درخت حوزه‌های تخصصی

پژوهش حاضر به منظور شناسایی الگوهای همدیدی مؤثر در ایجاد توفان های گردوغبار با استفاده از داده فراوانی روزهای گردوغباری (سازمان هواشناسی) و داده های شبکه ای روزانه شامل فشار سطح دریا، ارتفاع ژئوپتانسیل، بردارهای مداری و نصف النهاری باد از مرکز ملی پیش بینی های محیطی (NCEP) با قدرت تفکیک مکانی 5/2 درجه طول و عرض جغرافیایی در دوره زمانی 1989 تا 2010 در منطقه غرب کشور انجام گرفته است. جهت بررسی نرمال بودن داده های فراوانی روزهای گردوغباری از آزمون کلموگروف – اسمیرنف و برای بررسی تفاوت میانگین ها از آزمون تی با دو نمونه مستقل و تفسیر نتایج آن از آزمون لِون استفاده شده است و نتایج آزمون بیانگر بیشتر بودن میانگین فراوانی گردوغبار در دوره گرم، نسبت به دوره سرد است که این تفاوت در سطح 95 درصد معنادار بود. با تأیید تفاوت معناداری فراوانی داده های گردوغبار در دوره گرم و سرد سال، الگوهای همدیدی شکل دهنده 40 مورد گردوغبار طی سال های 2000 تا 2010 مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که سازوکار-های ایجادکننده گردوغبار نیز در این دو فصل متمایز از همدیگر هستند. در فصل سرد با توجه به تنوع بیشتر الگوهای گردش جو و سامانه هایی که خاورمیانه را تحت تأثیر قرار می دهند، 2 الگوی کلی براساس استقرار یک کم ارتفاع یا پر ارتفاع در سمت غربِ کم ارتفاع شمالی و پر ارتفاع جنوبی سبب رخداد گردوغبار می شوند؛ حال آنکه در فصل گرم همزمان با استقرار پرفشار جنب حاره روی ایران، تشکیل کم فشار حرارتی بر روی کانون های گردوغبار و استقرار یک کم ارتفاع در تراز 850 ه.پ بر فراز آن سبب همگرایی جریان هوا در سطح زمین و متعاقباً برداشت ذرات خاک می گردد که همراه جریان های جنوب غربی جلوی ناوه وارد غرب ایران می شوند.

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.

بنه از گونه های خشکی پسند منطقه رویشی ایران و تورانی است. کمی مقدار باران و طولانی بودن فصل خشک، معمولاً این ناحیه را از سایر نواحی ممتاز می کند. هدف از این پژوهش، بررسی آب و هوای رویشی گونه های مختلف بنه (کیکم- بنه، بادام- بنه، بنه غالب و کُنار- بنه) با استفاده از روش های آماری چند متغیره در سطح حوضه آبی مُند است. برای این منظور، تعداد 26 عنصر آب و هوایی، به صورت داده های ماهانه، که از نظر شرایط بوم شناختی این گونه ها از اهمیت بیشتری برخوردارند، از تعداد 18 ایستگاه همدید در سطح حوضه و خارج از آن انتخاب و به روش تحلیل مؤلفه های اصلی بررسی شد تا ابعاد آرایه از 26 مؤلفه به 3 مؤلفه کاهش یابد. سه مؤلفه دمایی، بارشی و بادی به ترتیب 3/56، 5/26 و 4/6 درصد و در مجموع 2/89 درصد پراش کل را به خود اختصاص داده اند. برای استخراج امتیازات مؤلفه ها، نقشه شبکه بندی شده گونه های جنگلی بنه بر نقشه عناصر اقلیمی منطبق و بر اساس آن عناصر مهم اقلیمی مؤثر بر پراکنش بنه تجزیه و تحلیل شد. نتایج نشان داد، رویشگاه گونه های مختلف بنه در این حوضه، نواحی معتدل، نیمه گرم و نیمه خشک، گرم و نیمه خشک، و گرم وخشک است. دامنه تغییرات ارتفاعی رویشگاه این تیپ در این حوضه، 900 تا 2600 متر از سطح دریاست. در ناحیه گرم و مرطوب حوضه با توجه به شرایط خاص حاکم (ارتفاع کم و رطوبت زیاد) اثری از انواع گونه های بنه دیده نمی شود.

به سبب اهمیت فراوان انتقال رسوب در استفادة بهینه از منابع آبی و طراحی سدها، دست یابی به روشی با دقت مناسب برای تخمین میزان بار رسوبی معلق رودخانه ها بسیار ضروری است. در این پژوهش میزان بار رسوبی معلق رودخانة صوفی چای به وسیلة روش های نوین داده کاوی شامل رگرسیون فرایند گاوسی و رگرسیون بردار پشتیبان که با بهره گیری از توابع کرنل توانایی بسیاری در حل مسائل غیرخطی دارند، تخمین زده شد، سپس، با مقادیر به دست آمده از روش های تجربی منحنی سنجة رسوب و روش فصلی مقایسه شد. روش رگرسیون فرایند گاوسی با ارائة شاخص های آماری ضریب همبستگی (R) برابر 977/0، ضریب همبستگی نش- ساتکلیف (N-S) برابر 794/0، میانگین خطای مطلق (MAE) برابر 4278/77 تن در روز، و ریشة میانگین مربعات خطا (RMSE) برابر 7455/698 تن در روز دارای بیشترین دقت و کمترین خطا از میان روش های بررسی شده در این مطالعه است. نتایج به دست آمده نشان داد هر دو روش داده کاوی بررسی شدة رگرسیون فرایند گاوسی و رگرسیون بردار پشتیبان به مراتب نتایج بهتری نسبت به منحنی سنجة رسوب و روش فصلی ارائه می کنند.

یکی از مهم ترین و قابل دسترس ترین انرژی های نو، انرژی بادی می باشد که بیشتر کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه از این انرژی برای تأمین منابع نیروی خود بهره می گیرند. هدف از این تحقیق، امکان سنجی پتانسیل انرژی بادی در شمال غرب ایران با استفاده از الگوریتم فازی می باشد. روش تحقیق از نوع کاربردی – تحلیلی می باشد. بدین منظور اطلاعات داده های باد (سرعت و جهت باد) برای ایستگاه های شمال غرب ایران در دوره آماری 2000 الی 2008 از سازمان هواشناسی کشور اخذ گردید. سپس فراوانی سرعت باد ایستگاه های مورد مطالعه بر اساس معیار 4 متر در ثانیه و بیشتر بدست آمد. این داده ها بر اساس روش خوشه بندی فازی(FCM)، در محیط نرم افزار Matlab طبقه بندی گردیدند. الگوریتم FCM کاربرد وسیعی در تحلیل فراوانی ناحیه ای دارد. همچنین با استفاده از نرم افزار WINROSE باد غالب و جهت باد ایستگاه های مورد مطالعه تهیه گردید. نتایج این تحقیق نشان داد که ایستگاه اردبیل (خوشه اول)، در بین تمام ایستگاه های مورد مطالعه دارای بیشترین فراوانی وقوع باد با سرعت 4 متر در ثانیه است که مقدار آن، 5183 بار تکرار در طول دوره آماری مورد مطالعه می باشد. ایستگاه های ارومیه و پارس آباد (خوشه پنجم)، دارای حداقل فراوانی وقوع باد با سرعت 4 با مقدار میانگین 577 بار تکرار در طول دوره ی آماری مورد مطالعه می باشند. با توجه به نتایج بدست آمده می توان گفت که خوشه اول، دوم و سوم برای استفاده از انرژی باد به صورت توربین بادی مقرون به صرفه می باشد و خوشه چهارم و پنجم برای استفاده از این انرژی نامناسب هستند.

خشکسالی با استفاده از شاخص های متعددی مطالعه می شود. عنصر رایج در اکثر این شاخص ها، بارندگی است. اهمیت بارش در تحلیل و پیش بینی خشکسالی ها باعث شده است که محققان شاخص های متعددی بر اساس متغیرهای بارشی تعریف و ارائه نمایند. در پژوهش حاضر، شاخص متغیرهای تاثیرگذار بارندگی (CPEI) برای بررسی خشکسالی های فصلی و سالانه ایران مورد استفاده قرار گرفته است. در این شیوه، برخلاف شاخص های کمی مورد استفاده در مطالعه خشکسالی ها، خروجی ها به صورت مدل های ریاضی و مقادیر کمی ارائه نمی شود بلکه نتایج شاخص مذکور به صورت تعداد و عناوین متغیرهای تاثیرگذار بارندگی هستند که می توانند در بررسی مطالعه خشکسالی در یک مکان مورد استفاده مدلسازان قرار بگیرد. در این راستا، داده های بارش روزانه 40 ایستگاه سینوپتیک ایران طی دوره آماری 1980 تا 2009 مورد استفاده قرار گرفت. براساس روش های ریاضی- آماری و مقادیر همبستگی بین متغیرها ، ترکیب بهینه ای از متغیرهای تاثیرگذار بارندگی برای هر ایستگاه تعیین و میزان انطباق دوره های زمانی و مکانی با شاخص CPEIبرای بررسی خشکسالی ها و پایش آن ها در ایران به دست آمد. نقشه های پهنه بندی براساس تناسب ایستگاه ها با شاخص CPEI تهیه شد. نتایج نشان داد که در بیشتر ایستگاه ها شاخص مذکور قابل استفاده است و از شاخص CPEI برای تعیین دوره های خشک فصلی و سالانه در ایران می توان در طراحی مدل ها استفاده نمود. همچنین معلوم شد که استفاده از این روش برای مطالعه خشکسالی های فصل بهار و سالانه مناسب تر از بقیه دوره های زمانی است. مناطق شمالی و شمالغرب، در دوره های سالانه و فصلی (به استثنای فصل بهار) با شاخص CPEI، هماهنگی کمتری نشان دادند.

هدف از این مطالعه، بررسی تغییرات و آشکار سازی چرخه های دبی و بارش سالانه حوضه مند است؛ بدین منظور داده های دبی و بارش سالانه این حوضه برای ایستگاه های باباعرب، دهرم، دهرود، دژگان، حکان، تنگ کارزین، تنگاب و حنیفقان، بندبهمن، علی آباد خفر، باغان و قنطره طی دوره 1355 تا 1390 استخراج، سپس با استفاده از روش های تحلیل همساز و تحلیل روند در محیط نرم افزار MATLAB مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج این مطالعه نشان داد که بر بارش و دبی حوضه مند بیشتر چرخه ای کوتاه مدت 2 تا 6 ساله حاکم بوده است. با وجود این، بعضی از چرخه های بلند مدت نظیر 17 و 25 ساله در دبی این حوضه مشاهده شده است. نتایج حاصل از تحلیل روند دبی و بارش نشان داد که روند افزایش یا کاهش دبی حوضه در اکثر ایستگاه ها تحت تأثیر روند افزایش و کاهش بارش این منطقه است. با این حال، به طور قطع نمی توان استنباط نمود که تغییرات و چرخه های دبی حوضه مند، وابسته به بارش است؛ از این رو، نمی توان تأثیر عوامل مورفولوژیکی و ژئومورفولوژی این حوضه را نادیده گرفت.

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

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.

هدف از این پژوهش ارائة روشی نو برای واکاوی مکانی - زمانی تغییرات نیاز سرمایش کشور در دهه های آینده است. برای اجرای این پژوهش از داده های گردش کلی جو EH5OM استفاده شد. این داده ها تحت سناریوی A1B کمیتة بین المللی تغییر اقلیم است و با تفکیک 75/1 درجة طولی و عرضی اجرا شده است. با مدل ریزمقیاس نمایی، داده های میانگین دمای روزانه طی دورة آماری (2015 2050) به تفکیک عبارت است از: 27/0×27/0 درجة طول و عرض جغرافیایی، که حدوداً نقاطی با ابعاد 30×30 می باشند. سرانجام، آستانة دمایی پهنه ها مشخص و به یاخته ها تعمیم داده شد و درجة روز سرمایش ماهانة کشور در ماتریسی به ابعاد 2138×12 در نرم افزار MATLAB استخراج شد. روند و شیب روند درجة روز سرمایش ماهانه نیز طی دورة مورد مطالعه از طریق آزمون من - کندال و روش حداقل مربعات محاسبه شد. نتایج نشان داد بیشترین گسترة مکانی مناطق دارای روند مثبت نیاز سرمایش در ماه های فصل بهار، به ویژه در ماه می، است. این سناریو نوید می دهد که در آینده در ایران فصل بهار گرم تر خواهد شد. بیشترین میزان گرمایش در این فصل مختص جلگه ها و سواحل جنوبی با شیب روند 2 4 درجة روز در دهه است.

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.

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 پژوهش واکاوی اثر گرمایش جهانی بر تغییرات زمانی مکانی روند وشیب روند ماهانه دما در قلمرو ایران طی دهه های آینده(2050-2015) می باشد. داده های دمای روزانه شبیه سازی شده از پایگاه داده EH5OM و تحت سناریوA1B ، طی بازه زمانی(2050-2015) از موسسه ماکس پلانک آلمان استخراج شد. سپس داده های دمای روزانه با تفکیک مکانی27/0*27/0 درجه طول و عرض جغرافیایی که حدوداً نقاطی با ابعاد 30*30 کیلومتر مساحت ایران را پوشش می دهند توسط مدل اقلیم منطقه ای ریزمقیاس گردید. درنهایت آرایه ای به ابعاد 2140*13140 به دست آمد که سطرها بیانگر دمای روز و ستون ها ایستگاه ها می باشند. در نهایت روند وشیب روند میانگین دمای ماهانه طی دوره مورد مطالعه از طریق آزمون من کندال وشیب سن در نرم افزار متلب محاسبه و ماتریسی به ابعاد 13140*12 به دست آمد. نتایج بیانگر روند افزایشی دما در ماه های مارس، آوریل، می و ژوئن در بیش از 90 درصد از وسعت مناطق کشور است که گویای گرمتر شدن ایران درفصل بهار طی دهه های آتی است. افزایش دما در ماه های فصل زمستان و بهار دربخش های کوهستانی نیمه غربی کشور گرمتر شدن مناطق سرد ایران را در ماه های سرد سال گویا است . روند منفی دما در ماه های اکتبر و نوامبر نیز در بخش های شمالی کشور بیانگرسردتر شدن این مناطق از ایران درفصل پاییزاست . بیشترین شیب مثبت افزایش دما دربخش های شمال غرب به میزان 6-4 درجه درسال 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.

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.

این تحقیق به منظور شبیه سازی بارش و دما با مدل دینامیکی RegCM4 وLARSدر دو حالت با و بدون به کارگیری تکنیک پس پردازش آماری برونداد مستقیم مدل در شمال شرق ایران (خراسان بزرگ) ودوره آماری 2011-1987 در مقطع زمانی سالانه انجام شده است.بر اساس نتایج حاصله، در مدل LARS در منطقه مورد مطالعه، در دوره راستی آزمایی 2013-2007 میانگین اریبی بارش سالانه خام مدل برابر 63/53 میلیمتر و پس پردازش شده 25/11- می باشد. بطور خلاصه در مقیاس زمانی سالانه در 84 درصد ایستگاه های مطالعاتی انجام پس پردازش مؤثر واقع شده و میزان خطای اریبی را در بیشتر ایستگاه ها، بشدت کاسته است. بر اساس نتایج حاصله از مدل RegCM4، در دوره راستی آزمایی 2011-2006 میانگین اریبی بارش سالانه خام مدل RegCM4 برابر 3/85 میلیمتر و پس پردازش شده 04/61 محاسبه شده است.لذا مقادیر خطا در بیشتر ایستگاه ها قبل و بعد از پردازش بسیار بالا و نتایج مدل قابل قبول نیست. بطور خلاصه در مقیاس زمانی سالانه در 75 درصد ایستگاه های مطالعاتی انجام پس پردازش مؤثر واقع شده است. بنابراین قدر مطلق خطای اریبیپس پردازش متوسط بارش سالانه مدل LARS برابر با 6/13 و مدل RegCM4 برابر با 61 می باشد. میانگین اریبی دمای سالانه خام مدل LARS برابر 096/0 درجه سانتیگراد و پس پردازش شده 432/0- است. این در عمل بزرگتر از اریبی بدون پس پردازش شده است، لذا عمل پس پردازش در تمامی ایستگاه ها مؤثر واقع نشده و فقط در 46 درصد ایستگاه ها خوب تعریف می شود.شبیه سازی داده های دمای دومتری در ایستگاه های هواشناسی با استفاده از مدل RegCM4 و نیز اعمال MA کارایی بالایی را نشان داد. میانگین اریبی دمای سالانه خام مدل RegCM4 برابر 78/2- درجه سانتیگراد بود که پس از اعمال پس پردازش به 05/0- کاهش یافت. در تمامی ایستگاه ها دمای سالانه مدل شده با داده های مشاهداتی کمتر از 1/0 درجه سانتیگراد اختلاف دارد. بنابراین در شبیه سازی داده های بارش سالانه مدل LARS تا حتی بهتر از مدل RegCM4 جوابگو می باشد. و در شبیه سازی داده های دمای سالانه مدل دینامیکی RegCM4، واقعیت خیلی بهتری از منطقه نسبت به مدل آماری LARS ، از خود نشان می دهد.

شناخت و ارزیابی تغییرات اقلیم در دهه های آینده با هدف برنامه ریزی محیطی مناسب در جهت سازگاری و کاهش اثرات آن امری کاملاً ضروری است. در این پژوهش نیز تغییرات دمای حداکثر روزانه بر روی کشور ایران در دو دوره زمانی (70-2041 و 99-2071)و بر اساس خروجی دو مدل گردش عمومی جو Hadcm3و CGCM3 تحت سناریوهای انتشار موجود ( A1B, A2, B1 , B2) مورد بررسی مقایسه ای قرار گرفت. بدین منظور پس از بررسی توانمندی مدل آماری SDSM در شبیه سازی اقلیم دوره پایه (2010-1981)، مقادیر آینده دمای حداکثر روزانه با لحاظ نمودن عدم قطعیت،بر روی 7 ایستگاه سینوپتیک به عنوان نماینده های آب و هوایی انتخابی ایران، ریز مقیاس نمایی گردید. در تحلیل عدم قطعیت مربوط به مدل-سناریوها،مشخص شد که مدل CGCM3 تحت سناریوی B1 در بین مدل-سناریوهای مختلف، بهترین عملکرد را در شبیه سازیدمای آینده داشته است. همچنین یافته های پژوهش بر روی ایستگاه های مورد مطالعه نشان می دهد که دمای ایران به طور متوسط دردهه های میانیو پایانی قرن بیست و یکم، بین 1 تا 2درجه سلسیوسافزایش می یابد، که البته این افزایش دما بر اساس سناریوهای مختلف مدل Hadcm3 نسبت به مدل CGCM3 شدیدتر بوده است.از نظر پراکنش فضایی تغییرات در محیط GIS نیزبر اساس خروجی همه مدل-سناریوها، کمترین افزایش دما بر روی ایستگاه بندرعباس واقع در سواحل پست جنوبی ایران مشاهده شده و بالعکس بر روی ایستگاه تبریز واقع در عرض های شمالی تر و مناطق بلند و کوهستانی ایران، افزایش دما به حداکثر می رسد. در مجموع می توان عوامل مهمو مؤثردر تغییرات آینده دمای ایران را در سه گروه: عاملارتفاع، عرض جغرافیایی و رطوبت جوی دسته بندی نمود. چرا که بر اساس تمامی خروجی های مدل-سناریوها، ارتفاعات عرض های شمالی ایران، بیشترین افزایش دما را تجربه خواهند نمود.

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 سامانه های مهم جوی اقلیم کره زمین سامانه پرفشار سیبری است. هدف پژوهش فوق، تحلیل تغییرات هسته مرکزی سامانه پرفشار سیبری در بازه زمانی یاد شده می باشد. جهت شناسایی تغییرات مکانی هسته در بازه زمانی یاد شده داده های روزانه فشار سطح دریا و دمای سطح زمین با تفکیک 5/2 درجه در محدوده ی مکانی 30 تا 65 درجه عرض شمالی و 45 تا 130 درجه طول شرقی از پایگاه داده های نوآ NCEP/NCAR برای ماه های سرد سال استخراج شد. جهت تحلیل تغییرات مکانی هسته مرکزی سامانه داده ها وارد محیط GIS شده و به دو صورت پهنه ای و نقطه ای به تفکیک شش دهه ی ده ساله خروجی گرفته شده و مورد مقایسه قرار گرفت. جهت بررسی روند میزان تغییرات، تعیین جهت روند، نوع و زمان تغییرات دما و فشار هسته مرکزی سامانه از آزمون آماری-ناپارامتری من کندال استفاده شده است. نتایج حاصل از مقایسه ی دهه ی اول و ششم دوره 60 ساله نشان داد که هسته مرکزی در ماه ژانویه از سمت شرق به غرب و در ماه های اکتبر و مارس از سمت شمال شرق به جنوب غرب در محدوده ی دریاچه ی بایکال تا بالخاش دچار جابجایی چشمگیری شده است. تحلیل های آماری این دوره 60 ساله نشان داد که میزان فشار در ماه اکتبر دارای یک روند افزایشی و دمای سطح زمین در همین ماه یک روند کاهشی معنادار را تجربه کرده است. نتایج همچنین نشان داد که در طی همین دوره فشار مرکزی پرفشار سیبری در ماه ژانویه روند کاهشی داشته است در صورتی که دمای سطح زمین در این ماه روند افزایشی معناداری را نشان می دهد. برخلاف ماه های اکتبر و ژانویه در ماه مارس فشار مرکزی دارای چند جهش بوده ولی فاقد روند می باشد. با این وجود در این ماه دمای سطح زمین دارای یک روند افزایشی معنی دار در طول دوره یاد شده می باشد.

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.