چند سالی است این سوال که “آیا لوت گرمترین نقطه جهان است؟” در محافل و مجامع گوناکون تخصصی و غیر تخصصی مطرح می­شود و مورد بحث بسیار قرار می­گیرد. برای پاسخ به این سوال باید ابتدا دانست که سنجه درست و استاندارد برای مشخص کردن گرمای یک نقطه چیست. بر اساس معیارهای بین المللی و جهانی که توسط سازمان جهانی هواشناسی (WMO) منتشر شده است، گرمای هر نقطه بر روی زمین باید توسط دستگاه های کالیبره و استاندارد در ایستگاه های زمینی و در ارتفاع 1.2 تا 2 متری از سطح زمین و به دور از هرعامل غیرطبیعی و ساخته دست بشر و به دور از تششعات گرمایی ناشی از فعالیتهای انسانی سنجیده شود. عوامل بسیاری چون میزان رطوبت هوا، ارتفاع از سطح دریاهای آزاد در نقطه محل مطالعه، میزان گرد و غبار، سرعت و جهت وزش باد، پوشش گیاهی، نوع و رنگ خاک و سنگ هر منطقه، وجود منابع آبی و بسیاری فاکتورهای دیگر در گرمای هوا در یک محیط موثر هستند. بر اساس این معیارها بیشترین گرمای زمین در جولای 1913 با دمای 56.7 درجه سانتیگراد (134 درجه فارنهایت) توسط ایستگاه هواشناسی زمینی مستقر در بیابان “دره مرگ” امریکا ثبت گردید. پس از آن در سیزدهم سپتامبر سال 1922 ایستگاه هواشناسی مستقر در بیابان العزیزیه لیبی دمای 58 درجه سانتیگراد (136.4 درجه فارنهایت) را ثبت کرد.
اما مناطقی که کاندیدای قطب گرمایی زمین هستند همگی در مناطقی هستند که راه اندازی و نگهداری ایستگاه هواشناسی و تجهیزات آن بسیار سخت و تقریبا ناممکن است. با پیشرفت فن آوری و امکان بهره­مندی از ماهواره ها در بیست سال اخیر روشهایی جدید برای مشخص کردن محل دقیق قطب گرمایی زمین و اندازه گیری این دما توسعه یافته­اند. یکی از معتبرترین روشها بر اساس اندازه گیری میزان پرتوهای بازتاب شده از سطح زمین است. ماهواره LandSat7 در اوایل جولای 1999 در مدار زمین قرار گرفت و وظیفه آن بررسی های اولیه و جمع آوری اطلاعات از فاکتورهای مختلف زیستی بر روی زمین مانند فعالیت پلانکتونهای دریایی و میزان پرتوهای بازتابی وگرمای سطح زمین بود. با تمرکز بیشتر بر روی یافتن قطب گرمایی زمین ابزاری به نام MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) باهمکاری سازمان فضایی آمریکا و یک شرکت خصوص ساخته شد. نسخه پنج این ابزار که در اصل یک سنسور بسیار دقیق بود در سال 1999 بر روی ماهواره Terra و در سال 2002 بر روی ماهواره Aqua نصب گردید و این دو ماهواره برای اندازه­گیری میزان پرتوهای بازتاب شده از سطح زمین در مدار قرارگرفتند. این حسگر دقیق داده­های جمع آوری شده را با کمک الگوریتمهای از پیش برنامه ریزی شده خود به نقشه گرمایی تبدیل می­کند و اطلاعات را بر اساس شاخصی به نام LST ارائه میکند. LST یا همان دمای سطح زمین (Land Surface Temperature) با اینکه سنجه بسیار خوبی برای دانستن گرمای محیط است اما لزوما بیان کننده دقیق گرمای یک محیط نیست.MODIS 5  از سال 2003 تا 2009 اقدام به جمع آوری و پردازش داده ها از گرمترین نقاط بیابانی جهان میکند که بر اساس نتایج منتشر شده، بیابان لوت ایران با ثبت بیشترین دمای سطح زمین در پنج سال از هفت سال مدت مطالعه و ثبت بیشنه دمای سطحی 70.7 درجه سانتیگراد در سال 2005 به عنوان یکی از محتمل ترین نقاط زمین برای کسب لقب قطب گرمایی نام خود را در جهان بر سر زبانها انداخت.

با گرمتر شدن بحث در مورد گرمترین نقطه زمین ناسا و شرکت سازنده اقدام به اصلاح، به روزرسانی و توسعه این سنسور و ارائه نسخه ششم آن نمودند. در MODIS 6 دقت موزاییک هایی که برای ثبت اطلاعات در نظر گرفته شده بود از 5.6 کیلومتر به 1 کیلومتر کاهش پیدا کرد و تنها همین تغییر اطلاعات بسیار دقیقتری در اختیار تیم های بررسی و پردازش اطلاعات قرار داد. تغییر دیگری که در نسخه جدید صورت گرفت تغییر الگوی ثبت اطلاعات برای زمینهای خالی (Bare soil) بود. در نسخه های قبلی داده هایی که از سرزمینهای خالی و بدون پوشش گیاهی ثبت می­شدند با سایر مناطق تفاوتی نداشت اما در نسخه جدید برای این سرزمینها روش پردازش داده ها کاملا تغییر کرد. سومین موردی که در نسخه جدید مورد بازبینی و به­روزرسانی قرار گرفت الگوریتم بکار گرفته شده در پردازش کلی اطلاعات بود که با پیشرفت دانش و فن­آوری بهبود و توسعه یافت.

مطالعات جدید برای رسیدن به نتایج دقیقتر به صورت خاص به مختصات 45 تا 75 درجه شرقی و 20 تا 40 درجه شمالی محدود شد. این پهنه منطقه ای پهناور شامل ایران، عراق، افغانستان،کویت، امارات، بحرین، عمان، صحرای عربستان و اقیانوس هند تا نیمه جنوبی دریای خزر را شامل میگردد. در بررسی های خاصی که بر روی بیابان لوت انجام شد، پهنه­ای به طول و عرض 2400 کیلومتر مورد بررسی دقیقتر قرار گرفت. ماهواره Aqua در مسیر سی و شش گانه خود به دور زمین از چهارم جولای 2002 تا سی ام اکتبر 2019 هر روز یک بار در ساعت یک و نیم ظهر و یک بار در حدود ساعت یک و نیم شب از این منطقه عبور کرده و میزان پرتو های بازتاب شده از سطح زمین را ثبت نمود. هرچند ممکن است بیشترین دمای روز در زمانهای مختلف در ساعتهای گوناگون قابل ثبت باشد اما این دو ساعت در نظر گرفته شده میتواند با تقریب بسیار خوبی شرایط دمایی هر روز را سنجیده و اطلاعات دقیقی در اختیار پژوهشگران قرار دهد. با نصب فیلتری خاص (Desert Mask) بر روی سنسورها مناطق غیر کویری نیز مانند رشته کوههای البرز و زاگرس از محدوده مورد مطالعه حذف گردید. در روند این بررسی هجده ساله برخی داده ها به دلیل اینکه از محدوده قابل قبول توزیع آماری خارج بودند و باعث کم شدن دقت بررسی ها می­شدند از مطالعه حذف شدند. این خطا نیز به دلیل ماهیت روش جمع آوری و پالایش اطلاعات توسط ماهواره از فاصله بسیار زیاد بوجود آمد. پوشش ابر یا گرد و غبار در منطقه باعث ثبت داده های اشتباه میگردد که البته چون عمدتا این پدیده ها در زمستان رخ میدهد وازآنجا که گرمترین روزهای سال منطقا در فصل زمستان اتفاق نمی­افتند این حذف داده ها مطالعه را دچار اشکال جدی نمیکند. در مدت مورد بررسی ده درصد از داده های فصل تابستان و در حدود پنجاه درصد از داده های زمستان از پژوهش حذف گردید.

اما نتایجی که پس از بررسی و پردازش دقیق داده ها در بیابان لوت صورت گرفت، هشت سال از هجده سال مطالعه دمای بالاتر از هشتاد درجه در این بیابان ثبت گردید و بیشینه دمای سطحی در 24 تیر (16 جولای) سال 2018 با عدد 80.83 درجه سانتیگراد (177.5 درجه فارنهایت) در جنوب کلوتها و در منطقه ای به نام دریای پنهان (Hidden Sea) ثبت گردید. محل دقیق ثبت بیشترین دمای سطح در سالهای 2005،2014 و 2018 در جنوب منطقه کلوتهای لوت و در سال 2010 در جنوب ریگ یلان بوده است. باید خاطر نشان کرد که ادعاهایی که در مورد منطقه گندم بریان در مناطق شمالی بیابان لوت به عنوان گرمترین نقطه زمین مطرح گشته ابدا مبنای علمی ندارد. تفاوت دما در شمال و جنوب لوت بسیار زیاد است و بیشینه دمای ثبت شده در مناطق شمالی لوت بین شصت تا شصت و شش درجه سانتیگراد می­باشد. جالب اینجاست در سال 2018 که گرمترین دمای LST ثبت شده، بیابان لوت به نسبت سالهای دیگر به صورت میانگین و نسبی تابستان خیلی گرمی نداشته است اما در سال 2014 با اینکه بیشترین عدد در طول مدت مطالعه را ثبت ننموده یکی از گرمترین تابستانهای این هجده سال را به صورت میانگین داشته است. لازم به ذکر است بیشترین دمای سطحی ثبت شده بر مبنای این روش در صحرای عربستان نیز عدد شصت و پنج درجه سانتیگراد بوده است.

بدون شک میتوان بیابان لوت را به عنوان یکی از بکرترین و دور از دسترس ترین نقاط زمین دانست. به دلیل وجود تندبادهای ویرانگر، گرمای طاقت فرسا، تفاوت فاحش دما بین شب و روز و سایر عوامل اقلیمی،  با اینکه آثار تمدن های باستانی در حدود هزاره چهارم پیش از میلاد در حاشیه لوت و شهداد کشف و مستند شده، اما مناطق داخلی بیابان لوت فاقد هرگونه فعالیت انسانی معاصر مانند کشاورزی یا دامداری است. از اینرو میتوان تغییرات اقلیمی و آب و هوایی در چنین بیابانی را به کل کشور، منطقه و حتی زمین تعمیم داد و تغییرات این منطقه را به عنوان نمونه ای قابل استناد در نظر گرفت. از بررسی های انجام شده توسط ماهواره های ناسا و بررسی و مطالعه اطلاعات پردازش شده توسط MODIS میتوان به راحتی متوجه روند افزایشی دمای سطح زمین در طول مدت مطالعه در این منطقه شد. این روند افزایشی در بیشینه، کمینه و میانگین و همچنین در شب و روز قابل تشخیص است به صورتی که میانگین ده ساله 0.4 درجه سانتیگراد و در طول مدت مطالعه (2003-2019( 0.73 درجه سانتیگراد افزایش را نشان می­دهد. با دقت بیشتر بر روی نمودارها و اعداد میتوان دید این روند افزایشی در شب 0.62 درجه سانتیگراد برای مدت ده ساله و 1.12 درجه در طول مدت مطالعه بوده است. این بدان معنی است که شبها با سرعت بیشتری از روزها در حال گرمتر شدن هستند.

نکته قابل استخراج دیگر از میان انبوه این اطلاعات، تفاوت بسیار زیاد دمای شب و روز در بیابان لوت است. بر اساس داده های دریافت شده از میزان پرتوهای بازتاب شده از سطح زمین در این منطقه، تفاوت روز و شب از اواسط اردیبهشت تا اواسط تیر به 71 درجه سانتیگراد می­رسد. بر همین اساس تغییر تفاوت دمای سطح در شب و روز در یک دهه 0.7- درجه و در طول مدت مطالعه 1.18- درجه سانتیگراد محاسبه شده است. با در کنار هم قرار دادن این اطلاعات و روند افزایش دما میتوان به وضوح دریافت که شبهای بیابان لوت با سرعت خطرناکی در حال گرمتر شدن هستند. این مسئله زنگ خطری است جدی برای ادامه زندگی در بیابان لوت. در این بیابان پهناور با بارش سالیانه کمتر از سی میلیمتر، حیات گیاهی و جانوری بسیار شکننده و حساسی وجود دارد که با کوچکترین تغییر در معرض خطر جدی قرار میگیرند. برای این گیاهان و جانوران خنکای شبانه فرصتی است که میتوانند از آن برای ادامه حیات استفاده کنند و با گرمتر شدن سریع و ملموس شبهای بیابان این فرصت از آنها گرفته می­شود. غمناکتر آنجاست که همانطور که پیشتر گفته شد این اتفاق را با توجه به بکر بودن لوت میتوان به کل زمین تعمیم داد.

اما آیا میتوان  گفت لوت گرمترین نقطه زمین است؟ برای دانستن پاسخ این پرسش ابتدا باید تعریف ذهنی خود را از  تفاوت گرما و دمای سطح زمین دقیقتر کنیم. برای مثال تصور کنید در ظهر یک روز تابستانی در خیابانی در نزدیکی محل زندگی خودتان ایستاده باشید. خیابانی با پوشش قیر و آسفالت، پیاده روهای سیمانی و چمنهای تازه آبیاری شده مابین خیابان و پیاده رو که اتفاقا در نیم سایه ساختمانها نیز افتاده است را تصور کنید. اگر از شما بپرسیم حدس میزنید گرمترین نقطه در پیش چشمانتان کجاست بدون شک خواهید گفت آسفالت خیابان! با اینکه میزان اشعه تابیده شده به این محیط توسط خورشید در همه جا یکسان است. در میانه یک روز آفتابی در بیابان Death Valley امریکا دمای سطحی LST در حدود 0.4 سانتیمتر زیر سطح خاک 71.5 درجه سانتیگراد ثبت گردیده است در حالیکه در همان لحظه ایستگاه هواشناسی مستقر در همان نقطه دمای 42.5 درجه سانتیگراد را در ارتفاع استاندارد چهار فوتی از سطح زمین ثبت نموده است. بر اساس تصویرهای توسعه یافته MODIS 6 در بسیاری مناطق که در حاشیه ریگزار کشاورزی میشود و دارای منابع آبی هستند (مانند منطقه دم ریگ و چوپانان در ایران)،  تفاوت دمای سطح زمین در مزارع و ریگزار کنار آن به 30 درجه سانتیگراد میرسد. به عنوان آخرین مثال میتوان به داده هایی که توسط ناسا با روشی بسیار شبیه روش بکارگرفته شده در MODIS و با استفاده از لیزر از بام خانه ها و برجها در شهر نیویورک جمع آوری شده اشاره کرد. در این مطالعه تفاوت شش درجه سانتیگراد در دمای سطح زمین در مرکز شهر و حاشیه شهر و دمای سطحی 77 تا 82 درجه ای در بامهای پوشیده شده با قیر سیاه ثبت گردیده است.

بیابان لوت احتمالا در برخی سالها و زمانهای مختلف یکی از گرمترین نقاط روی زمین بوده است. اما اینکه آن را تنها قطب گرمایی زمین یا گرمترین نقطه زمین دانست ادعایی معتبر به نظر نمی­رسد. انجام مطالعات دقیق توسط ایستگاه های هواشناسی کالیبره زمینی و بهبود و توسعه روشهای جمع آوری داده توسط ماهواره ها ومقایسه با دیگر نقاط گرم زمین، در کنار هم میتواند در آینده ما را به یافتن دقیقتر محل قطب های گرمایی زمین نزدیکتر کند.

اشکان هدایتی

منابع:

1. Satellite-Based Analysis of Extreme Land Surface Temperatures and Diurnal Variability Across the Hottest Place on Earth
   Marzi Azarderakhsh , Satya Prakash, Yunxia Zhao, and Amir AghaKouchak
2. Surface Temperature of the Planet Earth from Satellite Data over the Period 2003–2019
   José Antonio Sobrino , Susana García-Monteiro and Yves Julien
3. www.earthobservatory.nasa.gov
4. گزارشهای جغرافیایی لوت
   احمد مستوفی
5. www.irandeserts.com