمریکا از GIS در آب و هواشناسی و هواشناسی استفاده شده است. در این تحقیق برخی از کاربردهای GIS در اروپا مطرح خواهد شد. مجموعه مقالات اروپایی ها که در این زمینه مطرح گردیده اند از کنفرانس GIS در زمینه آب و هوا شناسی و هوا شناسی گه در کنگره های EGU در سال های 2003 و 2004 برگزار گردیده اند در این مقال ارائه می شوند.
ابتدا مقاله "کاربردهای
GIS در هواشناسی و آب و هواشناسی" به قلم دیرلس و همکاران می پردازیم. در این مقاله اهداف اصلی برنامه 719 Cost بطور خلاصه مطرح شده است. این اهداف عبارتند از استقرار رابطه بین GIS و داده های هواشناسی. ارزیابی قابلیت دسترسی، محتویات و دسترسی به مجموعه داده های هواشناسی و آب و هواشناسی و سرانجام تشویق و ترویج همکاری های در سطح اروپا همچنین در این مقال ساختار کلی کاری از طریق 3 کار گروه تبیین گردیده و به تشریح وضعیت پروژه های در حال انجام پرداخته میشود. توقع بر آن است که برنامه عملی 719 Cost منجر به پیشنهاداتی برای به اشتراک گذاری بهتر داده ها و فرمت های مشترک فایلها و تولید مقرون به صرفه تر اطلاعات هواشناسی و آب و هواشناسی شود. برنامه عملی پیاده سازی شده تاکنون موجب بهبود همکاری های بین کشورهای اروپایی در زمینه کاربردهای GIS در حوزه هواشناسی، آب و هواشناسی و علوم زیست محیطی گردیده است. ساختار کلی 719 Cos چارچوب این مقاله راتشکیل داده و آن را به 3 بخش تقسیم میکن. در نخستین مجموعه مقالات بطور استاندارد داده ها،  قابلیت دسترسی و ماسئل عملیاتی و فناوری پرداخته میشود. مجموعه بعدی به تکنیک های فضایی سازی و سرانجام نمونه هایی از کاربردهای GIS در هوا شناسی و آب و هواشناسی می پردازد.
در مقاله زیر ساخت داده های فضایی برای داده های هواشناسی و آب و هوا شناسی پروژه
UNIDART تشریح شده است.  هدف این پروژه پیوند دادن پایگاه های داده ای گوناگون از مکان های مختلف و دسترسی به آنها از یک رابط وب و ارائه آنها به مصرف کننده هدف در قالب یک پایگاه داده ای مجازی است. در مقاله بعدی عملیاتی "سازی داده های استاندارد درعلوم اقلیمی" به تحولات درحوزه GIS و محاسبات توزیعی پرداخته میشود که منجر به زیر ساخت فضایی داده ها در علوم اقلیم میشوند. با استفاده از استانداردهای ISO یک مدل انتزاعی داده ها طراحی و عرضه گردیده و برای مجموعه ای از داده های اقلیمی به کار میرود. یک رابط سرور Web Map ساخته شده و سرویس وب Web برای دسترسی از راه دور به داده های شبکه ای شده ترسیم شده است. این روش دارای چالش هایی نیز است. البته، عملیاتی بودن داده ها در سطح گسترده برای علوم اقلیمی امکان پذیر به نظر نمی رسد. در مقاله بعدی "طراحی وعرضه مدلی برای کاربردهای GIS در ادامه ملی آبی و هواشناسی لهستان" به بحث و بررسی پیشینه و تحولات اخیر در زمینه کاربردهای GIS در اداره ملی هواشناسی و آب و  هواشناسی لهستان پرداخته میشود. چند نمونه از GIS در آن گنجانده شده اند. ترکیب از تحلیل هیدورلوژیکی و هیدرولیکی با تحلیل فضایی بررسی و تعیین نواحی آسیب پذیر برای سیلابها را میسر ساخته و اطلاعات در مورد ساختمان های در معرض خطر را مقایسه میکند. در "مقاله برنامه های کاربردی اقلیمی: یک پایگاه داده ای جهانی از پارامترهای سطح زیمن با رزولوشن 1 کیلو متری" ابعاد توزیع داده ها در شبکه گسترده جهانی و تکنیک های فضامدرا را به هم پیوند میدهد. پایگاه داده های ECoCLIMAP بصورت آن لاین در اختیار جامعه پژوهشی قرار می گیرد.
شیوه استفاده شده برای استخراج شاخص مساحت برگ و دیگر پارامترهای از نقشه های پوشش اراضی، نقشه های اقلیمی و داده های
NDVI ارائه میشود. پارامترهای پوشش از داده های ماهواره برای هر ماه، اقلیم و قاره استخراج میشون. این پایگاه داده ای از مدلهای لانه شبکه ا ی مفید بوده و سطحی یکپارچه بین کلیه مدل ها را فراهم می آورند در مقاله بعدی، "پهنه بندی مبتنی بر GIS برای اشعه های ساطع شده، دما و اندازه گیری های آنها در نواحی دارای رشته کوهای کم ارتفاع" (هانش و همکاران) به تعاملات بین کاربردی اراضی و عوارض زمین در رشته کوه های کم ارتفاع که دارای توپوگرافی پیچیده می باشند و تاثیرات آنها بر اقلیم نیز مورد بررسی قرار گرفته است. از GIS جهت بررسی تراز تشعشع، دما و تبخیر از طریق تلفیق مدل تشعشع (تابش) و مدل جوب پوشش گیاهی استفاده میشود. ساز و کار پیوند و بازخورد بین پوشش گیاهی و جو نواحی گوناگونی مورد بررسی قرار می گیرد. این نتایج برای مدل سازی بودجه آب، جنگل داری و تامین انرژی جایگزین و کوچک سازی حجم اطلاعات ماهواره کاربردی هستند. در مقاله "کاربردها GIS برای توسعه و تحول نقشه های دمایی و آب و هواشناسی: لهستان" به ترسیم نقشه های دمایی هوایی برای لهستان پرداخته شده است. چند روش ضمیمه سازی فضایی ارائه میشوند. چند پارامتر جغرافیایی از جمله ارتفاع، عرض جغرافیایی، طول جغرافیایی و فاصله تا سواحل بالتیک بعنوان متغیرهای پیش بینی برای دما و هوا به کار رفته اند. نتایج با استفاده از پارامترهای دما از قبیل مدت زمان فصل رشد، مدت زمان گرما و سرمای تابستان و زمستان نشان داده می شوند. در این مقاله نشان داده می شود که ابزارهای GIS محاسبه و نمایش آسان منطقه با شرایط معینی دمایی علاوه بر استفاده از نقشه های GIS برای نظارت و بررسی اقلیم را میسر می سازند.
در مقاله "کاربردهای
GIS" (مادلین و همکاران ) یک روش درون یابی فضایی جهت برآورد نمودن تاثیرات حداقل دما و عوامل جغرافیایی و توپوگرافیکی بر تولید شامپانی ارائه می شود. نقشه های مربوط به خطر انجماد در تاکستان از طریق داده های گرداوری شده برای 5 فصل بهای اخیر تولید و عرضه شوند. بدین ترتیب نقشه ای برای میانگین دمای برآورده شده برای کل تاکستان میسر گردید و در نتیجه پرورش دهندگان انگور میتوانند نواحی حساس جنگلی را شناسایی کنند. برآوردهای مدل با آسیب مشاهده شده در اثر انجماد برای محصول در طول فصل 2003 و توافق نسبتا خوب بین انجماد مشاهده شده و پیش بینی شده مقایسه می شوند.
معرفی و عرضه
GIS فرصت های جدیدی را فراهم آورده است که ترکیب داده ها ازمنابع مختلف را ممکن می سازند. مقاله "نظام تصمیم گیری کشاروی – اکولوژیکی مبتنی بر GIS براساس آب و هواشناسی شبکه ای
(توئیتو و همکاران) دستاوردهای اخیر در کشور نروژ در زمینه توسعه و تحول نظام تصمیم کشاورزی آب و هواشناسی را تشریح نموده است. این سیستم اطلاعات شبکه ای آب و  هوا را با داده های خاک و زراعت تلفیق میکند . طرح واره های درون یابی از اطلاعات عوارض زمین بهره می برند. مدل رطوبت خاک جهت برآورد محتویات آب خاک استفاده می شود و حلالیت خاک را در جهت آبیاری و شخم زدن تعیین میکند. همچنین این سیستم مدلی برای شناسایی روزهای مناسب جهت برداشت محصولات را دارد. این روش مزایای بکارگیری
GIS و داد های توزیع شده زمین شناسی در رشته هایمختلف را نشان می دهد. همچنین در زمینه ارزیابی قابلیت خاک نیز ارزشمند است مقاله "کاربردهای فناوری GIS برای نقشه کشی مرکزی اروپا جهت برآورد کردن رسوبگذاری عرضی و طبقاتی، از طریق داده های مایکروویو ماهواره، را ارائه می کنند. نتایج حاصل از تحلیل گران به شکل نقشه شدت رسوبگذاری و توزیع دامنه آن ارائه می شوند. لایه های رسوبی و دمایی از طریق داده های شبکه ای مدل پیش بینی آب و هوا ایجاد میشوند. مقاله "انتخاب مکان برای تلسکوپ بسیار بزرگ با استفاده از تکنیک هایGIS" (گراهام و همکاران) توضیح می دهدکه چگونه میتوان از تکنیک های GIS برای انتخاب مکان ایدئال برای تلسکوپ غول پیکر بهره برد. یک پایگاه داده ای ترکیبی که عمدتا متشکل از داده ای باز تحلیل ECMWF و NCEP – NCAR می باشد، طراحی و ساخته شده است.
یک نسخه مقدماتی از رابطه تعاملی
GIS و یک پایگاه داده ای درشبکه گسترده جهانی (WWW) در اختیار می باشند. نویسندگان این مقاله نشان داده اند که زبان محاسبه جاوا می تواند رابط های سازگار با کاربر را ایجاد کرده و همچنین بررسی های ریاضیای و GIS از پایگاه داده ای آب و هوا شناسی و ژئومورفولوژیکی را اجرا نمایند. کاربرد دبگر GISبرای نگهداری جاده ها در زمستان در کشور لهستان مورد بحث و بررسی قرار می گیرد. مدل ICeMiSerGIS برای مطالعه و بررسی خرده اقلیم جاده بین شهر کراکوف و مرکز  کوهستانی با اسلواکی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج بدست امده از این تحقیق نشان داه اند که این مدل توانسته است دمای سطح جاده را پیش بینی کند تامسر جاده ای با دقت بالایی مورد بررسی قرار گیرد. سرانجام، این مدل دمای سطح جاده ای را با دقت 100 درصدی و با یک مبنای دمایی حدود °C15/0 پیش بینی نموده است.
 علاوه بر آن، ای مدل قادر بوده است تا زمان یخبندان و حدال روزانه
RST¢ (دمای سطح جاده) را پیش بینی نماید. علاوه بر آن، این مدل قادر بوده است تا زمان یخبندان و حداقل میزان RST روزانه را به درستی و با دقت پیش بینی کند.
آخرین مقاله "کاربردهای
GIS در پردازش و استقرار همبستگی بین داده های بارش و توان پیش بینی را دارهای آب و هوایی" (گورخوویچ و همکاران) از GIS برای محاسبه همبستگی بین توان پیش بینی را در آب و هوای و داده ای بارش بهره می برد که کاربردی مفید برای مدل سازی هیدرولوژیک توزیع شده و سیستم های هشدار اولیه برای مدیریت سیلاب است. دانشمندن علوم جوی آینده ای درخشن را برای GIS متصورند اما در عین حال همکاری ها و همبستگی های بین GIS و دست اندرکاران امورجوی و اقلیمی از محدودیت زیر ساخت اطلاعاتی رنج می برند. بعنونا، تسهیم داده ها در اثر مجموعه ای از فرمت های متفاوت فایل و خدمات تحول با مانع و دست انداز مواجه می شود. در حالی که ممکن است همین داده ها در فایل GeoTIFF یا در فایل net CDF یا از طریق سرویس OPeNDAP یا ArcIMS در اختیار باشند، نرم افزارهای کاملا متفاوت و API های متفاوتی برای هر مورد نیاز هستند. علاوه بر آن، همواره ناهماهنگی هایی بین مدل های مفهومی استفاده شده در دو مجموعه وجود دارند. شماری از تحولات اخیر در زمینه استانداردها امیدهای جدیدی برای قابلیت درون یابی داده های جوی GIS را فراهم می آورند.





موضوعات مرتبط با این مطلب :
____________________________________________________
برچسب ها:
,,
نام :
ايميل:
سايت:
کد تایید:
ارسال نظر به صورت خصوصي به مدیر سایت

ساخت وبلاگ