درخت حوزه‌های تخصصی

پدیده نامطلوب گردوغبار یکی از بلایای طبیعی است که استان ایلام را به دلیل موقعیت جغرافیایی و همجواری آن با پهنه های بزرگی از مناطق بیابانی تحت تأثیر قرار می دهد. در این تحقیق پس از استخراج 40 سامانه ی گردوغباری شاخص و تفکیک آنها به دو دوره سرد وگرم سال طی دوره آماری (2000-2010)، با استفاده از نقشه های ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 و فشارسطح دریا، نقشه های بردار باد، خطوط هم سرعت و نقشه های اُمگا در تراز700 هکتوپاسکال در محدوده 15 تا 45 درجه شمالی و 20 تا 65 درجه شرقی صورت گرفت. برای بررسی وضیعت جو بالایی با مراجعه به پایگاه داده های جوی دانشگاه وایومینگ، داده های رادیوسوند برای روزهای همراه با گردوغبار در ایستگاه های نیمه جنوب غربی ایران اخذ شده و با استفاده از نرم افزار RAOB و نمودارهای SKEW-T به صورت روزانه ترسیم و مورد تحلیل قرار گرفتند، برای بررسی پایداری و ناپایداری جو از شاخص های (LI)، (SI)، (CAPE) و TT استفاده شد. بارزسازی گردوغبار روی تصاویر MODIS با استفاده از ویژگی های دمای درخشایی و شاخص عمق نوری ذرات (AOD) انجام شد. نتایج تحقیق نشان می دهد در دوره سرد سال سیستم های مهاجر بادهای غربی و رودباد جبهه ی قطبی همراه آن و در دوره گرم سال کم فشارهای حرارتی سطح زمین مهم ترین عامل در ایجاد و شکل گیری پدیده ی مذکور در استان ایلام می باشند. هنگامی که یک فرود عمیق در غرب منطقه ی مورد مطالعه بر روی بیابان های کشورهای همجوار قرار گیرد و سرعت باد در آن به سرعت رودباد برسد، در صورت فراهم بودن شرایط محیطی، با ایجاد ناپایداری در سطح زمین سبب گرد و غبار و انتقال آن به استان ایلام می شود. در دوره گرم سال نیز کم فشارهای حرارتی سطح زمین و بخصوص کم فشارخلیج فارس با مکش هوای بیابان های اطراف (شبه جزیره عربستان) یکی از عوامل ایجاد گردوغبار می باشد. مسیر حرکت امواج گردوغباری و نحوه ی استقرار محور فرود و مراکز کم فشار سطح زمین و همچنین تصاویر ماهواره ای مورد استفاده نشان می دهد، مهم ترین منابع گردوغبارهای وارده به استان ایلام شامل بیابان های جنوبی عراق، شمال عربستان، جنوب سوریه و تا اندازه ای شمال صحرای آفریقا می باشد.

بارندگی یکی از مهمترین داده های ورودی سیستم های هیدرولوژیکی شمرده می شود و مطالعه و اندازه گیری آن در زمینه های مختلف مانند: پیش بینی شرایط جوی، طراحی سازه های هیدرولیکی، برآورد و مدل سازی سیلاب ضروری است. هدف این تحقیق، برآورد مقدار بارندگی شش ساعته در حوضه آبریز دریاچه ارومیه با استفاده از یک مدل مفهومی ابر است. ورودی های این مدل شامل دمای بالای ابر که از باند مادون قرمز ماهواره متئوست تخمین زده می شود؛ فشار، دما و دمای نقطه شبنم ایستگاه های هواشناسی در مقیاس زمانی شش ساعت است. کالیبراسیون (واسنجی) مدل با استفاده از داده های مشاهده ای 16 ایستگاه همدیدی واقع در حوضه آبریز دریاچه ارومیه در دوره آماری 2005 تا 2011 برای 6 واقعه بارشی فراگیر انجام شد. برای مقایسه مقادیر بارندگی برآورد شده به وسیله مدل و مقادیر ثبت شده در ایستگاه های زمینی، از معیارهای آماری میانگین خطا (ME)، میانگین خطای مطلق (MAE)، جذر میانگین توان دوم خطا (RMSE) و قدر مطلق خطا (abias) استفاده شد. میانگین هر کدام از معیارهای خطا به ترتیب برابر 86/0 ، 61/1 ، 39/2 و 67/0 میلی متر به دست آمد. مقدار کم معیارهای خطا، بیانگر کارایی قابل قبول مدل مفهومی ابر در برآورد بارندگی شش ساعته حوضه آبریز دریاچه ارومیه است.

یکی از مراحل اصلی در مطالعات منابع آب برآورد توزیع مکانی بارندگی در مقیاس های زمانی متفاوت می باشد. مطالعه بارش به عنوان یک عنصر بسیار مهم و رکن اساسی در مطالعات بیلان آب و اساس برنامه ریزی های منابع طبیعی هر کشوری شناخته می شود. به دلیل کمبود ایستگاه های باران سنجی و نقطه ای بودن این ایستگاه ها، استفاده از مدلی که علاوه بر مقادیر بارش ایستگاه ها از عوامل دیگری همچون توپوگرافی، رطوبت و جهت شیب، بارش را درون یابی کند، ضروری است. لذا در این پژوهش داده های بارش و رطوبت از 9 ایستگاه همدید و 31 ایستگاه باران سنجی استان لرستان به مدت 12 سال آماری اخذ و با استفاده از روش کم ترین مربعات روابط میان بارش با توپوگرافی و رطوبت به کمک نرم افزار Maple استخراج گردید؛ و سپس با اعمال این روابط در محیط GIS به کمک زبان برنامه نویسی پایتون مدل رقومی بارش ایجاد شد. نتایج حاصل از این مدل حاکی از آن بود که میزان بارش از 02/0 تا 6/11 میلی متر با مقدار اندازه گیری شده در ایستگاه ها اختلاف دارد. هم چنین برای سنجش کارایی این مدل، داده های بارش در سوم اردیبهشت رادار TRMM[1] را با خروجی این مدل در همین روز مقایسه شد و این نتیجه به دست آمد که ضریب تعیین برای داده های رادار TRMM، 79 درصد و برای مدل رقومی بارش 86 درصد می باشد.

الگوی پیوند از دور دریای شمال-خزر به عنوان یکی از الگوهای پیوند از دور جوی تأثیر گذار تراز 500 هکتوپاسکال، نقش مهمی در تغیرپذیری منطقه ای دمایی و هیدرواقلیم شرق مدیترانه دارد. در پژوهش حاضر به بررسی ارتباط بین الگوی پیوندازدور دریای شمال-خزر با نوسانات دماهای بیشینه ایران در یک دوره بلند مدت 60 ساله (۱۹۵0-۲۰۱۰) پرداخته شده است. نتایج تحلیل همبستگی پیرسون به عنوان روش اصلی مورد استفاده در این پژوهش مبیّن وجود رابطه معنی دار و معکوس بین دمای بیشینه اکثر ایستگاه های منتخب با الگوی پیوندازدور دریای شمال-خزر است. این امر حاکی از کاهش دما در فاز مثبت الگوی پیوند از دور دریای شمال-خزر و افزایش دما در فاز منفی می باشد. از نظر زمانی، ضرایب همبستگی مورد محاسبه نشان از ارتباط معکوس و معنی دار تری بین دمای ایستگاه ها و الگوی دریای شمال-خزر در ماه های ژانویه، فوریه، مارس و تقریباٌ ارتباط مستقیم اکثر ایستگاه ها در ماه آگوست است. در بازه زمانی ماهانه بیش ترین میزان همبستگی ماهانه در بین ایستگاه ها با 342/0- در ماه ژانویه مورد محاسبه قرار گرفت. بررسی ضرایب همبستگی فصلی نیز بیانگر ضریب همبستگی معنی دار دماهای بیشینه زمستان به میزان 212/0- دارد. به لحاظ دوره ای، نتایج بیانگر ارتباط قوی دوره سرد در اکثر ایستگاه ها با الگوی مورد مطالعه می باشد. تحلیل آرایش الگوهای جوّی تراز 500 هکتوپاسکال در فازهای منفی و مثبت نشان می دهد که در فاز مثبت، اسقرار ناوه ای عمیق بر روی دریای خزر، عراق، ترکیه و ایران و هم چنین قرارگیری ایران در بخش شرقی محور ناوه و از طرفی اسقرار پشته ای بر روی دریای شمال و اروپا باعث انتقال دماهای سرد شمال اروپا و جنب قطبی به سمت ایران می شود. اما در فاز منفی قرارگیری ایران در زیر محور پشته مستقر بر روی ایران منجر به ایجاد جوّی پایدار با وزش ضعیف مداری و دماهای گرم شده است. بنابراین با وزش هوای گرم و خشک آفریقا، عربستان و عرض های پایین، دمای ایران بالاتر می رود.

بارشهای سنگین ازجمله مخاطرات طبیعی هستند که پیش آگاهی ازرخداد آنها کمک بسزایی جهت کاهش آسیب های احتمالی می نماید. بارشهای سنگین اغلب برروی مساحت کم یاقلمروهای کوچک و درمقیاس زمانی روز، هفته و کمتر رخ میدهند.به منظور بررسی و استخراج الگوهایجویمنجربهبارشهایسنگینروزانه،داده های 37 ایستگاه باران سنجی و سینوپتیک (حوضه های آبریز مند و حله) طی یک دوره آماری 20 ساله(1371-1390) مورد استفاده قرار گرفت.درادامه با استفاده از رویکرد محیطی به گردشی ارتباط بارش های سنگین منطقه شمالی خلیج فارس (حوضه های آبریز مند و حله) با الگوهای سینوپتیک موردبررسی و تحلیل قرار گرفت. در این راستا،با استفاده از روش صدک ها برای تعیین بارش های سنگین و روش همبستگی لوند برای طبقه بندی نقشه های فشار تراز دریا استفاده شد. در نهایت با استخراج الگو ها،نقشه های تراز دریا،نقشه سطوح میانی و فوقانی جو در سطوح 500 و 300هکتوپاسکال،نقشه چرخندگی و خطوط جریان،نقشه حرکت قائم هوا (امگا) بررسی شد. با اعمال روش همبستگی لوند،پنج الگو از بارش های سنگین منطقه مورد مطالعه استخراج شد.نتایج حاصل از این یافته ها حاکی استکهسامانه های تأثیرگذار بربارش سنگین حوضه های آبریز حله و مند در منطقه شمالی خلیج فارس،در الگوهای اول،سوم و چهارم روز بارش که به ترتیب مصادف23 مارس 1996 ، 24مارس 1995 و 17نوامبر 1994بوده، کم فشار شرق دریای مدیترانه، دریای سیاه و جنوب دریای خزر با تاوایی مثبت که ناشی از استقرار ناوه در سطوح میانی و بالایی در سطح500 و 300هکتوپاسکال در وردسپهر است، الگوهای بارشی را به خود اختصاص می دهند. همچنین ایجاد یک الگوی دوقطبی از پرفشار عربستان با تاوایی منفی در انتقال رطوبت از آب های اطراف و منطقه سودان(اقیانوس هند،دریای سرخ،عرب، خلیج فارس و عمان) و همگرایی و همسویی باکم فشار شرق دریای مدیترانه و سیاه به عنوان عوامل صعود از این مناطق باعث ریزش بارش در این روزهای بارشی بودند. همچنین مشخص شد که در روز بارش الگوی دوم در روز 29فوریه 1996، ناوه دو دامنه ای در انتقال رطوبت از منطقه سودان و کم فشار شرق مدیترانه باعث همگرائی و همسویی این سامانه ها شده است.الگوی دو دامنه ای در بارش این روز تاییدی بر زبانه کم فشار شرق مدیترانه در همراهی با زبانه کم فشار شمال شرق و جنوب دریای خزر مهم ترین عامل ریزش بارش در این روز بوده، که با ناوه سطوح میانی(500) هکتوپاسکال و بالائی (300)هکتو پاسکال همراه شده است. در الگوی پنجم یعنی روز 21 مارس 2001 کم فشار شرق پاکستان با تاوایی مثبت و یک مرکز تاوایی منفی در مرکز ایران باعث ایجاد گرادیان فشار و شرایط محلی برای رخداد بارش شده است. لذا بارش در این روز از سیستم فشار سیاره ای تبعیت نمی کند. از دستاوردهای این تحقیق می توان به نقش کلیدی و موثر کم فشارهای شرق،شمال و جنوب دریای خزر در بروز بارش سنگین حوضه های مورد مطالعه اشاره نمود

شناسایی مناطق مستعد حرکات توده ای ازجمله زمین لغزش از طریق مدل سازی خطر با مدل های مناسب و کارا، یکی از اقدامات اساسی در کاهش خسارت احتمالی و مدیریت خطر است. زمین لغزش به عنوان یکی از انواع حرکات توده ای، فرایند پیچیده ای است که تحت تأثیر پارامترهای داخلی و خارجی روی می دهد که شناخت این پارامترها و میزان تأثیرشان در وقوع مخاطرات و استفاده از ابزاری مناسب برای کمی سازی، برنامه ریزان و مدیران را در برنامه ریزی های توسعه و مدیریت بهینه منطقه به ویژه مناطق کوهستانی در مقیاس های منطقه ای و محلی یاری می کند. هدف از مطالعه حاضر بررسی وقوع بالقوه زمین لغزش در حوضه گویجه بل با استفاده از مدل های رگرسیون لجستیک و شبکه عصبی مصنوعی با الگوریتم پرسپترون چند لایه به منظور شناخت مناطق حساس به وقوع پدیده مذکور می باشد. برای مدلسازی از ۹ پارامتر مستقل اعم از لایه بارش، لیتولوژی، پوشش و کاربری اراضی، ارتفاع، شیب، جهت شیب، فاصله از شبکه زهکشی، فاصله از گسل و فاصله از جاده استفاده گردید. بعد از استانداردسازی فازی هر یک از پارامترها، نه فاکتور به عنوان متغیر مستقل و زمین لغزش های رخ داده نیز به صورت یک لایه باینری و به عنوان متغیر وابسته برای مدل رگرسیون لجستیک؛ همچنین فاکتورهای استاندارد شده به عنوان نرون های ورودی و زمین لغزش های رخ داده به عنوان آموزش دهنده مدل شبکه عصبی مصنوعی با الگوریتم پرسپترون چند لایه معرفی گردید. نتیجه اعتبارسنجی ROC نشان می دهد مساحت زیر منحنی در مدل شبکه عصبی مصنوعی بیشتر از مدل رگرسیون لجستیک بوده است و دقت برابر با ۹۱/۰ را نسبت به رگرسیون لجستیک با دقت ۸۹/۰ نشان می دهد. همچنین ۹ درصد از مساحت منطقه مورد مطالعه در پهنه های خطر زیاد و بسیار زیاد و ۵/۹ درصد جزو پهنه های خطر متوسط می باشد. پهنه های خطر متوسط می توانند با سومدیریت و ساخت و سازهای عوارض انسانی ازجمله جاده تحت تأثیر قرار گرفته و به پهنه های خطر زیاد و بسیار زیاد تبدیل گردند.

هدف از این مطالعه بررسی ارتباط الگوهای زمانی (روند و فصلی) دما و بیماری سالک در استان اصفهان است. در این پژوهش از داده های ماهانه، فصلی، و سالانة دما در دورة 35 ساله (1979 2014) در سیزده ایستگاه سینوپتیک و داده های ماهانه، فصلی، و سالانة بیماری سالک در دورة ده ساله (2005 2014) در سیزده کانون در سطح استان استفاده شده است. روش تحقیق مبتنی بر تحلیل های آماری چندمتغیره و مدل های سری زمانی روند و فصلی است. با توجه به روش ها و مدل های کاربردی بر روی داده ها، دما دارای روند غیرنقطه ای معنی دار با الگوهای متفاوتی بوده است و به طریقی سری دمای ایستگاه های انتخابی از الگوهای روند پیروی می کنند (شهرضا و کاشان با روند کاهشی و بقیة ایستگاه ها با روند افزایشی)؛ در حالی که تغییرات بیماری سالک به جز در سه کانون (خور و بیابانک، کاشان، و شهرضا با روند افزایشی و بقیة کانون ها بدون روند) فاقد الگوی روند بوده است. از طرفی، روندهای نقطه ای دما و بیماری سالک الگوی مشابهی را نشان می دهند. همچنین، تغییرات دما و بیماری سالک در سطح استان تابع الگوهای فصلی سری زمانی بوده است. نتایج پژوهش نشان می دهد دما و بیماری تابع الگوی فصلی اند با این تفاوت که بیشترین (کمترین) موارد بیماری در فصل پاییز (بهار) با یک تأخیر زمانی فصلی نسبت به بیشترین (کمترین) دما در فصل تابستان (زمستان) اتفاق می افتد.

قسمت های مرکزی و جنوب شرقی کشور ایران به دلیل واقع شدن در منطقه خشک و نیمه خشک و همچنین وجود پهنه های وسیع ماسه ای، همواره تحت تأثیر مخاطرات ناشی از فرآیندهای ماسه ای قرار دارد. این فرآیندها همه ساله خساراتی را به سکونتگاه های انسانی این مناطق وارد می کنند. این پژوهش سعی دارد به بررسی و رتبه بندی میزان آسیب پذیری روستاهای واقع در حاشیه غربی دشت لوت، در برابر ماسه های روان بپردازد. پژوهش از نوع توصیفی-تحلیلی مبتنی بر روش های میدانی، آماری و مدل سازی می باشد؛ بدین صورت که با سفر میدانی به منطقه مورد مطالعه به شناسایی بررسی روستاهای آسیب پذیر در برابر ماسه های روان پرداخته شد، در مرحله بعد تعداد ۸ پارامتر محیطی مؤثر بر مخاطرات ماسه های روان در منطقه مورد مطالعه شناسایی و با استفاده از منطق فازی وزن دهی شدند و سپس با استفاده از مدل Fuller triangle سلسله مراتبی وزن دهی شده اند، در مرحله بعد با استفاده از مدل Oreste به رتبه بندی میزان تأثیرپذیری روستاها با توجه به پارامترهای انتخاب شده پرداخته شد. رتبه بندی میزان آسیب پذیری روستاهای منطقه مشخص گردید. نتایج نشان می دهد که حدود۲۲ روستا در منطقه وجود دارند که خسارات بسیار شدید از ماسه های روان را متحمل می شوند و در این میان، روستای هاشم آباد بیشترین آسیب پذیری را دارد و رتبه یک را به خود اختصاص داده است و روستاهای زمان آباد و قاضی آباد در رتبه های بعدی آسیب پذیری قرار دارند و این روستاها در بخش جنوب شرقی منطقه مورد مطالعه واقع شده اند.

خشکسالی، رخدادی طبیعی است که در همه نوع اقلیم مشاهده می شود. این پدیده قادر است خسارات شدیدی به مناطق مستعد وارد سازد. از آنجایی که خشکسالی، کشاورزی سواحل خزر را به دلیل ویژگی خاص خود دستخوش تغییر می کند، این پدیده در سواحل خزر مورد بررسی قرار گرفته شد. هدف این پژوهش، بررسی خشکسالی طی دوره پایه 2010-1961 و آینده 2030-2011 در سواحل جنوبی خزر با استفاده از نمایه SPI(نمره (Zاست. داده های روزانه بارش 5 ایستگاه برای محاسبه مجموع بارش ماهانه و داده های مدلHADCM3 تحت سناریویB1 وA2دریافت شد. برای ریز مقیاس کردن داده هایHADCM3 از دو مدل ریزمقیاس ساز LARS-WGوSDSMاستفاده شد. نتایج نشان داد، مدل LARS_WG قابلیت بالاتری نسبت به مدلSDSMبرای ریزمقیاس کردن داده های بارش دارد. نتایج شبیه سازی مدل LARS-WG، افزایش بارش برای ماه های ژانویه -فوریه- نوامبر – و دسامبر و کاهش آن برای ماه های آگوست و سپتامبر را در هر پنج ایستگاه تخمین زد. نتایج شبیه سازی با مدل LARS-WGبا ضریب تبیین 96 تا 99 درصد، خطای مطلق میانگین 3.6 تا 12.6 میلیمتر و نتایج آزمون های T وF که به ترتیب برای معنی داری میانگین و واریانس داده ها می باشد، معنی دار است. معنی داری 2 میانگین مشاهداتی و شبیه سازی 2 مدل و هم توزیع بودن با دو تست به ترتیب ویلکاکسون و کلموگروف اسمیرنوف ثابت شد. شدت خشکسالی با استفاده ازGISبه نقشه تبدیل شد. نتایج نمره Zسه ماهه با ریزمقیاس سازی مدل LARS-WGنشان داد، بیشترین فراوانی و شدت خشکسالی طی دوره مشاهداتی مربوط به ایستگاه انزلی و رشت است. طی دورهآینده ایستگاه رشت، گرگان و رامسر بالاترین شدت خشکسالی را خواهند داشت. نمره Z6 ماهه مشخص کرد، از نظر فراوانی؛ ایستگاه بابلسر،گرگان و رامسر و از نظر شدت؛ ایستگاه انزلی، رشت و رامسر بالاترین خشکسالی را تجربه کرده اند. درآینده رامسر و سپس رشت و گرگان درجات بالاتر خشکسالی را خواهند داشت. نمره Z12 ماهه نیز بیشترین شدت را برای ایستگاه رامسر و سپس انزلی و برای آینده در رشت، رامسر، بابلسر و انزلی نشان داد. نتایج مشخص کرد، دوره های نرمال بر اساس نمایه نمره Z، دوره های با فراوانی بیشتری نسبت به بقیه دوره ها در هر 5 ایستگاه بوده است.

برآورد دبی بار رسوبات معلق رودخانه ها به دلیل تأثیرگذاری بر طراحی و مدیریت سازه های آبی، در مهندسی آب، هیدرولیک و محیط زیست مهم می باشد. تاکنون تلاش های گوناگونی جهت برآورد دقیق بار رسوبات معلق توسط پژوهشگران انجام شده است که برای مثال می توان به برقراری رابطه بین دبی جریان و دبی رسوب اشاره نمود. مشکل این روش، عدم قطعیت آن می باشد. از این رو، شماری از محققان به روش های هوشمند و الگوریتم های تکاملّی، روی آورده اند. در پژوهش حاضر به منظور پیش بینی بار رسوب معلق ایستگاه های هیدرومتری جلوگیر و پای پل واقع در بالادست سد مخزنی کرخه، روش برنامه ریزی بیان ژن مورد استفاده قرار گرفت و نتایج به دست آمده با نتایج روش های منحنی سنجه رسوب و فائو مقایسه گردید. برای انجام این کار داده های دبی جریان، دبی رسوب و ارتفاع باران دو ایستگاه بین سال های 1390-1365 جمع آوری شد. برای اجرای مدل برنامه ریزی بیان ژن دو سناریو تعریف گردید. در سناریوی اول از اطلاعات دبی جریان و دبی رسوب ایستگاه ها استفاده شد و در سناریوی دوم از اطلاعات ارتفاع باران حوضه ی آبریز نیز استفاده گردید. نتایج نشان داد سناریوی دوم عملکرد بهتری در مقایسه با سناریوی اول داشته است. همچنین، مقایسه ی نتایج اجرای این مدل در بخش آزمون سناریوی دوم نشان داد که این روش نسبت به روش منحنی سنجه رسوب، میزان خطای RMSE و MAEرا به مقدار 91% و 94% برای ایستگاه هیدرومتری جلوگیر و 60% و 71% برای ایستگاه هیدرومتری پای پل کاهش داده است. مقایسه همین نتایج با روش فائو نیز نشان دهنده ی کاهش خطای RMSE و MAE به میزان 92% و 96% برای ایستگاه هیدرومتری جلوگیر و 85% و 95% برای ایستگاه هیدرومتری پای پل می باشد.

در این پژوهش، ساختار گردش بزرگ مقیاس جو و رفتار تابستانه جت جنب حاره در منطقه خاورمیانه در بازه زمانی ۱۶ آوریل (۲۷ فروردین) تا ۱۵ جولای (۲۴ تیر) برای دوره ۳۰ ساله (۱۹۸۱-۲۰۱۰) با استفاده از داده های شبکه بندی روزانه مؤلفه باد مداری تراز ۲۰۰ هکتوپاسکال، مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفت. در هر سال، تغییر رفتار روزانه جت به صورت تصویری و عددی مورد پایش قرار گرفت. در بررسی رفتار روزانه جت، شدت جریان و میزان جابجایی عرضی هسته جت معیارهای اصلی جهت تشخیص تغییر الگوی گردش و آغاز فصل تابستان در نظر گرفته شد. پردازش داده ها بر اساس رفتار جت در دو آستانه زمانی، شامل زمان آغاز و زمان خاتمه پرش شمال سو صورت گرفت. یافته ها بیانگر آن است که در منطقه خاورمیانه تابستان واقعی- بر اساس حقایق مبتنی بر گردش کلی جو- با لحاظ نمودن دو آستانه زمانی آغاز و خاتمه پرش شمال سو به ترتیب حدود ۲۱ روز و ۱۷ روز زودتر از تاریخ نجومی (اول تیر ماه) آغاز می گردد. صحت تعیین زمان آغاز تابستان توسط آزمون کای اسکور مورد تأیید قرار گرفت. بررسی روند تغییرات، نشان دهنده روندی با شیب مثبت، برای زمان آغاز تابستان در منطقه است. یافته ها همچنین بیانگر آن است که آغاز فصل تابستان در ۱۵ سال دوم مورد مطالعه، انحرافات و نابهنجاری های قابل ملاحظه ای در قیاس با ۱۵ سال اول دارد. ادامه داشتن این روند باعث نزدیکی زمان آغاز اقلیمی تابستان به آغاز نجومی و از طرفی کوتاه شدن طول فصل تابستان خواهد شد.

در هواشناسی همدیدی استقرار توده هوای سرد در تراز های میانی و فوقانی جو در اصطلاح علمی سلول هوای سردو یا استخر هوای سرد (Cold Pool) نامیده می شود. در این مطالعه آشکارسازی نقش استخر هوای سرد در ایجاد و یا تشدید بارندگی ها،با بررسی نقشه های همدیدی برای بازه ی سال های 2007 لغایت 2013، 118 مورد استخر هوای سرد شناسایی گردید. در راستای اهداف تحقیق نقشه های همدیدی، نمودار ترمودینامیکی (SkewT) و پراکندگی بارش در روزهای شناسایی شده در استان آذربایجان شرقی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد استخرهای هوای سرد به صورت سه الگوی همدیدی متفاوت، تراف دمایی، سلول بسته ای از هوای سرد و یا ترکیبی از تراف و سلول(در ترازهای مختلف) ظاهر می گردد. هر چند که این عارضه همدیدی در همه ی ماههای دوره ی گرم سال مشاهده می شود ولی بیشترین فراوانی وقوع آن در ماه مه (اردیبهشت) مشاهده شده است. بررسی مقادیر بارش ثبت شده در ایستگاههای هواشناسی در زمان استقرار استخر هوای سرد نشان داد که در 64% مواقع حضور استخر هوای سرد بارندگی رخ داده و در 2/12% موارد وقوع بارندگی شدید باعث ایجاد سیل شده است. نتایج حاصل از بررسی اطلاعات نمودارهای ترمودینامیکی نشان داد هر چند در اکثر موارد وجود ناپایداری در جو توسط شاخص های ناپایداری تأیید می شود ولی در مواردی هم ضعف هایی در تبیین شرایط ناپایدار جوی مشاهده گردید که نشان دهنده ی غلبه ی شرایط دینامیکی (در مقایسه با شرایط ترمودینامیکی) در هنگام استقرار این پدیده همدیدی می باشد. نهایتاً مشخص گردید هر قدر اختلاف دمایی تراز 850 با 500 میلی باری در اثر استقرار استخر هوای سرد بیشتر باشد احتمال تشدید بارندگی ها و وقوع تگرگ و سیل افزایش می یابد.

یکی از حالات دمایی، دماهای بالا و رخداد روزهای گرم است. مطالعه ی روزهای گرم و سازوکارهای جوّی توأم با این رویداد با توجه به اهمیت این حالت دما، ضرورتی اجتناب ناپذیر است. در پژوهش حاضر تلاش شد تا روزهای گرم فراگیر ایران، شناسایی، طبقه بندی و تحلیل شوند. به این منظور از دو پایگاه داده استفاده شد. اول پایگاه داده شبکه ای دمای بیشینه ی کشور، این داده ها حاصل میان یابی مشاهدات روزانه از ابتدای سال 1340 تا انتهای سال 1386 است. دوم داده های جوّی شامل متغیّر های فشار تراز دریا (هکتوپاسکال)، مؤلفه ی باد مداری و نصف النهاری (متر بر ثانیه) و ارتفاع ژئوپتانسیل (متر) است. به منظور بررسی این داده ها محدوده ی بین 10 درجه طول غربی تا 120 درجه طول شرقی و از استوا تا 80 درجه ی عرض شمالی درنظر گرفته شد. در طول دوره ی آماری، 1539 روزِ گرم فراگیر شناسایی گردید. بر اساس تکنیک تحلیل خوشه ای روزهای گرم در چهار گروه طبقه بندی شد. تحلیل شرایط جوی این روزها نشان داد که توأم با تکوین روزهای گرم استقرار کم فشارهای منطقه ای و ناهنجاری منفی فشار بر روی کشور محتمل است. در این شرایط جهت گیری وزش باد از نواحی جنوب، به ویژه عربستان، عراق و افریقا در ترازهای زیرین و حتی میانه ی جو که حاصل افزایش ارتفاع بر روی ایران می باشد، دیده شده است. گرمایش سطحی و تراز بالایی موجب تکوین پایداری جو شده است. زیرا تفاوت دمایی دو تراز کم و در نتیجه تخلیه ی حرارتی کاهش و ثبات شرایط دمایی مورد انتظار است.

هدف از این پژوهش شناسایی امواج گرمایی سواحل شمالی خلیج فارس و مقایسه ی شرایط پایه و آینده است. برای نیل به این هدف از آمار روزانه ی میانگین دمای بیشینه ی 35 سال آماری (از 1980 تا 2014) ایستگاه های آبادان، بوشهر، بندرعباس، بندرلنگه و کیش استفاده شده است؛ همچنین برای پیش بینی امواج گرمایی در آینده از داده های دمای بیشینه ی چهار مدل از سری مدل های CMIP5 (شامل CanESM2، MPI-ESM-MR، CSIRO-Mk3-6-0 و (CMCC-CESM طبق RCP8.5 برای دوره 2040 تا 2074 استفاده شده است. برای ریزگردانی خروجی مدل های اقلیمی مورد نظر از روش شبکه های عصبی مصنوعی و برای شناسایی امواج گرمایی، از شاخص فومیاکی (فوجیبه) استفاده شده و با استفاده از برنامه نویسی در محیط نرم افزار متلب روزهایی را که (دست کم به مدت 2 روز) دمای آن ها بالاتر از 2+ انحراف معیار بود به عنوان موج گرمایی شناسایی شدند. نتایج پژوهش نشان می دهد که امواج گرمایی کوتاه مدت رخداد بیش تری دارند. امواج گرمایی در دوره ی پایه دارای روند افزایشی معنی دار (بجز ایستگاه بوشهر) امّا ضعیف بوده اند به طوری که فراوانی آن در سال های اخیر، بیش تر شده است. در دوره ی 2040 تا 2074 فراوانی امواج گرمایی دارای روند کاهشی معنی دار امّا معمولاً با ضرایب تعیین اندک است. هر چند برای ایستگاه کیش در دوره ی 2040 تا 2074 فراوانی امواج گرمایی پیش بینی شده با چهار مدل، نسبت به دوره پایه افزایش نشان می دهد امّا برای بقیّه ی ایستگاه های مورد مطالعه، در دو مدل افزایش و در دو مدل کاهش نشان داده اند. با استفاده از آزمون دانکن در سطح ۰۵/۰، مشخص شد که بین امواج گرمایی داده های پایه و آینده هیچ گونه تفاوت معنی داری وجود ندارد

هدف از انجام این پژوهش بررسی توزیع مکانی سرعت و مدت وزش باد در ایران به منظور تعیین مناطق مستعد و با پتانسیل خوب برای احداث توربین های بادی است. پارامترهای توزیع ویبول (k و c) میانگین و بیشینة روزانة سرعت باد با استفاده از آمار حدود بیست سال سرعت روزانة باد در 104 ایستگاه سینوپتیکی کشور تعیین شد. بررسی تغییرات مکانی میانگین توزیع ویبول ایستگاه های مورد مطالعه با محاسبة نیم تغییرنمای تجربی انجام گرفت. نتایج نشان داد میانگین روزانة سرعت باد از همبستگی مکانی متوسط با ساختار نمایی و شعاع تأثیر 545 کیلومتر برخوردار است. همچنین، ساختار مکانی سرعت باد همسانگرد و فاقد روند تشخیص داده شد. نتایج اعتبارسنجی متقابل تخمین میانگین سرعت باد با استفاده از روش های کریجینگ معمولی (OK) و وزن دهی عکس فاصله (IDW) حاکی از عملکرد مشابه دو روش بود. بر اساس نقشة پهنه بندی شدة میانگین سرعت باد، استان های واقع در شرق، شمال شرق و شمال غرب کشور دارای سرعت باد بیش از m/s 4-3 است. در همین نواحی شهرهایی مانند رفسنجان، زابل، خواف، تربت جام، الیگودرز، کهنوج و خدابنده بیشترین درصد ساعاتی از سال دارد که سرعت باد در آن ها بیش از m/s4 است. بنابراین، این مناطق برای استفاده از انرژی بادی مناسب به نظر می رسد.

هدف پژوهش حاضر، ارزیابی دقت مولد آب وهوایی LARS-WG و داده های CFSR در شبیه سازی پارامترهای اقلیمی (دمای کمینه و بیشینه و بارش) استان چهارمحال و بختیاری است. بدین منظور، از مقایسةشاخص های آماری RMSE، MBE، MAEو R2استفاده شد. در ایستگاه شهرکرد مقادیر RMSE و MAE برای بارش ماهانة داده های CFSR به ترتیب 49/20 و 19/11 میلی متر و برای بارش سالانه 88/92 و 51/72 میلی متر است. این مقادیر بارش، در مورد مدل LARS-WG در مقیاس ماهانه به ترتیب 45/41 و 75/24 میلی متر و در مقیاس سالانه 75/164 و 43/123 میلی متر است. در مجموع، داده های CFSRدر بازة زمانی کوتاه تر (ماهانه و سالانه) دارای آماره های خطاسنجی کمتری نسبت به مدل LARS-WGاست و همبستگی بیشتری با داده های مشاهداتی دارد. بنابراین، در تخمین پارامترهای اقلیمی کوتاه مدت، دقت بالاتری دارد. همچنین، نتایج بیانگر توان مندی مدل LARS-WG در شبیه سازی پارامترهای اقلیمی در بازة زمانی طولانی مدت (دهه) است. به همین دلیل، مقادیر آماره های مذکور در مقیاس های زمانی کوتاه تر، چندان مناسب نیست. بدین ترتیب، باتوجه به اهداف هر تحقیق، می توان از نتایج هر دو روش استفاده کرد. همچنین داده های CFSRدر نقاط فاقد ایستگاه هواشناسی گزینة ارزش مندی محسوب می شود.

موضوع خشکسالی در مطالعات منابع آب اهمیت زیادی دارد. شاخص هایخشکسالیهواشناسیمستقیماًازرویداده هایهواشناسینظیربارندگیمحاسبهمی شوند درصورتفقدانداده هایمذکور،درپایشخشکسالیمفیدواقع نخواهندشد.لذاتکنیکسنجشازدورمی تواندابزاریمفیددرپایشخشکسالیبهشماررود. دراینتحقیقبااستفادهازتصاویرماهواره ایسنجنده MODIS روندتغییراتشاخصنرمالشدهپوششگیاهی استان اصفهان برای سال های 2000 تا 2008 بررسی شد. شاخص NDVIعلاوه بر پوشش گیاهی طبیعی برای پایش خشکسالی به ویژه خشکسالی زراعی نوع دیم هم می تواند مؤثر باشد. بادرنظرگرفتناینشاخص،پوششگیاهیمنطقه به4گروهطبقه بندی شد ومساحتهرکدامازطبقاتنیزمحاسبهشد.درنهایتدوشاخص SPI و NDVI موردمقایسهقرارگرفت. نتایجحاصل ازمحاسبه شاخص SPI حاکی از وقوع خشکسالیشدید در سال 2008 و خشکسالیمتوسطبه ترتیب در سال های2000 و 2001 دراستاناصفهان است. محاسبهشاخص NDVI دراینسهسالنیزنشاندادکهمیزانپوشش گیاهیضعیفبهطورقابلمحسوسیافزایشیافته است. با این حال نتایج حاصل از اثر تغییرات بارندگی بر روی شاخص NDVI نشان داد که همزمانی وقوع خشکسالی هواشناسی و خشکسالی کشاورزی در تمام سال ها وجود ندارد. برای سال 2006 علی رغم اینکه بارش بیشتر از سال های قبل و بعد و بیشتر از میانگین بارش استان بوده، اما براساس نتایج شاخص NDVI این سال همراه با خشکسالی کشاورزی (کاهش ارزش شاخص NDVI) بوده و برعکس در سال های 2002 و 2004 که بارش کمتر از سال 2006 رخ داده اما شرایط دیم و مرتع بهتر از سال 2006 بوده و همچنین در سال 2003 با اختلاف 2 میلیمتر بارش در سال 2002، مقدار شاخص NDVIکاهش زیادی یافته است. نتایج این تحقیق ضرورت تعریف نمایه ای که همه این موارد را بیان کند دوچندان می کند.

خطر، منشاء آسیب بالقوه یا موقعیتی برای ایجاد خسارت است، بنابراین شناسایی پهنه های مواجه با مخاطرات امری لازم برای برنامه ریزی محیطی یا آمایش سرزمین است. منظور از مخاطره، عموماً ویژگی های کالبدی است که منجر به حوادث غیر مترقبه می شود.به عنوان مثال گسل های فعال، آتش فشان ها، مناطق سیل خیر و اراضی مستعد اشتعال همگی جزو مخاطرات طبیعی هستند. لذا توجه به شرایط خطرپذیری مخاطرات اقلیمی در مناطق مسکونی با توجه به جمعیت های شهری و روستایی لازمه برنامه ریزی محیطی می باشد. با توجه به این مهم در این تحقیق نخست تلاش شده است تا با استفاده از آمار ایستگاه های باران سنجی و سینوپتیک حوضه های آبریز حله و مند طی یک دوره آماری 20 ساله (1371-1390)، شاخص خشکسالی SPI در منطقه مورد مطالعه محاسبه شود. سپس از لایه های رقومی پهنه های سیلابی، مجموع متوسط بارندگی و مجموع تبخیر و تعرق سالانه برای ارزیابی پهنه های با خطر رخداد سیلاب استفاده شده است.در این راستا از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) و منطق( Fuzzy)- مناطق با خطر رخداد پهنه های سیلاب و خشکسالی، و تبخیر و تعرق سالانه در سطح منطقه مورد مطالعه، پهنه بندی و شناسایی شدند. با توجه به نقشه نهایی آسیب پذیری مشخص شد که مناطق همجوار و خصوصا شهرهای واقع در کنار سواحل خلیج فارس در غرب،شمال غرب و جنوب حوضه های آبریز حله و مند دارای بیشترین آسیب پذیری بوده و مناطق شرق و شمال شرق منطقه مورد مطالعه و مراکز جمعیتی آنها، از کمترین آسیب پذیری برخوردار هستند.

این پژوهش با هدف تعیین شاخص فرسایندگی باران (EI30) در اقلیم نیمه خشک استان کرمان انجام گرفت. بدین منظور برای مناطق فاقد ایستگاه های باران نگار از تحلیل رگرسیونی بین این شاخص و بعضی شاخص های زودیافت برای 17 ایستگاه مجهز به باران نگار استفاده شد. مناسب ترین رابطة رگرسیونی بر مبنای شاخص متوسط حداکثر بارندگی ماهانه به میزان (882/0R2= ) بود. سپس، با بررسی تمامی ایستگاه های هواشناسی در استان کرمان (آمار شدت و روزانة بارندگی)، 135 ایستگاه با بیش از 20 سال آمار برای تهیة نقشة فرسایندگی باران انتخاب شد. نتایج نشان داد حداکثر و حداقل شاخص مورد نظر به ترتیب برابر با 74/213 و 91/24 مگاژول- میلی متر بر هکتار در ساعت و در سال برای ایستگاه های سلطانی و دولت آباد اسفندقه بود. در نهایت، با استفاده از تکنیک ارزیابی متقابل، روش زمین آماری کریجینگ ساده مناسب ترین روش پهنه بندی انتخاب و نقشة پهنه بندی شاخص فرسایندگی باران برای استان کرمان در نرم افزار ArcGIS 10.3 تهیه شد. نتایج نشان داد مقدار این شاخص در غرب و جنوب غربی استان دارای بیشترین و در شرق، جنوب و شمال استان دارای کمترین مقدار است. همچنین، معادلات مربوط به همبستگی شاخص های مورد بررسی با شاخص EI30 به دست آمد که نشان دهندة همبستگی قوی این شاخص با شاخص های زودیافت بود.

با توجه به اهمیت تغییرات شار گرمای محسوس در تغییر موازنه انرژی سطحی و تغییرپذیری آب و هوایی مناطق مختلف، در این مطالعه داده های دمای هوا، دمای سطح زمین، و سرعت باد از داده های شبکه بندی NCEP/NCAR برای یک دورة 34 ساله (1980 2014) دریافت و بر اساس آن شار گرمای محسوس در همة ایران محاسبه شد. محاسبات مربوط به شار گرمای محسوس برای بهار و تابستان بر اساس رابطة حجمی انجام گرفت. میانگین متحرک و ناهنجاری متغیرها و روند تغییرات با تحلیل رگرسیون خطی، چندجمله ای، و ضریب همبستگی پیرسون انجام گرفت. نتایج نشان داد، در مقایسه با روند شار تابستان (039/0)، شار گرمای محسوس بهار با ضریب رگرسیون خطی (18/0) تغییرات شدیدتری را نشان می دهد. شاید ناهمگونی گرمایش سطحی در بهار موجب تغییرات دمایی بیشتری بین هوا و سطح می شود و ناهنجاری سرعت باد را نسبت به تابستان افزایش می دهد. در مقایسه با مؤلفه های دمایی، تغییرات باد تأثیر بیشتری در شار گرمای محسوس تابستانی می گذارد. ضریب تعیین چندجمله ای نشان می دهد که سرعت باد بیست درصد تغییرات شار گرمای محسوس تابستان را توجیه می کند. نواحی غرب، شمال غرب، مرکز، و کرانة جنوبی خزر بیشترین تغییرات شار گرمای محسوس را در دورة گرم و همچنین حداکثر تغییرات دمای هوا و دمای سطح را به خود اختصاص داده اند.