عباسعلی داداشی رودباری

امروزه با رشد جمعیت، تشدید تغییرات اقلیمی و گسترش تنش های منطقه ای، امنیت آب به یکی از چالش های راهبردی برای تحقق توسعه پایدار، به ویژه در کشورهایی که با بحران کم آبی روبرو هستند، بدل شده است. کلان شهر مشهد، به دلیل جمعیت ساکن و میزبانی از حدود ۲۰ میلیون زائر، سالانه با تنگنای جدی آبی مواجه است و امنیت آب آن وابستگی شدیدی به منابع فرامرزی، به ویژه حوضه آبریز هریرود و سد دوستی دارد که ۶۰ درصد آب شرب این شهر را تأمین می کند. این پژوهش با هدف ارزیابی امنیت آب کلان شهر مشهد، به تحلیل تأثیرات دوگانه «تغییر اقلیم» و «سیاست های هیدروپلیتیکی» بالادست (کشور افغانستان) نسبت به کشور پایین دست (کشور ایران) می پردازد. برای این منظور، با رویکردی ترکیبی، از تحلیل داده  های CRU برای سنجش روند بارش، دما، تبخیر و شاخص خشکسالی SPEI و از تحلیل اسنادی و ژئوپلیتیکی به منظور بررسی سیاست های آبی بالادست استفاده شده است. یافته های اقلیمی نشان دهنده کاهش میانگین 12/3 میلی متر در بارش هر دهه، افزایش بیش از دو درجه ای میانگین دما و افزایش فراوانی و شدت خشکسالی ها است. در بُعد مناسبات هیدروپلیتیک، افغانستان با اتخاذ سیاست امنیتی سازی آب، پروژه های سدسازی متعددی را برای کنترل و بهره برداری حداکثری از منابع آبی خود دنبال می کند. این اقدامات که با فقدان چارچوب قانونی دوجانبه در حوضه هریرود همراه است، منجر به کاهش شدید جریان ورودی به سد دوستی شده است. نتایج نشان می دهد که امنیت آب مشهد به طور مستقیم تحت تأثیر هم زمان این دو عامل قرارگرفته و برای افزایش تاب آوری، نیازمند راهبردهای مدیریتی یکپارچه شامل تقویت دیپلماسی آب، تنوع بخشی به منابع (بازچرخانی و آب شیرین کن) و ارتقای بهره وری مصرف است.

از اثرات شهرنشینی، پدیده جزیره حرارتی شهری است که به دنبال آن دمای شهر بالا می رود و تقاضای انرژی برای خنک شدن افزایش می یابد. در این پژوهش نقش عوامل محلی در ایجاد و توسعه جزایر حرارتی شهر اهواز در دوره گرم سال از سال 2000 تا 2015 میلادی با به کارگیری داده های سنجنده ی ماهواره لندست 7 و 8 مورد بررسی قرار گرفت. به منظور ارزیابی تغییرات بیوفیزیکی سطح زمین در شهر اهواز از تغییرات شاخص تفاضل بهنجار شده ی پوشش گیاهی به روش آستانه ای توکانگا - تاگ بهره برده شد. با به کارگیری روش کریجینگ و پهنه بندی دمای اهواز افزایش آستانه های کمینه و بیشینه دمایی شهر اهواز نمایان شد که استمرار این تغییر می تواند منجر به تغییر اقلیم محلی شود. نتایج خودهمبستگی فضایی موران تاییدی آشکار بر رد فرضیه عدم ارتباط فضایی دمای سطح زمین اهواز است. ارزیابی نقشه های دمایی نشان داد هرچه از مناطق جنوبی به سمت مناطق شمالی پیش می رویم، به دلیل کاهش فضاهای سبز و افزایش زمین های بایر شاهد افزایش دما هستیم. بین مناطق مرکزی و حومه شهر اختلاف حرارتی تند وجود دارد، منطقه ی 8 به علت استقرار شرکت های صنعتی پایدارترین جزیره حرارتی در این منطقه از شهر را شکل داده است. مناطق مسکونی نسبت به مناطقی با کاربری صنعتی و بایر، تاثیر کم تری در ایجاد و گسترش جزایر حرارتی داشته است.

تغییرات اقلیمی مسئول بیشتر بلایای مرتبط با آب و هوا در سراسر جهان است. ایران به دلیل موقعیت جغرافیایی بی نظیر و آب و هوای متنوعی که دارد بیش ترین تغییرپذیری آب و هوا را در جهان دارد. هدف پژوهش حاضر بررسی کارایی مدل MPI-ESM-LR از سری مدل های CMIP5 در پیش نگری دمای ماهانه ایران تحت سناریوهای واداشت تابشی (RCPs) با پروژه CORDEX-WAS است. در این پژوهش برای دوره تاریخی 2005-1980 از داده های دمای هوای روزانه 49 ایستگاه سینوپتیک کشور و مدل MPI-ESM-LR تحت پروژه کوردکس استفاده شد. همچنین برای دوره آینده از داده های دمای پیش نگری شده سناریوهای 5/8RCP، 5/4RCP و 6/2RCP مدل مذکور طی سه دوره آینده نزدیک (2050-2021)، آینده میانه (2075-2051) و آینده دور (2100-2076) استفاده شد. اعتبارسنجی مدل با سه شاخص آماری r، RMSE، MBE انجام شد. نتایج نشان داد که مدل از عملکرد خوبی برخوردار است. شیب روند دما در داده های ایستگاهی و داده های مدل در دوره تاریخی افزایشی بوده و در دوره آینده در 5/8RCP و 5/4RCP در تمام ماه ها شیب روند افزایشی دما در هر دهه مشاهده شده است. در تمام ماه ها بیشینه بی هنجاری دما تحت سناریوهای مورد مطالعه در هر سه دوره آتی در شمال غرب و ارتفاعات غربی دیده می شود. مناطق شرق و جنوب شرق ایران کمینه بی هنجاری دما را نشان داده اند که به طور استثنا در 6/2RCP و 5/8RCP به ترتیب سواحل جنوب و ارتفاعات شمال شرق کشور نیز کمینه بی هنجاری دما را نمایانگر هستند. در نیمه سرد سال به صورت محدود پهنه کمینه بی هنجاری دما به ارتفاعات شمال غرب و نواحی کم ارتفاع داخلی کشور نیز کشیده شده است.

افزایش فعالیت آتش سوزی در بسیاری از عرصه های رویشی ایران در دهه های اخیر نگرانی ها را در مورد پیامدهای کوتاه مدت و بلندمدت ناشی از آن افزایش داده است. آتش سوزی جنگل ها و مراتع بر کمیت، کیفیت و سلامت اکوسیستم های طبیعی تاثیر خواهد داشت. گام اول در مهار و پیش گیری از آتش سوزی جنگل ها پایش دقیق آن است. لذا این پژوهش با هدف برآورد مساحت گستره های آتش سوزی و شناسایی تغییرات زمانی-مکانی این رخدادها در نواحی رویشی ایران انجام شده است. برای دستیابی به این هدف از داده های سنجنده MODIS ماهواره TERRA شامل محصولات آتش سوزی فعال (MOD14A1) و مناطق سوخته شده (MCD64A1) در یک دوره 20 ساله (2020-2001) استفاده شده است. نتایج نشان داد که بیشینه گستره آتش سوزی در نواحی رویشی ایران مربوط به ماه ژوئیه می باشد که حدود 4100 هکتار از اراضی ایران را در بر می گیرد. در این ماه بخش وسیعی از جنگل های کشور بخصوص در قسمت های شمال غربی در ناحیه رویشی ارسباران دارای رخداد آتش سوزی می باشد. در مقابل، کمینه مقدار گستره های آتش سوزی در نواحی رویشی ایران مربوط به ماه آوریل می باشد که به صورت دو پهنه محدود در شمال غرب و غرب کشور مشاهده شد. به جهت زمانی بیشینه رخدادهای آتش سوزی جنگل در ماه های گرم و خشک سال شامل ژوئن، ژوئیه، اوت و سپتامبر در نوار غربی کشور در رویشگاه زاگرس رخ داده است. همبستگی خطی بین مناطق سوخته شده و مناطق دارای آتش سوزی فعال در ایران نشان داد که یک ارتباط معنی دار بین این دو محصول ماهواره ای وجود دارد. این ارتباط نشان می دهد مناطق سوخته شده در نواحی رویشی ایران جز کانون های فعال آتش سوزی جنگل هستند.

این پژوهش با هدف بررسی دمای شبانه روزی در ایران انجام شده است. برای این منظور کمینه و بیشینه دما طی دوره آماری 40 ساله (2020-1981) با استفاده از برونداد مجموعه داده AgERA5 بررسی و سپس دامنه شبانه روزی دما (DTR) محاسبه گردید. جهت درستی سنجی مجموعه داده AgERA5 از داده های 56 ایستگاه هواشناسی همدید و سنجه های آماری RMSE و R2 و برای بررسی متوسط روند از آزمون Theil-Sen استفاده گردید. نتایج درستی سنجی دمای کمینه و بیشینه نشان داد که مجموعه داده AgERA5 از دقت بالایی برای برآورد دما برخوردار است و روند ماهانه دمای کمینه و بیشینه در ایران افزایشی است. روند افزایش دما در طول زمان ثابت نبوده و در ماه های مختلف متفاوت است. بااین حال روند افزایشی دما طی ماه های مختلف سال برای دو متغیر دمای کمینه و دمای بیشینه هماهنگ است. در تمامی ماه ها، بیشینه روند افزایشی دما در فصل زمستان و ماه مارس مشاهده می شود. شاخص DTR در ایران حداقل 48/0 و حداکثر 6/16 درجه سلسیوس است که به ترتیب در ماه های دسامبر و ژوئیه اتفاق می افتد. بیشینه شاخص DTR در مناطق خشک داخلی و کمینه آن در مناطق شمالی و شمال غربی کشور رخ می دهد. بیشینه روند افزایشی دمای کمینه و بیشینه در ماه مارس است که به ترتیب 8/0 و 2/1 به ازای هر دهه افزایش می یابد. در مقابل بیشینه روند کاهشی دمای کمینه و بیشینه در ماه نوامبر است که به ترتیب با 1/0- و 2/0- به ازای هر دهه کاهش می یابد

مخاطره آتش سوزی در ایران به طور فزاینده ای به یک ریسک جدی در طول سال تبدیل شده و محدود به چند ماه از سال نیست؛ بر این اساس پایش جنگل ها برای شناسایی و تعیین نواحی مستعد رخداد آتش سوزی ها گامی مؤثر برای توسعه سامانه های هشدار سریع است. این پژوهش با هدف ارتباط شاخص های پوشش گیاهی با رخداد آتش سوزی در نواحی رویشی ایران انجام شده است. در این پژوهش از داده های سنجنده MODIS ماهواره Terra شامل محصول آتش سوزی فعال (MOD14A2) و شاخص های پوشش گیاهی NDVI و EVI (MOD13A3) در بازه زمانی 2020-2001 استفاده شده است. نتایج نشان داد بیشینه رخداد آتش سوزی در نواحی رویشی ایران از اواخر فصل بهار تا اوایل فصل پاییز رخ می دهد. روند افزایشی رخداد آتش سوزی در دوره گرم سال با افزایش دما، کاهش رطوبت و ذوب زودهنگام برف در فصل بهار و در فصل پاییز هم زمان با خزان پوشش گیاهی و شروع دیرهنگام بارش های پاییزی مرتبط است. بیشینه متوسط ارتفاعی رخدادهای آتش سوزی در ناحیه رویشی ارسباران با 1791 متر در ماه اکتبر و بیشینه ارتفاعی رخدادهای آتش سوزی در ناحیه ایرانی-تورانی با 1565 متر در ماه اوت مشاهده شده است. توزیع فضایی شاخص های NDVI و EVI حاکی از آن است که تراکم پوشش گیاهی در شدت و گسترش آتش سوزی تأثیرگذار بوده و شرایط را برای گسترش آتش سوزی ها فراهم می سازد به گونه ای که مناطق بایر با پوشش گیاهی کم در مرکز، شرق و جنوب شرق ایران تقریباً بدون رخداد آتش سوزی و بیشینه رخداد آتش سوزی های فعال در شمال، غرب و شمال غرب ایران مشاهده شده است.

باتوجه به اینکه تاکنون هیچ مطالعه ای به ارزیابی توأمان روش های ریزگردانی NEX-GDDP و CORDEX- WAS جهت درستی سنجی خروجی مدل های CMIP5 در ایران برای فرا سنج های دما و بارش انجام نشده است؛ لذا این مطالعه برای نخستین بار در ایران مقایسه عملکرد مدل MPI-ESM-LR از سری مدل های CMIP5 را برای متغیرهای دما و بارش با رویکرد توأمان روش ریزگردانی دینامیکی و آماری برای دوره تاریخی 2005-1980 موردمطالعه قرار می دهد. جهت درستی سنجی، آماره های MBE، RMSE و r مورداستفاده قرار گرفت. برای برآورد شیب روند داده ها در سری زمانی، از روش ناپارامتریک سنس استفاده می شود. نتایج نشان داد در پروژه کوردکس میزان اریبی 34/0- درجه سلسیوس و در پروژه NEX-GDDP میزان اریبی 46/0- درجه سلسیوس ثبت شده است که بیانگر عملکرد بهتر مدل MPI-ESM-LR تحت پروژه ریزگردانی دینامیکی کوردکس در مقایسه با پروژه آماری NEX-GDDP در شبیه سازی دما می باشد. در هر دو پروژه بیشینه دما در سواحل جنوب و کمینه دما در ارتفاعات شمال غرب کشور شبیه سازی شده است. در شاخص MBE پروژه NEX-GDDP با اریبی 60/2- میلی متر در مقایسه با پروژه کوردکس با اریبی 21/8- میلی متر، کاهش اریبی را نشان می دهد که بیانگر عملکرد بهتر مدل MPI-ESM-LR در پروژه NEX-GDDP نسبت به پروژه کوردکس در شبیهسازی بارش می باشد. بیشینه بارش در هر دو پروژه در ارتفاعات زاگرس و کمینه بارش در جنوب شرق کشور شبیه سازی شده است

تغییر اقلیم به دنبال گرمایش جهانی در دهه های اخیر تأثیر زیادی در مناطق مختلف به همراه داشته است. جهت پیش نگری دمای کمینه و بیشینه مناطق سردسیر ایران از داده های 28 ایستگاه همدید کشور و برونداد مدل CanESM2 از سری مدل های CMIP5 استفاده شد. مقیاس کاهی با مدل آماری SDSM طی دوره تاریخی (2005-1991) و پنج دوره آینده (2040-2026، 2055-2041، 2070-2056، 2085-2071، 2100-2086)، تحت سه سناریوی خوشبینانه (RCP2.6)، حدواسط (RCP4.5) و بدبینانه (RCP8.5) انجام شد. جهت درستی سنجی برونداد دمای کمینه و بیشینه مدل مقیاس کاهی شده از چهار سنجه آماری PCC، RMSE، MBE و PBIAS استفاده شد. نتایج درستی سنجی برونداد مدل SDSM نشان داد که این مدل در عرض های جغرافیایی بالا و مناطق سردسیر از کارایی نسبتاً مناسبی برخوردار است. با این وجود به دلیل در دسترس بودن تنها یک واسط کاربری GCM (مدل CanESM2)، در نظر نگرفتن روابط فیزیکی جو توسط مدل SDSM و همچنین تکیه صرف بر روابط آماری بین داده های مشاهداتی و GCM، نتایج دارای عدم قطعیت زیادی نسبت به برونداد مدل های دینامیکی و یا روش دینامیکی-آماری و مدل همادی می باشد. بی هنجاری دمای کمینه و دمای بیشینه در دوره های پیش نگری اول تا پنجم براساس سه سناریوی واداشت تابشی مثبت است. نتایج بی هنجاری دمای کمینه نشان داد که کمینه بی هنجاری مثبت در ایستگاه یاسوج و بیشینه آن در ایستگاه پیرانشهر مشاهده می شود. به همین ترتیب بی هنجاری دمای بیشینه در ایستگاه های تهران (ژئوفیزیک) و تهران (شمیران) مشاهده می شود. بطور کلی، دمای کمینه و بیشینه تحت سناریو های حد واسط (RCP4.5) و بدبینانه (RCP8.5) نسبت به سناریوی خوشبینانه (RCP2.6) افزایش بیش تری را به خصوص برای مناطق شمال غربی ایران نشان می دهند. این نتیجه از آن جهت مهم است که با افزایش دما ذوب سریعتر پوشش برف در مناطق سردسیر برای کشور خشک و نیمه خشکی همچون ایران به دلیل کاهش دسترسی به آب شیرین یک تهدید بالقوه محسوب می شود.

هدف از این پژوهش پیش نگری دمای ایران بر اساس رویکرد همادی چندمدلی (MME) با کاربست مدل های CMIP6 است. برون داد پنج مدل برای دوره تاریخی (1995-2014) و آینده نزدیک (2012-2040) تحت دو سناریوی بدبینانه (SSP3-7.0) و خیلی بدبینانه (SSP5-8.5) به کار گرفته شد. برای درستی سنجی مدل ها از سنجه های آماری MBE و NRMSE و داده های دمای روزانه 120 ایستگاه همدید استفاده شد. از روش های تغییر عامل دلتا (DCF) و میانگین وزنی مستقل (IWM) به ترتیب برای تصحیح اریبی و ایجاد یک مدل همادی استفاده شد. برای آشکارسازی تنش های گرمایی از شاخص طول مدت گرما (WSDI) استفاده شد. نتایج نشان داد که تصحیح اریبی و همادی کردن مدل ها با روش IWM پیش نگری دمای سالانه را به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک نسبت به مناطق مرطوب شمالی بهبود می بخشد. نتایج کلی نشان داد که بر اساس سناریوهای SSP3-7.0 و SS5-8.5، میانگین دمای سالانه کشور به ترتیب 13/1 و 26/1 درجه سلسیوس افزایش خواهد یافت. کمینه بی هنجاری در جنوب شرق و بیشینه آن در مناطق شمال غربی و مرکزی ایران اتفاق می افتد. شاخص طول مدت گرما نیز بی هنجاری مثبت را برای آینده نشان می دهد. بر اساس سناریوی SSP5-8.5، بیشینه این شاخص در سواحل جنوبی ایران بی هنجاری مثبت 5/74 روز را نشان می دهد.

دوره بازگشت و احتمال رخداد بارش دو نمایه مهم در مطالعات مربوط به سیل و بارش های فرین محسوب می شوند و درک صحیح از این دو نمایه می تواند نقش مهمی در مطالعات ریسک اقلیمی داشته باشد. این پژوهش با هدف بررسی کارایی پایگاه داده بارش همادی-وزنی چند منبعی (MSWEP[1]) و کاربست آن در تعیین دوره های بازگشت و بررسی احتمال رخداد بارش سالانه در ایران انجام شده است. برای این منظور از روش توزیع فرین تعمیم یافته (GEV[2]) استفاده شد. برای درستی سنجی داده های پایگاه MSWEP از چهار سنجه آماری RMSE، MBE، PBIAS و R2 در پهنه های اقلیمی کوپن-گایگر در ایران استفاده گردید. نتایج نشان داد که این پایگاه داده در مناطق خشک و نیمه خشک کشور با درصد اریبی 40/0 و 32/0 بهترین کارایی را دارد. در مقابل، این پایگاه داده در دو پهنه پرباران (Cfa) و کوهستانی (Dsb) کمترین کارایی را خود نشان داد؛ به طوری که بیشینه درصد اریبی در بین پهنه های اقلیمی کشور به ترتیب با 45/2- و 09/4- درصد در پهنه های مذکور دیده شد. نتایج نشان داد که بیشینه مقدار بارش محتمل در دوره های 1 تا 15 ساله در سواحل شمالی و بیشینه شدت آن در سواحل جنوبی ایران اتفاق می افتد. احتمال رخداد بارش در ایران بین 03/2 تا 02/32 درصد در نوسان است. کاهش عرض جغرافیایی از شمال به جنوب و کاهش ارتفاعات از غرب به شرق با کاهش احتمال رخداد بارش روزانه در ایران در ارتباط هستند. بیشینه عدم قطعیت در احتمال رخداد بارش روزانه در مناطق کوهستانی ایران مشاهده شد.

افزایش شدت و فراوانی نمایه های خشکسالی به دلیل گرمایش جهانی می تواند محیط طبیعی را به شدت تحت تأثیر قرار دهد. بنابراین، پیش نگری نمایه های خشکسالی با استفاده از مدل های گردش کلی جو (GCM) به منظور ارائه پیش آگاهی از شرایط خشکسالی و همچنین مدیریت ریسک اقلیمی ناشی از آن ضروری است. برای این منظور از داده های بازتحلیل پایگاه ERA5 و برونداد مدل های CMIP5 استفاده گردید و سه نمایه روزهای خشک، دوره های خشک و شاخص خشکی مورد بررسی قرار گرفت. نه مدل از مجموعه مدل های CMIP5 با تفکیک افقی 5/0 درجه قوسی گزینش و با روش نگاشت چندک دلتا (QDM) تصحیح اریبی شدند. سپس با استفاده از مدل میانگین گیری بیزین (BMA) یک مدل همادی تولید و کارایی آن با استفاده از نمودار تیلور بررسی شد. نتایج نشان داد که مدل CMIP5-MME تولید شده با روش BMA از مدل های نه گانه منفرد موجود بهتر عمل کرده است. مدل همادی ایجاد شده دوره خشک و روزهای خشک را دقیق تر از شاخص خشکی در ایران برآورده کرده است که نشان می دهد مدل های CMIP5 رخداد بارشی را بهتر از مقدار بارش برآورد می کنند. نتایج گویای این است که فراوانی روزهای خشک، دوره خشکی و همچنین شاخص خشکی در ایران روند افزایشی خواهد داشت. شاخص خشکی (AI) که تعادل بین عرضه و تقاضای آب را در فصل مشترک جو-زمین نشان می دهد حداکثر 15/3 درصد در متوسط پهنه ایران افزایش خواهد داشت. همچنین روزهای خشک و دوره خشک حداکثر به ترتیب 50/7 و 84/28 درصد در دهه های آینده افزایش دارند. نتایج نشان می دهد که تحت شرایط تغییر اقلیم، طول دوره خشکسالی افزایش بیش تری نسبت به شاخص خشکی خواهد داشت. این نتیجه یک تهدید جدی برای منابع آب و اکوسیستم تلقی شده و نیازمند توجه ویژه به برنامه های مدیریت خشکسالی (DMP) در کشور است.

بی هنجاری دمای سطح زمین ( LSTA ) متغیر ی کلیدی در مطالعات اقلیمی، کشاورزی ، و مدیریت منابع آب است. هدف از این مطالعه بررسی تغییرات فصلی و روند بی هنجاری دمای سطح زمین روز و شب ایران است. بی هنجاری دمای سطح زمین برگرفته از سنجند ه MODIS ماهوار ه Terra طی دو باز ه زمانی روز و شب برای دور ه 2001-2018 بررسی شد ه است . برای درستی سنجی داده های دمای سطح زمین از داده های هشت ایستگاه همدید با روش رگرسیون خطی استفاده ش د که نتایج نشان از دقت بالای این داده ها در کشور را داشته است. نتایج نشان داد بی هنجاری منفی در مناطق خشک کم ارتفاع و بی هنجاری مثبت در مناطق مرتفع و عرض های جغرافیایی بالا دیده می شود. تحلیل روند نشان داد بی هنجاری دمای سطح زمین روز و شب با سرعت متوسط 01 / 0 و 02 / 0 درج ه سلسیوس به ازای هر سال در حال افزایش است. بیشین ه نمر ه Z آزمون من- کندال (روند مثبت) با 80 / 3 در فصل تابستان برای شب و روز اتفاق افتاده است. برعکس، روند منفی در بی هنجاری ها برای مناطق خشک جنوب شرقی و داخلی و کوهپایه های زاگرس و البرز جنوبی ب ه دست آمده است.

هدف از این پژوهش ارزیابی روند شاخص هواویز (AI) فصلی در ایران است. در این راستا، داده های سنجنده TOMS دو ماهواره Nimbus 7 و Earth Probe و سنجنده OMI ماهواره Aura اخذ شد و از آزمون ناپارامتریک من- کندال (MK) برای شناسایی روند شاخص هواویز استفاده شد. نتایج نشان داد داده های سنجنده TOMS ماهواره EP برای مطالعه روند مناسب نیست، زیرا از سال 2001 داده های این سنجنده کالیبراسیون نمی شود. بیشینه و کمینه روند شاخص هواویز ایران به ترتیب برای سنجنده OMI و TOMS ماهواره Nimbus 7 محاسبه شد. در فصل بهار به دلیل فعال شدن چشمه های گرد و غبار از مناطقی با روند کاهشی کاسته شد و بر مناطقی با روند افزایشی افزوده شد. بیشینه روند افزایشی معنی دار و همچنین بیشینه مقدار متوسط شدت روند شاخص هواویز (AI) براساس سنجنده OMI در فصل پاییز محاسبه شد. روند افزایشی شاخص هواویز (AI) در ایران به دلیل شرایط محیطی (خشک سالی و تغییرات کاربری اراضی) و آب و هوایی (باد شمال تابستانه، الگوهای دینامیکی و حرارتی غرب آسیا، و کم فشار حرارتی سِند) است. مقایسه داده های ماهواره ای با داده های ایستگاه های همدید گرد و غبار در پهنه های مختلف آب و هوایی نشان از تطابق داده های ماهواره ای و زمینی دارد.

ابر پدیده ویژه ای است که در اثر دگرگونی های دینامیکی و ترمودینامیکی گردش عمومی هواسپهر به وجود می آید. ابرها حد واسط بین سامانه های همدیدی و شرایط آب و هوای سطح زمین هستند و از اهمیت ویژه ای در رژیم بارش برخوردارند. هدف از این پژوهش بررسی تغییرات زمانی-مکانی ابرهای مایع (LWCOT[1]) فصلی ایران است. بر این اساس داده های سنجنده MODIS ماهواره Terra (2015-2001) و داده های بلند مدت 31 ایستگاه آب و هواشناسی همدید (2015-1960) اخذ و پردازش شدند. نتایج نشان داد از شمال به جنوب و از غرب به شرق از فراوانی ابرهای مایع کاسته می شود. ابرهای مایع ایران دارای یک رابطه غیرخطی و احتمالاً پیچیده هستند و عواملی همچون جهت گیری دامنه ها، سامانه های بارشی، دوری از منابع رطوبتی در وردایی ابرها نقش چشمگیری دارند. بیشینه فراوانی ابرهای مایع در فصول سرد سال و عمدتاً در عرض های جغرافیایی بالا قرار دارند. جهت گیری دامنه ها، سامانه های کلان مقیاس همدید و دوری و نزدیکی از منابع رطوبتی مهمترین عوامل تغییرات ابرهای مایع ایران هستند. فراوانی روزهای ابر مایع در فصل زمستان منطبق بر مسیر حرکت چرخندها و توده های هوای وارد شده به کشور محور غربی-شرقی دارند. فروانی چشمگیر ابرهای مایع فصل بهار در شمال غرب کشور و ارتفاعات ناشی از همرفت دامنه ای و ناپایداری شدید است که منجر به رشد ابر شده است. در فصل تابستان با افزایش دما و استقرار پرفشار جنب حاره ای آزور بر گستره کشور در بیرون از منطقه ی خزری ابرهای مایع در خور توجهی مشاهده نمی شود؛ فصل پاییز نیز بیشینه ابرهای مایع در سواحل شمالی کشور به دلیل ورودی سامانه پرفشار سیبری است.

به منظور دست یابی به تغییرات فصلی بارش از روش های نوین آمار فضایی مانند خودهمبستگی فضایی موران جهانی، تابع K رایپلی، شاخص انسلین محلی موران، و لکه های داغ با استفاده از قابلیت های نرم افزارهای و بهره گرفته شد. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که تغییرات بارش در ایران دارای الگوی خوشه ای بالا می باشد. در این بین بر اساس شاخص محلی موران و لکه های داغ، بارش در کرانه های ساحلی دریای خزر و بخش های غرب و جنوب غرب کشور (عمدتاً زاگرس) دارای خودهمبستگی فضایی مثبت و بخش هایی از نواحی مرکزی و همچنین بخش هایی از جنوب شرق کشور و نواحی مرکزی دارای خودهمبستگی فضایی منفی بوده است. در سایر مناطق کشور (کمتر از یک چهارم مساحت کل کشور) بارش هیچ گونه الگوی معناداری یا خودهمبستگی فضایی نداشته است. بروندادهای آماره های مورد مطالعه بیانگر این امر بوده است الگوهای پربارش در مناطق جنوبی در حال عقب نشینی بوده و تنها به کانون های عمده در زاگرس و کرانه های دریای خزر در حال محدود شدن می باشد.

نقش دما و اهمیت دگرگونی آن باعث شده است که طی چند دهه اخیر توجه جدی به این پدیده آب و هوایی شود. روند رو به رشد دما در برخی از مناطق ایران و پیامدهای احتمالی آن منجر به نگرانی جدی برای پژوهشگران و برنامهریزان شده است. هدف از این  پژوهش دگرگونی مکانی روند دمای ایران طی چهار دهه اخیر می باشد. برای ارزیابی  این روند از پایگاه داده مرکز پیشبینی میانمدت هواسپهر اروپایی (ECMWF) نسخه ERA Interim طی دوره زمانی 1979  - 2015 میلادی با تفکیک مکانی 125/0×125/0 درجه قوسی برای هر ماه با 9966 یاخته  استفاده  شد. و جهت آشکارسازی روند دما از دو روش ناپارامتریک Mann–Kendall و Sen’s Slope بهره گرفته شد. نتایج نشان داد، چهار ماه فوریه، مارس، می و اکتبر روند دمایی یک جهته (افزایشی) را تجربه کردهاند. بیشینه متوسط آهنگ روند افزایشی کشور مربوط به فصل زمستان و کمینه آن متعلق به فصل پاییز بوده است. در تمامی ماههای سال مناطقی از کشور که بین مدار 30 تا 35 درجه شمالی قرار داشتهاند بیشینه روند معنادار افزایشی را تجربه کردهاند. قلمرو مناطق سرد و معتدل کشور بیش از سایر مناطق دستخوش افزایش روند دما بودهاند. همچنین روند منفی جنوب شرق و جنوب (سواحل بوشهر) ایران ناشی از چهار دلیل: 1 - دگرگونی خرد آب و هواشناسی محل؛ 2 - افزایش هواویزهای هواسپهری؛ 3-  بخارآب قابل بارش و 4 - ابرها و دامنه دگرگونی دما، هستند. بیشینه متوسط شیب دمایی کشور با 11/0 درجه سانتی گراد مربوط به ماه فوریه و کمینه آن نیز به با 002/0 درجه سانتیگراد در ماه نوامبر اتفاق افتاده است. به طور کلی زمستانهای ایران در حال گرمتر شدن است و این امر یک خطر جدی برای کانونهای برفگیر کشور تلقی خواهد شد.  

جزیره حرارتی، نتیجه آب و هوای شهری و یکی از چالش های مهم زیست محیطی در قرن بیست و یکم است. هدف از این پژوهش، ارزیابی توأمان عوارض بیوفیزیکی و دمای سطح زمین با رویکرد تکاملی فرکتال ویژه (FNEA)، به منظور استخراج جزیره حرارتی شهری در تهران است. نخست، با استفاده از تصاویر سنجنده TIRS ماهواره لندست 8، در ماه اوت سالهای 2013، 2014 و 2015 مقادیر دمای سطح زمین (LST) محاسبه و جزایر حرارتی شهری با اتخاذ رویکرد تکاملی فرکتال ویژه (FNEA) استخراج شد. همچنین به منظور ارزیابی نقش عوامل بیوفیزیکی در شکل گیری جزایر حرارتی شهری، شاخص های BI، MNDWI، NDBI ،NDVI، SAVI و UI محاسبه و مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد بین پوشش گیاهی و جزایر حرارتی شهری، همبستگی خطی منفی وجود دارد. همچنین یک رابطه مثبت قوی، بین سطح غیر قابل نفوذ با جزایر حرارتی شهری در کلان شهر تهران به دست آمد. جزایر حرارتی کلان شهر تهران با رویکرد FNEA به 5 دسته جزایر حرارتی سرد، سرد درجه دوم، مناطق حرارتی متوسط، جزایر حرارتی گرم درجه دوم و جزایر حرارتی گرم دسته بندی شدند که به طور متوسط جزایر حرارتی گرم، 95 کیلومترمربع و جزایر حرارتی سرد 73 کیلومترمربع از کل مساحت کلان شهر تهران را به خود اختصاص داده اند. مهم ترین کانون های حرارتی شناسایی شده نیز به ترتیب در 1- منطقه 21 به جهت تمرکز شدید اکثر کارخانه ها، کارگاه های صنعتی و انبارها؛ 2- منطقه 9 به دلیل قرارگیری فرودگاه مهرآباد، پایانه های حمل ونقل مسافری و گذرگاه اصلی دسترسی؛ 3- منطقه 22 و شمال منطقه 19 به جهت تمرکز زمین های لم یزرع و 4- منطقه 13 (زمین های بدون پوشش اطراف فرودگاه سابق دوشان تپه) و مناطق جنوبی تهران (به دلیل وجود کارگاه های آموزشی و صنعتی) قرارگرفته اند.

لایه مرزی بخش کوچکی از لایه ورد سپهر است که به دلیل فرایندهایی که در داخل آن رخ می دهد، برای حیات انسان حائز اهمیت می-باشد. مطالعه حاضر با هدف واکاویی دگرگونی زمانی- مکانی ارتفاع لایه مرزی با رویکردی آماری – تحلیلی انجام شد. در این راستا از داده های ارتفاع لایه مرزی مرکز پیش بینی میان مدت هواسپهر اروپایی نسخه ERA-Interim با تفکیک مکانی 125/0×125/0 درجه قوسی و بازه زمانی 1979 تا 2015 استفاده گردید. نتایج نشان داد که ارتفاع لایه مرزی با زمان و مکان تغییر می کند و وضعیت توپوگرافی بر ارتفاع لایه مرزی تأثیر جدی می گذارد. براساس میانگین بلند مدت، بیشینه همبستگی ارتفاع لایه مرزی ایران با مولفه مکانی عرض جغرافیایی می باشد، چرا که نقش این مشخصه جغرافیایی با آفتاب گیری بسیار بالاست. از نظر زمانی کمینه و بیشینه ارتفاع لایه مرزی در ایام سرد و گرم سال به ترتیب در ماههای ژانویه و ژوئن رخ میدهد. از نظر آرایش مکانی مناطق با چشم انداز مرتفع و ناهموار مانند مناطق مرتفع زاگرس و نواحی مجاور دریا دارای کمترین ضخامت لایه مرزی و مناطق با چشم انداز هموار و بیابانی مانند نواحی داخلی بخصوص جنوب شرق و مرکز ایران، ضخامت لایه مرزی در بالاترین سطح قرار دارد. تغییرات فضایی ارتفاع لایه مرزی در ماههای سرد سال منسجم تر از ماههای گرم سال می باشد. متناسب با تغییرات فصلی دمای هوا، بیشینه ارتفاع لایه مرزی در ماههای سرد سال در نواحی جنوب شرق ایران و در ایام گرم سال بخصوص ماههای ژوئن و جولای، در نواحی مرکزی ایران مانند مناطق جنوب کرمان شمال استان هرمزگان رخ می دهد. ساختار دمایی ایران متناسب با وضعیت جغرافیایی و توپوگرافیکی، الگوی زمانی – مکانی ارتفاع لایه مرزی در ایران را مشخص می کند. براساس نتایج نوشتار حاضر عامل اصلی تغییرات زمانی - مکانی ارتفاع لایه مرزی گرمایش و سرمایش سطح زمین و مولفه های مکانی و توپوگرافیکی در سطح زمین میباشد.

روابط بین بارش-ارتفاع را می توان به عنوان یک دستاورد مهم برای مطالعات بارش-رواناب و مدیریت حوضه های آبریز بخصوص در مناطق خشک و نمیه خشک که شکنندگی بالایی دارند قلمداد کرد. در پژوهش پیش رو به مدلسازی وردایی زمانی-مکانی فصلی بارش-ارتفاع در ایران مرکزی پرداخته شد. به این منظور داده های پایگاه داده-بارش آفرودیت برای یک دوره 30 ساله (1977-2007میلادی) مبتنی بر DEM با تفکیک مکانی 30 متر با استفاده از دو مدل حداقل مربعات معمولی (OLS) و رگرسیون وزن دار جغرافیایی (GWR) مورد ارزیابی قرار گرفتند. ارزیابی دو مدل حاضر نشان داده است که مدل رگرسیون وزن دار جغرافیایی (GWR) بهتر می تواند روابط بارش-ارتفاع را در ایران مرکزی توضیح دهد. همچنین مشخص گردید که افزایش ضریب  برای مدل حداقل مربعات معمولی (OLS) بخصوص در فصل بهار ناشی از همرفت و تشدید پدیده کوهبارش بوده است. کمبود بارش در ایران مرکزی را می توان در دو رسته بنیادین جای داد: 1- حاکمیت پرفشار جنب حاره در دوره گرم سال و 2- آورده های سامانه های غربی به جهت سایه بارش زاگرس سهم چندانی برای مناطق ایران مرکزی ندارد لذا فارغ از فقر بارش محتوای رطوبت هواسپهر این منطقه از ایران بسیار اندک است. بارش در ایران مرکزی دارای ساختار فضایی بوده و رفتار خوشه ای از خود نشان می دهد. همچنین مشخص گردید در ایران مرکزی بیشینه بارشی در بیشینه ارتفاعی حادث نمی شود و بیشینه و کمینه رابطه بارش-ارتفاع در ایران مرکزی بترتیب در پیش باد و پشت باد اتفاق می افتد.

کشور ایران خشک و کم آب است، حاکمیت این شرایط و موقعیت قرارگیری آن در کمربند ریزگرد جهانی شرایط بسیار نامطلوبی به ارمغان آورده است. ریزگردها طی سال های اخیر با شدت و فراونی بیشتری به وقوع پیوسته اند و عمده مناطق ایران را تحت تاثیر قرار داده اند لذا به لحاظ مسائل زیست محیطی مطالعه و مدیریت کاهش آثار آن در اولویت می باشد. هدف از این پژوهش، ارزیابی نقش لایه مرزی در انتقال، شرایط به وجود آورنده و تشدیدکننده آشفتگی گردوغبار به جنوب غرب کشور است. ابتدا روزهای توأم با گردوغبار استخراج و یک دوره که این پدیده به شکل فراگیر و با شدت زیاد در منطقه موردمطالعه به وقوع پیوسته (21 تا 24 فوریه 2016) برای پایش گزینش شد. سپس داده های ارتفاع لایه مرزی (BLH) مبتنی بر برونداد پایگاه ECMWF، پارامتری های هواسپهر از پایگاه NCEP/NCAR و عمق نوری ذرات (AOD) از سنجنده MODIS استخراج گردید. علاوه بر این به منظور ارزیابی شرایط به وجود آورنده و تشدیدکننده آشفتگی مقدار عددی ریچاردسون برای دو ایستگاه رادیوگمانه[1] اهواز و آبادان محاسبه شد. نتایج نشان داد، لایه مرزی هواسپهر در ایجاد تلاطم و انتقال گردوغبار به کشور نقش مهم و غیرقابل انکاری را دارا می باشد بطوریکه در هر 4 روز مورد مطالعه همبستگی بین ارتفاع لایه مرزی و عمق نوری ذرات بیشتر از 70/0 بوده است. شرایط هواسپهری ناپایدار همچون قرارگیری ناوه ای بسیار عمیق، چرخند قوی همراه با تاوایی مثبت قابل توجه در محور ناوه، به همراه امگای منفی که گویای صعود، ناپایداری هوا و به تبع آن ایجاد شرایطی ناآرام و متلاطم در منطقه را فراهم نموده شرایط بسیار مساعد و تقویت برداشت گردوغبار را به وجود آورده است. مقدار عددی ریچاردسون طی روزهای منتخب معرف پیشی گرفتن نیروی مکانیکی تولیدکننده گردابه از نیروی بازدارنده حرارتی بوده که در نتیجه آن جریان ناپایدار و آشفته تر شده و فرآیند اختلاط راحت تر و سریع تر صورت گرفته است. [1] Radiosonde Station