مصطفی کرم پور

مقدمه: شرایط خشکسالی ممکن است، از متوسط تا شدید و با مدت زمان متفاوت، متغیر باشد؛ این تغییرات به نظارت مداوم و عملیاتی نیاز دارد. هرچه خشکسالی بیشتر طول بکشد، در پوشش گیاهی و منابع آبی تأثیر بیشتری می گذارد و خشکسالی تشدید می شود؛ درنتیجه، ممکن است خدمات به انسان ها را محدود کند و سیستم های طبیعی را تغییر دهد. از جمله تأثیرات خشکسالی، تخریب زیستگاه حیات وحش، کاهش کیفیت آب و کاهش دسترسی به منابع آب است. پایش خشکسالی برای محققان، مدیران و تصمیم گیرندگان، به منظور شناسایی مناطق آسیب پذیر، ضروری است و نتایج آن با هدف کاهش پیامدهای خشکسالی به کار می رود.مواد و روش ها: در این مطالعه تلاش شده است، با استفاده از تصاویر مادون قرمز سنجنده Suomi NPP دریافتی از سایتearth data.nasa.gov و بهره گیری از شاخص هایNDVI ، VCI،  TCIو  VHIوضعیت خشکسالی پوشش گیاهی در ایران بررسی شود. دوره مورد مطالعه 2021-2013، اول آوریل تا انتهای جولای (هفته 13 تا 26 میلادی)، به صورت میانگین هفتگی است. میانگین ماهیانه شاخص استاندارد بارش (SPI) در ایران با استفاده از داده های بارش روزانه 143 ایستگاه سینوپتیک به دست آمد. سپس ضریب همبستگی (SPI) با هریک از شاخص های VHI، TCI، VCI و NDVI محاسبه شد. در تصاویر مادون قرمز، باندهای M دارای قدرت تفکیک 750 و باندهای I برابر با 375 متر است.نتایج و بحث: براساس داده های بارش ثبت شده در ایستگاه های هواشناسی سینوپتیک، می توان گفت که عمده بارش در فصل های پاییز، زمستان و بهار رخ داده و سهم تابستان در بارش سالانه اندک می باشد. بنابراین سال آبی، در بیشتر مناطق ایران، به طور تقریبی از دهه سوم سپتامبر شروع و تا دهه دوم و سوم ژوئن هر سال ادامه دارد. در منطقه مورد مطالعه، بهترین پایه زمانی برای پایش و برآورد آن از اول آوریل تا اواخر ژوئن  است. در فصل تابستان، ایران یک فصل خشک را می گذراند و ماه اوت خشک ترین ماه سال است. تغییرات زمانی و مکانی خشکسالی هریک از شاخص های پوشش گیاهی با یکدیگر تفاوت زیادی دارد.نتیجه: میزان هریک از شاخص ها در شرایطی که پوشش گیاهی در وضعیت خشکسالی قرار دارد کاهش یافته و در طبقه خشکسالی خفیف و سپس شدید قرار می گیرد. بدین ترتیب، طی سال هایی که خشکسالی رخ داده است، مقدار شاخص ها از ماه آوریل روند نزولی دارد و در ژوئن و جولای، شاخص ها به سمت خشکسالی شدید میل پیدا می کند. براساس محاسبات، مشخص شد که مقدار شاخص استاندارد بارش در پهنه مورد مطالعه، طی ماه های گرم سال منفی است. این نکته بیانگر پایین بودن میزان بارش دریافتی درقیاس با دیگر ماه های سال است. 

این تحقیق با هدف آشکارسازی ارتباط بین تغیرات پوشش اراضی و تغییرات شاخص عمق اپتیکی آیروسل در محدوده زاگرس میانی انجام گرفت. در این راستا از دو دسته از محصولات سنجش از دوری سنجنده MODIS استفاده گردید. ابتدا تغییرات پوشش اراضی محدوده مورد مطالعه، با استفاده از محصول مشتق طبقه بندی کاربری اراضی سنجنده MODIS انجام گردید. در بخش دوم تحقیق به بررسی روندهای رخدادهای گردوغبار براساس داده های ایستگاهی کدهای گردوغبار 4 ایستگاه خرم آباد، شهرکرد، یاسوج و آباده اقدام گردید. علاوه بر آن نیز روند شاخص عمق اپتیکی آیروسل (AOD)، با استفاده از محصول MOD04-L2 سنجنده مادیس برای دوره آماری 2000 تا 2020 بررسی گردید. نتایج نشان داد که 6 طبقه پوشش اراضی مرتعی، جنگلی، کشاورزی، شهری، مسکونی، بایر و پهنه های آبی در زاگرس مرکزی وجود داشته است که در این میان طبقه جنگلی به طور سالانه حدود 123 کیلومتر مربع از مساحت آن کاهش پیدا کرده است. پوشش مراتع که عمده ترین پوشش محدوده مطالعاتی است نسبتا ثابت مانده است و کاربری های اراضی کشاورزی روند افزایش قابل توجهی را طی کرده است و از 7 درصد سال 2000 به در5/9 درصد در سال 2020 رسیده است. اراضی شهری و مسکونی نیز روند افزایشی را طی کرده بودند. اما از طرف دیگر بررسی روند سری زمانی 21 ساله شاخص AOD بیانگر وجود یک روند افزایشی طی 21 سال اخیر بود. از میان طبقات کاربری، دو طبقه مراتع و جنگلها که در واقع بیش از 90 درصد از مساحت محدوده مطالعاتی را به خود اختصاص داده اند، ارتباط معکوسی با شاخص AOD نشان داده اند. ولی طبقه اراضی کشاورزی ارتباط مستقیمی با شاخص AOD داشته است. بنابراین روند کاهشی طبقه جنگلی در سطح منطقه به طور معنی داری با روند افزایشی AOD در سطح منطقه همراه بوده است و از طرف دیگر روند افزایش طبقه اراضی کشاورزی همراه با افزایش AOD در سطح منطقه بوده است.

پژوهش حاضر با هدف آگاهی از تغییرات بلندمدت داده های بارشی و همچنین شناسایی دوره های مرطوب و خشک 35 ایستگاه همدیدی در ایران انجام شده است. جهت شناخت تغییرات بارشی ایستگاه های مورد مطالعه، نقشه های میانگین، شاخص ضریب تغییرات و چولگی ترسیم گردید. سپس با استفاده از آزمون آماری من – کندال معناداری روند بر روی هر کدام از ایستگاه ها در سطح اطمینان 95 درصد مورد آزمون قرار گرفت. در نهایت با استفاده از بارش های حدی 20 درصد بالا و پایین در طول دوره مطالعاتی 50 ساله، دوره های مرطوب و خشک شناسایی شدند. نتایج نشان می دهد که الگوی کلی رژیم بارشی کشور به صورتی است که مقادیر بارشی از نیمه شمالی به سوی نیمه جنوبی و از غرب به شرق کشور کاهش می یابد. کمترین مقادیر ضریب تغییرات و چولگی مربوط به نواحی شمالی به ویژه سواحل دریای کاسپین می باشد و بیشترین مقادیر مربوط به نواحی جنوبی به خصوص مناطقی از جنوب و جنوب شرق می شود. به طورکلی نتایج آزمون من-کندال نشان می دهد که داده های بارشی در مقیاس فصلی به استثنای چندین ایستگاه همدیدی روند معناداری را نشان نمی دهند. بیشترین دوره های مرطوب در فصل بهار و کمترین در فصل تابستان و بیشترین دوره های خشک در فصل پاییز و کمترین در فصل بهار رخ داده اند. تعداد خشکسالی ها در دوره های سرد قابل توجه می باشد. همچنین فراوانی وقوع دوره های خشک بیشتر از دوره های مرطوب می باشد.

در این پژوهش، گرمایش ناگهانی پوشن سپهر، با استفاده از داده های باز تحلیل NCEP/NCAR، در دوره آماری 2020-1948 موردبررسی قرار گرفت. نتایج تحلیل نشان داد که فراوانی رخداد گرمایش ناگهانی پوشن سپهر، در ماه فوریه با 17 درصد، بیش از سایر ماه ها می باشد. پس از محاسبه شدت گرمایش های آشکار شده، مشخص شد که در گرمایش 2018-2017، میانگین مؤلفه مداری باد به 48- متر بر ثانیه رسید و مقادیر منفی این کمیت 20 روز ادامه داشته است؛ این گرمایش به عنوان شدیدترین گرمایش ناگهانی پوشن سپهر در دوره آماری موردمطالعه شناسایی شده است. میزان همبستگی بین تغییرات مؤلفه مداری باد با زمان شروع گرمایش پایانی در تمام سال های تحت بررسی 6/0- می باشد و بدین معناست که هرچه انحراف معیار داده های مؤلفه مداری باد بیشتر باشد، پایان فصل سرد و گرمایش پایانی زودتر فرامی رسد. میزان همبستگی فاصله دو گرمایش زمستانه و گرمایش پایانی با شدت گرمایش اصلی 8/0- می باشد و نشان دهنده ارتباط قوی و معکوس بین این دو پارامتر می باشد و نشان می دهد هر چه گرمایش پوشن سپهر زمستانه (اصلی) شدیدتر باشد، گرمایش پایانی زودتر رخ می دهد و فاصله دو گرمایش اصلی و پایانی کمتر می شود.

امروزه در زمینه مطالعه و توضیحات سیستم یکپارچه مبتنی بر کاربرد ماهواره ها برای نظارت و پیش بینی شرایط محیطی زمین در بلند مدت و کوتاه مدت و فعالیت های اقتصادی وابسته به آب و هوا ماهواره های مختلفی به کار گرفته شده اند. این سیستم ها بر اساس روش سنجش از دور یا مشاهدات ماهواره ای از زمین، نظریه بیوفیزیکی پاسخ گیاهان به شرایط اقلیمی، مجموعه ای از الگوریتم های پردازش داده های ماهواره ای، تفسیر، توسعه محصول، اعتبار سنجی، کالیبراسیون و کاربردها را شامل می شود. مشاهدات جدید ماهواره ای عمدتاً توسط تصاویر پیشرفته مادون قرمز که بسیار کارآمد هستند، نشان داده می شوند. در این رابطه، استفاده از روش های سنجش از دور، جهت پایش و بررسی اثرات بارش دریافتی بر پوشش گیاهی، به عنوان یکی از کارآمدترین روش ها شناخته شده است. به منظور آشکار سازی تاثیر بارش بر پوشش گیاهی ، جهت محاسبه میانگین ماهانه (SPI) داده های بارش 13 ایستگاه هواشناسی سینوپتیک مورد استفاده قرار گرفت. سپس با استفاده از تصاویر مادون قرمز به صورت میانگین هفتگی2021-2013 (اول آوریل تا پایان ژولای)، به بررسی وضعیت پوشش گیاهی پرداخته شد. میزان همبستگی (SPI) با شاخص هایNDVI ،TCI ،VCI وVHI به ترتیب 050/0، 069/0، 0027/0، 0025/0 می باشد. شاخص (VCI) همبستگی بیشتری با (SPI) دارد که می تواند به عنوان یک روش ترکیبی از سنجش از دور و اطلاعات ایستگاه های هواشناسی (SPI) برای بررسی شرایط پوشش گیاهی در استان کرمانشاه مناسب باشد. پوشش گیاهی همه ساله با درجات مختلفی از خشکسالی رو به رو بوده است. شدیدترین خشکسالی پوشش گیاهی در 2015 در قسمت های مرکزی، جنوبی و شمال شرقی استان رخ داده است. در 2013 خشکسالی با شدت کمتری نیز رخ داده و در 2016 ، 2018، 2019 و2020 پوشش گیاهی در شرایط مطلوب تری قرار داشته است.

آلودگی هوا به عنوان یکی از مهم ترین مخاطرات محیطی در فضای شهری، ارتباط نزدیکی با شرایط آب وهوایی دارد. امروزه آلودگی در سطح کلان شهرها به صورت یک مسئله مهم درآمده که ضرورت مطالعه و ارائه راه حل های کاربردی برای بهبود شرایط زیستی در این زمینه را دارد. بنابراین شناخت رابطه بین سیستم های سینوپتیکی و آلاینده های هوا کمک فراوانی به چگونگی حل مسائل زیست محیطی و برنامه ریزی های آینده دارد. لذا در این پژوهش به تحلیل آلگوهای فشاری انتشار و انتقال منواکسید کربن از منابع داخلی و خارجی کشور پرداخته شد. برای این کار از تصاویر ماهواره ای GEOS-5 / GMAO / NASA بهره گرفته شد.نتایج نشان داد که بیشترین مقدار الودگی از نطر فصلی مربوط به فصول سرد و صبح زود است و کمترین آن مربوط به اوایل بعدازظهر و فصل گرم سال است اتمسفر تهران و خوزستان هسته های پر تراکم منواکسید کربن اند. کم فشارهای شرق مدیترانه در کاهش آلاینده های جنوبغرب کشور نقش بسزایی دارند و در جنوب کشور تحت تاثیر جریانات جوی از بریدگی توپوگرافیکی بندرعباس، جریانات هوای آلوده به منواکسید کربن توانایی نفوذ به بخشهای داخلی کشور تا نیمه ی جنوبی کرمان را دارند در این بخش قدرت نفوذ توسط سامانه های کم فشاری در افغانستان و پاکستان بیشتر میشود. رشته کوههای زاگرس نیز در واقع نقش مهمی در جلوگیری کردن از ورود آلاینده های تولید شده همسایه های غربی به ایران را دارند. در تابستان نیز ایران دچار آلودگی منواکسید کربن حامل توسط جریانات موسمی از بخشهای میانی و جنوب افریقا به کشور ایران میشوند و سبب آلودگی زیادی هم شده است.

پژوهش حاضر با هدف شناخت الگوهای دینامیکی و ترمودینامیکی بارش های سنگین فراگیر زمستانه ایران در بازه زمانی 1960-2010 انجام گرفته است. ازاین رو، نخست شدیدترین دوره مرطوب در بازه زمانی پنجاه ساله مشخص (سال 1974) و سپس فراگیرترین روز با بارش سنگین انتخاب شد (روز 5/12/1974). در ادامه، کمیت های دینامیکی و ترمودینامیکی موردنظر در محیط برنامه نویسی فورترن 77 تعریف شد و برای تحلیل تغییرات زمانی کمیت ها نقشه های گرافیکی آن ها ترسیم و تحلیل شد. نتایج نشان می دهد در زمان رخداد بارش سنگین فراگیر، منطقه همگرایی قوی در سطح کشور شکل گرفته که منطبق بر منطقه واگرایی تراز میانی جو صعود دینامیکی هوا را موجب شده است. در این شرایط، مقادیر تاوایی نسبی و تاوایی مطلق منطبق بر بخش شرقی ناوه افزایش می یابد. مقادیر تاوایی پتانسیلی راسبی - ارتل ترازهای فشاری 500 و 50 هکتوپاسکالی و سطح هم آنتروپی 330 کلوین نیز به سبب عواملی چون افزایش گرادیان دمای پتانسیل، افزایش تاوایی مطلق، و همچنین زیادشدن پایداری ایستایی در سطوح فوقانی جو افزایش می یابد. این شرایط نشان می دهد که در رخداد بارش های سنگین این نواحی، علاوه بر تغییرات دینامیک سطوح میانی و زیرین وردسپهر، تغییرات دینامیک پوشن سپهری نیز نقش مهمی ایفا می کند.

هدف از این پژوهش شناسایی مناطق مستعد تبدیل شدن به کانون های گرد و غبار در استان لرستان می باشد در این راستا روش انجام کار مبتنی بر طبقه بندی، هر کدام از لایه های مربوطه، تعیین یا استخراج معیارهای کانون گردوغبار، وزن دهی به هرکدام از لایه های مربوطه با استفاده از ماتریس وزن دهی زوجی AHP ، و در نهایت برهم نهی نهایی لایه های مربوطه برای تعیین نواحی مساعد کانون های گردوغبار با استفاده از نرم افزارهای GIS ، Spss ، Expert Choice می باشد. نتایج نشان داد که حدود 9 درصد از مساحت استان لرستان پتانسیل بالایی برای تبدیل شدن به کانون های محلی گردوغبار داشته اند. توزیع فضایی این طبقه در استان در نقشه نهایی تولید شده بیانگر آن بود بیشترین مساحت این طبقه در نواحی شرقی و به ویژه شمال شرق استان که شامل شهرستان های ازنا و الیگودرز متمرکز شده است. در نواحی جنوبی منطقه مورد بررسی نیز از جمله شهرستان های پلدختر و رومشگان نیز بخش هایی دیده میشود. در نواحی مرکزی استان و همینطور بخش های شمال غرب استان شامل شهرستان های خرم آباد، دلفان، سلسله و دورود این طبقه مشاهده نمیگردد. در بخش های جنوبی شهرستان کوهدشت نیز بخش های کوچکی از طبقه کانون های بالقوه گردوغبار مشاهده میگردد. این طبقه بیشترین ریسک را برای تبدیل شدن به یک کانون فعال گردوغبار وجود دارد. منبع تغذیه بسیاری از رخدادهای گردوغبار استان نیز میتوان گفت همین نواحی هستند که برخی از آن ها در حال حاضر کانون های بالقوه گردوغبار هستند.

اهداف: هدف این پژوهش، برآورد انرژی پتانسیل باد در سطوح 30 ، 50 و 100 متری از سطح زمین در 8 ایستگاه انتخاب شده در استان لرستان است. روش: در این پژوهش برای برآورد انرژی پتانسیل باد بر پایه داده های ساعتی در 8 ایستگاه انتخاب شده در دوره زمانی 2000-2019 با استفاده از داده های ماهواره ای اخذ شده از MERRA-2 Modal انجام شده است. برای صحت سنجی داده های ماهواره ای در مقایسه با داده های ایستگاهی، داده های ساعتی سرعت باد از سازمان هواشناسی دریافت شد. برای ارزیابی و صحت سنجی داده های ماهواره ای در مقایسه با داده های ایستگاهی در تراز ارتفاعی 10 متری، ضریب همبستگی CC، میانگین خطا ME، مجذور مربعات خطاRMSE  و تابع اریبی یا تورش دار BIAS محاسبه شده است. پس از صحت سنجی داده ها برای ترسیم گلباد از نرم افزار Windographer  و برای برازش داده ها از توزیع احتمال ویبول استفاده شد. نیروی چگالی باد سالانه در ترازهای ارتفاعی 30 ، 50 و 100 متری محاسبه شد. یافته ها/نتایج: در این تحقیق پس از صحت سنجی داده های ماهواره ای در مقایسه با داده های ایستگاهی با میزان خطای 4047218/0 ثابت شد که داده های ماهواره ای از وضعیت مناسبی برای استفاده در این پژوهش برخوردارند. بر پایه محاسبات، بیشترین انرژی پتانسیل باد در تراز ارتفاعی 30 متری به ترتیب به ایستگاه های بروجرد، الشتر، کمالوند، ازنا، الیگودرز، نورآباد، دورود و کوهدشت با 128 ، 102، 98 ، 86 ، 69 ، 57 ، 50 و 41 وات بر مترمربع در ساعت اختصاص دارد که این مقادیر در ترازهای50  و 100 متری با یک نسبت مشخص و با همین ترتیب در تراز 30 متری برای دیگر ترازهای ارتفاعی در همه ایستگاه ها افزایش می یابد. نتیجه گیری: ایستگاه های بروجرد، الشتر، نورآباد، ازنا و کمالوند در ترازهای ارتفاعی 30 ، 50 و 100 متری و ایستگاه های الیگودرز، کوهدشت و دورود فقط در سطح 100 متری از سطح زمین پتانسیل مناسبی برای تولید انرژی از نیروی چگالی باد با توجه به  نوع ارتفاع توربین بادی دارند.

بررسی تغییر پذیری الگوی فضائی- زمانی بارش که می تواند منجر به تغییر اقلیم شود، به دلیل تاثیر گذاری شدید آن در عرصه های مختلف مورد توجه می باشد. به همین منظور پس از دریافت داده های بارش روزانه ۲۷ ایستگاه همدیدی در دوره ۶۰ ساله( 2010 - 1951 ) کیفیت آن بررسی و مجموع بارش ماهانه و آماره های لازم برای ادامه فرایند تحقیق از قبیل میانگین، ضریب تغییرات، چولگی، برآورد احتمال 20% حد بالای بیشینه و کمینه میانگین بارش از طریق تجربی برای یک دوره ۶۰ ساله و دو دوره ۳۰ ساله( 1980 - 1951 و 2010-1981) و دو دوره 10 ساله (1960-1951 و 2010-2001) برای هریک از فصول بهار و تابستان محاسبه گردید. بررسی ها تغییرات نسبتا کمی را در الگوهای بارش بهار و تابستان، در سواحل کاسپین، شمال غرب- غرب، طی 30 ساله و 10 ساله دوم نسبت به دوره 60 ساله و 30 ساله و 10 ساله اول نشان می دهد. به طور کلی از شمال و شمال غرب به سوی جنوب و جنوبشرق از میانگین بارش کاسته و بر مقدار ضریب تغییرات و چولگی افزوده می شود. به غیر از حوزه کاسپین، در بقیه ایستگاه ها میانگین بارش بهاره بیشتر از میانگین بارش دوره تابستان است. تفاوت آشکاری در ویژگی های بلند مدت بارش و تغییرات آن وجود دارد. نکته قابل توجه افزایش ضریب تغییرات دوره 30 ساله و 10 ساله دوم نسبت به دوره های متناظر در همه ایستگاه ها است که بیانگر کاهش میانگین ماهانه و فصلی بارش بهار و تابستان است که نتایج روندیابی و تفاضل دهه اول از دهه دوم نیز آن را تائید می کند. بیشترین کاهش در نیمه شمالی و غربی رخ داده است . در 30 سال دوم توالی سال های خشک فراگیر و ایستگاه های درگیر با خشکسالی بیشتر شده است. بنابر این تغییر اقلیم را برای سواحل کاسپین و نیمه غربی تائید می کند.

جهت پایش خشکسالی از مقادیر روزانه میانگین دمای هوا و مجموع بارش ایستگاه پارس آباد طی دوره آماری 1961-2016 به منظور اجرای شاخص SPI  در سه بازه 1، 3 و 6 ماهه و همچنین تصاویر ماهواره لندست TM به منظور اجرای شاخص خشکسالی NDVI استفاده گردید. برای بخش پیش بینی نیز از مدل CanESM2 تحت سناریوی انتشار RCP4.5 از سری پنجم سناریوهای انتشار بهره گرفته شد که برای این منظور از متغیرهای پیش بینی کننده NCEP-NCAR 1961-2005 استفاده گردید. با توجه به اجرای شاخص های خشکسالی (SPI و NDVI) و پیش بینی مقادیر دما و بارش ایستگاه پارس آباد( مدل CanESM2 تحت سناریوی RCP4.5)، مشخص گردید که وضعیت رشد مرتع در شرایط کنونی طی مراحل گلدهی و بذردهی برخی از گونه های مهم مرتعی حوضه آبخیز قوری چای نامطلوب می باشد این مهم از طریق نمودار آمبروترمیک ایستگاه پارس آباد مغان و همچنین شاخص خشکسالی SPI 1 ماهه طی دوره آماری 1375- 1395 بدست آمد اما براساس پیش بینی مقادیر دما و بارش که با استفاده مدل CanESM2 از سری مدل های گزارش پنچم اخذ گردید،  این شرایط طی سال های آینده (1385- 1477) خشک تر بوده و دوره رشد پوشش مرتعی از 6 ماه به 3 ماه کاهش می یابدکه این امر با توجه به اهمییت بالای مراتع به عنوان ذخایر طبیعی، نیاز به اجرای طرح های مدیریتی و آبخیزداری در منطقه مورد مطالعه را دارد.

بررسی بی هنجاری های دما برای شناخت تغییر اقلیم و خطرات ناشی از آن ضروری است. در این پژوهش به منظور شناخت بهتر خصوصیات و تغییرات دمای حداقل و حداکثر پس از بررسی کیفی داده های 60 ساله (1951-2010) 26 ایستگاه، آماره های میانگین، ضریب تغییرات و احتمال 20% حد بالا و پائین دمای حداکثر و حداقل داده ها برای تشخیص دوره های سرد و گرم فراگیر محاسبه شد. از آزمون من کندال برای تشخیص روند سری های استفاده شد. کمترین میانگین دمای حداقل پاییز (اکتبر، نوامبر، دسامبر) و زمستان (ژانویه، فوریه، مارس) در نیمه غربی و بیشترین آن در نیمه جنوبی رخ داده است. کمترین ضریب تغییرات دمای حداقل پاییز در سواحل شمالی و جنوبی، در زمستان سواحل شمالی و جنوبی و قسمت های شرق مشاهده می شود. همچنین کمترین دمای حداکثر در پاییز در شمال غرب و غرب و در زمستان در شمال و شمال غرب رخ داده است. بیشترین دمای حداکثر در دو دوره در نیمه جنوبی ثبت شده است که با کمترین ضریب تغییرات هماهنگ است. میانگین دمای حداکثر و حداقل 30 ساله دوم نسبت به 30 ساله اول و 10 ساله آخر نسبت به 10 ساله اول در اکثر ایستگاه ها افزایش یافته است. بیشترین وقوع فراگیر امواج سرمایی در فصل پاییز و زمستان در دهه 70 و 80 و بیشترین امواج گرمایی در دهه 60 و 2000 رخ داده است. طبق نتایج آزمون من کندال در دمای حداقل طی پاییز و زمستان به ترتیب 8 و 4 ایستگاه روند کاهشی و مابقی روندی افزایشی داشته اند. دمای حداکثر پاییز، در 3 ایستگاه روند کاهشی داشته و در زمستان همه مناطق با روند افزایشی مواجه بوده اند. در هر دو دوره حداقل ها بیشتر از حداکثرها افزایش یافته و دامنه اختلاف دمای شبانه روزی کاهش یافته است که در بسیاری از موارد می تواند اثرات اقتصادی- اجتماعی، سیاسی و زیست محیطی نامطلوبی به همراه داشته باشد.

بررسی رفتار بارش در بعد مکانی – زمانی و تعیین آستانه های تحمل مناطق مختلف جغرافیایی با توجه به پوشش گیاهی، زندگی جانوری و فعالیت های انسانی، از ضروریات هر گونه تصمیم گیری در محیط است. بدین منظور، داده های بارش 27 ایستگاه همدیدی در دوره 60 ساله از سازمان هواشناسی دریافت و پس از بررسی کیفی داده ها توزیع زمانی و مکانی میانگین، ضریب تغییرات، چولگی و توزیع احتمال تجربی 20% بیشینه و کمینه ماهانه و فصلی پاییز و زمستان، برای یک دوره 60 ساله (2010-1951)، دو دوره 30 ساله (11951-1980)،(1981-2010) و دو دوره 10 ساله (2010-2001)، (1951-1960)محاسبه با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی( GIS ) پهنه بندی شد. بررسی ها نشان می دهد، بجز سواحل دریای کاسپین، تغییرات کمی بین الگوهای پاییز و زمستان وجود دارد. میانگین بارش از مناطق میانی سواحل جنوبی کاسپین به سوی غرب و شرق کاهش یافته است. در دیگر نواحی کشور، تغییرات مکانی و زمانی بارش در فصل پاییز بسیار زیاد و از شمال بسوی جنوب با کاهش میانگین و افزایش ضریب تغییرات و چولگی همراه است. در زمستان ضمن حفظ الگوی پاییز، میانگین بارش افزایش و ضریب تغییرات کاهش می یابد. میانگین بارش 30 ساله دوم و 10 ساله آخر زمستان، نسبت به دوره های 30 و 10 ساله اول و نیز دوره 60 ساله در اغلب ایستگاه ها کاهش داشته است که با نتایج آزمون من کندال تطابق دارد. بررسی20 درصد حد کمینه و بیشینه بارش فصلی نشان می دهد که از شدت و گستره عملکرد سامانه های بارشی فراگیر فصل زمستان در دوره 30 ساله دوم کاسته شده است. همچنین فراونی و شدت خشکسالی فصل پائیز در 30 سال دوم و 10 سال آخر بیشتر شده است. بیشترین کاهش در بخش غربی و شرقی ساحل کاسپین و در شمال غرب رخ داده است که با توجه به زمینه های فعالیت و تمرکز جمعیت، توجه ویژه مدیران را می طلبد.

توفان گردوغبار یکی از معضلات زیست محیطی است که اثرات مخربی بر روی سلامتی انسان، کیفیت هوا و اقتصاد کشورهای جهان می گذارد. هدف از این تحقیق تحلیل همدید و شناسایی منشأ گردوغبارهای وارد شده به شرق ایران و ردیابی مسیر حرکت آن ها می باشد. ابتدا با استفاده از داده های دید افقی، تصاویر ماهواره ای، شاخص گردوغبار مربوط به ماهواره OMPS و شاخص عمق نوری آئروسل ها (AOD)، توفان های گردوغبار شرق ایران طی دوره آماری 2010 تا 2018 مورد بررسی قرار گرفت. سپس داده های فشار، سمت و سرعت باد و ارتفاع ژئوپتانسیل و جریان های جتی در سطوح مختلف جوی از مرکز اروپایی پیش بینی های هواشناختی (ECMWF) با قدرت تفکیک مکانی 25/0× 25/0 دریافت شد. در نهایت برای مشخص کردن منشأ شکل گیری توفان از مدل HYSPLITE استفاده شد. نتایج نشان داد که 67/46 درصد از توفان های منطقه به صورت محلی و 33/33 درصد به صورت انتقال یافته از محل دیگر می باشند و 20 درصد نیز به صورت همزمان رخ داده است. نتایج حاصل از مطالعات ماهواره ای نشان داد که توفان های انتقال یافته معمولاً در جنوب عراق و مرکز عربستان شکل گرفته و سپس به سمت منطقه مورد مطالعه انتقال یافته است که با نتایج حاصل از مدل مقایسه و صحت سنجی شد. بررسی های همدیدی این نوع توفان ها نیز نشان داد که منشأ سینوپتیکی آن ها، باد شَمال می باشد که در اکثر موارد همگرایی جت استریم جنب حاره و قطبی، شرایط مطلوبی برای رخداد توفان های شدید گردوغبار فراهم آورده است. نتایج توفان های شکل گرفته درخود محل نیز نشان داد که عامل توفان  ناشی از گرادیان شدید فشاری، سیکلون و دخالت جریانات رودباد است.

در این پژوهش، روند نوسان های زمانی عنصر بارش در طیف های ارتفاعی سراسر ایران زمین موردبررسی قرار گرفت. بدین منظور از داده های 122 ایستگاه هواشناسی کشور در دوره (2012-1992) استفاده شده است. ابتدا تمام این 122 ایستگاه در طیف های ارتفاعی کمتر از 500 متر، 500 تا 1000، 1000 تا 1500 و بیش از 1500 متر تقسیم شدند و در ادامه با به کارگیری آزمون غیرپارامتری من - کندال، وجود روند معنی دار برای سری های زمانی ماهانه و سالانه در سطوح معنی داری 95 و99 درصد مورد ارزیابی قرار گرفت. با توجه به نتایج به دست آمده در این پژوهش در ارتفاعات زیر 500 متر بیشترین کاهش بارش در ماه مارس مشاهده شده است و در مقیاس سالانه همه ایستگاه ها دارای روند منفی می باشند. در ارتفاعات 500 تا 1000 متر بیشترین کاهش بارش در ماه های مارس، می و اکتبر مشاهده شده است و در مقیاس سالانه همه ایستگاه ها دارای روند منفی بارندگی می باشند. در ارتفاعات 1000 تا 1500 متر بیشترین کاهش بارش در ماه فوریه و ژوئن مشاهده شده است و در مقیاس سالانه همه ایستگاه ها دارای روند منفی بارندگی می باشند که این روند منفی در ایستگاه های مراغه، ارومیه، مهاباد، ماکو و بیرجند منفی معنی دار است. علاوه بر این نتایج نشان داد که در ارتفاعات بیش از 1500 متر تقریباً روند بارش در مقیاس ماهانه و سالانه در ایستگاه های بیشتری ثابت بوده و روند بارش در طیف ارتفاعی زیر 1000 متر نسبت به طیف ارتفاعی بیش از 1000 متر، تعداد ایستگاه بیشتری دارای روند منفی معنی دار هستند که این نشان دهنده این است که تغییرات بیشتر بارش در این طیف ارتفاعی می باشد. در نهایت با توجه به روند منفی بارش در تمام ایستگاه، می توان گفت که در منطقه تغییر اقلیم رخ داده است.

هدف از این مطالعه بررسی و تحلیل تغییرات بارش ایران طی نیم قرن اخیر (1346 تا 1396) می باشد. برای این منظور میانگین بارش ماهانه ایران طی دوره آماری 50 ساله از پایگاه داده های اسفزاری که با استفاده از داده های 283 ایستگاه همدیدی و کلیماتولوژی تهیه شده است استخراج گردید. از رگرسیون جهت بررسی و تحلیل روند و برای تحلیل چرخه های بارش سالانه و ماهانه ایران از تحلیل طیفی استفاده شد. بررسی و تحلیل روند ماهانه بارش بیانگر این است که به جز بخش های زاگرس مرکزی (نواحی لرستان و چهارمحال و بختیاری و منطقه گرگان که بارش فصل زمستان، از روند افزایشی برخوردار بوده است. در سایر نواحی کشور و در سایر فصول سال روند کاهش بارش حاکم است. بررسی چرخه های بارش ایران نشان داد که بیشتر چرخه های بارشی ایران 2 تا 4 ساله و دارای دوره کوتاه مدت بوده است. این در حالی است که دو چرخه میان مدت 25 ساله در ماه های ژانویه و جولای و دو چرخه بلند مدت 50 ساله در ماه های مارس و دسامبر که نشان دهنده وجود روند در بارش های ماه مارس و دسامبر است برقرار بوده است. دو ماه فوریه و اکتبر فاقد چرخه مشخص بوده اند. تجزیه و تحلیل الگوی خودهمبستگی بارش ها نشان داد که الگوی خودهمبستگی فضایی بالا در فصل زمستان منطبق بر نواحی غربی، جنوب غرب و نوار ساحلی دریای خزر بوده اند و حدود 14 درصد مساحت کشور را دربر گرفته اند. الگوی خودهمبستگی فضایی پایین به صورت لکه های پراکنده ای در نواحی جنوبی، مرکزی و جنوب شرقی کشور در ماه های زمستان و بهار برقرار است و حدود 7.5 درصد مساحت کشور را اشغال کرده اند. نتایج این تحقیق نشان می دهد که روند کلی حاکم بر بارش ایران کاهشی می باشد و فقط در فصل زمستان در مناطق کوچکی از کشور روند افزایش مشاهده می شود.

دما از مهم ترین فرا سنج های جوی است که ارزیابی تغییرات آن در مناطق مختلف، می تواند در آشکارسازی رخدادهای فرین اقلیمی و مدیریت ریسک بسیار مؤثر باشد. بنابراین هدف از این مقاله بررسی و تعیین بی هنجاری های دما در دوره گرم سال (اپریل-سپتامبر) در دو دوره 30 ساله 1980-1951، 2010-1981 و دو دوره ده ساله 1960-1951،2010-2001 و دوره 60 ساله 2010-1951 است. داده های روزانه 26 ایستگاه همدیدی با پایه آماری مشترک (2010-1951) از سازمان هواشناسی تهیه و پس از بررسی کیفی، آماره های موردنیاز برای بهار و تابستان در بازه های زمانی فوق تهیه شد. با استفاده از نرم افزار GIS نقشه های میانگین دمای کمینه و بیشینه، الگوی ضریب تغییرات و برآورد احتمال 20% حد بالا و پایین آن ها تهیه و تفسیر شد. تأثیرگذاری الگوی فضایی_زمانی میانگین دمای بیشینه 30 ساله و 10 ساله دوم بر الگوی متناظر آن در بازه 60 ساله بیشتر بوده است؛ بنابراین در فرا سنج موردنظر و ضریب تغییرات مربوط به آن در دوره 30 ساله و 10 ساله دوم، نسبت به دوره های 30 ساله و 10 ساله اول، تغییر نسبی ایجادشده است. میانگین دمای بیشینه و کمینه اغلب ایستگاه ها در بازه (2010-1981) و (2010-2001) افزایش داشته است. نیمه غربی بیشترین کاهش میانگین دمای کمینه و بیشینه را تجربه کرده است که با نتایج تفاضل میانگین دمای کمینه و بیشینه دوره (1960-1951 و 2010-2001) تطابق دارد. افزایش میانگین دمای کمینه در شهرهای بزرگ و پرجمعیت سریع تر است که سبب کاهش دامنه تغییرات شبانه روزی دما می شود. احتمال 20% بالا (پایین) میانگین دمای بیشینه (کمینه)، نشانه تواتر و گسترش دوره گرم و سرد بیشتر در بازه (2010-1981) است. آزمون من-کندال نشان می دهد که میانگین دمای کمینه 21 ایستگاه در بهار و 22 ایستگاه در تابستان دارای روند معنی دار بوده است. به غیراز انزلی در تابستان، بقیه در هر دو فصل بهار و تابستان، روند افزایشی داشتند که می تواند به طور مستقیم و غیرمستقیم از طریق گسترش فصل رشد آفات و عوامل بیماری زا، وقوع خشک سالی های بهار و تابستان و فرسایش خاک حیات انسان و سایر جانداران را تهدید کند.

هدف اساسی این تحقیق بررسی ارتفاع لایه آمیخته با استفاده از روش وارونگی بحرانی و نقش آن در آلودگی شهر تهران می باشد. در این راستا از داده های سال 2013 مربوط به پیمایش قائم جو برای ایستگاه مهرآباد از پایگاه داده های اقلیمی Wyoming استفاده گردید. همچنین داده های ساعتی عناصر آلاینده هوا شامل آلاینده های گازی CO, N2O,O3,SO2 و ذرات معلق (PM10) از مرکز کنترل کیفیت هوای تهران(AQCC) برای ایستگاه های(اقدسیه، ژئوفیزیک، پونک، شهر ری و منطقه 11) دریافت و اقدام به جداسازی روزهایی با غلظت آلودگی بالا و روزهایی با شرایط خوب بگونه ای که در تمامی ایستگاه های مورد بررسی یکسان باشند، گردید. با ترسیم و تحلیل گراف های Skew-T و براساس روش وارونگی بحرانی Heffter، از میان 100 روز همراه با وارونگی، 30 روز بحرانی تشخیص داده شد که از این میان 4 روز در دمای پتانسیل، یعنی 2 روز آلوده (6 فوریه و 16 اوت) و 2 روز پاک(9 فوریه و 5 ژوئن) انتخاب گردید. بر اساس نتایج پیمایش های قائم جوی در نمونه های آلوده، وارونگی ها در ساعات صبحگاهی از نوع تابشی بوده که مشخصه بارز آن ها، ضخامت کم و خیزآهنگ زیاد دمای پتانسیل می باشد. در حالی که در ساعات ظهر وارونگی ها ناشی از فرونشینی هوا بوده و مهمترین ویژگی آن ها، ضخامت زیاد و خیز آهنگ کم دمای پتانسیل می باشد. همچنین مشاهده گردید که در نمونه های پاک(فصل گرم و سرد سال) وارونگی ها در ساعات صبح و بعد از ظهر از نوع فرونشینی و شدت خیزآهنگ دمای پتانسیل مساوی بوده است. در نمونه های فصل گرم سال از نوع پاک، وارونگی مشاهده شده در ساعت صبحگاهی از نوع فرونشینی و درساعت بعدازظهر هیچ نوع وارونگی ای مشاهده نشده است

دماهای کرانگین عناصر آب و هوایی هستند که در قالب مخاطرات اقلیمی بر عوامل اقتصادی و اجتماعی تأثیر دارند و شناخت و پیش بینی آن ها به منظور برنامه ریزی در زمینه های کشاورزی، صنعتی و اقتصادی ضروری می باشد. از طرف دیگر این تغییرات به شدت با نوسانات جوی - اقیانوسی کلان مقیاس مرتبط اند. با توجه به این موضوع، تبیین اندرکنش دماهای کرانگین ایستگاه های غرب کشور و نوسان مدیترانه شرقی، از اهداف مهم این مطالعه می باشد. برای بررسی تأثیر نوسان مدیترانه شرقی بر تغییرات دماهای کرانگین ایستگاه های غرب ایران، از روش های همبستگی پیرسون، روند خطی و پلی نوم یال استفاده شده است. نتایج مطالعه نشان می دهد در فاز منفیدمای کرانگین بیشینه از 09/0 تا 85/0 و دمای کرانگین کمینه 1 درجه نسبت به میانگین دوره آماری افزایش یافته است. برعکس در فاز مثبت دمای کرانگین بیشینه از 1/0 تا 4/0 و دمای کرانگین کمینه از 06/0 تا 56/0 درجه سانتی گراد نسبت به میانگین دوره آماری کاهش داشته است. تأثیر EMO بر دماهای کرانگین در فصل بهار قوی تر از فصل زمستان بوده است. بیشترین همبستگی ماهانه بین دماهای کرانگین و این الگو در ماه مارس بوده است. دماهای کرانگین کمینه با تراز 300 و دماهای کرانگین بیشینه با تراز 500 هکتوپاسکال الگوی مدیترانه شرقی بالاترین همبستگی داشته اند.