درخت حوزه‌های تخصصی

در کلیه مطالعات اقلیمی نیاز به داده های صحیح و قابل اعتماد می باشد. روش های متعددی برای بازسازی داده ها وجود دارند که بسته به نوع داده ها و خصوصیات آب و هوائی هر منطقه تعدادی از آن ها مورد استفاده قرار می گیرد. در این تحقیق بخشی از داده های بارش ماهانه ایستگاه سینوپتیک شهر سراب در استان آذربایجان شرقی به صورت تصادفی داده های فرضی در نظر گرفته شد. سپس برای بررسی میزان کارایی، روش های متعدد بازسازی داده ها، هفت روش کلاسیک آماری و مدل درختی ام 5 بعنوان یکی از روش های کارآمد داده کاوی و به کمک داده های بارش ایستگاه های مجاور تخمین گردید. نتایج نشان داد از بین روش های کلاسیک آماری بررسی شده به ترتیب روش های انتساب چندگانه، نسبت نرمال و رگرسیون خطی چند متغیره دارای نتایج نسبتا دقیق تر با خطاهای کمتری می باشند. بررسی کلی نتایج نشان داد که مدل درختی ام 5 با توسعه قوانین اگر-آنگاه با ارائه چهار رابطه خطی ساده با آماره های (ضریب همبستگی برابر 974/0، ضریب نش-ساتکلیف برابر 948/0، ریشه میانگین مربعات خطا برابر 11/5 (میلی متر) و میانگین خطای مطلق برابر با 189/4 (میلی متر) دقیق ترین نتیجه را در بین تمامی روش های بررسی شده در این مطالعه ارائه می دهد. لذا با توجه به سادگی روند مدل سازی، کاربردی و قابل فهم بودن و داشتن دقت بالا استفاده از آن برای تخمین مقادیر گم شده بارش ماهانه پیشنهاد می گردد.

در این تحقیق پیش بینی تراز آب زیرزمینی حوضه آبریز شریف آباد استان قم با بهره گیری از برخی مدل های هوشمند می باشد. به این منظور از داده های ماهیانه تراز آب زیرزمینی در سه حلقه چاه مشاهده ای واقع در حوضه آبریز شریف آباد در مدل سازی ها استفاده شده است. جهت مقایسه نتایج حاصل از مدل های هیبرید آنالیز موجک-شبکه عصبی (WNN)، برنامه ریزی ژنتیک (GP)، رگرسیون خطی چند متغیره (MLR) و شبکه عصبی مصنوعی (ANN) از دو معیار ریشه خطای مربع متوسط (RMSE) و ضریب کارایی نش- ساتکلیف (E) استفاده شده است. نتایج تحقیق نشان داده است که مدل ترکیبی موجک-عصبی پیش بینی دقیقتری برای تراز آب زیرزمینی ماهانه نسبت به مدل های ANN، GP و MLR ارائه داده، به طوریکه ضریب نش در مدل ترکیبی برای پیزومترهای 1، 2 و 3 به ترتیب 98/0، 98/0 و 95/0 حاصل شده است.

بررسی نوسانات سطح آب دریاچه ها به لحاظ اهمیت، ماهیت و موقعیت این مجموعه های آبی در سال های اخیر اهمیت ویژه ای پیدا کرده است. دریاچه ارومیه بزرگترین دریاچه داخلی ایران می باشد. متاسفانه در سال های اخیر به دلایل مختلف، از حجم آب و وسعت این دریاچه کاسته شده است. هدف از این پژوهش، مدل سازی تاثیرات پسروی دریاچه ارومیه بر روستاهای ساحل شرقی با پردازش شیء گرای تصاویر ماهواره ای می باشد. در این پژوهش از تصاویر ماهواره ای لندست بین سال های 1984 تا 2015 میلادی به صورت دوره ای، مدل رقومی ارتفاع و لایه وکتور موقعیت روستاها استفاده شده است. جهت پردازش تصاویر ماهواره ای از روش های شی ء گرا استفاده شده و کاربری های مورد نظر استخراج گردیدند، در ادامه نیز با استفاده از مدل زنجیره مارکوف به پیش بینی وضعیت آتی در منطقه پرداخته شده است. نتایج نشان دهنده افزایش سطح باغات، نمک های مرطوب، پهنه های گلی-نمکی(خاک های نمکی)، اراضی کشاورزی، نمک جدید و کاهش مساحت دریاچه ارومیه طی بازه مورد مطالعه می باشد، نتایج مدل پیش بینی زنجیره مارکوف نشان می دهد در سال 2020 میلادی کاربری باغات، پهنه های گلی-نمکی(خاک های نمکی) و اراضی کشاورزی افزایش خواهند یافت و کاربری نمک مرطوب، نمک جدید و دریاچه ارومیه کاهش خواهند یافت، همچنین روستاهای شهرستان شبستر بیشترین افزایش در باغات، اراضی کشاورزی، نمک جدید و پهنه های گلی-نمکی(خاک های نمکی) را به ترتیب با 4/13، 7/2، 69/0 و 6/10 درصد افزایش خواهند داشت و روستاهای شهرستان اسکو بیشترین افزایش در نمک های مرطوب را با 7/0 درصد افزایش خواهند داشت.

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.

در این پژوهش، ساختار گردش بزرگ مقیاس جو و رفتار تابستانه جت جنب حاره در منطقه خاورمیانه در بازه زمانی ۱۶ آوریل (۲۷ فروردین) تا ۱۵ جولای (۲۴ تیر) برای دوره ۳۰ ساله (۱۹۸۱-۲۰۱۰) با استفاده از داده های شبکه بندی روزانه مؤلفه باد مداری تراز ۲۰۰ هکتوپاسکال، مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفت. در هر سال، تغییر رفتار روزانه جت به صورت تصویری و عددی مورد پایش قرار گرفت. در بررسی رفتار روزانه جت، شدت جریان و میزان جابجایی عرضی هسته جت معیارهای اصلی جهت تشخیص تغییر الگوی گردش و آغاز فصل تابستان در نظر گرفته شد. پردازش داده ها بر اساس رفتار جت در دو آستانه زمانی، شامل زمان آغاز و زمان خاتمه پرش شمال سو صورت گرفت. یافته ها بیانگر آن است که در منطقه خاورمیانه تابستان واقعی- بر اساس حقایق مبتنی بر گردش کلی جو- با لحاظ نمودن دو آستانه زمانی آغاز و خاتمه پرش شمال سو به ترتیب حدود ۲۱ روز و ۱۷ روز زودتر از تاریخ نجومی (اول تیر ماه) آغاز می گردد. صحت تعیین زمان آغاز تابستان توسط آزمون کای اسکور مورد تأیید قرار گرفت. بررسی روند تغییرات، نشان دهنده روندی با شیب مثبت، برای زمان آغاز تابستان در منطقه است. یافته ها همچنین بیانگر آن است که آغاز فصل تابستان در ۱۵ سال دوم مورد مطالعه، انحرافات و نابهنجاری های قابل ملاحظه ای در قیاس با ۱۵ سال اول دارد. ادامه داشتن این روند باعث نزدیکی زمان آغاز اقلیمی تابستان به آغاز نجومی و از طرفی کوتاه شدن طول فصل تابستان خواهد شد.

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.

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.

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.

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.

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.

هدف از این پژوهش شناسایی امواج گرمایی سواحل شمالی خلیج فارس و مقایسه ی شرایط پایه و آینده است. برای نیل به این هدف از آمار روزانه ی میانگین دمای بیشینه ی 35 سال آماری (از 1980 تا 2014) ایستگاه های آبادان، بوشهر، بندرعباس، بندرلنگه و کیش استفاده شده است؛ همچنین برای پیش بینی امواج گرمایی در آینده از داده های دمای بیشینه ی چهار مدل از سری مدل های CMIP5 (شامل CanESM2، MPI-ESM-MR، CSIRO-Mk3-6-0 و (CMCC-CESM طبق RCP8.5 برای دوره 2040 تا 2074 استفاده شده است. برای ریزگردانی خروجی مدل های اقلیمی مورد نظر از روش شبکه های عصبی مصنوعی و برای شناسایی امواج گرمایی، از شاخص فومیاکی (فوجیبه) استفاده شده و با استفاده از برنامه نویسی در محیط نرم افزار متلب روزهایی را که (دست کم به مدت 2 روز) دمای آن ها بالاتر از 2+ انحراف معیار بود به عنوان موج گرمایی شناسایی شدند. نتایج پژوهش نشان می دهد که امواج گرمایی کوتاه مدت رخداد بیش تری دارند. امواج گرمایی در دوره ی پایه دارای روند افزایشی معنی دار (بجز ایستگاه بوشهر) امّا ضعیف بوده اند به طوری که فراوانی آن در سال های اخیر، بیش تر شده است. در دوره ی 2040 تا 2074 فراوانی امواج گرمایی دارای روند کاهشی معنی دار امّا معمولاً با ضرایب تعیین اندک است. هر چند برای ایستگاه کیش در دوره ی 2040 تا 2074 فراوانی امواج گرمایی پیش بینی شده با چهار مدل، نسبت به دوره پایه افزایش نشان می دهد امّا برای بقیّه ی ایستگاه های مورد مطالعه، در دو مدل افزایش و در دو مدل کاهش نشان داده اند. با استفاده از آزمون دانکن در سطح ۰۵/۰، مشخص شد که بین امواج گرمایی داده های پایه و آینده هیچ گونه تفاوت معنی داری وجود ندارد

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

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.

تغییرات الگوهای گردش جوی به تغییر رژیم بارش منجر می شود و ره آورد آن تنوع آب وهوایی، همچون ترسالی ها و خشک سالی ها، است. بنابراین، با توجه به اینکه یکی از پارامترهای مهم در شرایط پیش گفته نایکنواختی در انتقال و تزریق رطوبت به سامانه های باران زای ایران است، در این پژوهش با رویکرد انتقال رطوبت در ایجاد بارش، با بهره گیری از داده های ساعتی ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 850 ه.پ در دورة زمانی (2000 2010)، با تفکیک مکانی 1×1 درجة قوسی مرکز پیش بینی های میان مدت اروپا (ECMWF)، و با استفاده از تحلیل خوشه ای به روش همبستگی چگونگی رفتار مکانی پُرارتفاع عربستان در انتقال رطوبت بررسی شد؛ سرانجام، پنج الگوی بزرگ گردشی به دست آمد. نتایج نشان داد رفتار مکانی-زمانی پُرارتفاع عربستان، همچون جابه جایی شرقی- غربی، شمالی- جنوبی، و حتی کشیدگی هستة مرکزی آن، در تزریق و انتقال رطوبت و به تبع آن بارش بر روی ایران نقش بسزایی دارد. همچنین، توزیع مکانی بارش در سطح ایران به موقعیت مکانی، شکل، و پهنة گردشی این پُرارتفاع بستگی دارد. به طور کلی، پُرارتفاع عربستان در فصول سرد، با ایجاد جریان های جنوب- جنوب غربی، تأثیر فراوانی در رطوبت و بارش در ایران دارد. فراوانی بالا (کم) وقوع سالانة الگوی نوع دوم این پُرفشار همراه با بارش زیاد (کم) دریافتی ایران بوده است.

موضوع خشکسالی در مطالعات منابع آب اهمیت زیادی دارد. شاخص هایخشکسالیهواشناسیمستقیماًازرویداده هایهواشناسینظیربارندگیمحاسبهمی شوند درصورتفقدانداده هایمذکور،درپایشخشکسالیمفیدواقع نخواهندشد.لذاتکنیکسنجشازدورمی تواندابزاریمفیددرپایشخشکسالیبهشماررود. دراینتحقیقبااستفادهازتصاویرماهواره ایسنجنده MODIS روندتغییراتشاخصنرمالشدهپوششگیاهی استان اصفهان برای سال های 2000 تا 2008 بررسی شد. شاخص NDVIعلاوه بر پوشش گیاهی طبیعی برای پایش خشکسالی به ویژه خشکسالی زراعی نوع دیم هم می تواند مؤثر باشد. بادرنظرگرفتناینشاخص،پوششگیاهیمنطقه به4گروهطبقه بندی شد ومساحتهرکدامازطبقاتنیزمحاسبهشد.درنهایتدوشاخص SPI و NDVI موردمقایسهقرارگرفت. نتایجحاصل ازمحاسبه شاخص SPI حاکی از وقوع خشکسالیشدید در سال 2008 و خشکسالیمتوسطبه ترتیب در سال های2000 و 2001 دراستاناصفهان است. محاسبهشاخص NDVI دراینسهسالنیزنشاندادکهمیزانپوشش گیاهیضعیفبهطورقابلمحسوسیافزایشیافته است. با این حال نتایج حاصل از اثر تغییرات بارندگی بر روی شاخص NDVI نشان داد که همزمانی وقوع خشکسالی هواشناسی و خشکسالی کشاورزی در تمام سال ها وجود ندارد. برای سال 2006 علی رغم اینکه بارش بیشتر از سال های قبل و بعد و بیشتر از میانگین بارش استان بوده، اما براساس نتایج شاخص NDVI این سال همراه با خشکسالی کشاورزی (کاهش ارزش شاخص NDVI) بوده و برعکس در سال های 2002 و 2004 که بارش کمتر از سال 2006 رخ داده اما شرایط دیم و مرتع بهتر از سال 2006 بوده و همچنین در سال 2003 با اختلاف 2 میلیمتر بارش در سال 2002، مقدار شاخص NDVIکاهش زیادی یافته است. نتایج این تحقیق ضرورت تعریف نمایه ای که همه این موارد را بیان کند دوچندان می کند.

از خصوصیات مهم اقلیم همدان نامنظم بودن زمان بارش و ریزش حداکثر 24 ساعته در ماه های اسفند و فروردین است. این عامل، یعنی ریزش باران های شدید باعث افزایش خطر سیل در این استان گشته است. فصل زمستان ریزش به صورت برف است و زمان ذوب آن در فروردین ماه همراه با بارش باران باعث طغیان رودخانه ها می گردد. در ماه های دیگر سال خالی بودن زمین از پوشش زراعی و گیاهی و خشک بودن خاک و ... باعث افزایش سیلاب می گردد. عوامل سیل خیزی در استان همدان گوناگون و متنوع می باشد. از علل مهم و مؤثر در سیل خیزی یک منطقه، آب و هوا، ناهمواری پوشش گیاهی و ... هستند. در این مقاله حداکثر روزانه بارش به منظور پیش بینی حجم آب قابل استحصال ناشی از سیلاب ها و برنامه ریزی در جهت مدیریت منابع آب منطقه، مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور بر اساس بارندگی های حداکثر 24 ساعته، نقشه مدل ارتفاعی و گرادیان بارش و نقشه هم باران منطقه برای دوره بازگشت های 2،10،25،50 با روش بهترین توزیع آماری برای منطقه (توزیع گمبل) برآورد و در محیط GISپهنه بندی شده (به روش کریجینگ) پهنه بندی شده با کاهش دوره بازگشت، میزان بارش محتمل روزانه کاهش می یابد. بر این اساس در دوره برگشت های فوق مناطق جنوب شرق و شمال غرب استان همدان (دشت کبودر آهنگ) دارای بیشترین بارش محتمل روزانه است. فراوانی تعداد سیل های رخ داده در استان، نشان دهنده این واقعیت است که مناطق نامبرده بیشترین و مهیب ترین سیل ها را در استان به خود اختصاص داده اند (سیل سال 1366منطقه کبودر آهنگ). طبق این نقشه ها مناطق شرقی استان دارای کمترین بارش محتمل روزانه است. نتایج این مطالعه می تواند در پهنه بندی و پیش بینی سیلاب و همچنین برنامه ریزی و مدیریت منابع آب منطقه بکاربرده شود.

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.

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.

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.

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.