درخت حوزه‌های تخصصی

افزایش قدرت تفکیک مکانی به منظور افزایش میزان اطلاعات در مدل رقومی ارتفاع (DEM) از جمله مهمترین موضوعات در ژئومورفولوژی کمی محسوب می شود. تاکنون مدل های مختلفی به منظور افزایش قدرت تفکیک مکانی ارائه شده است که از بین مدل ها، مدل جاذبه به عنوان جدیدترین مدل، دارای دقت بسیار بالایی می باشد. این مدل برای اولین بار به منظور افزایش قدرت تفکیک مکانی بر روی تصاویر ماهواره ای استفاده شده است. در این تحقیق از مدل جاذبه برای اولین بار به منظور افزایش قدرت تفکیک مکانی DEM استفاده شد. در بررسی حاضر، از دو مدل همسایگی پیکسل های مماس (Touching) و مدل همسایگی چهارگانه (Quadrant) به منظور تخمین مقادیر زیر پیکسل ها استفاده گردید. در مدل جاذبه احتیاجی به کالیبره کردن و آموزش الگوریتم همانند الگوریتم های یادگیری ماشین نیست، این امر موجب می شود که زمان محاسبات برای اجرای الگوریتم کم شود. پس از تولید تصاویر خروجی برای زیر پیکسل ها، در مقیاس های 2، 3 و4 با همسایگی های متفاوت، بهترین مقیاس با مناسب ترین نوع همسایگی با استفاده از نقاط کنترل زمینی تعیین شد و مقادیر RMSE برای آن ها محاسبه شد. تعداد کل نقاط کنترل زمین مستخرج از عملیات نقشه برداری، 2118 نقطه بود. مقدار RMSE برای هر DEM به صورت جداگانه محاسبه شد. نتایج نشان داد که با استفاده از مدل جاذبه صحت تصاویر خروجی بهبود بخشیده شده و همچنین قدرت تفکیک مکانی آن ها نیز افزایش پیدا کرده است. بر اساس نتایج از بین مقیاس ها با همسایگی های مختلف، مقیاس 3 و مدل همسایگی چهارگانه نسبت به سایر روش ها دارای بیشترین دقت با کمترین میزان RMSE (54/5) برای DEM 30 متر و DEM  90 متر (13/9) می باشد.

پایداری دوره امواج سرد (گرم) با به همراه داشتن روزهای حدی بسیار سرد (گرم)، اثرات زیان باری بر تمامی جنبه های زندگی از جمله کشاورزی و اکولوژی دارند. یک موج گرما (سرما) یک دوره گرم (سرد) است که از چند روز تا چند هفته به طول می انجامد که به ترتیب  با رطوبت بالا و بادهای سرد شدید همراه است و با آستانه های متفاوتی قابل تعیین است. در این مطالعه برای شناسایی رخدادهای حدی سرد (گرم) در سواحل جنوبی دریای خزر با استفاده از داده های دمای حداقل و حداکثر پنج ایستگاه دارای کامل ترین آمار طی دوره مطالعاتی 2010-1961، امواج سرد با صدک 02/0 ام و امواج گرم با صدک98/0 ام شناسایی شد و در ادامه  چند موج سرد و گرم که شدت بالایی داشتند انتخاب و نقشه های مرکب (فشار سطح دریا و تراز 500 هکتوپاسکال) فراگیر آن با استفاده از نرم افزار Grads ترسیم و تحلیل شد. نتایج نشان داد روند تغییرات دما برای دمای حداقل مثبت بوده و برای دمای حداکثر در بیشتر ایستگاه ها با کاهش همراه بوده است. در سال های 1963، 1964، 1969، 1972، 1973، 1989، 1991 و سال 2008 موج های سرد به حداکثر فراوانی خود در هر 5 ایستگاه رسیده و تداوم آن ها در سال های 1972 و  1964 بسیار بالا بوده است. در سال های 1962، 1966، 1980، 1983، 2000 ،2009 و2010 موج های گرم حداکثر فراوانی را داشته اند و پایداری  آنها (تعداد روز) در سال های 1966و  1971 نسبت به دیگر سال های مورد مطالعه بیشتر بوده است. ایستگاه رامسر برای امواج سرد و همچنین گرم بالاترین فراوانی را داشته است. ایستگاه گرگان کمترین فراوانی موج گرم و ایستگاه های انزلی و رشت کمترین فراوانی موج سرد را ثبت نموده اند. سه مرکز پرفشار اروپای شرقی، سیبری، پرفشار کوه های آلپ وکم فشار اورال با مرکزیت روی جلگه سیبری غربی  موج های سرد حدی را رقم زده اند. مرکز فشار کم عربستان، پاکستان و خلیج فارس در مواقع حدی خود ایجاد کننده اصلی موج گرم ناحیه مورد مطالعه بوده است.

خشکسالی یکی از مخاطرات طبیعی و خطرناک است که بطور دوره ای در اثر کمبود رطوبت ناشی از کاهش میزان بارندگی به وقوع می پیوندد. در این مقاله سعی بر آن است که خشکسالی های فراگیر حوضه ی آبی قزل اوزن در دو دهه ی اخیر مورد مطالعه قرار گیرد. برای دست یابی به اهداف تحقیق، از داده های ایستگاه های اقلیمی با طول دوره ی آماری 21 ساله (1370-1390) استفاده گردید. در گام نخست ویژگی های عمومی بارش و دبی حوضه مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله ی بعد با استفاده از نرم افزارهای Matlab ، Excel,Gis و Surfer سایر محاسبات صورت گرفت، سپس بر اساس شاخص موران نمایه ی I ، نقشه های توزیع مکانی فراوانی، احتمال وقوع و  الگوی خودهمبستگی فضایی خشکسالی دبی و بارش ترسیم گردید. بررسی نقشه های خشکسالی حاکی از این است که؛ بین خشکسالی دبی با بارش منطقه قزل اوزن رابطه ی معناداری وجود دارد. نتایج حاصل از تحلیل الگوی خودهمبستگی فضایی موران حاکی از آن است که آثار خشکسالی های دبی و بارش بیشتر در نیمه های جنوبی حوضه تشکیل الگوی بالا را داده است، این در حالی می باشد که در سایر نواحی رابطه خشکسالی های دبی و بارش از یک الگوی تصادفی پیروی می کند.

بارش های فرین در هر نقطه، به بارش های نابهنجار گفته می شود که در دنباله و دور از نقطه تمرکز توزیع فراوانی بارش آن نقطه قرار گرفته باشد. اخیراً آستانه ها و دنباله های بالایی توزیع فراوانی بارش مورد توجه بسیار بوده اند. در این راستا به فراخور ویژگی های جغرافیایی هر پهنه، آستانه های متعدد و متنوعی برای این ویژگی بارش معرفی و به کار گرفته شده است. یکی از نمایه های پرکاربرد مربوط به بارش روزانه، مبتنی بر توزیع تعمیم یافته مقادیر حدی است. در این پژوهش آستانه ی بارش های فرین غرب ایران به روش های آماری توزیع تعمیم یافته، مقادیر حدی تعیین و بارش های فرین منطقه ی مورد مطالعه شناسایی، و توزیع فضایی آن ها مورد تحلیل قرار گرفت. برای انجام این کار از داده های شبکه ای حاصل از میانیابی روزانه 69 ایستگاه سینوپتیک و اقلیم شناسی برای دوره ی آماری 1961 تا 2010 استفاده گردید. سپس با استفاده از روش توزیع تعمیم یافته مقادیر حدی، بارش های روزانه 22 میلیمتر و بیشتر از آن، به عنوان بارش های فرین انتخاب شدند. جهت شناسایی الگوی پراکنش و روابط فضایی بارش های فرین غرب ایران (استان های همدان، کردستان، کرمانشاه، لرستان و ایلام) از آماره مورن کلی[1]، مورن محلی[2] و نمایه گتیس ارد- جی استار[3] استفاده شد. الگوی فضایی برازنده بارش های فرین غرب ایران یک الگوی خوشه ای است که معنی داری آن در سطح 99 درصد اطمینان تأیید گردید. خوشه های فراوانی و خوشه های متوسط بارش های فرین در بعضی از نواحی مانند استان های همدان و کردستان بر همدیگر منطبق بوده ولی در بعضی نواحی با یکدیگر ارتباطی نداشتند. بیشتر بسامد و متوسط بارش های فرین در استان های همدان و کردستان به وقوع پیوست. بر اساس هر دو شاخص موران محلی و لکه های داغ ارتفاعات منطقه ی مورد مطالعه نقش قابل توجهی در الگوهای بارش های فرین با الگوی خوشه ی بالا داشته است. نتایج این تحقیق نشان داد که فراوانی و متوسط بارش های فرین غرب ایران تحت تأثیر ناهمواری ها و آرایش آن ها و همچنین سامانه های همدیدی است. [1]- Global Moran’s I statistic [2]- Local Moran’s I statistic [3]- Getis- Ord G* statistic#,

هدف از پژوهش حاضر بررسی تغییرات روزهای همراه با پوشش برف( روزهای برفپوشان) در گروه های ارتفاعی در حوضه ی زاینده رود می باشد. برای این منظور داده های سنجنده ی مودیس ترا و مودیس آکوا برای دوره ی زمانی 1382 تا 1393 به صورت روزانه و در تفکیک مکانی 500 متر از تارنمای ناسا دریافت گردید. همچنین مدل رقومی ارتفاع هماهنگ با سیستم تصویر و تفکیک داده های پوشش برف از تارنمای ناسا دریافت و بر روی حوضه استخراج گردید. برای واکاوی هرگونه تغییری در روزهای برفپوشان در کمربندهای ارتفاعی، نخست فراوانی روزهای برفپوشان برای هر طبقه ی ارتفاعی از 1500 متر تا 3850 متر در گام های 50 متری محاسبه و سپس به کمک آزمون من کندال روند روزهای برفپوشان محاسبه شد. بررسی ها نشان می دهد در ماه های فروردین و اردیبهشت شمار روزهای برفپوشان در کمربندهای ارتفاعی بلند حوضه یک الگوی کاهشی را نشان می دهد. در ماه های آبان و آذر شمار روزهای برفپوشان در بسیاری از کمربندهای ارتفاعی رو به افزایش، اما در ماه های دی و بهمن شمار روزهای برفپوشان در بسیاری از کمربندهای ارتفاعی رو به کاهش است. بررسی روند تغییرات سهم بارش در حوضه نشان می دهد سهم بارش ماه های پاییزی رو به افزایش اما سهم بارش ماه های زمستانه رو به کاهش است. بنابراین به نظر می رسد تغییرات رژیم بارش در حوضه سبب تغییر رژیم برف گیری حوضه شده است و روند کاهش پوشش برف همراه با تغییر رژیم برف گیری، می تواند پیامدهای ناگواری را برای حوضه به دنبال داشته باشد.

افزایش گازهای گلخانه ای در چند دهه اخیر باعث بر هم خوردن تعادل اقلیمی کره زمین شده که به آن پدیده تغییر اقلیم اطلاق می شود. مهم ترین تبعات تغییر اقلیم افزایش دمای متوسط کره زمین، افزایش پدیده های حدی اقلیمی نظیر سیل، طوفان، تگرگ، امواج گرمایی، افزایش سطح آب دریاها، ذوب شدن یخ های قطبی و سرماهای نابهنگام خواهد بود. استفاده از مدل های ریز مقیاس نمایی آماری در برآورد نوسانات اقلیمی، این امکان را فراهم ساخته که بتوان داده های آب و هوایی را در مقیاس مکانی و زمانی مناسب تولید کرد. چنین قابلیتی کمک شایانی به مطالعه نوسانات اقلیمی در مقیاس محلی و منطقه ای کرده است. در این تحقیق کارایی مدل LARS-WG  برای تولید و شبیه سازی داده های روزانه دما، بارش و ساعت آفتابی در استان لرستان با استفاده از پارامترهای آماری  MAE, T-STUDENT,MAE,R2 مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت و تغییرات ناشی از آن ها نیز در آینده آشکارشد. نتایج حاصل از آن نشان داد که در سطح اطمینان 99 درصد تفاوت معنی داری بین داده های واقعی و داده های حاصل از مدل وجود ندارد و مدل کارایی لازم را در جهت تولید داد ه های روزانه داراست. پس از اطمینان از کارایی مدل، از خروجی های مدل HADCM3 استفاده شد و داده های روزانه دما، تابش و بارش برای دوره پایه (2005-1961) ، تحت سه سناریوی A1B (سناریوی حد وسط)، A2 (سناریوی حداکثر) و B1 (سناریوی حداقل) شبیه سازی گردید. بر اساس برآورد مدل HADCM3 برای سناریوهای مورد بررسی در دوره های آتی، میانگین دمای بیشینه و بارش استان به ترتیب حدود(9/0 تا 03/1 درجه) و(04/12 درصد)افزایش و میانگین ساعات آفتابی حدود6/0 کاهش خواهد یافت.همچنین با وجود تغییرات کمتر دمای بیشینه نسبت به دمای کمینه، افزایش متوسط دمای هوا در این دوره قابل انتظار می باشد. طبق این نتایج شرایط اقلیمی استان لرستان در 50 سال آینده تفاوت محسوسی با شرایط فعلی خواهد داشت و برنامه ریزی های بلند مدت و استراتژیک برای مدیریت این شرایط ضروری بنظر می رسد.

تروپوپاز لایة انتقالی از وردسپهر به پوش سپهر است. این لایه تعیین کنندة حد بالایی و ضخامت وردسپهر است. در پژوهش حاضر از داده های ژرفاسنج مادون قرمز اتمسفری (AIRS) سنجندة مودیس آکوا ماهواره (EOS) استفاده شد. این محصول به شکل پارامترهای ژئوفیزیکی است و در شبکه ای به ابعاد 1×1 درجة قوسی توزیع شده است. این داده ها از 180- تا 180 طول جغرافیایی و 90 تا 90 عرض جغرافیایی موجودند که از سامانه تطبیقی پردازش مودیس (MODAPS) دریافت شدند. پس از بارگیری تصاویر مربوط به سال های 2003 تا 2015 میلادی، داده ها وارد نرم افزار MATLAB شد و مقادیر ارتفاعی تروپوپاز برای ماتریسی به ابعاد 12×155 برای هر سال محاسبه شد (155 معرف مقادیر شبکه های محاط در مرز ایران و دوازده ماه های سال اند). نتایج حاصل از پردازش های تصویر وارد محیط نرم افزار ArcGis10.2 شد و نقشه های هر ماه با استفاده از روش کریجینگ به واسطة کمترین مقدار خطا تهیه گردید. نتایج نشان داد در ماه فوریه بیشترین اختلاف ارتفاع بین جنوب و شمال کشور رخ می دهد. تقریباً در همة پهنة کشور منحنی هم ارتفاع موازی و مداری اند. در ماه های گرم سال ارتفاع تروپوپاز در جنوب شرق کاهش می یابد و بالاترین ارتفاع تروپوپاز در مرکز کشور رخ می دهد.

بارش از متغیرترین عناصر اقلیمی است که تغییرات آن پیامدهای محیطی و اقلیمی دارد. هدف از این پژوهش شناسایی نواحی اقلیمی از نظر توالی روز بارشی و بررسی ویژگی یکنواختی بارش است. برای تحقق اهداف از روش تحلیل خوشه ای برای ناحیه بندی اقلیمی و به منظور بررسی پراکندگی مکانی و زمانی بارش از آمارة ضریب تغییرات و یکنواختی (H) در سه بازة زمانی (ده سال اول، دوم، و سوم) سالانه و فصلی برای شناخت جزئیات تغییرات بارش استفاده شد. بر اساس معیار روز بارشی (بارش یک روزه تا بارش با توالی هفت روز و بیشتر)، ایران به هفت ناحیة اقلیمی تقسیم شد. سپس، نواحی مختلف ایران از لحاظ سهم توالی های بارش در تأمین روز بارش مقایسه شد. مشخص شد که بارش یک روزه در اغلب نواحی بیشترین سهم را در ایجاد بارش دارد. همچنین، مشخص شد که میانگین ضریب تغییرات سالانة ایران در دهة سوم (2004-2013) افزایش یافته و شاخص یکنواختی بارش این دهه کاهش یافته است؛ به عبارت دیگر، بارش در دهة سوم به تمرکز گرایش داشته است. نمایة یکنواختی بارش ناحیه ها نشان داد که ناحیة 4 (شمال غرب و شمال شرق کشور) و ناحیة 3 (سواحل شمال کشور) تمایل به یکنواختی زمانی دارند و کمترین مقدار یکنواختی مربوط به ناحیة 1 (سواحل جنوب و جنوب شرق کشور) است.

یکی از اثرهای تغییر اقلیم بروز بی نظمی در چرخة هیدرواقلیمی کرة زمین است. این تغییرات در عدم موازنه تراز سطح آب در منابع آب زیرزمینی، سطحی، دریاچه ها و همچنین تغییر در توزیع مقدار و زمان بارش ها و جریان رودخانه نمود پیدا می کند. تحقیق حاضر به منظور شناخت روند تغییرات شاخص های حدی بارش روزانة ایران انجام گرفته است. بدین منظور، از داده های بارش 24ساعتة 47 ایستگاه سینوپتیک طی دورة 1982 2012 استفاده شده است. برای استخراج روندها از شاخص های تیم کارشناسی آشکارسازی و نمایش تغییر اقلیم و شاخص های ETCCDI با استفاده از نرم افزار RClimDex تحت زبان برنامه نویسی  Rبهره گیری شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد در دورة مورد مطالعه همة شاخص های حدی بارش در ایران دارای تغییر و روند است. در بیشتر ایستگاه ها، بارش سالانه کاهش (شامل حدود 92 درصد از ایستگاه ها) و تعداد روزهای خشک (CDD) افزایش یافته است (شامل حدود 72 درصد از ایستگاه ها) و فقط در برخی از ایستگاه ها در نواحی مرکزی و دامنه های زاگرس تعداد روزهای خشک روند کاهشی دارد. از نظر بارش های سنگین و نیمه سنگین و همچنین روزهای مرطوب و فوق العاده مرطوب، سهم تغییرات در ایستگاه های واقع در سواحل شمال و جنوب بیشتر است.

در این پژوهش تحلیل فضایی فراوانی رودبادهای مرتبط با بارش های فرین و فراگیر در غرب ایران با بهره گیری از رویکرد محیطی به گردشی انجام شده است. بارش روزانة 69 ایستگاه سینوپتیک و اقلیم شناسی (1961 2010) انتخاب شد و 119 روز بارش های فرین و فراگیر منطقه بر اساس توزیع تعمیم یافتة مقادیر فرین از میان آن ها برای بررسی انتخاب شد. فراوانی رودبادها در چهار تراز 250، 300، 400، و 500 هکتوپاسکال بررسی شد. نتایج بررسی ها نشان می دهد رودبادها در تراز 250 هکتوپاسکال فراوانی بسیار زیادی را نشان می دهند. نقشه های میانگین سرعت رودبادها از یک سو منطبق بر رخداد بیشینة فراوانی رودبادها و از دیگر سو مقارن با وقوع بیشینة سرعت رودبادها در پهنة مورد مطالعه است و از قرارگیری ربع دوم هستة رودباد (که با افزایش تاوایی مثبت و همچنین واگرایی سطوح فوقانی و همگرایی سطوح پایین جو همراه است) بر روی غرب ایران حکایت دارد. ترسیم بیضی استاندارد در همة سطوح به جز سطح 250 هکتوپاسکال نشان داد که غرب ایران در نیمة اول بیضی قرار گرفته است. نحوة عملکرد دینامیکی هستة رودباد در ورودی راست و خروجی چپ، که همراه با واگرایی بالایی است، هم زمان با همگرایی در غرب ایران، بارش های فرین را در پی دارد.

افزایش محصول به تأمین نیاز آبی گیاه وابسته است؛ درنتیجه، تخمین درست نیاز آبی گیاه هم به تولید محصول کمک می کند و هم در مدیریت منابع آب تأثیر دارد. الگوریتم های سبال و متریک از مهم ترین و پرکاربردترین روش های باقی ماندة بیلان انرژی برای برآورد تبخیر و تعرق واقعی با استفاده از داده های سنجش از دور محسوب می شوند. بر همین اساس، هدف از تحقیق حاضر بررسی نتایج تبخیر و تعرق واقعی با اجرای مدل های متریک و سبال در دشت قزوین است. به منظور ارزیابی نتایج برآورد تبخیر و تعرق واقعی، از دو سنجنده با قدرت تفکیک زمانی و مکانی متفاوت (تصاویر سنجندة مودیس[1] ماهوارة ترا و سنجندة ETM+ ماهوارة لندست 7) استفاده شد. در این زمینه، داده های ایستگاه هواشناسی قزوین و نیز داده برداری لایسیمتری، به منظور صحت سنجی نتایج الگوریتم متریک و سبال، به کار رفت. نتایج مدل های متریک و سبال با مجموع ده تصویر از تصاویر سنجندة مودیس ماهوارة ترا و سنجندة ETM+ ماهوارة لندست 7، با داده برداری های لایسیمتری گیاه مرجع چمن در سال 1380 ارزیابی شدند. سنجندة مودیس با 88/0r =، 91/1 RMSE= و 85/0 SE= میلی متر بر روز و سنجندة ETM+ با 00/1 r=، 91/0RMSE= و 09/0 SE= میلیمتر بر روز در مدل متریک، در مقایسه با مدل سبال، برآوردی دقیق تر از داده برداری لایسیمتر دارند و در این تحقیق، مدل متریک به منزلة مدل برتر برای برآورد تبخیر و تعرق واقعی در منطقة دشت قزوین توصیه می شود.

رسوبات بادی منبع عمده ای از اطلاعات دیرینه محیطی هستند و از چینه شناسی و رسوب شناسی تپه های ماسه ای برای تفسیر رخدادهای گذشته ناشی از افزایش فعالیت بادی استفاده می شود. عناصر چینه شناسی و رسوب شناشی تپه های بادی مانند تراکم پالئوسل ها و رس ها ، شاخص هایی از تغییرات و نوسان های اقلیمی هستند که شواهد مفیدی از بازسازی محیط های گذشته در مناطق خشک فراهم می کنند. با توجه به اینکه اطلاعات بسیار محدودی از ویژگی های اقلیم دیرینه مناطق خشک و بیابانی ایران موجود است ، چینه شناسی رسوبات موجود در تپه ها و نبکاهای این مناطق ، به شناخت اقلیم گذشته حاکم بر آنها کمک می کند؛ به همین دلیل، در این پژوهش با استفاده از شواهد چینه شناسی به بازسازی اقلیم دیرینه در نبکازارهای حوضه علاء در حاشیه کویر مرکزی پرداخته شده است. روش این پژوهش بر پایه مطالعات میدانی و آزمایشگاهی و نیز تحلیل داده های مربوط به چاه های مشاهده ای و داده های باد این حوضه است. نتایج پژوهش نشان می دهد میزان ضخامت چینه های نبکاها، رنگ، اندازه ذرات و چسبندگی ذرات متأثر از اقلیم زمان خود و به گونه ای است که در دوره های خشکسالی میزان ضخامت چینه ها در نبکا بیشتر و برعکس در دوره های مرطوب تر ضخامت چینه ها کمتر است. همچنین، چینه های نبکاها با تأثیر از نوسانات سطح اساس آب زیرزمینی تغییراتی را در خود ثبت کرده اند؛ به گونه ای که با کاهش سطح آب زیرزمینی میزان چسبندگی ذرات رسوبی چینه ها به علت کاهش رطوبت در دسترس کاهش یافته است و در صورتی که این افت سطح آب زیرزمینی همچنان ادامه یابد، در سال های نه چندان دور محیط تراکمی این نبکاها به محیطی فرسایشی تبدیل می شود و با توجه به جهت بادهای غالب و قوی ترین بادهای این حوضه، شهرهای حاشیه جنوب شرقی و جنوبی این نبکاها در معرض توفان های گرد و خاک حاصل از فرسایش کاوشی این نبکاها قرار می گیرند.

شبکه های عصبی مصنوعی  به عنوان یکی از تکنیک های غیرخطی در مطالعات اقلیمی و هیدرولوژی اهمیت فراوانی به خود اختصاص داده اند. تغییراقلیم و به دنبال آن گرمایش جهانی از پدیده های اقلیمی به شمار می رود. شمار روزهای خشک و تداوم آن خشکسالی را به دنبال دارد. در این پژوهش از داده های بارش روزانه طی سال های (1976-2008) و شبکه عصبی مصنوعی در نرم افزار MATLAB به منظور پیش بینی شمار روزهای خشک ایستگاه تهران استفاده شده است. شبکه به کار رفته از نوع Feed-forward با الگوریتم کاهش شیب و مارکوارت لونبرگ در مرحله آموزش و یادگیری می باشد. ساختارهای گوناگونی در لایه ورودی و پنهان در مرحله آموزش مورد آزمایش قرار گرفت. در نهایت شبکه با 4 ورودی و 5 نرون در لایه پنهان و 1 نرون در لایه خروجی به مطلوب ترین ساختار (1-5-4) جهت پیش بینی بهینه با بیش ترین همبستگی پاسخ داد. نتایج نشان داد که در ایستگاه مذکور، روزهای خشک پیش بینی شده توسط شبکه در مقایسه با طول دوره آماری مورد بررسی دارای روند افزایشی بوده است که با محاسبه احتمال وقوع روزهای خشک، طی سال های (2018-2009) با استفاده از زنجیره مارکوف، موارد فوق تأیید گردیده است. ضریب همبستگی مقادیر پیش بینی روزهای خشک بدون ترکیب با الگوریتم ژنتیک 86 درصد است. بعد از آموزش شبکه با ترکیب  الگوریتم ژنتیک با لایه های مختلف این مقدار به 88درصد رسید که می توان گفت در صورت ترکیب شبکه با الگوریتم مذکور نتایج قابل قبول ارائه می دهد.

توفان های تندری به همراه پدیده های فرعی ناشی از آن به مانند تگرگ یکی از جلوه های خشن طبیعت است. بنابراین در تحقیق حاضر برای دستیابی به مدیریت ریسک تگرگ در شمال غرب کشور، جهت کاهش خسارات ناشی از آن، با استفاده از شاخص های ناپایداری به ارزیابی این پدیده مخرب پرداخته شد.برای شناسایی شرایط ترمودینامیکی وقوع این پدیده طی دوره آماری 18 ساله (2009-1992)، شاخص های ناپایداری جوی SI , LI , SW , KI , C . T , V . T , T . T , PWC و سطح یخبندان نمودارهای اقلیمی Skew - T log P ، 23 مورد وقوع تگرگِ ایستگاه های تبریز و کرمانشاه- به منظور پوشش کامل منطقه- از وب سایت دانشگاه وایومینگ آمریکا استخراج وبررسی شد . نتایج حاصل از کلیه شاخص های فوق با استانداردهای ناپایداری جوی مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت. در این بررسی مغایرت هایی بین ارقام مشاهداتی و ارقام پیشگویی شده ملاحظه گردید و نهایتاً شاخص های ناپایداری منطقه به شرح زیر تعیین شده اند: SI≤،71/20LI≤،63/16SW،99/19≤KI،30/14≤C.T،50/11≤V.Tو 70/24≤T.T80/41≤ همچنین مشخص گردید که در سال های اخیر بر شدت ناپایداری جو منطقه افزوده شده است. به طوری که شاخص  SI و LI در این سال ها به مقدار صفر نزدیک شده و سایر شاخص ها، هر یک میل صعودی به سوی حداکثر آستانه های خود داشته اند و نیز سطح یخبندان در روزهای تگرگی مورد مطالعه، بین 850 تا 650 هکتوپاسکال یعنی بین ارتفاع 1393 تا 3788 متری در نوسان می باشد که در ماه های گرم سال این سطح افزایش می یابد.

اهداف: با توجّه به اهمّیت رخداد هوای پاک و نقش آن در برنامه ریزی ناحیه ای کارهای حسّاس به آلودگی هوا، در این پژوهش علّت رخداد روزهای همراه با هوای پاک به منظور امکان پیش بینی آنها بررسی شده است. روش: در این تحقیق، داده های مربوط به کیفیت هوای پاک، از بانک اطّلاعات مربوط به شرکت کنترل کیفیت هوا و داده های اقلیمی مربوط به بارش و سمت و سرعت باد از سازمان هواشناسی کشور در دوره آماری ۱۳۹۳ ۱۳۸۷ اخذ گردید. داده ها براساس یک الگوریتم به روش توصیفی آماری تجزیه وتحلیل شدند. یافته ها/ نتایج: بررسی توزیع فراوانی سالانه رخداد روزهای همراه با هوای پاک نشان داد که از توزیع خاصّی پیروی نکرده و روند تغییرات معنی داری را نشان نمی دهند. توزیع ماهانه رخدادها بیشترین فراوانی را در فروردین ماه و سپس ماه هایی که ناپایداری های جوّی بیشتر است، نشان داد. بنابراین رخداد هوای پاک را در دو عامل کلّی، شامل عوامل طبیعی اقلیمی، سمت و سرعت باد و بارش و نیز عامل انسانی، روز تعطیلی جست وجو کردیم. براساس این عوامل، ۱۳ ویژگی در یک الگوریتم تعریف و علّت اصلی شرایطِ رخدادِ روز همراه با هوای پاک استخراج شد. درصد فراوانی هریک از ویژگی ها محاسبه و سهم هریک از عوامل استخراج گردید. با ترکیب ۱۳ ویژگی، سه عامل به صورت انفرادی و چهار عامل به صورت ترکیبی و یک عامل هم به صورت جداگانه تعیین گردید. نتیجه گیری: در تعیین علل رخداد روز همراه با هوای پاک، در بین عوامل انفرادی، عامل تعطیلی و در بین عوامل ترکیبی، عامل تعطیلی همراه با بارش بیشترین درصد را به خود اختصاص داده است. تجزیه وتحلیل داده ها نشان داد بعد از یک روز تعطیل همراه با بارش، رخداد یک روز همراه با هوای پاک جهت هرگونه برنامه ریزی از سطح کلان و ناحیه ای گرفته تا برنامه ریزی های روزمرّه افراد، به احتمال زیاد قابل پیش بینی است.

در این پژوهش، دوره های متوالی خشکسالی هواشناسی و ژئوهیدرولوژیکی با استفاده از شاخص خشکسالی SPI و SWI در 6 بازه زمانی (6، 9، 12، 18، 24 و 48 ماهه) در دشت مرند واقع در استان آذربایجان شرقی، بررسی شد. برای این منظور، از داده های هواشناسی (متوسط بارش ماهانه) 7 ایستگاه باران سنجی در دوره آماری (91-1359) و داده های ماهانه سطح آب 23 چاه پیزومتری در دوره آماری (90-1380) استفاده شد. نقشه های مربوطه با استفاده از نرم افزار Arc Gis و با روش کریجینگ تهیه و ترسیم شدند که پهنه های درگیر خشکسالی در منطقه را نمایان ساخت. همچنین شدیدترین خشکسالی و فراوانی نسبی خشکسالی های هواشناسی و آب زیرزمینی در طول دوره آماری به دست آمد. نتایج بررسی مقادیر SPI نشان داد که خشکسالی هواشناسی از نظر مکانی دارای روند مشخصی نمی باشد در حالی که خشکسالی آب های زیرزمینی به طور تصادفی در منطقه رخ نداده و تمرکز آن در غرب آبخوان بیش از شرق آن بوده است. جهت بررسی اثرات خشکسالی بر افت سطح ایستابی، بهترین همبستگی بین آن ها، 720/0- با تأخیر زمانی 5 ماهه به دست آمد که در سطح 1 درصد معنی دار بوده و تأثیرپذیری منابع آب زیرزمینی را با یک تأخیر 5 ماهه نمایان می سازد. همچنین نتایج بررسی داده های ماهانه سطح آب دشت مرند در دوره آماری (90-1380) نشان داد که تراز آب زیرزمینی دشت دارای روند منفی بوده که با افت حدود 2 متر مواجه بوده است.

مناطق روستایی و معیشت آنان رابطه مستقیمی با متغیرهای اقلیمی در مناطق خشک و نیمه خشک دارد. مخاطرات طبیعی از جمله خشکسالی و ریزگردها به عنوان پیامدهای تغییرات اقلیمی در سال های اخیر در جنوب استان خراسان جنوبی از جمله نهبندان افزایش پیدا کرده و این منطقه با ورشکستگی زیست محیطی به خصوص در بعد منابع آب دچار شده است. این شرایط به ویژه بر معیشت و زندگی روستاییان فقیر و آسیب پذیر و کشاورزی های کوچک تاثیرات منفی داشته است. پژوهش حاضر، به دنبال واکاوی نگرش های محلی و بینش آنها در مورد استراتژی معیشتی سازگاری مناسب در این منطقه با تغییرات اقلیمی می باشد. روش کار در دو بخش انجام گرفت، نخست با توجه به آمار بلند مدت ایستگاههای سینوپتیک و کلیماتولوژی(2015-1980) فراوانی مخاطرات اقلیمی منطقه در محیط GIS پهنه بندی شد، سپس با توجه به مولفه های اقتصادی، اجتماعی و زیستی اقدام به تهیه پرسشنامه برای شناخت درک روستائیان نسبت به تغییر اقلیم و سپس راهکار سازگاری از دیدگاه روستاییان با آن پرداخته شد. نتایج نشان داد که مهمترین پیامدهای تغییر اقلیم در جنوب خراسان به ترتیب خشکسالی، ریزگرد، سیلاب و بخبندان می باشد که تفاوت های فضایی نیز دارند. 90 درصد پاسخ دهندگان با توجه به متغیرهایی مانند افزایش روزهای گرم، فراوانی خشکسالی ها، کاهش بارش و... بر این باورند که وضعیت جدیدی در اقلیم منطقه رخ داده است. بیشتر پاسخ دهندگان به تاثیر مستقیم تغییرات اقلیمی بر معیشت و کشاورزی در منطقه باور دارند. 87 درصد پاسخ دهندگان اقدام به سازگاری با این شرایط نموده اند. مهمترین واکنش اقتصادی پاسخ دهندگان فروش دام، گرفتن وام و قرض از بستگان، کاهش کاشت و استفاده از نهاده های کشاورزی و انتخاب کسب و کار جدید و مهاجرت بوده است. ایجاد کسب و کارهای جدید که وابستگی کمتری به طبیعت داشته باشد، به عنوان رویکرد جدید در سازگاری با تغییر اقلیم و کاهش آسیب پذیری و بهبود معیشت در منطقه مطرح گردیده است.

در این پژوهش کارایی شاخص های ماهواره ای و پارامترهای ژئومورفومتری در برآورد بار رسوبی با استفاده از مدل های مبتنی بر هوش مصنوعی و داده کاوی به چالش کشیده شده است. بدین منظور، نخست مدل ها به کمک پارامترهای ژئومورفومتری مستخرج از مدل رقومی ارتفاعی و شاخص های ماهواره ای بهینه سازی شد و نزدیک ترین داده های دبی و رسوب به زمان تصاویر ماهواره ای خروجی مدل درنظر گرفته شد. پس از اجرای الگوریتم ها، به وزن دهی پارامترها و تعیین میزان تأثیرشان در پیش بینی بار رسوبی معلق پرداخته شد. نتایج نشان داد عملکرد مدل ها با ورودی های مختلف گوناگون است. مقادیر RMSE مدل ها بیانگر آن است که در صورت استفاده از پارامترهای ژئومورفومتری به عنوان ورودی مدل مقدار RMSE بیشتر است و در مقابل با استفاده از برخی شاخص ها به عنوان ورودی مدل ها میزان RMSE کاهش می یابد؛ به طوری که در مدل فرایند گوسی با ورودی پارامترهای ژئومورفومتری مقدار۱۰ /۳۵ RMSE= و در صورت ورودی شاخص های تصاویر ماهواره ای مقدار 7 /513RMSE= است. با تلفیق پارامترهای ژئومورفومتری و شاخص ها میزان دقت همة مدل ها افزایش یافته و مدل فرایند گوسی با 026 /5RMSE= بیشترین دقت را داشته است. نتایج حاصل از وزن دهی نیز نشان داد که شاخص های Clay index (average) و b5 (average) و NDVI (max) دارای بیشترین وزن بوده و بیشترین تأثیر را در پیش بینی بار رسوبی معلق داشته اند.

برداشت های بی رویه از آ ب های زیرزمینی سبب کاهش سطح آب ها و تغییر کیفیت آنها می شوند. میزان هدایت الکتریکی آب، یکی از شاخص های مؤثر در تعیین میزان تغییر آب های زیرزمینی است؛ به شکلی که میزان شوری آب با برداشت بی رویه و کاهش سطح آب زیرزمینی افزایش می یابد و این امر، آسیب های جبران ناپذیری به زندگی گیاهی و جانوری اکوسیستم وارد می کند. در پژوهش حاضر کوشش شده است با تحلیل فضایی میزان شوری آب های زیرزمینی دشت نمدان، میزان ارتباط آن با حلقه چاه های عمیق و نیمه عمیق موجود در دشت تعیین شود. ازاین رو، داده های 32 چاه مشاهده ای موجود در دشت نمدان با روش میان یابی در محیط GIS برای تعیین میزان شوری آب زیرزمینی در پنج دسته بسیار زیاد، زیاد، متوسط، کم و بسیارکم در دوره آماری ده ساله (1380 تا 1389) استفاده شدند و سپس با تلفیق لایه های اطلاعاتی سال های آماری، میزان شوری آب زیرزمینی تعیین نهایی شد. در نهایت، ارتباط پهنه های دارای شوری بسیار زیاد و زیاد با حلقه چاه های عمیق و نیمه عمیق تعیین و مشخص شد از بین 1311 چاه عمیق موجود در دشت نمدان، 433 حلقه چاه (02/33 درصد) در محدوده بسیار زیاد و زیاد قرار دارند و این میزان، برای چاه های نیمه عمیق 66/12 درصد است. در نتیجه موقعیت چاه های عمیق و برداشت بی رویه از آنها بر شورشدن آب های زیرزمینی دشت نمدان تأثیر بسیار زیادی دارد

از عوامل تأثیرگذار بر تغییرات بودجه تابشی جو، هواویزها هستند که به طور مستقیم و غیر مستقیم سامانه اقلیم و چرخه هیدرولوژی را تحت تأثیر قرار می دهند. در این مطالعه به شبیه سازی اثرات تابشی و مستقیم گردوغبار بر سامانه اقلیم در منطقه خاورمیانه و با تأکید بر غرب ایران پرداخته شده است. بدین منظور از مدل WRF-CHEM و طرحواره هواویز GOCART استفاده شده است. مدل تحت دو شرایط فعال و غیر فعال بودن اثرات تابشی هواویز و برای رخداد ۱۲ تا ۱۵ آوریل ۲۰۱۱ اجرا شده است. نتایج این مطالعه نشان می دهد که این طرحواره در شبیه سازی طوفان های گردوغبار در منطقه خاورمیانه دارای عملکرد قابل قبولی است. اثرات تابشی گردوغبار در منطقه خاورمیانه نشان می دهد که وجود این ذرات باعث کاهش تابش موج کوتاه به میزان (Wm-۲) ۵۰- و افزایش تابش موج بلند به میزان (Wm-۲) ۵ و همچنین کاهش تابش خالص (Wm-۲) ۴۶- در سطح زمین در متوسط منطقه می شود. چنین شرایطی منجر به کاهش دما در بخش زیرین جو، و کاهش شار گرمای محسوس، شار گرمای نهان در سطح زمین در مناطق تحت تأثیر گردوغبار می شود. از دیگر اثرات وجود این ذرات، افزایش فشار سطحی و همچنین کاهش تابش زمینتاب در بخش فوقانی جو است که افزایش دما را در بخش میانی جو نشان می دهد.