علی اکبر شمسی پور

روندها و میزان تغییرپذیری زمانی و مکانی دو عنصر اساسی جو یعنی بارش و دما، اثرات محیطی، اقتصادی و اجتماعی بسیار شدیدی دارد. پژوهش حاضر باهدف تحلیل روند و بررسی همگنی دمای بیشینه و بارش در فصل های سرد سال (پاییز و زمستان) در چهار ایستگاه سینوپتیک شهر تهران طی دوره آماری 1994 تا 2023 انجام شده است. برای تحلیل روند، از آزمون ناپارامتری من کندال استفاده شد و میزان شیب تغییرات فصلی با استفاده از تخمین گر شیب سن محاسبه گردید. همچنین، به منظور شناسایی نقاط تغییر ساختاری در سری های زمانی، چهار آزمون آماری شامل پتی، نرمال استاندارد، بیشاند و فان نیومن به کار گرفته شد. نتایج حاصل از آزمون من کندال نشان داد که دمای بیشینه در هر دو فصل موردمطالعه، در اغلب ایستگاه ها دارای روند افزایشی معنادار بوده است. در برخی ایستگاه ها مانند شمیران و ژئوفیزیک، میانگین دما پس از نقطه تغییر تا بیش از ۲ درجه سانتی گراد افزایش یافته است. در مقابل، بارش پاییزه در هیچ یک از ایستگاه ها روند معناداری نداشت، اما در زمستان، ایستگاه های مهرآباد و چیتگر با کاهش معنادار بارش مواجه بودند. نتایج آزمون های همگنی نیز وقوع شکست های ساختاری در داده های دمایی و در برخی موارد بارش زمستانه را تأیید کردند. این یافته ها بیانگر وجود روندهای اقلیمی معنادار در تهران طی سه دهه گذشته هستند و نشان می دهند که شهر تهران در معرض گرمایش فصلی و کاهش نسبی منابع آبی در زمستان قرارگرفته است؛ موضوعی که باید در برنامه ریزی شهری و مدیریت منابع آب و انرژی موردتوجه قرار گیرد.

تغییر نمایه های اقلیمی به خصوص بارش، شناخت مفیدی از روند تغییر شرایط اقلیمی به دست می دهد. منطقه زاگرس جنوبی، با ویژگی های کوهستانی_دشتی و وابستگی بالای فعالیت های کشاورزی و منابع آبی آن به بارش، به طور ویژه نیازمند درک رژیم بارشی و روند تغییرات آن است. این پژوهش با هدف درک روند تغییر بارش با استفاده از هشت نمایه بارش سالانه در 61 ایستگاه با دوره آماری 1978 تا 2020 انجام شد. روند تغییرات با بهره گیری از آزمون ناپارامتری من–کندال استخراج و جهت ارزیابی تغییرات بارش مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد، که در منطقه زاگرس جنوبی، روند تغییرات بارش به ویژه در نمایه تعداد روز بارشی و بدون بارش، اغلب به سمت کاهش بارش و افزایش خشکی است. چنانکه 89 درصد از ایستگاه ها، افزایش در تعداد روز بدون بارش، را نشان داده اند که از این میان 37 درصد از آن ها از نظر آماری معنادار بوده است. همچنین، در بیش از 90 درصد از ایستگاه ها، روند کاهشی در تعداد روزهای بارشی بیش از 0.1 میلی متر مشاهده شد که این روند نیز در 42 درصد از ایستگاه ها معناداری بوده است. بارش های سبک (0.1 تا 10 میلی متر) و متوسط (10 تا 20 میلی متر) در بیشتر نقاط روندی کاهشی دارند. در تعدادی از ایستگاه ها روند افزایشی غیر معنی دار بارش های سنگین و فوق سنگین مشاهده شد، که می تواند بیانگر افزایش رویداد بارشی کوتاه مدت و شدید باشد. درکل می توان گفت ، روند کلی بارش سالانه در بیشتر ایستگاه ها کاهشی بوده و کاهش در بیشینه بارش 24 ساعته نیز در 80 درصد ایستگاه ها مشاهده شد. این نتایج حاکی از تغییرات جدی در الگوی بارش منطقه و افزایش احتمال بروز خشکسالی و سیلاب ناگهانی است که مدیریت مؤثر منابع آبی به هدف کاهش خسارات محتمل در این منطقه را ضروری می سازد.

پژوهش حاضر با هدف سنجش و ارزیابی ظرفیت تعدیل گرما (HMI) در محدوده کلان شهر تهران و با استفاده از رویکرد نوین مدل خنک کنندگی شهری (UCM) در یک بستر فضایی انجام شده است. UCM نقشه هایی از شاخص تعدیل گرما تولید می کند که ظرفیت سرمایش فضاهای سبز شهری را در تمام طبقه های کاربری اراضی در یک مکان و با در نظر گرفتن پارامترهای متعدد مانند تبخیر و تعرق، سایه ایجادشده توسط درختان، سپیدایی، دمای هوای حومه شهر، شدت اثر جزیره گرمای شهری، فاصله اختلاط هوا و حداکثر فاصله خنک کنندگی تخمین می زند. ارزیابی نقش متغیرهای محیطی مؤثر بر UCM در منظر موردمطالعه بیانگر این بود که در مناطق 1 ، 22 و بخش های شمالی منطقه 4 شهرداری تهران با کاربری درختان تنک، درختچه و بوته زار، چیدمان های باز و کم ارتفاع و سطوح آبی، شدت اثر جزیره گرمایی به کمترین مقدار خود رسیده و اختلاف دمای بین شهر و حومه در بازه 0 تا 3/1 درجه سلسیوس متغیر است؛ اما بیشینه شدت جزیره گرمای شهری در بخش های مرکزی منطقه مطالعاتی (مناطق 21، 13 و 14) با بافت فشرده و متراکم و گسترش سطوح نفوذناپذیر مشاهده می گردد که حداقل مقادیر شاخص تبخیر و تعرق (12/0-45/0) و سپیدایی (09/0- 16/0) نیز در این نواحی متمرکز گردیده است. مبتنی بر این پارامترها توزیع مکانی شاخص HMI در چشم انداز موردبررسی نشان داد که ظرفیت خنک کنندگی در منطقه موردمطالعه از 08/0 در نواحی مرکزی شهر تا 9/0 در مناطق تحت تأثیر فضاهای سبز مختلف و همچنین بدنه های آبی متفاوت است. در واقع بیشینه شاخص ظرفیت خنک کنندگی در کاربری با پوشش درختان انبوه و پراکنده در منطقه متمرکز گردیده که این نواحی توانسته اند با ظرفیت 63 درصدی خنک کنندگی، به طور متوسط 48/2 درجه سلسیوس از اثر جزیره گرمایی را خنثی نمایند. روش به کاررفته در این پژوهش می تواند به عنوان مرجعی برای طراحان شهری در ادغام رویکردهای خنک سازی شهری و راهبردهای کاهش جزیره گرمایی، در برنامه ریزی و طراحی مناطق شهری به کار گرفته شود.

شهرها فضاهایی با غلبه مناظر ساختمانی با ویژگی های هندسی، پوششی و جریان های آیرودینامیکی مشخص هستند که شرایط اقلیمی متنوعی را به نمایش می گذارند. تنوع بالای پوشش های سطحی، موزاییکی از اقلیم ها را در مقیاس های محلی و خرد ارائه می دهد. برای شناسایی و طبقه بندی این اقلیم ها، ابزارها و روش های مدرن موردنیاز است. نقشه زون اقلیم محلی یک روش نوین برای طبقه بندی مناطق اقلیم شهری است که به شناسایی جزایر گرمای شهری تأکید دارد. در این مطالعه از تصاویر ماهواره لندست 8 سال 2023 و ماه های می، ژوئن، آگوست و نوامبر برای طبقه بندی زون های اقلیم محلی شهر اردبیل استفاده شد. در فرایند پردازش و تولید نتایج، برنامه ها و ابزارهای متنوعی برای پیش پردازش و پردازش تصاویر، نمونه گیری زون های اقلیمی و طبقه بندی و تحلیل های عددی استفاده گردید. پس از انجام پردازش های لازم، نقشه اقلیم محلی شهر اردبیل با 14 طبقه اقلیمی استخراج شد. نتایج این تحقیق نشان داد که بیشترین طبقه اقلیم محلی شهر اردبیل مربوط به طبقات LCZ2 و LCZ3 است که شامل محلاتی با بافت ساختمانی متراکم و ارتفاع متوسط و کوتاه می باشد. وجود دریاچه شورابیل و فضاهای سبز پیرامون آن در محدوده شهر با محیط هفت کیلومتری، اضافه بر نقش تفرجی، ظرفیت بالایی در خنک کنندگی فضای شهری اردبیل دارد. تراکم ساختمانی و سازه های انسانی با رویه های بتونی و آسفالتی نفوذناپذیر باعث کاهش پوشش گیاهی و پتانسیل جابجایی و تهویه طبیعی هوا شده که همراه با افزایش انتشار گرمای ناشی از فعالیت انسانی، منجر به تشدید ظرفیت شکل گیری جزیره گرمای شهری در مناطق مرکزی شهر می شود.

پایش مستمر میزان کربن آلی خاک یکی از نیازهای نظارت بر فرایند های زیست محیطی منجمله تغییرات اقلیمی واثرات آن بر اکوسیستم است. هدف تحقیق حاضر شناخت رابطه تغییر اقلیم و تغییر کاربری اراضی و تاثیر آن بر ترسیب کربن خاک های زاگرس میانی است. پس از بررسی چشمی تصویر رنگی و مشاهدات میدانی، به روش تصادفی طبقه بندی شده 180 محدوده دارای پوشش درخت مشخص و از هر نقطه تا عمق 20 سانتی متری نمونه های خاک برداشت و به آزمایشگاه منتقل و برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک اندازه گیری شد. نتایج نشان دهنده افزایش سطوح فاقد پوشش گیاهی یا به عبارتی تغییر کاربری های جنگلی و مرتعی به سطوح بدون پوشش است، این نتایج با روند تغییرات کاربری اراضی در منطقه منطبق می باشد. بطوری که تغییرات سبزینگی و پوشش گیاهی در سطح استان متأثر از شرایط خشکسالی و ترسالی تضعیف یا تشدید می شود. بطور کلی تغییر کاربری اراضی از جنگل و مرتع به اراضی فاقد پوشش گیاهی، تغییرات شاخص دمایی منتج از محاسبات تصاویر ماهواره ای که نشان دهنده تنش در پوشش گیاهی به علت دما و خشکی بالا است و از طرف دیگر شاخص های گیاهی هم بیان کننده کاهش سطوح دارای پوشش گیاهی هستند که منجر به کاهش زیست توده گیاهی و کاهش تولید ماده آلی در کاربری های تغییر یافته می گردد. بطورکلی با توجه به روند کاهش ترسیب کربن از 89 تن در هکتار به 50 تن در هکتار در بازه زمانی 30 ساله می توان انتظار داشت با سناریوی اقلیمی موجود و مدیریت فعلی منابع طبیعی وضعیت پوشش گیاهی منطقه فقیر و کاهش مقادیر ترسیب کربن ناشی از پوشش گیاهی در آینده قابل پیش بینی است.

در پژوهش حاضر ظرفیت ذخیره کربن زیرساخت های سبز شهر و پیرا شهر ارومیه واکاوی می شود. ارومیه با مشخصه اقلیمی سرد بافت ساختمانی فشرده با فضاهای سبز پراکنده بخصوص در مناطق و محله های پیرامونی شهر مشخص می شود. پژوهش با مدل ذخیره کربن موجود در بسته نرم افزاری InVest انجام گردید. نتایج نشان داد که بیش از 57 درصد محدوده مطالعاتی ظرفیت ذخیره کربن کمتر از 2 تن و کمتر از 6 درصد محدوده بالای 30 تن در هکتار دارد که به باغ ها و درختزارهای حاشیه رودخانه شهر چای محدود می شود. ذخیره کربن خاک با 41/2344 تن بیش ترین سهم و سپس زیست توده بالایی با 47/1403 تن بالاترین مقادیر ذخیره کربن را دارند. مقدار ذخیره کربن کل محدوده موردمطالعه نیز 9/3900 تن در سال می باشد. بیش ترین میزان ذخیره کربن متعلق به باغ ها و درختزارها و در رتبه بعدی زمین های بایر با پوشش گیاهی تنک به دست آمد و ارتفاعات بدون پوشش گیاهی با رخنمون های سنگی و فاقد پوشش خاک بدون ذخیره کربن هستند. گیاهان و درختان متراکم بالاترین میزان ذخیره کربن را دارند، اما به دلیل اینکه میزان ذخیره آن تابعی از تغییر فصل است، لازم است در انتخاب و توسعه فضاهای سبز شهری به گونه گیاهی و میزان سازگاری آن ها با شرایط اقلیمی سرد و فضاهای شهری ارومیه توجه گردد. در نتیجه لازم است ایجاد و توسعه فضاهای سبز شهری هم راستا با توسعه فیزیکی و کالبدی، در اولویت برنامه های توسعه شهری ارومیه باشد.

هدف تحقیق حاضر مدل سازی یکی از خدمات حمایتی اکوسیستم، با عنوان کیفیت زیستگاه و همچنین ارزیابی آسیب پذیری فضایی مناظر طبیعی در محدوده شهر خرم آباد با استفاده از ماژول کیفیت زیستگاه InVEST است. دستیابی به این هدف نیازمند شناسایی منابع تهدید، وزن نسبی هر تهدید، حداکثر فاصله اثرگذاری آن در فضا، انواع زیستگاه ها و میزان حساسیت هر یک از آن ها نسبت به منبع تهدید است. به علاوه یکی از مهم ترین ورودی های نرم افزار InVEST، نقشه پوشش/کاربری زمین (LULC) محدوده موردمطالعه است که جهت تهیه این داده در پژوهش حاضر از روش طبقه بندی زون های اقلیم محلی استفاده گردید. در نهایت مدل، با ترکیب الگوهای LULC و منابع مختلف تهدید، نقشه های توزیع فضایی کیفیت و تخریب زیستگاه را در چشم انداز موردمطالعه تولید می کند. نتایج نشان داد که عامل شهر، فرودگاه و بزرگراه به ترتیب با میانگین نمره 51/0، 345/0 و 33/0 مخرب ترین عوامل تهدید برای تمام زیستگاه ها هستند و پوشش های آب، درختان انبوه و درختان پراکنده نیز به ترتیب با نمرات حساسیت 47/0، 39/0 و 36/0 بیش ترین درجه تخریب را نسبت به دیگر کاربری ها متحمل شده اند. نتایج همچنین بیانگر این بود که وضعیت کیفیت زیستگاه در محدوده خرم آباد در سطح متوسط تا پایین قرار دارد و شاخص کیفیت زیستگاه تنها در 3 درصد مساحت منظر، شرایط بسیار خوبی را نشان می دهد.

خشکسالی های متوالی سال های اخیر در ایران اهمیت تحلیل ساختارهای جوّی و اثر آن را بر الگوهای بارش و خشکسالی افزایش داده است. هدف از پژوهش حاضر بررسی موقعیت و تغییرات مکانی اجزای کلیدی گردش جوّ و سامانه های همدید منطقه از جمله پشته ها و ناوه های جوّی در ارتباط با گستره خشکسالی های ماهانه ایران است. در این مطالعه از داده های ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال و بارش داده های ERA5 با دقت 25/0 درجه از سال 1979 تا 2021 استفاده شد. درصد مساحت خشکسالی های ماهانه (سپتامبر تا می) با شاخص RAI در پنج طبقه محاسبه و موقعیت محور و حد جنوبی و شمالی ناوه ها و پشته ها در گستره ای از غرب ایران تا شرق اقیانوس اطلس استخراج و ترسیم شد. نتایج نشان داد که محور ناوه در خشکسالی های فراگیر از 30 درجه شرقی در سپتامبر و می به 10 درجه شرقی در سایر ماه ها و محور پشته در تمام ماه ها در محدوده مرکز تا غرب ایران و در مقابل، محور ناوه ها در ماه های فاقد خشکسالی بین 30 تا 40 درجه شرقی و محور پشته ها در ماه های فاقد خشکسالی از 0 تا 20 درجه شرقی مستقر بوده است. حد جنوبی ناوه ها در خشکسالی های فراگیر در شمال آفریقا و حد شمالی پشته ها در محدوده روسیه تا آسیای میانه مشاهده شد. میزان جابه جایی محور پشته ها بین ماه های خشکسالی فراگیر و فاقد خشکسالی (حدود 50 درجه) بسیار بیشتر از تغییر موقعیت محور ناوه ها بوده است. جابه جایی حد جنوبی ناوه ها و به خصوص حد شمالی پشته ها، کاهش بارش و افزایش خشکسالی را در ماه های دسامبر، ژانویه و مارس (در پژوهش های قبلی به طور مشخص به آن اشاره شده است) توجیه می کند؛ به طوری که در این ماه ها به ترتیب پشته ها و ناوه ها جابه جایی شرق و غرب سو داشته است. این شاید نمایانگر تغییر رژیم بارش ایران متأثر از تغییر اجزای گردش جوّ منطقه در بستر گردش جوّ سیاره ای باشد.

بی هنجاری های بارشی به ویژه خشکسالی و تغییرات آن از مورد توجه ترین موضوعات اقلیم شناسی است. مطالعه حاضر باهدف ناحیه بندی رخدادهای خشکسالی و ارزیابی روند تغییرات گستره آن در مقیاس های زمانی سالانه، فصلی و ماهانه انجام پذیرفت. به این منظور از داده های بارش ماهانه EAR5 و شاخص خشکسالی RAI بهره گرفته شد. برای استخراج خوشه های مکانی و روند تغییرات آنها، از تحلیل خوشه ای سلسله مراتبی مبتنی بر فاصله همبستگی - ادغام وارد و آزمون من کندال و شیب خط رگرسیونی استفاده گردید. تعداد خوشه های مکانی (نواحی) هم رخداد خشکسالی در فصل و ماه های بارشی نسبت به ماه های کم بارش مانند فصل تابستان، وسیع و همگن تر است. نواحی مشخص جغرافیایی -اقلیمی مانند: جنوب شرق، مرکز، شمال غرب و غرب -جنوب غرب، در بیشتر زمان ها دیده می شود. تغییرات خشکسالی سالانه در هیچ یک از نواحی روند معنی داری نشان نمی دهد که این می تواند از تضاد درون فصلی و ماهانه در روند تغییرات خشکسالی باشد. به طوری که در فصل زمستان و بهار (دوره اصلی بارش کشور) روند افزایشی و در مقابل در فصل پاییز، روندی کاهشی خشکسالی مشاهده شد. در مقیاس ماهانه نیز مشهودترین روند افزایشی در دو ماه اصلی بارش کشور یعنی ژانویه، مارس و کاهشی در ماه نوامبر رخ داده است. نتایج پژوهش می تواند گویای جابه جایی زمانی بارش یا تغییر رژیم بارش کشور باشد

فضاهای شهری با ویژگی های متفاوت از محیط های طبیعی، نیازمند تجدید نظر در پهنه بندی های اقلیمی سنتی هستند تا شرایط اقلیمی در برنامه ریزی ها و مدیریت شهر، قابل استفاده باشد. شهر تهران با ویژگی های طبیعی و الگوی توسعه شهری متفاوت، پاسخ های متفاوتی در برابر شرایط اقلیمی دارد. واحد های همگن واکنش به اقلیم (HCR) طبقه بندی اقلیم شهری را بر اساس نقشه های تراکم ساختمانی و ژئومورفولوژی طبیعی زمین انجام می دهد. هدف آن تهیه نقشه ای با مجموعه ای از مناطق همگن با فضای شهری است و مزیت آن در ارائه دستورالعمل های اقلیمی برای برنامه ریزی در طرح های جامع شهری است. برای مطالعه از لایه های اطلاعات مکانی کاربری/پوشش اراضی، تراکم ساختمانی، شبکه هیدروگرافی، عناصر جوی، تراکم جمعیتی و توپوگرافی شهری استفاده گردید. نتیجه آن تهیه نقشه اقلیم شهری تهران در 17 واحد اقلیمی و به دنبال آن ارائه هشت دستورالعمل اقلیمی برای برنامه ریزی شهری است. ترکیب مورفولوژی زمین، سطوح ارتفاعی، شیب سطحی، بستر رودخانه ها با مشخصات فیزیکی و کالبدی شهری مهمترین مشخصه مدل HCR استفاده شده در پژوهش است. نتایج به دست آمده گویای واحد اقلیمی همگنی در نوار شمالی تهران در مجاورت کوهستان با مخروط افکنه ها، روددره ها، پوشش گیاهی غنی تر و رخنمون های سنگی است. در حالی که تکه تکه شدن زیستگاه ها، بافت ساختمانی فشرده، دشت رسوبی هموار مشخصه اصلی مناطق مرکزی شهر هستند. نوار میانی تهران با توالی تپه ها و دره ها از پارک جنگلی چیتگر در غرب تا تپه های گیشا، پردیسان، عباس آباد  و لویزان واحد اقلیمی همگن میانی را تشکیل داده که فضاهای تنفسی شهر هستند. گسترش فیزیکی شهر در سمت ارتفاعات و به ویژه در مسیر روددره ها اغلب ظرفیت پویایی، تهویه طبیعی و گردش هوا را کاهش داده و از عوامل افزایش بار گرمای محیطی و شکل گیری جزیره گرمای شهری و تشدید آلودگی هوا در مناطق مرکزی شهر هستند.

هدف پژوهش تبیین فراوانی، توزیع زمانی، استمرار امواج گرمایی و شناسایی روند رخداد آن در دامنه های جنوبی البرز مرکزی است. بنابراین با استفاده از روش های آماری و داده های دمای بیشینه روزانه ایستگاه های همدیدی تهران (مهرآباد)، قزوین و سمنان برای دوره آماری 30 ساله (2016-1986) مشخصه های ذکر شده استخراج گردید، در گام نخست برای شناخت میزان تغییرپذیری و آگاهی از روند ماهانه دماهای بیشینه در دوره مورد پژوهش از روش ناپارامتری من کندال استفاده گردید. در ادامه برای شناسایی شدت، دوام و بسامد رخداد امواج گرمایی از نمایه های صدک (95. 98) و انحراف نرمال شده دما (NTD) استفاده شد. نتایج پژوهش نشان داد که فراوانی موج های گرمایی کوتاه مدت بیشتر بوده است. بیشترین فراوانی مربوط به امواج 2 روزه بوده، و به ترتیب ایستگاه های تهران (مهرآباد)، سمنان و قزوین فراوانی رخداد بیشتری دارند. بیشترین فراوانی رخداد سالانه به ترتیب در ایستگاه تهران (11موج در سال 2010)، در سمنان (9 موج در سال 2015) و قزوین (7 موج در سال 2015) شناسایی شد. بالاترین فراوانی ماهانه رخداد امواج گرمایی در ماه های ژوئن و سپتامبر ثبت شده است. بیشترین تداوم (15 روزه) در ماه مارس 2008 با روش صدک در ایستگاه مهرآباد بدست آمد. در روش انحراف نرمال شده دما در سال 2008 به صورت یک موج گرم (12روزه) محاسبه شد. بالاترین فراوانی سالانه رخداد اموج گرمایی در هر سه ایستگاه در سال 2015 رخداد داده است. واکاویی روند حاکی از افزایش رخداد امواج گرمایی در دوره سرد سال بوده، اما در دیگر فصل ها روند تغییرات معنی داری بدست نیامد. بطوریکه گویای کاهش شدت سرمای زمستانه در دامنه های جنوب البرز است. نتایج حاصل از دو روش نشان داد که در روش انحراف نرمال شده دما تعداد موج های گرمایی بیشتری نسبت به روش صدک ثبت گردید، ولی با این وجود در روش صدک شناسایی موج های گرمایی در دوره سرد سال نمایان تر بوده است.

فضاهای شهری به واسطه درهم آمیختگی عناصر انسان ساخت و عوارض طبیعی، شرایط محیطی متفاوت و پیچیده تری از محیط های طبیعی دارند. امروزه در منطقه بندی اقلیمی فضاهای شهری، رویکرد متخصصان اقلیم شهری بر توجه و استفاده ترکیبی از عوامل شهری و طبیعی است. زون های محلی اقلیم به طبقه بندی آب وهوایی فضاهای شهری با توجه و تمرکز بر ساختار فیزیکی و پوشش سطحی شهر می پردازد. این روش طبقه بندی دارای 17کلاس با ویژگی های پوششی و فیزیکی متفاوت است. برای انجام پژوهش از سه نوع داده های هواشناسی، تصاویر ماهواره ای و لایه های اطلاعات مکانی استفاده شد. تصاویر برای دو دوره زمانی تابستان و زمستان، لایه های اطلاعات مکانی شهر تهران و حومه آن شامل داده های کاربری/پوشش اراضی و طبقات ساختمانی شهر و داده های جوی دما، بارش، سرعت و جهت باد در دوره زمانی 20 ساله از ایستگاه های هواشناسی داخل شهر تهیه شدند. فرایند پردازش داده ها در نرم افزار ساگا-جی آی اسS، نمونه برداری در گوگل ارتس و طبقه بندی و خروجی اطلاعات در آرک/جی آی اس انجام شد. نتایج طبقه بندی اقلیم محلی تهران نشان داد، اقلیم های محلی با بافت متراکم و ارتفاع متوسط(کلاس 2) و متراکم و کوتاه (کلاس 3) غالب هستند. این دو کلاس اقلیم محلی که با بار گرمای محیطی بالا و ظرفیت تهویه ضعیف شناخته می شوند، عموماً در مرکز و مناطقی از شمال شرق تهران متمرکزند. همچنین حومه شمال و شمال شرق با پهنه های پوشش درختی و طبیعی (یعنی طبقات اقلیمی درختان متراکم تا بوته زار) و حومه جنوبی شهر با اراضی کشاورزی و علفزار مشخص شدند؛ این طبقات اقلیمی قابلیت تأمین هوای خنک و مطلوب برای داخل شهر را دارند. در نتیجه تقویت کریدورهای سبز و گذر هوای شمالی جنوبی برای کاهش بار گرمای مرکز شهر و افزایش ظرفیت پویایی آن پیشنهاد می شود.

هدف پژوهش حاضر ارزیابی اثر تغییرات پوشش/کاربری زمین (LULC) کلان شهر تهران و حومه آن بر میزان ذخیره کربن و کیفیت زیستگاه با مدل های موجود در نرم افزار InVEST است. بنابراین نخست مقادیر ذخیره کربن در 4 مخزن اصلی محاسبه و سپس منابع تهدید منطقه، فاصله اثرگذاری تهدید و میزان حساسیت، کیفیت و تخریب زیستگاه ها در هریک از طبقات LULC برآورد گردید. در نهایت با هدف واکاوی ارتباط بین خدمات اکوسیستم (ESs) و شرایط اقلیمی، روند مؤلفه های اقلیمی مؤثر بر ESs در حوضه مطالعاتی ارزیابی و همبستگی بین دو عامل مشخص شد. نتایج نشان داد محدوده پارک چیتگر و نواحی شمال شرق حومه شهر، با بیشینه میزان جذب650 تن کربن در سال، بالاترین مقادیر جذب کربن را در هر 4 مخزن دارا هستند. خروجی کیفیت زیستگاه InVEST نیز حاکی از این بود که مطلوب ترین کیفیت زیستگاه با پوشش 16 درصدی (ارزش های بین 7/0 تا 1) متعلق به بخش های شمالی حوضه است و به مرور به سمت نواحی جنوبی و به ویژه جنوب غربی، کیفیت زیستگاه کاهش پیدا می کند. در نهایت با تحلیل رابطه خطی بین ESs و پارامترهای اقلیمی در پهنه مورد مطالعه این نتیجه حاصل شد که ESs با بارش و دما به ترتیب ارتباط مستقیم و معکوسی دارند؛ هرچند مقادیر ضریب همبستگی بین عامل ها پایین بود (دما و ES=221/0، بارش و ES=234/0) اما روند معنی دار افزایشی دما و کاهشی بارش (سطح اطمینان 95/0) در دوره 1991-2022 از یک سو و تغییرات LULC در نتیجه فعالیت های انسانی از سوی دیگر، امید به شرایط مطلوب خدمات اکوسیستمی در آینده کلان شهر تهران را به چالش می کشد.

هدف این پژوهش شناخت اثر تغییر اقلیم بر مقدار بارش حوضه های آبخیز تأمین کننده آب شهر تهران در افق 2025-2050 تحت سناریوهای پروژه CMIP6 است. بنابراین، نخست تغییرات روند بارش در دوره پایه با بکارگیری داده های بارش 33 ایستگاه همدیدی و بارانسجی حوضه مطالعاتی برای بازه زمانی 1989-2019 ارزیابی شد. سپس این تغییرات در افق آینده نزدیک بر مبنای برونداد 4 مدل CanESM5، CNRM-CM6-1، MIROC6 و MRI-ESM2-0 و تحت دو سناریوی SSP2-4.5 و SSP5-8.5 پیش نمایی گردید. با توجه به بزرگ مقیاس بودن مدل های گردش کلی جو از دو روش تصحیح اُریبی مقیاس گذاری خطی (LS) و نگاشت توزیع (DM) برای ریزگردانی GCMهای منتخب استفاده شد که در نهایت روش DM براساس مقادیر به دست آمده از معیارهای اعتبارسنجی مدل ها، به دلیل دقت بالاتر، برای تولید سناریوهای اقلیمی انتخاب گردید. نتایج آزمون های روند نشان داد که در دوره مشاهداتی، بخش قابل توجهی از حوضه مورد مطالعه در فصل پاییز روند افزایشی بارش (با سطوح اطمینان 95/0 و 99/0) و در زمستان روند کاهشی بارش را تجربه می کند، اما در بهار مناطق شرقی و شمال-شرقی روند کاهشی و مناطق شمال و شمال غرب روند افزایشی بارش را نشان می دهند. مطابق خروجی مدل های GCM، بارش در بهار تحت سناریوی SSP2-4.5، در تمام ایستگاه ها افزایش و مطابق SSP5-8.5 در 17 ایستگاه کاهش خواهد یافت. تغییرات بارش تابستانه، در چشم انداز حال و آینده قابل توجه نیست و در زمستان و پاییز تا حدودی منطبق بر تغییرات دوره مشاهداتی است. بدین ترتیب که در زمستان، بارش برمبنای هر دو سناریو کمتر از شرایط کنونی و در پاییز تحت سناریوی SSP5-8.5 بیشتر خواهد بود. اثر تغییر اقلیم بر حجم آب حوضه ها نیز نشان داد که بیشترین حجم آب در شرایط فعلی مربوط به زیرحوضه ی کرج است که طی دوره 2025-2050، در مدل CNRM-CM6-1 مطابق سناریویSSP2-4.5، 8/9 درصد افزایش و در مدل های MIROC6 و MRI-ESM2-0 و CanESM5 به ترتیب به میزان 3/5، 3/6 و 6/59 درصد کاهش می یابد.

اختلاف در نتایج حاصله از کمّی سازی شدت خشکسالی به وسیله شاخص های متفاوت، می تواند برآورد آسیب پذیری، ریسک و مدیریت این مخاطره مهم را متأثر کند. با توجه به این، هدف تحقیق حاضر، مقایسه فضایی تفاوت شاخص های خشکسالی اقلیمی (RDI, DI, SPI, PNPI, ZSI, CZI, EDI, RDI, SPEI) و اثر این تفاوت ها در مطالعات ریسک با محاسبه شاخص مخاطره خشکسالی (DHI) بوده است. به این منظور از داده های ماهانه و روزانه بارش و دمای بازتحلیل شبکه بندی (ERA5) با قدرت تفکیک 25/0×25/0 درجه استفاده شد. ابتدا درصد مساحت شدت شاخص ها استخراج و تفاوت توزیع فضایی آنها ترسیم، سپس به منظور بررسی اثر این تفاوت ها در ورودی محاسبه آسیب پذیری و ریسک، شاخص مخاطره خشکسالی براساس نتایج هر 9 شاخص محاسبه گردید. نتایج نشان داد که شاخص ها؛ الف) شدت های خشکسالی را متفاوت برآورد نموده اند. ب) این تفاوت ها در نقطه تعادل شاخص (محدوده نرمال) بیشتر و با افزایش شدت، تفاوت ها کمتر شده ج) بیشترین ضریب تغییرات، در خشکسالی بسیارشدید و در مرتبه بعد در ترسالی بسیارشدید و خشکسالی شدید یا به عبارتی بی هنجاری های حدی بارش مشاهده گردید. د) برآورد شرایط حدی انتهایی در شاخص های EDI و SPEI مناسب نبود. ه) انحراف معیار گستره های شدت های منفی شاخص بیش از ترسالی بوده است. استفاده از شدت ها در محاسبه شاخص مخاطره خشکسالی، نتایج متفاوتی به دست داد. بنابراین طبق نتایج تحقیق استفاده هر یک از شاخص ها بدون توجه به محدویت ها، دربرآورد آسیب پذیری، خسارت و ریسک، منجر به نتایج متفاوتی خواهد شد. پیشنهاد می گردد شاخص یا شاخص های مناسب و استاندارد با درنظر گرفتن شرایط جغرافیایی-اقلیمی کشور تعیین و در دیگر مطالعات مورد استفاده قرار گیرد.

رشد و توسعه فضاهای شهری با تمرکز بر جنبه های کالبدی و غفلت از توجه به وضعیت محیطی آن ها در سال ها و دهه های گذشته سبب بروز برخی معضلاتی شده که کیفیت محیطی شهرها را تنزل داده است. نقشه آب وهوای شهری (UCMap)، ابزاری اطلاعاتی و ارزیابی است که با ادغام عوامل آب وهوای شهری و عوامل شهرسازی و برخی شرایط محیطی، به ارائه تصویری از مسائل آب وهوای شهری در فضایی دو بعدی منتج می شود. نقشه آب وهوای شهری از دو نقشه تحلیل آب وهوای شهری (UCAnMap) و نقشه دستورالعمل آب وهوای شهری (UCReMap) تشکیل می شود. این پژوهش با هدف تهیه نقشه تحلیل آب وهوای شهری به بررسی و تحلیل اطلاعات مکانی و اقلیم شهری تهران می پردازد. برای تهیه نقشه تحلیل آب وهوای شهری، به ترتیب 1) نقشه بار گرمایی شامل لایه های اطلاعات مکانی حجم ساختمان، توپوگرافی شهر و فضای سبز و 2) نقشه ظرفیت پویایی شامل لایه های اطلاعات مکانی پوشش زمینی، چشم انداز طبیعی و مجاورت با فضاهای باز، با یکدیگر تلفیق شدند. نقشه خروجی در هشت دسته طبقه بندی شد و نقشه تحلیل آب وهوای شهری تهران به دست آمد. نتایج تلفیق لایه ها و نقشه های به دست آمده نشان داد 59 درصد از مساحت مناطق شهر تهران که بیشتر مناطق شمالی شهر را شامل می شوند، از وضعیت سرمایشی و تهویه مناسبی برخوردار هستند. 19 درصد آن با تنش گرمایی و عدم تهویه هوا مواجه است که عمدتاً مناطق مرکزی، جنوب و جنوب غربی هستند و 22 درصد نیز در وضعیت بینابینی قرار دارند که در تمامی سطوح شهر پراکنده شده اند، هرچند بیشتر در مناطق شمالی، غربی و شرقی متمرکز هستند.

پوشش گیاهی نقش مهمی در حفاظت از منابع آب و خاک، تثبیت کربن و بهبود کیفیت هوا دارد. در زاگرس میانی، پوشش گیاهی جنگلی و مرتعی و تأثیر آن در حفاظت از منابع خاک و آب و پایداری فعالیت های اقتصادی، دارای اهمیت بسیار است. در این پژوهش، با استفاده از پلتفرم گوگل ارث انجین و تصاویر ماهواره لندست – 7، خشکسالی زاگرس میانی (استان لرستان) با شاخص های گیاهی NDVI، SAVI و VCI و همچنین شاخص خشکسالی هواشناسیSPI ، متعلق به دوره آماری 2020-2000 پایش شد. برای محاسبه شاخص SPI از داده های بارش نُه ایستگاه هواشناسی سینوپتیک، با پراکنش مکانی مناسب و طول دوره آماری (2020-2000) استفاده شد و پردازش ها در نرم افزار DPI انجام شد. به منظور محاسبه شاخص های گیاهی، ابتدا تمامی تصاویر ماهواره ای تصحیح هندسی شده سنجنده ETM+ ماهواره لندست برای استان لرستان، متعلق به هر سال، فراخوانی شد. در این مرحله، به طور متوسط درمورد هر سال 52 تصویر فراخوانی شد. سپس تصاویر با پوشش ابری کمتر از 5% انتخاب و پردازش شدند. نتایج شاخص VCI نشان داد منطقه مورد مطالعه، در طول دوره آماری 2020-2000، اغلب تحت تأثیر خشکسالی خفیف بوده و بین سال های مورد مطالعه، در سال 2008، بیشترین میزان مساحت خشکسالی مربوط به طبقه متوسط را با 6/5880 هکتار، دارا بوده است. نتایج شاخص SPI نشان داد در سال 2010 خشکسالی متوسط، در سال های 2008 و 2017 خشکسالی شدید، در 2006 ترسالی ملایم و سال 2019 ترسالی شدید رخ داده است. نتایج شاخص های NDVI و SAVI نیز گویای افزایش طبقات پوشش گیاهی تنک و مناطق فاقد پوشش گیاهی، به ترتیب، 1/331679 و 115164 هکتار و کاهش پوشش گیاهی نرمال و متراکم، به ترتیب، 7/446160 و 4/682 هکتار در سال 2008، در قیاس با سال های 2006 و 2007 بود. براساس نتایج، هر سه شاخص مورد بررسی شرایط مساعد پوشش گیاهی و ترسالی اکولوژیک در سال های 2016، 2019 و 2020 به دست آمد. بیشترین میزان این هماهنگی میان خشکسالی هواشناسی SPI و شاخص های گیاهی در سال های 2008 و 2010 و تاحدودی ترسالی سال 2019 مشاهده شد. به طور کلی، نتایج نشان می دهد که افزایش یا کاهش پوشش گیاهی می تواند ناشی از رخداد یا نبود خشکسالی باشد؛ ضمن آنکه دیگر عوامل، مانند تغییرات کاربری اراضی نیز، باید درنظر گرفته شود.

  شناسایی مناطق همگن آب وهوایی نقش مؤثری در موفقیت برنامه های توسعه منطقه ای دارد. سامانه آب وهوا از عناصر، عوامل و متغیرهای مختلفی تشکیل شده است که باهم سازگان اقلیمی یک منطقه را ایجاد می کنند. روش های چند متغیره قابلیت ترکیب و همپوشانی انواع عناصر و متغیرها را با وزن های متناسبی در ناحیه بندی اقلیمی دارند. در این پژوهش، پهنه بندی آب وهوایی ناحیه خزر با استفاده از تحلیل عاملی و تحلیل خوشه ای انجام شد. بدین منظور یک ماتریس 30 در 30 شامل 30 ایستگاه هواشناسی و 30 متغیر اقلیمی و محیطی تشکیل شد. نتایج تحلیل عاملی نشان داد که آب وهوای منطقه متأثر از 5 عامل بارشی- رطوبتی، دمایی، بادی، تابش آفتاب و عوامل محیطی است. این عامل ها درمجموع 5/92 درصد واریانس داده ها را تبیین کردند. سپس تحلیل خوشه ای به روش ادغام سلسله مراتبی وارد بر روی پنج عامل مذکور انجام شد. نتایج گویای چهار خوشه آب وهوایی در سطح منطقه موردمطالعه بود.

شهرها رشد و توسعه جمعیتی و فیزیکی روزافزونی دارند. رشد فیزیکی آن ها همراه با تغییر و تبدیل پوشش/کاربری اراضی اثرات محیطی و اقلیمی زیادی به دنبال دارد. بی توجهی به ابعاد محیطی و اکولوژیک شهرها سبب کاهش کیفیت محیطی شهرها شده که از مهم ترین آن ها افزایش بار گرمای محیطی، کاهش ظرفیت جابجایی هوا و آلودگی هوا می باشد. نقشه های دو بعدی آب وهوای شهری ابزاری تحلیلی است که عوامل آب وهوای شهری را با عوامل شهری ادغام کرده تا سیاست گذاران و برنامه ریزان شهری بتوانند به راحتی از آن استفاده کنند. برای محاسبه و ترسیم نقشه دستورالعمل های برنامه ریزی با رویکرد اقلیمی از داده ها و اطلاعات مختلف فیزیکی، پوششی و کاربری اراضی استفاده می شود؛ در این تحقیق از دو دسته 1) داده های جوی ایستگاه های هواشناسی برای تحلیل شرایط اقلیم شهر و 2) لایه های اطلاعات مکانی برای تلفیق و محاسبه نقشه اقلیمی توصیه های برنامه ریزی استفاده شدند. بر اساس، نتایج به دست آمده از تلفیق لایه های اطلاعاتی در سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS)، شهر تهران به پنج منطقه برنامه ریزی اقلیم شهری (UCPZ) طبقه بندی گردید. این مناطق شامل: منطقه یک برنامه ریزی اقلیم شهری، شامل 25 درصد از سطح پوشش مناطق با اقدام حفظ و نگهداری و جلوگیری از ایجاد تغییرات مخرب، منطقه دو برنامه ریزی اقلیم شهری با 35 درصد پوشش و با اقدام راهبردی نگهداری و حفظ مناطق و احیای مناطق تغییریافته، منطقه سه برنامه ریزی اقلیم شهری با 21 درصد مساحت و با اقدام توجه به کاهش عوامل مخرب، منطقه چهار برنامه ریزی اقلیم شهری شامل 16 درصد سطح پوشش و با اقدام راهبردی کاهش اقدامات لازم و توصیه شده و منطقه پنج برنامه ریزی اقلیم شهری، با 3 درصد پوشش با اقدام راهبردی کاهش اقدامات لازم و ضروری است که برای هریک از طبقه ها نیز توصیه هایی با رویکرد برنامه ریزی اقلیم شهری و به صورت تفصیلی ارائه می شود.

اقلیم از عوامل تعیین کننده در کمیت و کیفیت تولید محصولات کشاورزی است، این پژوهش ارتباط میان عناصر اقلیمی بارش و دما به عنوان متغیرهای مستقل با عملکرد برنج 40 شهرستان و گندم30 شهرستان به عنوان متغیرهای وابسته در سواحل جنوبی دریای خزر در طول دوره آماری 1379-1395 واکاوی شد. با استفاده از آزمون خودهمبستگی موران و رگرسیون وزن دار جغرافیایی تحلیل های آمار فضایی انجام شد. براساس نتایج حاصل از شاخص موران به ترتیب به میزان 434821/0z= برای برنج و719571/0z= برای گندم نشان داد که الگوی توزیع فضایی عملکرد برنج و گندم دارای الگوی خوشه ای است. تأثیر مثبت بارش در عملکرد برنج در شرق دریای خزر با دامنه ضرایب رگرسیون020/0 تا 540/0 قابل توجه است؛ همچنین نتایج حاکی از رابطه منفی میان متغیر دما با عملکرد برنج در جنوب شرق و شرق و اثر مثبت آن بر عملکرد برنج در دیگر نواحی بود. تأثیر بارش بر عملکرد گندم در غرب و مرکز منطقه با دامنه ضرایب رگرسیون 481/0- تا 871/0- منفی بدست آمد. همچنین نتایج حاکی از رابطه منفی دما با عملکرد گندم در شرق و جنوب شرقی نوار ساحلی و رابطه مثبت دما با عملکرد گندم در دیگر مناطق بود. در نهایت نتایج حاکی از آن بود که در بخش های غربی و مرکزی به علت بارش فراوان و تعداد ساعات آفتابی کم افزایش در مقدار دما مطلوب تر از افزایش مقدار بارش است و در نواحی شرقی و جنوب شرق منطقه که میزان بارش آن پایین تر از آستانه مورد نیاز برنج و گندم است افزایش در میزان بارش مطلوب تر است.