لزوم مطالعات و اندازه گیری برف-بخش اول-مقدمه
شناخت برف به عنوان یکی از انواع بارش از دیدگاههای مختلفی دارای اهمیت است. این نوع بارش که تاثیر مهمی بر سامانه اقلیمی دارد با تغییرات اقلیمی دچار نوسانات زیادی شده است. از این روی مطالعه آن چه از نظر فیزیکی، اقلیمی و …. نیاز به بررسی تاثیرش بر سامانه اقلیم دارد. به این منظور باید این خصوصیات و منابع مورد استفاده را از طرق مختلف اندازه گیری کرده و کسب نمود.
در دهههای اخیر، اهمیت روزافزون مقوله تغییر اقلیم نیازهای جدیدی را برای داشتن اطلاعاتی از پوشش برف در دامنه مقیاسهای مکانی و زمانی گسترده آشکارسازی تغییر اقلیم، توسعه مدلهای فرآیند برف و فعالیتهای اعتبارسنجی ایجاد نموده است (مثل فراوردههای ماهوارهای پوشش برف، مدلهای فیزیکی برف، خروجی مدلهای اقلیم منطقهای و جهانی). اعتبارسنجی مدلهای فیزیکی توده برف چند لایهای نیاز به داشتن اطلاعات جزئی و تفصیلی از ساختار و ساختمان برف، آلبیدوی سطح، نیمرخهای دمایی، ذوب برف و شارهای انرژی سطحی دارد. دخیل نمودن فرآیندهای ریزمقیاس همچون برفگیرش و تصعید از بخش سایهانداز گیاهان در مدلهای فیزیکی برف (مثل پومروی، ۱۹۹۸) نیاز جدیدی برای اطلاعات توده برف ذخیره شده در سایهانداز پوشش گیاهی ایجاد نموده است. در مقیاس بزرگتر، پردازش مدلهای سطح زمین و هیدرولوژیکی (ورسگی، ۱۹۹۱؛ کلین و همکاران، ۱۹۹۸) نیاز به داشتن اطلاعاتی از پراکنش مکانی و ویژگیهای پوشش برف میباشد تا روشها و رهیافتهایی را که نوسانات ریزشبکهای برف را با پوشش گیاهی و عوارض در بر میگیرد پوشش داده، توسعه و اعتبار سنجی نماید (اِسِری، ۱۹۹۷). حتی در مقیاسهای بزرگتر، مدلهای جهانی اقلیم (مدلهای گردش عمومی) نیازهای جدیدی از پراکنش جهانی پوشش و آب معادل برف در مقیاسهای زمانی متوسطهای اقلیمی و ماهانه به منظور اعتبارسنجی شبیهسازیهای پوشش برف تولید نمودهاند. باری (۱۹۹۷) مروری از نیازها و وضعیت دادههای یخچالشناسی را برای فعالیتهای اعتبارسنجی مدل مهیا نموده است.
این نیازمندیهای جدید برای اطلاعات پوشش و خواص برف در دامنه گستردهای از مقیاسهای زمانی و مکانی چالشی برای جامعه تحقیقاتی برف که به منظور مشاهده و تحلیل اطلاعات پوشش برف کار میکنند ایجاد نموده است. جمعآوری سیستمیک اطلاعات انباشت برف (برفبارش، بارش، نوع بارش) و توزیع مجدد آن نیاز به توسعه و کاربرد تکنولوژی گیرندههای جدید و روشهایی برای تفسیر این سنسورها را میطلبد. برای مثال، سنسورهای فراصوتی عمق برف با تفکیک زمانی بسیار بالا نیاز به استفاده از پردازشگر و کنترل کیفیت منطقی جهت حذف دادههای پرتی که به وسیله باد برف ایجاد شده دارند. یکی از بزرگترین چالشها، توسعه سیستمهای خودکار برای اندازهگیری دقیق و مطلوب بارشهای زمستانه میباشد (گودیسون و همکاران، b 1998).
از اواخر دهه ۱۹۶۰ ماهوارهها وسایلی را برای پایش پوشش برف (رابینسون و همکاران، ۱۹۹۳) در حمایت از آشکارسازی تغییر اقلیم (هل، ۱۹۸۸) ایجاد و برای اعتبارسنجی شبیهسازیهای پوشش برف به وسیله مدلهای گردش عمومی مهیا نمودند (فاستِر و همکاران، ۱۹۹۶؛ فری و رابینسون، ۱۹۹۸). هنگامی که ماهوارهها قادر به پایش گستره پوشش برف با دقت کافی برای اهداف پایش اقلیم گردیدند تلاشهایی برای توسعه روشهای مطلوب مشاهده آب معادل برف (SWE) از فضا در پوششهای زمینی و عوارض متنوع که در بخش ۵-۳ بیان شده صورت گرفت. در اینجا نیاز به مشاهدات زمینی مستمر عمق و آب معادل برف میباشد تا اعتبارسنجی و توسعه الگوریتم ماهوارهای را حمایت نماید. همان طور که توسط باری و همکاران (۱۹۹۵) ذکر شده است، هیچ تک سنسوری یا هیچ روشی به تنهایی نمیتواند اطلاعات پوشش برف مورد نیاز برای نیازهای کنونی را مهیا نماید. بنابراین الحاق و پیوند اطلاعات زمینی، مدلها و مشاهدات ماهوارهای نتیجتاً شکلی یکپارچه و جداییناپذیر از علم مدرن برف است به همین دلیل است که مقیاسگذاری (بلوسچل، ۱۹۹۹؛ ارکسلبن و همکاران، ۲۰۰۲؛ مولتوچ و همکاران، ۲۰۰۴) این چنین مهم گشتهاند. مثلاً یک اندازهگیری نقطهای زمینی را چگونه میتوان به برآورد ماهوارهای آب معادل برف در پیکسلی به مساحت ۲۵×۲۵ کیلومتری مرتبط نمود؟
منبع: سبزی پرور، علی اکبر؛ هلالی، جلیل؛ پناهی، مهدی؛ ۱۳۹۳؛ برف و اقلیم، فرآیندهای فیزیکی، تبادل انرژی سطحی و مدلسازی، انتشارات دانشگاه بوعلی سینا
نویسنده: جلیل هلالی