درخت حوزه‌های تخصصی

خشکسالی به عنوان یک پدیده اقلیمی با کمبود رطوبت و بارندگی نسبت به شرایط نرمال تعریف می شود. این پدیده به شدت بر همه جوانب فعالیت های بشر تاثیر می گذارد. در مقاله حاضر با استفاده از قابلیت های سامانه نرم افزاری MATLAB و شاخص تلفیقی 3SEPI در دو مقیاس زمانی 6 و 12 ماهه، به بررسی وضعیت خشکسالی در حوضه دریاچه ارومیه پرداخته شد. برای این کار از داده های اقلیمی، دو پارامتر (بارندگی و دما) 5 ایستگاه سینوپتیک حوضه دریاچه ارومیه (تبریز، مراغه، ارومیه، سقز، مهاباد) استفاده شد. یافته پژوهش نشان می دهد که شاخص SEPI ویژگی دو شاخص SPI و SEI را به خوبی در خود منعکس می کند و هم چنین دما را که به عنوان یکی از پارامترهای موثر در تغییر شدت خشکسالی است، در بررسی شرایط خشکسالی وارد می کند؛ بنابراین بررسی خشکسالی با شاخص SEPI بهتر از شاخص SPI می باشد. بررسی ها در رابطه با خشکسالی بر اساس شاخص SEPI نشان می دهد که روند خشکسالی در حوضه دریاچه ارومیه روبه افزایش است، دما هم با شدت بیش تر روند افزایشی دارد. طولانی ترین تداوم زمانی خشکسالی در حوضه دریاچه ارومیه، در ایستگاه ارومیه در مقیاس زمانی 6 ماهه از ماه مه سال 2005 تا ماه نوامبر سال  2006به مدت 19 ماه اتفاق افتاده است. بیش ترین درصد وقوع خشکسالی در ایستگاه ارومیه و کم ترین آن در ایستگاه مهاباد مشاهده می شود.

در این پژوهش، به منظور واکاوی تعداد روزهای بارانی ایران، از پایگاه داده - بارش آفرودیت طی دورة آماری 56ساله استفاده شده است. همچنین، نقش مؤلفه های جغرافیایی در تعداد روزهای بارانی بررسی شده است. نتایج نشان داد متوسط روزهای بارانی ایران 38 روز است؛ با وجود این، بارش 36 /62 درصد از گسترة کشور از 38 روز نیز کمتر است. بیشینة روزهای بارندگی ایران با 147 روز در جنوب غرب دریای خزر واقع شده است. از سوی دیگر، کمینة روزهای بارانی ایران با 9 روز در جنوب شرق ایران قرار دارد. بررسی ها و تحلیل های آماری نشان داد بهترین تقسیم بندی از روزهای بارانی ایران تقسیم کشور به شش پهنه است. این شش پهنه عبارت اند از: 1. پهنة خزری با تعداد روزهای بارانی 126 روز؛ 2. پهنة بارشی ایران شامل مناطق کوهستانی غرب، شمال غرب، و شمال شرق با تعداد روزهای بارانی 77 روز؛ 3. پهنة کوهپایه ای با 57 روز؛ 4. پهنة نواری بین ارتفاعات و مناطق پست داخلی بادپناه داخلی با 38 روز بارانی؛ 5. پهنة ایران مرکزی و نواحی بادپناه داخلی با 27 روز بارانی؛ 6. فقیرترین منطقة بارشی ایران شامل کویرها و چاله های شرقی و نواحی جنوب شرق است با متوسط تعداد روزهای بارانی 17 روز.

آب زیرزمینی که بخشی از چرخة آب را تشکیل می دهد، منبع قابل اطمینانی برای تأمین آب مورد نیاز انسان محسوب می شود؛ اما این پدیده بر خلاف بسیاری از پدیده های دیگر، برگشت پذیر نیست. منطقة مورد مطالعه شامل آبخوان دشت مهران در محدودة حوضة آبریز رودخانة گاوی از حوضه های آبریز مرزی غرب کشور در جنوب استان ایلام می باشد. این رودخانه تنها منبع تأمین کنندة آب های زیرزمینی دشت مهران بوده که از ارتفاعات کبیرکوه سرچشمه می گیرد و پس از عبور از تنگ باجک، وارد دشت مهران شده و سبب تغذیة آبخوان آبرفتی دشت می شود. مطالعة حاضر با هدفِ شناخت و تبیین عوامل ژئومورفولوژی دشت و ارتباط آن ها با منابع آب زیرزمینی و نیز تهیة نقشه های کاربردی درجهتِ شناخت و مدیریت محیط در این آبخوان، تدوین شده است. روش استفاده شده در این پژوهش، روش میدانی و تحلیل آماری است . از روش درون یابی برای بررسی ژئومورفولوژی منطقه و ارتباط آن با آب های زیرزمینی دشت و ترسیم نقشه ها و از روش همبستگی اسپیرمن به منظورِ بررسی ارتباط بین اشکال ژئومورفولوژی با پارامتر های منابع آب استفاده شده است. نتایج نشان دهندة این است که بین مخروط افکنه، مسیل، تپه ها و دیگر اشکال ژئومورفولوژی با منابع آب زیرزمینی، در سطح 99% رابطة معنادار وجود داشته است. به منظورِ بررسی وضعیت کیفی آب زیرزمینی دشت مهران، از نقشة هدایت الکتریکی ( EC ) استفاده شده است. نتایج به دست آمده بیانگر این است که کیفیت آب زیرزمینی در مناطق مختلف دشت، به دلیلِ تنوع سازنده ها و ساختار های زمین شناسی، متفاوت اند. حداقل میزان هدایت الکتریکی یا ( Ec ) از حاشیه های جنوبی و شرقی دشت، به سمتِ غرب و شمال غرب افزایش یافته و در بخش های شرقی و جنوب شرقی دشت مقدار pH  آب کمتر از 7 و اسیدی بوده است.

هدف از این پژوهش، تحلیل برنامه راهبرد ملی تغییر اقلیم ایران در پنج بخش کاهش انتشار گازهای گلخانه ای، مدیریت منابع آب، کشاورزی و امنیت غذایی، منابع زیستی و سلامت بر اساس تأکید بر ارتقاء دانش، نگرش و عملکرد جامعه در راستای ظرفیت سازی در مواجهه با تغییر اقلیم در کشور است. تحقیق بر مبنای هدف از نوع کاربردی و از نظر ماهیت روش تحقیق، توصیفی- تحلیلی است. یافته های پژوهش نشان داد، هر سه مؤلفه دانش، نگرش و عملکرد در برنامه های اجرایی هر 5 بخش مذکور و 25 راهبرد آن موردتوجه بوده است اما از تناسب کافی برخوردار نیست. به طوری که از 229 برنامه اجرایی این سند، %24 و %26 برنامه ها به ارتقاء دانش و نگرش تأکید دارند و 50% عملکردی بوده اند. بیشترین نسبت برنامه های مرتبط با گسترش دانش در هر بخش، با 56% به بخش سلامت و کمترین با 8% به بخش کاهش انتشار گازهای گلخانه ای اختصاص دارد. کمترین و بیشترین سهم برنامه های ارتقاء نگرش به کل برنامه های هر بخش نیز به ترتیب به بخش سلامت با 12% و مدیریت منابع آب با 44% مرتبط می باشد. همچنین بخش مدیریت منابع آب کمترین (29%) و کشاورزی و امنیت غذایی و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای با نسبت 60%، بیش ترین برنامه های عملکردی را دارند. از این رو نهایتاً لازم است تا تدابیری اتخاذ شود به این منظور، لازم است که ابتدا آموزش از طریق گسترش سطح دانش و نگرش بین مخاطبان و ذی نفعان برنامه ها انجام گیرد تا برنامه های عملکردی که بیش از نیمی از برنامه های این سند هستند، تأثیرگذاری بیشتری داشته باشد و همچنین ظرفیت سازی در راستای کاهش و سازگاری با تغییرات اقلیمی در همه بخش ها به طور متناسب صورت پذیرد.

در تحقیق حاضر تلاش شد در چارچوب روش محیطی به گردشی، الگوهای همدید ایجادکننده بارش های شدید تابستانه در سواحل جنوبی دریای خزر شناسایی شود. بدین منظور با استفاده از آمار بارش روزانه 40 ایستگاه سینوپتیک و کلیماتولوژی منطقه برای دوره 20 ساله 1991 تا 2010 و به وسیله روش صدک، 29 روز دارای بارش بیش از 15 میلی متر که حداقل در 30 درصد ایستگاه های منطقه رخ داده بودند به عنوان روز دارای بارش شدید شناسایی شدند. با استفاده از روش های تحلیل عاملی و تحلیل خوشه ای 3 الگوی همدید به عنوان عوامل ایجاد بارش در این 29 روز به دست آمد که الگوی اول 3/48 درصد، الگوی دوم 30 درصد و الگوی سوم 7/21 درصد از روزهای بارش شدید منطقه مورد مطالعه را به خود اختصاص داده اند. به منظور تحلیل همدید این الگوها از نقشه های فشار تراز دریا (Slp)، تراز 500 هکتوپاسکال، اُمگا (حرکات قائم جو)، تاوایی و جریانات رطوبتی تراز 850 هکتوپاسکال مربوط به دو روز قبل از هر بارش تا روز بارش استفاده شد و در نهایت مشخص شد عامل اصلی وقوع بارش های تابستانه در سواحل دریای خزر نفوذ سامانه پرفشار و در پی آن شکل گیری جریانات خنک و مرطوب شمالی در سواحل جنوبی دریای خزر و همچنین وقوع همرفت گسترده در منطقه می باشد. هر سه الگو بر وقوع این شرایط تأکید دارند و تفاوت آن ها در محل استقرار سامانه پرفشار و در نتیجه تعداد روزهای بارشی و شدت بارش می باشد.

آب های زیرزمینی در مناطق خشک و نیمه خشک اهمیت ویژه ای دارند . در این تحقیق، با استفاده از روش های زمین آمار، خصوصیات شیمیایی آب های زیرزمینی مناطق خشک و نیمه خشک مهران و دهلران مورد بررسی قرار گرفت . سدیم، کلر، سولفات، TDS و TH   متغیرهای مورد ارزیابی بودند . نیم تغییرنمای تجربی هر یک از پارامترها با استفاده از نرم افزار GS + محاسبه و مدل های مختلف برازش داده شد . پس از بررسی نرمال سازی داده ها واریوگرام ترسیم، و در نرم افزار GIS درون یابی به روش وزن دهی عکس فاصله ( IDW ) و کریجینگ انجام شد . معیار انتخاب مدل مناسب درون یابی مقدار RMSE کمتر و ساختار مکانی قوی تر بود . نتایج نشانگر برتری روش کریجینگ نسبت به روش IDW می باشد . بنابراین نقشه ها با این روش تهیه شد . نتایج بیانگر همبستگی قوی داده های کیفی آب منطقه و ساختار مکانی تابع مدل گوسین می باشد . در پایان با استفاده از منطق فازی و طبقه بندی شولر نقشه پهنه بندی منطقه جهت شرب تهیه گردید . مطابق نقشه نهایی، 37 درصد از منطقه برای شرب مناسب، 13 درصد نسبتاً مناسب و 50 درصد نامناسب می باشد . در نتیجه، کیفیت آب منطقه مورد مطالعه برای شرب در حد مطلوب نیست . با روی هم گذاری نقشه پهنه بندی و نقشه حاصل از تحلیل نقاط بارز مشاهده شد که نقاط با غلظت های زیاد و در آستانه هشدار در کنار هم و در طبقه نامناسب نقشه پهنه بندی، قرار گرفته اند . بالا بودن میزان سختی و سایر عناصر در بخش هایی از منطقه روند افزایشی دارد . این موضوع به دلیل جانشین شدن رسوبات آبرفتی با سازند گچساران است . لذا   عامل اصلی کاهش کیفیت آب ها را می توان سازند گچساران دانست .

تغییرات خشکسالی برای مدیریت بهینة بهره برداری از منابع آب به خوبی محسوس است. به همین دلیل، از گذشته های دور تحقیقات بسیار وسیعی دربارة مدل سازی خشکسالی در دنیا و ایران انجام گرفته و با به کارگیری آن ها طرح های آبی و هیدرولیکی متعددی انجام گرفته است. یکی از اهداف مدل سازی سیستم های پویا بررسی سیاست های بالقوة مختلف برای بهبود عملکرد سیستم است. مدل سازی شاخص (شاخص بارش استانداردشده) به عنوان شاخص وضعیت خشکسالی در ایستگاه های کشور با به کارگیری مدل شبکة عصبی شعاعی برای هر ایستگاه انجام گرفته است. متغیرهای مستقل شبکة عصبی، رطوبت نسبی، دما و کمبود اشیا هستند که با توجه به اثر آن ها روی بارش انتخاب شده اند. متغیر وابسته، شاخص SPI است. در کل دورة 42ساله با محاسبة SPI 12 ماهه، 348 نمرة استاندارد، و با محاسبة SPI 24ماهه، 336، نمرة استاندارد برای هر ایستگاه به دست آمد. در همة ایستگاه ها، مقادیر (تبخیر و تعرق گیاه مرجع) از ماه ژانویه تا ژوئیه افزایش، سپس، تا ماه دسامبر کاهش یافت و در همة ایستگاه ها در ماه ژولای به حداکثر مقدار خود رسید. بیشترین مقادیر ET oمتوسط ماهانه در ایستگاه های آبادان و اهواز در ماه ژولای و به ترتیب، برابر با 18 /232 و 16 /214 میلی متر اتفاق افتاد.

بادهای شدید تحت عنوان توفان نامگذاری شده اند که به شکل های متفاوت و با سرعت زیاد برای مدتی کوتاه می وزند و معمولاً با هوای ناپایدار همراه هستند. اگر هوای پایدار رطوبت داشته باشد توفان تندری و اگر خشک باشد توفان گرد و خاک ایجاد می شود. هدف از این مطالعه بررسی و تحلیل نوسان های زمانی توفان های تندری در شمال غرب ایران (استان های اردبیل، آذربایجان شرقی و آذربایجان غربی) با استفاده از تحلیل طیفی (تحلیل همسازه ها) می باشد. بدین منظور داده های روزانه 16 ایستگاه همدید (در قالب داده های هوای حاضر)، از سازمان هواشناسی کشور طی دوره آماری 1988-2009 استفاده شد. در ادامه کدهای مربوط به توفان های تندری شامل کد 17، 29، 91 تا 99 استخراج گردید. سپس به منظور بررسی و تحلیل چرخه های توفان های تندری شمال غرب ایران از امکانات برنامه نویسی در محیط نرم افزارMatlab  و برای انجام عملیات ترسیمی از نرم افزار Surfer بهره گرفته شد. نتایج نشان داد که فراوانی چرخه های 2 ساله بیش تر از بقیه حاکمیت دارد؛ بنابراین از نظر فراوانی تعداد چرخه های معنی دار، 2 چرخه با فراوانی 5 ایستگاه بیش ترین نسبت را به خود اختصاص داده است. ایستگاه های ماکو و خوی و نواحی مرکزی شامل ایستگاه های تبریز، مراغه، مهاباد و تکاب، چرخه های 6-2 ساله را به خود اختصاص داده اند و از حیث احتمال بیش ترین احتمال وقوع در این نواحی قرار گرفته است.

مدل های GCM به طور وسیع برای ارزیابی تغییر اقلیم در یک مقیاس جهانی استفاده می شود؛ اما خروجی این مدل ها برای ارزیابی تغییرات اقلیمی در سطح محلی و منطقه ای کافی و دقیق نیست. در این مقاله با استفاده از مدل SDSM خروجی مدل تغییر اقلیم canESM۲ را در منطقه مورد مطالعه به وسیله داده های مشاهداتی ایستگاه تبریز که دارای آمار بلندمدت اقلیمی است، ریزمقیاس نموده و با در نظر گرفتن سناریوهای تغییر اقلیم RCP۲.۶، RCP۴.۵ و RCP۸.۵برای دوره های آینده ۲۰۳۹-۲۰۱۰، ۲۰۶۹-۲۰۴۰ و ۲۰۹۹-۲۰۷۰ تغییر اقلیم منطقه مورد نظر، مورد ارزیابی قرار گرفته است. مشاهدات روزانه حداقل و حداکثر دما، بارش برای دوره پایه ۱۹۹۰-۱۹۶۰ به عنوان ورودی وارد مدل شده است. نتایج خروجی مدل ریزمقیاس نشان می دهد که در دوره های آینده دما در ایستگاه تبریز بر اساس سه سناریوی مورد بررسی افزایش خواهد یافت. این افزایش برای دوره ۲۰۶۹-۲۰۴۰ و ۲۰۹۹-۲۰۷۰ محسوس تر خواهد بود. در ایستگاه تبریز به طورکلی بارش در سه سناریوی مورد بررسی برای دو دوره ۲۰۳۹-۲۰۱۰ و ۲۰۹۹-۲۰۷۰ کاهش و برای دوره ۲۰۶۹-۲۰۴۰ افزایش می یابد. همچنین بارش به طورکلی در فصل زمستان افزایش و بقیه فصول با کاهش بارش مواجه خواهد بود. تغییرات میانگین حداقل دمای ایستگاه تبریز در کلیه ماه ها به غیراز ماه نوامبر و دسامبر در دوره های آینده افزایش داشته است. حداقل دما در سه سناریوی مورد بررسی برای سه دوره مورد مطالعه افزایش می یابد. همچنین حداقل دما به طورکلی در تمام فصول افزایش می یابد که در فصل تابستان تا ۸ درجه نیز افزایش دما مشاهده می گردد.

با توجه به نقش کلیدی پوشش برف در تأمین منابع آب و اثرگذاری آن بر سیستم های زیست محیطی، هدف از مطالعة حاضر پایش پوشش برف و تغییرپذیری مکانی و زمانی آن در دامنه های جنوبی البرز است. بدین منظور، از داده های ساعتی و ماهانة ایستگاه های منطقه و محصولات برف سنجندة مودیس استفاده شد. ارزیابی دقت داده های سنجنده در مقابل داده های ایستگاهی بیانگر ارتباط مناسب میان آن هاست؛ به طوری که در صورت حذف محدودیت تصاویر (ابرناکی)، دقت محصولات مودیس به مراتب افزایش می یابد و از حداقل 67 به حداکثر 96 درصد می رسد. بررسی روند ماهانة پوشش برف نشان داد که پوشش در اوایل پاییز و اواخر زمستان رو به افزایش و در ژانویه و به ویژه فصل بهار به میزان فزاینده ای در حال کاهش است؛ به طوری که مقادیر آمارة من - کندال در ماه می به 2 /2- می رسد. این وضعیت نشان دهندة کوتاه شدن دورة تداوم پوشش برف و افزایش دورة ذوب آن است. از نظر ارتفاعی، پوشش برف در حال پسروی است؛ زیرا روند آن در همة طبقات ارتفاعی، به ویژه در ارتفاعات 3000 تا 3500 متر، رو به کاهش است. مقایسة وضعیت پوشش برف با شرایط دما و بارش نشان می دهد در بیشتر مواقع ناهنجاری های منفی پوشش برف با ناهنجاری مثبت دما و منفی بارش تطابق دارد.

در این تحقیق، با به کارگیری تبدیل موجک، به بررسی روش شبکة عصبی - موجک و زمین آمار در برآورد توزیع مکانی سه مؤلفة ارتفاع برف، چگالی برف، و ارتفاع آب معادل برف حوضه های آبریز شمال غرب کشور پرداخته شد. بدین منظور، با مدنظر قراردادن اطلاعات اندازه گیری چهارسالة (1387 1387 تا 1390 1391) سه استان آذربایجان شرقی، آذربایجان غربی، و اردبیل توانایی روش شبکة عصبی- موجک و زمین آمار ارزیابی شد. مقایسة روش های مختلف زمین آمار نشان از برتری روش کریجینگ معمولی با نیم تغییرنمای گوسین برای مؤلفه های چگالی برف، آب معادل برف، و ارتفاع برف با آمارة میانگین مجذور مربعات خطای استاندارد (NRMSE) به ترتیب 259 /0، 429 /0، و 390 /0 بود. با کاربرد روش شبکة عصبی- موجک خطای برآورد هر سه مؤلفه بسیار کاهش یافت؛ به طوری که مقدار NRMSE برای مؤلفه های چگالی برف، آب معادل برف، و ارتفاع برف به ترتیب 122 /0، 002 /0، و 001 /0 به دست آمد. ضمن آنکه دقت شبیه سازی نقاط حدی مؤلفه های برف به وسیلة روش شبکة عصبی- موجک افزایش یافت. بنابراین، کاربرد شبکة عصبی- موجک در مقایسه با زمین آمار در برآورد توزیع مکانی مشخصه های برف توصیه می شود.

امروزه مدیریت منابع آب از اهمیت ویژه ای برخوردار است. از این رو، مطالعة بارش، به منزلة مهم ترین منبع تأمین آب، در مقیاس زمانی و مکانی بسیار حائز اهمیت است. این پژوهش در پی تحلیل، ارزیابی، و شناسایی رفتار بارش فصلی است. بدین منظور، داده های بارش 67 ایستگاه سینوپتیک کشور با دوره آماری سی ساله (1985 2014) استخراج شد. سری های زمانی بارش بررسی شد و بهترین مدل بر اساس ملاک اطلاع آکائیک به سری داده های هر ایستگاه برازش داده شد. صحت و کفایت مدل های برازش شده به کمک نمودار مانده های استانداردشده، نمودار تابع خودهمبستگی مانده های مدل، و آزمون لیونگ- باکس ارزیابی شد. مرتبه های اتورگرسیو، میانگین متحرک، و مرتبه های تفاضلی فصلی و بین فصلی حاصل از مدل های برازش شده برای بررسی وابستگی بارش های فصلی و بین فصلی و تحلیل روند سری های زمانی بارش فصلی بررسی شد. نتایج نشان داد برای همة ایستگاه های مورد مطالعه (جز بوشهر، شهرکرد، بیرجند، امیدیه آغاجاری، و رشت) مدل ساریما کفایت مناسبی دارد. نتایج به دست آمده از بررسی مرتبه های فصلی نیز نشان داد که به جز ایستگاه های کاشان، آبعلی، دوشان تپه، سمنان، و شاهرود در بقیة ایستگاه ها بارش ها از الگوهای فصلی تبعیت می کنند. همچنین، در بیشتر ایستگاه های مورد مطالعه (93%) روند کاهشی یا افزایشی معناداری در سری زمانی بارش فصلی مشاهده نشده است.

مخاطرات آب و هوایی از جمله رخداده های آب و هوای کره زمین می باشند، یکی از این پدیده ها، وقوع موج گرما است. برای تعیین الگوی مکانی امواج گرمایی ایران، دمای حداکثر روزانه 49 ایستگاه سینوپتیک در دوره 2010-1980 استفاده گردید. با استفاده از شاخص صدک95 ام ، آستانه های دمایی ماهانه، تعیین، و تداوم سه روز و بیشتر درهر ماه میلادی از ایستگاه ، موج گرما تعریف شد. آستانه دمایی متفاوت ماهانه و ایستگاه، منجر به شناسایی موج گرما برای کل ایران گردید. بیشینه آستانه دما در نیمه جنوبی و کمینه در نیمه شمالی و نقش ارتفاعات چشمگیر است، اما بیش ترین امواج گرمایی ایران در نیمه غربی و به سمت شرق کاهش دارند. از منطقه کوهپایه داخلی ایران به سمت شمال و جنوب کشور (سواحل)و مناطق مرکزی، این پدیده اقلیمی کاهش دارد. سری های زمانی نشان می دهد، مجموع فراوانی دهه ای امواج گرما در تمام ماه ها روند افزایشی داشته است، با این تفاوت که ماه های دوره سرد سال روند افزایشی معنادارتری و دوره گرم سال معناداری کمتری دارند. فلات ایران طی دهه 2000 بیش ترین فراوانی امواج گرما را نسبت به دو دهه دیگر تجربه کرده است.

آنالیز و پایش خشکسالی یکی از اصول مهم در مدیریت خشکسالی و ریسک، بویژه در مناطق در معرض خطر خشکسالی است. سیستم های پایش در تدوین طرح های مقابله با خشکسالی و مدیریت آن از اهمیت زیادی برخوردار می باشند. با این حال، مطالعات انجام شده در رابطه با این پدیده بر اساس روش های مناسب بسیار کم است، بررسی ویژگی های خشکسالی و پیش بینی آن می تواند در کاهش خسارات حاصل از آن موثر باشد بدین منظور، در این پژوهش به بررسی خشکسالی و ارزیابی امکان پیش بینی آن برای ایستگاه های حوضه دریاچه ارومیه پرداخته شد. داده های مورد استفاده در این پژوهش، مقدار بارندگی به صورت ماهانه در دوره آماری 29 ساله از سال 1985 تا 2014 می باشد. شاخص SEPI در مقیاس زمانی 6 و 12 ماهه برای بررسی ویژگی خشکسالی و مدل سیستم استنتاج عصبی–فازی تطبیقی برای پیش بینی خشکسالی استفاده می شود با توجه به یافته های حاصل در این پژوهش، درصد فراوانی وقوع خشکسالی در حوضه دریاچه ارومیه در ایستگاه های ارومیه و سقز و مراغه در مقیاس 6 ماهه بیش تر از مقیاس 12 ماهه است اما در ایستگاه های تبریز و مهاباد شرایط بر عکس می باشد. و روند خشکسالی در حوضه دریاچه ارومیه افزایشی است و روند دما با شدت بیش تری روند افزایشی دارد. بیش ترین درصد وقوع خشکسالی در ایستگاه ارومیه و کم ترین آن در مهاباد مشاهده شد. نتایج حاصل از پیش بینی شاخص با مدل ANFIS نشان داد در رابطه کد نویسی بیش ترین میانگین خطای آموزشی 51/0 درصد در ایستگاه تبریز در مقیاس 12 ماهه و کم ترین میانگین خطای آموزشی 36/0 درصد در ایستگاه مراغه در مقیاس 12 ماهه می باشد. در مدل سازی داده های اعتبارسنجی، میانگین خطای مدل سازی طبیعتاً بیش تر از میانگین خطای آموزشی می باشد.

در دهه های اخیر، تغییرات آب وهوایی و تخریب محیط زیست، در باختر و جنوب ایران، به افزایش فراوانی توفان های غباری و کاهش میانگین افق دید انجامیده است. پژوهش حاضر با هدف دسته بندی توفان های غباری جنوب ایران و شناسایی روابط فراوانی آنها با ویژگی های کم فشار سند شامل فشار و موقعیت آن انجام شد. داده های روزانه این تحقیق شامل شناسه های یازده گانه گردوغبار از سازمان هواشناسی برای 17 ایستگاه داده سنجی جوی از سال 2000 تا 2009 بود. رسم 120 نمودار فراوانی روزانه ایستگاه های درگیر غبار، امکان شناسایی 354 توفان غباری را فراهم کرد. دسته بندی توفان های شناسایی شده در سه رده فراگیر، نیمه فراگیر و کوچک، امکان تعیین 25 توفان برگزیده را با لحاظ شناسه های فراوانی شهرهای درگیر و تاریخ روز اوج فراهم کرد. ترکیب داده های فشاری تاریخ های روزهای اوج هر رده (12 UTC) بر پایه برنامه «C++» در محیط «متلب»، امکان دستیابی به مدل های ترکیبی فشار تراز دریا را در محیط «سورفر» فراهم ساخت. نتایج نشان داد کم فشار جلکه سند طی توفان های فراگیر، عمیق و متمرکز ظاهر می شود و «جنوب صحرا (حجاز (جنوب ایران» و «سوریه(عراق (جنوب ایران»، دو مسیر اصلی و «آسیای میانه (جنوب ایران» مسیر فرعی مکش و انتقال غبار طی توفان های فراگیر به سمت جلگه سِند هستند. این کم فشار طی توفان های نیمه فراگیر، سطحی و پراکنده با مسیرهای فرعی مکش نمایان شد و طی توفان های کوچک نمودی نداشت. در مجموع، از تحقیقات پیشین، دو یافته «غرب سو شدن جریان های هوا در ترازهای پایین و میانی جو در جنوب ایران» و «کاهش نم نسبی هوا بویژه در لایه پایین» و از تحقیق کنونی «عمیق تر و متمرکز شدن کانونهای کم فشار سند»، سه فراسنج هستند که پایش همزمان آنها، می تواند به هشدار گردوغبار در استان های جنوبی ایران قابلیت اعتماد بالاتری ببخشد و فرصت برنامه ریزی، لحاظ تدابیر ایمنی و نصب تجهیزات را بیفزاید.

پادگانه های دریاچه ای و خطوط ساحلی قدیمی دریاچه ارومیه یکی از مهم ترین شواهد ژئومورفولوژیکی دریاچه ارومیه هستند که بررسی آن ها ازلحاظ پراکندگی و تغییرات ارتفاعی و همچنین ماهیت رسوب شناختی آن ها می تواند اطلاعات بسیار ارزشمندی را در رابطه با نوسانات دیرینه سطح آب دریاچه ارومیه و همچنین شرایط محیطی و تغییرات آن در زمان رسوب گذاری در اختیار محققین علوم زمین در اختیار قرار دهد.این تحقیق باهدف مطالعه پادگانه ها و خطوط ساحلی قدیمی دریاچه ارومیه  از دیدگاه رسوب شناسی با بررسی دانه بندی با استفاده از الک شیکر مرطوب و تجزیه وتحلیل آن ها در نرم افزار گردیستات و همچنین بررسی آنالیز عنصری و ژئوشیمی رسوبی رسوبات پادگانه های دریاچه ای از طریق انجام آزمایش های ICP و XRF   و بررسی تغییرات آن ها هم زمان با نوسانات سطح آب دریاچه ارومیه انجام گرفت. نتایج مطالعات دانه بندی رسوبات نشان می دهد،  همزمان با بالا آمدن سطح آب دریاچه ،رسوبات ریزدانه در حد سیلت و رس در  پادگانه های دریاچه ای نهشته شده است و با پسروی سطح آب دریاچه دانه بندی رسوبات به ماسه و گراول تغییریافته است. با بالا آمدن سطح آب دریاچه و همزمان شکل گیری پادگانه های دریاچه ای ارومیه، مقدار CaO افزایش یافته که علت آن را می توان با بالا رفتن مقدار کربنات کلسیم  رسوبات شیمیایی و بیوشیمیایی ازجمله پوسته های صدف موجود در پادگانه های دریاچه ای در ارتباط دانست. عناصر اصلی سیلیس (SiO2) ،  آلومینیم (Al2O3) ،  اکسید منیزیم (MgO) ، اکسید آهن ( (Fe2O3 ، تیتان (TiO2) ،  اکسید پتاسیم (K2O) ، اکسید سدیم (Na2O) و اکسید سولفور (SO3)  همزمان با افزایش سطح آب دریاچه کاهش می یابد که نشان دهنده تأثیر کمتر رسوبات حمل شده با منشأ خشکی در پادگانه های دریاچه ای بوده است و در زمان پس روی آب دریاچه این عناصر روندی معکوس را نشان می دهند. در این میان محتوی بیولوژیک نقش بسیار زیادی در تغییرات بافت رسوبات و همچنین تغییر در مقدار  عناصر رسوبی همزمان با بالا آمدن سطح آب دریاچه را در  رسوبات پادگانه های دریاچه ای ارومیه نشان می دهند.

مطالعه و شناسایی کانون های تغییر تراز میانی جو موثر بر شکل گیری الگوهای گردشی مولد آن ضرورتی اجتناب ناپذیر است. در این مطالعه، ابتدا بارش های سالانه ایستگاه های منتخب سطح حوضه آبریز زاب کوچک طی دوره 2015-1986 استاندارد زمانی شدند. پس از استفاده از شاخص و تعیین آستانه زمانی- مکانی، تعداد 184 روز بدون بارش واقع در دوره مرطوب سه نمونه خشکسالی شدید در سطح منطقه انتخاب شدند. داده های ارتفاعی تراز 500 هکتوپاسکال واقع در محدوده صفر تا 80 درجه عرض جغرافیایی شمالی و طول شرقی به صورت یک ماتریس S_Mode تنظیم شد و با استفاده از روش پیشرفته آماری تحلیل مولفه های اصلی پردازش شدند. بر اساس ماتریس همبستگی، کانون های عمده تغییرات توپوگرافی تراز 500 هکتوپاسکال موثر بر وقوع روزهای خشک شناسایی و تحلیل شدند. نتایج نشان داد که به هنگام وقوع روزهای خشک، 12 کانون تغییر ارتفاع تراز میانی جو موثر بوده اند. در این بین، دو کانون ذیل با برخورداری از بیشترین آنومالی های (7/0R≥) ارتفاع تراز میانی جو قابل تشخیص بودند: 1) کانون اورآسیا-آفریقا و 2) کانون غرب آفریقا که به ترتیب 48% و 10% از کل مساحت قلمرو مطالعاتی را تحت سیطره داشتند. چنین تغییراتی در تراز میانی جو، سبب تقویت و عمیق تر شدن محور ناوه ها و پشته ها شده است. تغییرات کانون اول بیشترین تاثیر را در ایجاد پایداری و حاکمیت خشکی روزهای سطح حوضه آبریز داشته است.

آگاهی از میزان آلاینده های هوا و توزیع زمانی و مکانی آن ها اهمیت ویژه ای در تصمیم گیری و برنامه ریزی های مرتبط با سلامت، محیط زیست و برآورد کیفیت هوا در مقیاس های مختلف دارد. کلان شهر مشهد به دلیل موقعیت مذهبی، اجتماعی، فرهنگی و جغرافیای خاص خود در برخی روزهای سال آلوده ترین شهر کشور است. هدف این تحقیق با فرض وجود رابطه بین حجم ترافیک و غلظت آلاینده های مختلف (PM2.5, CO, ) تخمین میزان آلاینده های هوا براساس داده های حجم ترافیک و داده های ساده جوی است. برای این هدف با استفاده از مدل های تجربی Baker و AERMOD، مدل رگرسیون خطی و مدل غیر خطی شبکه های عصبی مصنوعی به بررسی رابطه میان تعداد وسایل نقلیه و غلظت آلاینده ها در نقاط مختلف شهر برای بازه زمانی شش ماهه پرداخته شد. نتایج حاکی از همبستگی پایین داده های حجم ترافیک و آلاینده های مختلف در بازه زمانی مورد مطالعه است که امکان استفاده از این مدل ها برای تخمین میزان آلودگی و تهیه نقشه پیوسته آلودگی این شهر را ناممکن می سازد. نتایج نشان می دهد که این همبستگی در آلاینده PM2.5 پایین تر از دو آلاینده دیگر است. نتایج تحلیل حساسیت مدل های تجربی نیز نشان داد که متغیر سرعت اتوموبیل اثرگذارترین متغیر در دو مدل تجربی مورد استفاده در تحقیق است.

تغییرات آب و هوایی اشاره به تغییرات در میانگین یا تنوع در ویژگی های آب و هوایی دارد که همچنان نیز در حال حاضر برای دوره های طولانی ادامه خواهد داشت که نتیجه تغییر طبیعی و فعالیت های انسانی است. در پژوهش حاضر به منظور شبیه سازی تغییرات دمای حداقل از داده های دمای حداقل و مدل های گردش عمومی جو استفاده شد و بررسی عملکرد مدل ها با ضریب همبستگی و ریشه میانگین مربعات خطا صورت گرفت. در این مطالعه سال 1961-1990 به عنوان سال پایه و بررسی تغییرات دما در سانتی گرادی آینده دمای حداقل در سه دوره 2011-2040،2041-2070 و 2071-2099 انجام گرفت. نتایج پژوهش نشان داد که در سانتی گرادی آینده دماهای حداقل روندی کاهشی دارند. دماهای حداقل برآورد شده در دوره شبیه سازی برای دوره پایه برآورد مدل SDSM و شبکه عصبی مصنوعی در ماه ژانویه 8/1 و 3/2 درجه سانتی گراد نسبت به داده مشاهده شده اختلاف داشته است. در ژانویه براساس برآوردهای دو مدل در سال های 2011-2040 دما به میزان 3/3 درجه سانتی گراد افزایش دما برای سال های 2041 تا 2070 حدود 7/4 و برای بازه زمانی 2071 تا 2099 حدود 05/5 درجه افزایش خواهد یافت. براساس این تحقیق مدل SDSM نسبت به شبکه عصبی نتایج نزدیک به واقعیت را نشان داد.

پوشش برف معرف میزان آب ذخیره شده است و درنتیجه آب حاصل از ذوب برف نقش مهمی را درایجاد رواناب های سطحی و آب های زیرزمینی در حوضه های آبریز کشور ایفا می کند. آشکارسازی و تعیین ویژگی های مختلف برف و یخ با استفاده از داده های سنجش ازدور، که در هیدرولوژی کاربرد وسیعی دارد، روش نوینی را در به دست آوردن پارامترهای مورد نیاز هیدرولوژی پدید آورده است. در این تحقیق با استفاده از دمای روشنایی واحد گمانه زن مایکروویو پیشرفته A ( AMSU-A )، روی ماهواره های NOAA ، و الگوریتم های مختلف بازیابی (رگرسیون، شبکه های عصبی مصنوعی و...) آب معادل برف در حوضه های آبریز استان کرمان در فصل زمستان طی یک دوره 10 ساله (2015-2006) محاسبه و صحت سنجی شده است. به دلیل عدم همزمانی اخذ داده های ایستگاهی و گذر ماهواره، طی دوره مورد مطالعه، درمجموع اطلاعات دیده بانی شده برای 104 روز از پنج ایستگاه برف سنجی که تقریباً با اطلاعات مایکروویو ماهواره ای همزمان بوده اند از منطقه تحت بررسی گردآوری شده است. براساس نتایج به دست آمده، روش شبکه های عصبی مصنوعی با مقادیر شاخص های خطا (11/0= MSE و05/0= RMSE ) و حجم آب معادل برف (459270000 مترمکعب) و پوشش برف 83/10 درصد روزانه برای 104 روز انتخابی، برآورد بهتری نسبت به روش رگرسیون چندگانه با مقادیر شاخص های (51/7= MSE و 74/2= RMSE ) و حجم آب معادل برف (530347500 مترمکعب) و الگوریتم بازیابی آب معادل برفِ سنجنده ی AMSU-A با برآوردهای مقادیر شاخص های خطا (66/90= MSE و 52/9= RMSE ) و حجم آب معادل برف (338985000 مترمکعب) داشت. این نتایج همچنین نشان می دهند که مشاهدات این گمانه زن پتانسیل بالایی را برای آشکارسازی پوشش برف دارد و استفاده از اطلاعات آن برای محاسبه آب معادل برف در مناطقی نظیر استان کرمان که با محدودیت ایستگاه های زمینی برف سنجی مواجه است پیشنهاد می شود. ازآنجایی که این منطقه قابلیت ریزش برف را در فصل زمستان دارا می باشد بنابراین اطلاعات درباره آب معادل برف در این منطقه برای بسیاری از کاربردهای هیدرولوژی، هواشناسی، اقلیم شناسی و همچنین تولید برق آبی و پیش بینی سیلاب ضروری است.