رضا دوستان

پدیده های اقلیمی در مناطق مختلف جهان در ارتباط  با ویژگی جغرافیایی هر منطقه، متفاوت اند. یکی از پدیده های غالب جوّی در مناطق بیابانی و نیمه بیابانی جهان، گردوغبار است. این پدیده در بخش عمده ای از ایران با اقلیم خشک، ازجمله بیرجند در شرق ایران، با آلودگی هوا مرتبط است. کانون ها و مسیرهای گرد و غبار این منطقه در طی سال متنوع اند و شناخت آن ها به مدیریت ریسک شهری، پیش بینی و بیابان زدایی کمک می کند. در این مطالعه برای تعیین منشأ گردوغبار از تصاویر ماهواره لندست در دوره 1955-2017 استفاده شد. روز گرد و غبار، براساس تقسیم بندی شایو و دونگ با کد 06 و 07 با دید افقی کمتر از 10 کیلومتر، تعریف و با شاخص BTD و TDI ، آشکارسازی شد. برای تعیین الگوهای جوّی گردوغبار، از داده های شبکه ای NOAA و مسیرهای ورودی با مدل های-اسپلیت به روش پسگرد، انجام شد. نتایج نشان داد، بیشترین روز گرد و غبار در سال های 1963 و 2008 (دوره بازگشت 45 ساله)، به ترتیب با تعداد 148 و 128 روز، عمدتاً در دوره گرم و ماه جولای (تیر ماه) حادث می شوند. وزش باد 120 روزه سیستان در شرق ایران، در انتقال ذرات گرد وغبار وآلودگی هوای بیرجند از سمت شرق و شمال شرق از بیابان های آسیای میانه، ترکمنستان، افغانستان، دشت های خراسان رضوی و دشت های داخلی، نقش عمده را دارد؛ اما در دوره سرد سال، توده های سرد سیبری از شرق، جبهه های سرد (آنتی سیکلون مهاجر)، سیکلون های میرا و کم فشارها از جهت شمال غرب، غرب و جنوب غرب با عبور از دشت های مرکزی ایران و بعضاً بیابان های سوریه و عراق در سطوح بالای جوّ، موجب گرد وغبار می شوند. در همه این کانون ها، وقوع ذرات معلق و آلودگی شهرها در دوره های خشک غالب است.

چهار فصل طبیعی ویژگی مناطق معتدل جهان است، اما تاریخ شروع، پایان و طول مدت آنها تفاوت دارد. به منظور تعیین شروع و پایان فصول طبیعی ایران از داده های روزانه دمای ظاهری 32 ایستگاه هواشناسی سینوپتیک طی 60 سال از 1959 تا 2018 استفاده شد. شروع زمستان و تابستان به ترتیب دمای ظاهری صفر و 20 درجه، یعنی زمان توقف یا کند شدن فعالیت فیزیولوژی و مرحله زایشی در طبیعت تعیین شد. نتایج نشان داد، همه مناطق ایران چهار فصل طبیعی ندارند، بلکه مناطق ساحلی شمال و مناطق پایین تر از عرض 29 درجه جغرافیایی، فقط دو فصل پاییز (دوره خنک)و تابستان(گرم) دارند، به ترتیب سواحل شمالی، پاییز طولانی تر و تابستان کوتاه تر و مناطق جنوبی بر عکس. در دیگر مناطق ایران، به طور طبیعی چهار فصل، زمستان، بهار، تابستان و پاییز اتفاق می افتد، اما آغاز، پایان و طول مدت فصول، مرتبط با موقعیت جغرافیایی، ارتفاع و سیستم های جوی، متفاوت است. بنابراین به ترتیب از مناطق جنوبی به شمالی، آغاز زمستان 12 دی - 21 آذر، بهار، 12 بهمن - 18 اسفند، تابستان، 27 فروردین - 30 خرداد و پاییز، 23 آبان - 28 شهریور است. از طرف دیگر پایان فصول طبیعی به ترتیب، زمستان ، 11 بهمن-17 اسفند، بهار، 21 اردیبهشت-29 خرداد، تابستان، 22 آبان – 27 شهریور و پاییز، 2 اردییهشت تا 20 آذر می باشد. در مناطق معتدل ایران، طول فصول انتقالی، منظم بوده و تغییر زیادی ندارد، اما فصل تابستان و زمستان در مناطق شمال غربی و مرتفع غرب، با نظم 3 ماه در فصل، اما به طرف شرق و جنوب، طول زمستان کوتاه، و تابستان بلندتر است. چنانکه اعتدال اقلیمی از شمال غربی در همسایگی مناطق معتدل کره زمین، به شرق و جنوب کم شده و برعکس بر شباهت آن به اقلیم های بیابانی خشک جنب حاره ای گرم، مرطوب و یا سرد و خشک توران افزوده می شود. اقلیم ایران با توجه به موقعیت جغرافیایی در منطقه گذار از اقلیم معتدل به اقلیم بیابانی گرم و سرد کره زمین قرار دارد.

برای تعیین موقعیت و نوع بلاکینگ ها مؤثر بر اقلیم دوره سرد ایران، داده های روزانه ارتفاع ژئوپتانسیل متر سطح 500 هکتوپاسکال در محدوده 10-70 درجه شمالی و 10-80 درجه شرقی با تفکیک 5/2 درجه در دوره آماری 2010-1961 استفاده شد. بلاکینگ ها با شاخص کمی تیبالدی بر روی نقاط رقومی شناسایی گردید. در منطقه موردمطالعه، سه ناحیه وقوع بلاکینگ به ترتیب در اروپای مرکزی، اروپای شرقی و آسیای مرکزی وجود دارند. نوع غالب بلاکینگ ها در این نواحی از نوع رکس با قرارگیری بلاکینگ و سردچال در سطوح میانی جو، روی همدیگر می باشد، چنانچه در اروپای مرکزی و شرقی یک بلاکینگ از نوع رکس شکل گیرد، همزمان در آسیای مرکزی یک تراف عمیق یا سردچال ایجاد می شود و این تسلسل در سیستم های جوی نصف النهاری طبیعی است. بارش های ایران با سیستم بلاکینگ رکس اروپای شرقی و سردچال آسیای مرکزی بیشترین ارتباط را داشته و ریزش ها در غالب نقاط ایران افزایش دارد؛ اما چنانچه در ناحیه آسیای مرکزی، ارتفاع افزایش داشته و بلاکینگ از نوع امگا شکل گیرد، به دلیل افزایش ارتفاع جو، بارش ها در غالب نقاط ایران کاهش دارند؛ اما چنانچه در اروپای مرکزی یک بلاکینگ از نوع امگا شکل گیرد با عمیق شدن تراف در بالکان و دریای سیاه، با ریزش های جوی در شمال غربی ایران همراه است و اگر این نوع بلاکینگ در اروپای شرقی شکل گیرد، عمدتاً تمرکز بارش ها در ناحیه خزری، خزر شرقی تا شمال شرقی ایران، است.

هدف:بی نظمی در بارش ویژگی ذاتیاقلیم های خشک بوده و این نوع ریزش ها همراه با سیل و خسارت است. با رویکرد تکرارپذیری پدیده های طبیعی، این نوع ریزش ها قابل تکرار و پیش بینی می باشند. بارش های شدید در توده های هوا با رطوبت بالا و شرایط خاص همدیدی جو، حادث می شوند. روش:این نوع ریزش ها با بارش روزانهیک میلیمتر و بیشتر در خراسان جنوبی در دوره 1987 تا 2018 مطالعه شد. شاخص صدک نود و پنجمبارش روزانه هر ایستگاه، بارش شدید، وهمزمانی در سه ایستگاه و بیشتر، بارش شدید سینوپتیک تعریف شد. الگوهای جوی این نوع بارش ها،با دادهرقومی ارتفاع تراز500 هکتوپاسکال در محدوده 10 تا 70 درجه شمالی و 10 تا 80 درجه شرقی، با روش تحلیل مؤلفه اصلی و خوشه بندی وارد، مشخص شد. یافته ها/ نتایج:چنانکه با وقوع بلاکینگ مدیترانه مرکزی- جنوب اروپا و سردچال اروپای شرقی- روسیه غربی، تراف باهای غربی در شرق مدیترانه عمیق شده و توده های مدیترانه ای از مسیر جنوبی تر با جهت جنوب غربی وجنوب از آب های گرم خلیج فارس و دریای عمان به شرق ایران می رسند.بنابراین، سیکلون ها (فشار1011 میلیبار) با حرکت چرخندی برروی منطقه و ارتفاعات شرق ایران، بارش های شدید (میانگین 16 میلیمتر روزانه) را ریزش می کنند. در عرض پایین تر، پرفشارهای دینامیک با حرکت واچرخند در تراز میانی و جوپایین، از شمال شرقی آفریقا تا عربستان و شمال غربی شبه جزیره هند استقرار دارندو تضعیف بادهای سرد و خشک سیبری،باعث تداوم بارش ها می شود. شرایط جوی فوق، منجر به بارش شدید در اواخر زمستان(فوریه) و اوایل بهار (مارس) در خراسان جنوبی می شود.

هدف از این مطالعه، بررسی و تعیین دستاورد مطالعات خشکسالی در ایران است. بنابراین 403 مقاله علمی- پژوهشی از مرکز اطلاعات علمی جهاد دانشگاهی( sid ) بررسی شد. تعداد 384 مقاله دارای هدف و نتیجه قابل استناد بوده، که بر اساس یافته تحقیق، در 5 بخش مجزا می شوند. عمده تحقیقات(78 درصد)، خشکسالی را در نواحی مختلف ایران ارزیابی کرده اند. یافته ها نشان داد، ایران دوره های خشکسالی را در چند دهه اخیر با شدت های مختلف تجربه کرده است. این پدیده در ارتباط با برآورد سناریوهای تغییر اقلیم چه خوش بینانه و چه بد بینانه در آینده نیز با شدت های مختلف ادامه خواهد داشت. طبیعتاً پیامد خشکسالی های گذشته، به شکل آرام و خزشی، موجب بحران آبی، خشک شدن تالاب ها و دریاچه ها، شور شدن منابع آب زیر زمینی، خالی شدن روستاها و آسیب های اقتصادی-اجتماعی و غیره در ایران گردید.کاهش تحقیقات خشکسالی در سالهای اخیر، حاکی از کفایت ارزیابی صرف خشکسالی دارد، چرا که نتیجه نهایی مشخص است(اکوسیستم تشنه ایران). بنابراین محیط طبیعی ایران نیاز به راه حل عملی، تولید تکنولوژی با توجه به دانش بومی برای کاهش آسیب های محیطی دارد، که این امر بجز با جمع متخصصان حوزه های مختلف و پژوهش های گروهی مرتبط با بحران های محیطی، امکانپذیر نمی باشد.

اهداف: هدف تحقیق، شناسایی الگوهای گردشی سطوح میانی جو بارش های رگباری در ناحیة کوهپایه داخلی ایران است. روش: به منظور فوق، داده های از 30 سالة (2014-1985) کدهای هواشناسی جهانی 80 تا 99 ایستگاه های هم دید سازمان هواشناسی کشور استفاده شد.. بارش رگباری هم دید، بارشی است که حداقل در 50 درصد ایستگاه ها حادث شود. بنابراین، 80 رگبار مشترک مبنای شناسایی الگوهای جوی است که با روش تحلیل مؤلفة اصلی و خوشه بندی در تراز 700 هکتوپاسکال تعیین شد. یافته ها/ نتایج: از 7 الگوی گردشی به دست آمده در اثر خوشه بندی، بیشترین تعداد روزهای رگباری، از الگوی جوی اول تراز 700 هکتوپاسکال در ماه مارس، آوریل و می (فصل بهار) تبعیت می کند. بیشترین مقادیر بارش این الگو در نواحی غربی و شمال غرب منطقه پدید آمده است. این الگو حاکی از شکل گیری مرکز کم ارتفاع عمیق و قوی بسته در دریای سیاه است که باعث شیو ژئوپتانسیل در منطقه و توسعه امواج کژفشار در مناطق شرقی ناوه می شود. بسته بودن مرکز کم ارتفاع (سرد چال) باعث کندی حرکت سامانه های غربی در کوهپایه داخلی ایران و ادامة بارش ها شد. با بررسی الگوهای گردشی سطح زمین، نواحی غربی و شمال غرب منطقة مطالعه شده در این الگو، تحت تأثیر پرفشار 1025 هکتوپاسکال غرب اروپا و نواحی شرقی منطقه تحت تأثیر مرکز کم فشار قرار دارد. در این الگو وجود پشتة قوی در شمال دریای مدیترانه و سرد چال در شرق دریای سیاه، باعث تقویت وضعیت کژفشار در سطح زیرین جو شده است. بنابراین، با توجه به همگرایی زیاد در تراز پایین، مهیا بودن شرایط برای صعود و تاوایی مثبت بالا و واگرایی در تراز میانی جو، بارش های رگباری مناسبی (بیش از 40 میلیمتر)، عمدتاً در نواحی شمال غرب منطقه می ریزد. در این الگو، زبانه های پر فشار، رطوبت را از دریای خزر به شمال غرب و غرب منطقه منتقل کرده و نقش حرکت چرخندی سیستم جنوب غربی در تقویت رطوبت از دریای عرب و خلیج فارس به منطقه مشهود است. نتیجه گیری: بارش های رگباری مرتبط با سرد چال یا مرکز کم ارتفاع عمیق در لایه های فوقانی جو است. همچنین، وجود پشته قوی غرب اروپا و ریزش هوای سرد عرض بالا باعث تقویت مرکز فرابار در تراز پایین شده و زبانه های آن، جریانات شمالی و تزریق رطوبت خزری را به نواحی غربی منطقه مطالعه شده موجب می شود. همچنین، روزهای رگباری کوهپایه داخلی مرتبط با سیستم کم فشار جنوب و جنوب غربی و همگرایی سطوح پایین است.

شناسایی الگوهای جوی گرد وغبار و فرین های گرد وغبار در شمال شرقی ایران، هدف مطالعه است. این مهم با استفاده از داده روزانه دید افقی 10 ایستگاه سینوپتیک از بدو تأسیس تا سال2009 وداده های رقومی ارتفاع ژئوپتانسیل متر و مؤلفه های باد از مرکز پیش بینی محیطی و مطالعات جوی آمریکا با روش تحلیل مؤلفه اصلی و خوشه بندی، تعیین گردید. در شمال شرق ایران، به ترتیب گرد وغبار نیمه سرد مرتبط با ناوه آسیای غربی،کم ارتفاع شرق ایران، کم فشارمنطقه تا آسیای مرکزی و مسبب گرد وغبار نیمه گرم، پرفشار جنب حاره، کم فشار پاکستان تا ایران و پرفشار دریای خزر با بیشینه شیب فشار در منطقه می باشند. این شرایط در تابستان با هم ارتفاع 5900 متر بر روی منطقه، تشدید می شود. گرد وغبارهای شدید نیمه سرد را سردچال شمال و شمال غرب دریای خزر با کم فشار قوی در منطقه و در نیمه گرم با شکل گیری مانع و سردچال آسیای غربی، کم فشار پاکستان و پرفشار دریای خزر، فرین های گرد وغبار منطقه حادث می گردد. بنابراین گرد وغبار فرین، مشابه دیگر رخدادهای اقلیمی با الگوی سردچال و مانع نزدیک به ایران مرتبط است.  با توجه به موقعیت استقرار الگوهای جوی فوق در طول سال، بیابان آسیای مرکزی و شرق منطقه با جریان شمال و شمال شرقی، منبع گرد وغبار نیمه گرم( بیشینه گرد وغبار) و منبع گرد وغبارهای نیمه سرد مرتبط با موقعیت جبهه های سیکلون و ناپایداری هوا،  بیابان های داخلی ایران می باشند.

افزایش دمای کلان شهرها، بحران شهرنشینی در قرن حاضر است. هدف این تحقیق شناخت تغییرات فضایی دمای سطحی در شهر مشهد است که با باند حرارتی 11 تصویر لندست برای دوره 2009 تا 2013 و نقشه رقومی کاربری اراضی مشخص شد. در این مطالعه برای محاسبه دمای سطحی، از روش الگوریتم پنجره مجزا استفاده شد. مدل الگوی فضایی دمای سطحی شهر مشهد در طول سال، افزایش دمای سطحی از مرکز به حاشیه شهر در زمان گذر ماهواره است؛ به طوری که مناطق مرکزی و قدیمی شهر (سناباد، آبکوه، سعدآباد، ملک آباد)، دمای سطحی پایین تری نسبت به حومه شهر دارند. بالاترین دمای سطحی در حاشیه جنوبی شهر، پیش کوه های بینالود از غرب تا جنوب شرقی مشهد، راه آهن، فرودگاه، میدان شهدا، حاشیه بزرگراه امام علی و کمر بندی همت، ششصد دستگاه، کارخانه قند و نخ ریسی و فضاهای باز خالی و فاقد کاربری شهری است. کاربری های حمل و نقل شهری، زمین بایر و ارتفاعات در طول سال، حداکثر دمای سطحی و حداقل دما، در کاربری تفریحی و توریستی، کشاورزی و باغ ها به خصوص در ماه های گرم وجود دارد. منطقه 12 شهری، گرم ترین و منطقه 1، خنک ترین منطقه شهر مشهد به لحاظ دمای سطحی است. حداکثر دمای سطحی مشهد، در ماه های تیر و مرداد، و حداقل دما، در آذر بوده و دامنه فضایی دمای سطحی شهر، به ترتیب در ماه آوریل (فروردین) و فصل بهار، بیشترین و در ماه اکتبر (مهر) و پاییز، کمترین 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.

تعیین شاخص های اقلیمی و مطالعه ی پیوند از دور از روش های مهم در راستای هدف علم اقلیم شناسی همدید می باشد. مهم ترین این شاخص ها برای اقلیم ایران کدامند؟ برای این هدف، داده های رقومی روزانه ی ارتفاع ژئوپتانسیل برای سطوح مهم جوّی از مرکز ملّی پیش بینی محیطی و تحقیق جوّی آمریکا برای دوره ی 63 ساله(1948-2010) و داده های روزانه ی دما و بارش برای 43 ایستگاه دیده بانی همدید در دوره ی 30 ساله( 1977-2008) از هواشناسی ایران دریافت شد. با استفاده از روش تحلیل مؤلفه ی اصلی، شاخص های مهم جوّی در محدوده ی جغرافیایی 10 تا 70 درجه عرض شمالی و 10 تا 80 درجه طول شرقی برای نیمه ی سرد سال (پاییز و زمستان)شناسایی و با روش همبستگی، چگونگی و اهمیّت هر کدام از این شاخص ها در اقلیم ایران تعیین گردید. نتایج نشان داد، هفت شاخص جوّی در نیمه ی سرد سال در محدوده ی جغرافیایی مطالعه وجود دارند و مهم ترین آنها برای اقلیم ایران به ترتیب از شروع فصل سرما تا اواسط ماه نوروز شامل، شاخص آسیای مرکزی، سیبری شمالی، اروپای غربی، آناتولی و مدیترانه ی غربی می باشند. بیشترین تأثیر را شاخص ها بر اقلیم دمایی ایران دارند و تأثیر بارشی آنها به شکل ناحیه ای می باشد. بالاترین ارتباط بارشی را ساحل دریای خزر با شاخص آسیای مرکزی و اسکاندیناوی – مرکز آسیا به ترتیب در پاییز و زمستان وکل ایران با شاخص مدیترانه ی غربی دارند. بنابراین با توجه به اصل تابلر در جغرافیا، مراکز و شاخص های مهم جوّی اقلیم ایران در محدوده ی های نزدیک به ایران استقرار داشته و اهمیّت آنها بیش از شاخص های اقلیمی در فاصله خیلی دور می باشد.

اهداف: گردوغبار پدیده طبیعی اقلیم مناطق خشک و نیمه خشک جهان، خاورمیانه و ایران است. در این مقاله، رفتار زمانی و مکانی این مخاطره طبیعی در شمال شرق ایران با داده ساعتی دید افقی، جهت و سرعت باد ۱۰ ایستگاه سینوپتیک از ۱۹۶۱ تا ۲۰۱۰ بررسی شد. روش: با شاخص دید کمتر از ۱۰ کیلومتر و ثبت کد هواشناسی۰۶ ۰۹ و۳۰ ۳۵ در یک نوبت دیده بانی، روز گردوغبار تعریف گردید. فراوانی ماهانه، فصلی، سالانه، تداوم، درصد وقوع، مسیر ورود و رژیم ساعتی گردوغبار در هر ایستگاه، تعیین شد. یافته ها/نتایج: بیشینه گردوغبار در نواحی شرق، غرب و جنوب خراسان رضوی و ناحیه مرکز تا شمال، کمترین گردوغبار را تجربه می کنند. سرخس، غبارآلوده ترین و قوچان و کاشمر، پاک ترین هوا را دارد و بیشترین تداوم گردوغبار در سرخس و مشهد حادث می-گردد. بیشترین ثبت گردوغبار منطقه در ساعت ۱۲ و ۱۵ گرینویج، به جز سرخس که در ساعت ۶ است و کمترین گرد وغبار منطقه در شب می باشد. مسیر عمده گردوغبار، بیابان ترکمنستان و شرق منطقه با جهت شرقی، شمال و شمال غربی است و در زمستان با ناپایداری هوا و موقعیت سیکلون ها، گردوغبار از غرب می وزند. بنابراین برنامه های مؤثّر روی کانون های ریزگرد شمال شرقی و شرق منطقه، جهت مدیریت ریسک و بحران گردوغبار مفید است.

در این ارتباط هدف این تحقیق بررسی و تحلیل مکانی و زمانی وقوع امواج گرمایی در مقیاس سالانه ،فصلی و ماهانه در استان خراسان رضوی بوده تا دید فضایی و زمانی کاملی از توزیع این رخداد و مدیریت ریسک این پدیده اقلیمی ایجاد گردد. ب به منظور تعیین امواج گرمایی از شاخص صدک 95 استفاده وضمن تعیین آستانه دمایی، روزهای با تداوم 3 روز و بالاتر به عنوان موج گرما تعیین شد. نتایج حاکی است در مقیاس سالانه به ترتیب ایستگاه سرخس، سبزوار، گناباد و کاشمر ازآستانه های دمایی بالاتری برخورداربوده، اما به ترتیب کاشمر، سرخس، تربت حیدریه بیشترین موج گرما را تجربه کرده اند. درمقیاس ماهانه امواج گرمایی در هرایستگاه ودرهرماه آستانه های دمایی متفاوت می باشدکه این به خاطرتنوع جغرافیایی سرزمین خراسان مانند وجودآب وهوای کویری و گرم دربخش جنوبی و معتدل کوهستانی در شمال استان وبه طورپراکنده درمرکز، دوری ازدریاها، ووزش بادهای مختلف موجب گوناگونی آب و هوا و تفاوت دما درمناطق مختلف آن گردیده است.بررسی ها نشان داد که درهرایستگاه به ترتیب ماه جولای ایستگاه های سرخس و سبزوار از بیشترین آستانه های دمایی برخوردارند،اما ایستگاه های کاشمر و نیشابوربیشترین موج گرما را تجربه کرده اند.

اهداف: تغییر اقلیم به افزایش و یا کاهش جهت دار میانگین پارامترهای اقلیمی در یک دورة طولانی مدت گفته می شود. تغییر پارامترهای اقلیمی سطحی با تغییر الگوهای جوی مرتبط است. شناخت تغییر اقلیم ایران با شاخص های مهم جوّی، هدف مطالعه است. روش : برای تعیین شاخص های اقلیمی ایران، پنجرة جغرافیایی مناسب با عرض 10 تا70 درجة شمالی و طول 10 تا 80 درجة شرقی تعیین شد. داده های روزانة ارتفاع ژئوپتانسیل متر تراز 500 ه.پ. دورة سرد از 1948 تا 2010 از مراکز ملّی پیش بینی محیطی و تحقیقات اتمسفری استفاده شد. روش تحلیل مؤلفة اصلی و باکس جنکینز به ترتیب برای تعیین شاخص اقلیمی و تحلیل سری زمانی این شاخص ها استفاده شد. یافته ها/ نتایج: نتایج تحقیق نشان داد شاخص های اقلیمی دورة سرد ایران به ترتیب در منطقة آسیای مرکزی، اروپای شرقی و اروپای غربی استقرار دارند. این مراکز با آرایش خاصّ الگوهای جوی، اقلیم دورة سرد ایران را کنترل می کنند. سری زمانی روزانه و سالانة این مراکز تغییر معنی داری ندارند و نوسان با افزایش و کاهش حول میانگین را نشان می دهند. بهترین مدل برای پیش بینی سری های زمانی، مدل اتورگرسیو (AR) است و سری های پیش بینی با سری های اوّلیة شاخص ها با این مدل بیشترین هماهنگی را دارند. امروزه مدل های اقلیمی، نقش انسان در تغییر اقلیم سطحی را غالب می دانند.

تعیین شاخص اقلیمی و الگوهای جوّی برف سنگین شمال غرب در راستای روش شاخص سازی با رویکرد محیط به گردش در اقلیم شناسی همدید است. برای این هدف، داده های روزانه دما و بارش زمستان 12 ایستگاه دیده بانی همدید دوره 1989- 2010 از هواشناسی ایران و ارتفاع ژئوپتانسیل متر تراز 500 ه.پ. در محدوده جغرافیایی 10 تا 65 درجه شمالی و 15 تا 80 درجه شرقی از مراکز پیش بینی محیطی و مطالعات اقلیمی آمریکا استفاده شد. 74 روز بارش برف سنگین و فراگیر در منطقه تعیین، شاخص ها و الگوهای همدید با روش تحلیل مؤلفه اصلی مشخص گردید. مناطق با همبستگی فضایی در طی زمان، مرکز فعالیت ، در سطوح میانی جو به ترتیب: تاوه قطبی، اروپای غربی- سیبری مرکزی، بالکان، آسیای مرکزی و آناتولی می باشند. این مراکز با الگوی فرود عمیق آسیای غربی، مانع اروپا، فراز آسیای مرکزی و سردچال قفقاز مرتبط است، که با همگرایی و صعود هوا با کاهش شدید دما، ریزش برف سنگین منطقه را موجب می شوند. پرفشار سیبری منطبق بر کانون آسیای مرکزی در سطوح میانی جو، عامل مهم در تداوم و تقویت الگوهای جوی فوق است.

با رشد شهرنشینی، افزایش جمعیت و تغییر کاربری ها در قرن اخیر، دمای شهرها نسبت به حومه افزایش داشته و جزایر حرارتی شهر شکل می گیرد. شهر مشهد نیز، یکی از کلان شهرهای ایران، این بحران نوین شهرنشینی را تجربه می کند. در این پژوهش با استفاده از تصاویر باند ۶ سنجنده TM ماهواره لندست، موقعیت جزایر گرمایی شهر مشهد در ۴ سال مختلف (۱۳۷۱-۱۳۹۰) برای تیرماه و مردادماه شناسایی شد. به این منظور، از تصاویر دردسترس ماهواره لندست از مرکز مطالعات زمین شناسی آمریکا و داده های ساعتی هواشناسی مشهد استفاده شد. با استفاده از روش کین، الگوریتم و مدل مناسب و نیز نقشه حرارتی سطح زمین، شاخص پوشش گیاهی و جزایر حرارتی شهر مشهد تهیه شد. نتایج نشان داد مکان های عاری از پوشش گیاهی و دارای رطوبت پایین با قالب فضاهای باز، فاقد کاربری یا کاربری حمل و نقل از جنس خاک و سنگ مانند منطقه ثامن و منطقه ۱۲ شهری، دمای سطح زمین بالا بوده و جزیره های گرمایی شهر را شکل می دهند و منطقه پارک ملت، باغ ملک آباد و باغ های آستان قدس رضوی با شاخص پوشش گیاهی درختزار و رطوبت بالا، محدوده های سرد شهر هستند. اولین مرکز تشکیل جزیره گرمایی در طی چهار سال مورد مطالعه به خصوص در ۲ سال آخر (۱۳۸۸و۱۳۹۰)، منطقه ۱۲ شهری با نبود پوشش گیاهی و کاربری مسکونی با فضای باز خالی است. دومین مرکز جزیره گرمایی در منطقه ۸ شهری به دلیل وجود بزرگراه شهید کلانتری از لحاظ پوشش سطح آسفالت و حجم ترافیک و وجود دو منطقه نظامی با زمین های بایر بدون پوشش گیاهی و رطوبت است. بنابراین با گسترش فیزیکی شهر، وسعت و تعداد جزیره های گرمایی افزوده می گردد.

به منظور شناسایی نقش الگوهای گردش منطقه ای جو در بروز روزهای بسیار آلوده در شهر مشهد از یک روش تحلیل همدید ترکیبی استفاده شد. برای انجام پژوهش، چهار دسته داده، شامل داده های ایستگاه های سنجش آلودگی هوا، داده های رقومی جوی، داده های ایستگاه جو بالا و خروجی های مدلHYSPLIT مورد استفاده قرار گرفت. با استفاده از شاخص استاندارد آلودگی هوا (PSI)، کیفیت هوا برای شهر مشهد در یک دوره 7 ساله (1390-1384) مورد بررسی قرار گرفت و روزهای بسیار آلوده (200> PSI) شناسایی شد و با کاربست تؤامان تحلیل همدید دستی، ردیابی پسگرد ذرات معلق و بررسی شرایط ترمودینامیک جو مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج بررسی بیانگر آن است که روزهای بسیار آلوده در شهر مشهد در قالب چهار الگوی گردشی اصلی شامل: الگوی ترکیبی پرفشارسیبری-پشته جنب حاره ای، پرفشار مهاجر، پشته جنب حاره ای و الگوی کم فشار برون حاره، قابل طبقه بندی می باشند. در الگوی ترکیبی پرفشار سیبری-پشته جنب حاره ای، شکل گیری همزمان یک لایه وارونگی دمایی کم ضخامت در ترازهای زیرین جو و لایه وارونگی دیگری در وردسپهرمیانی، نقش تؤامان پرفشار سیبری و پشته جنب حاره ای را در افزایش آلودگی هوا نمایان می سازد. در الگوی پرفشار مهاجر، به واسطه استقرار پشته ای قوی در محدوده کوه های اورال- دریای خزر در وردسپهر میانی و شکل گیری یک مرکز گردش واچرخندی در حدفاصل دریای خزر تا بخش های شمالی خراسان در وردسپهر زیرین، شاهد ظهور همزمان چند لایه وارونگی کم ضخامت در نیمرخ قائم جو هستیم. الگوی پشته جنب حاره ای، الگویی برجسته از تیپ وارونگی فرونشستی را تنها در دوره گرم سال به نمایش می گذارد. در مقابل، در الگوی کم فشار، بروز روزهای بسیار آلوده، ناشی از توان جو در برداشت، انتقال و پخش گردوغبار و ذرات معلق است که بواسطه ناپایداری و صعود گسترده هوا به همراه عدم تغذیه رطوبتی مناسب در سامانه های چرخندی عبوری حاصل می گردد.

شناخت شرایط همدیدی و دینامیکی الگوهای گردش جو جهت تحلیل و شناسایی عوامل مؤثر بر وقوع بارش حائز اهمیت است. هدف پژوهش حاضر، شناخت الگوهای بارش حدی بهاره در ارتباط با کمیت های دینامیکی طی دوره 50 ساله (2010-1961) در سواحل جنوبی دریای خزر می باشد. بدین منظور، داده های روزانه ارتفاع ژئوپتانسیل، مؤلفه مداری(u) و نصف النهاری(v) باد، نم ویژه و سرعت قائم مرکزملی پیش بینی محیطی و پژوهش جوّی آمریکا با تفکیک مکانی 5/2 درجه استفاده گردید. در ادامه کمیت های دینامیکی: تاوایی نسبی، نمودار هاو مولر تاوایی، سرعت قائم، میدان های باد واگرایی - همگرایی و نیمرخ قائم تعیین گردید. نتایج نشان داد، بارش های حدی بهاره سواحل جنوبی دریای خزر از 4 الگوی دینامیکی تبعیت می کنند. الگوی اول، سامانه بندالی امگایی واقع در شرق اروپا و کوه های اورال- الگوی دوم، سیکلون های مدیترانه ای -الگوی سوم، سامانه بندالی شکل گرفته بر روی سیبری و آسیای میانه و الگوی چهارم، شگل گیری سامانه بندالی عامل اصلی بارش بهاره در سواحل جنوبی دریای خزر می باشند. این الگو تا حدودی شبیه به الگوی اول بوده با این تفاوت که، گسترش پرفشار جنب حاره به سمت شمال در فصل بهار غیرعادی است. بررسی کمیت های دینامیکی طی فعالیت سامانه ها نشان دهنده سرعت قائم منفی جو، تاوایی مثبت و منطقه همگرایی بر روی سواحل خزر می باشد. مجموعه این عوامل حاکی از وجود شرایط مناسب برای صعود دینامیکی هوای جو منطقه و صعود سریع ذرات به سطوح میانی و فوقانی جو بوده که ریزش های سنگین بهاره را موجب می شود.

آلودگی هوا به عنوان یکی از مهم ترین مخاطرات فناوری عصر حاضرمی باشد. از آنجاییکه کلانشهر مشهد با این بحران شهری مواجه است، هدف مطالعه حاضر شناسایی الگوهای جوی مؤثر بر آلودگی هوای شهر مشهد طی دوره آماری 1389-1386می باشد. سوال پژوهش این است که آیا سامانه های جوی که وارد شهر مشهد می شوند در تشدید آلودگی هوا تاثیر گذارند؟ برای شناسایی الگوهای موثر در ایجاد آلودگی در روز دو آلاینده مونوکسیدکربن (CO) و مواد معلق (PM10) در نیمه سرد سال، داده های روزانه فشار سطح دریا (SLP) و 500 هکتوپاسکال به کار گرفته شد.همچنین از روش های چندمتغیره، تحلیل مؤلفه اصلی(PCA) و خوشه بندی(CL) استفاده شد و این روزها در 5 گروه قرار گرفت و برای هر گروه ، نقشه-های مرکب از داده های سطح متوسط دریا (SLP) و 500 هکتوپاسکال تهیه و تفسیر همدید گردید. نتایج نشان داد وجود ناوه در اطراف دریاچه آرال، موجب ریزش هوای سرد به شمال شرق ایران شده و در سطح زمین موجب قوی تر شدن پرفشار سیبری گردیده،از طرفی استقرار یک سامانه پرفشار در غرب ایران موجب ورود جریانات شمال غربی شده ، که این الگوهای فشار موجب کاهش شدید دما و پایداری هوا، تراکم غلظت آلاینده ها در شهر مشهد شده است. همچنین وجود کم فشارها ، باعث ناپایداری و انتقال ذرات گردوغبار از بیابان های ترکمنستان به شهر مشهد شده اند.

الگوهای فشار سطوح بالای جوّ، شرایط جوّی سطح زمین را کنترل می کنند. شناسایی این الگوها در سطح منطقه ای برای بررسی رفتار پارامترهای سطحی، تغییرات و پیش بینی ضروری می باشد. به منظور شناسایی الگوهای فشار کنترل کننده ی اقلیم ایران در دوره ی سرد سال، داده های روزانه ارتفاعی سطح 500 هکتوپاسکال با تلاقی های 5/2درجه در محدوده ی 10-70 شمالی و 10-80 شرقی از مرکز ملی پیش بینی محیطی (NCEP) برای دوره ی 2010-1948استفاده شده است. مراکز فعالیت یا کانون های کنترل کننده ی اقلیم ایران با روش تحلیل مؤلفه های عمده(PCA) تعیین شده اند. هرکدام از مراکز فعالیت با الگوی فشار خاصی، اقلیم ایران را کنترل می کنند. نتایج نشان می دهد که هشت مرکز کنترل کننده، اقلیم ایران در دوره ی سرد سال را تحت تأثیر قرار می دهند. سیبری شمالی، مهم ترین مرکز کنترل کننده ی اقلیم ایران می باشد. بیش تر مراکز فعالیت در شمال و فقط مونسون پاکستان در جنوب ایران قرار دارد. عمدتاً الگوهای فشار نصف النهاری، با پدیده های مانع و سردچال همراه است. تراف های عمیق و ریج های قوی، پدیده ی عمده بادهای غربی در ایران می باشند.

تحقیق حاضر به دنبال مطالعه تعیین نواحی مستعد کشت زرشک با توجه به عوامل موثر درکشت زرشک در منطقه جنوب خراسان است. برای این منظور عناصر اقلیمی دما،بارش و نم نسبی روزانه در دوره آماری 2003 - 1985 و نقشه های سطوح ارتفاعی، شیب، جهت شیب و نقشه سه بعدی (TIN) منطقه، کشاورزی، پوشش گیاهی، کاربری اراضی و خاک منطقه جنوب خراسان تهیه و پردازش گردید. آمار کشاورزی مانند تولید سالانه و سطح زیر کشت زرشک از وزارت جهاد کشاورزی دریافت شد. داده ها ابتدا با استفاده از نرم افزار های آماریاکسل و اس مادا و SPSS پردازش شدند و هر یک از ویژگی های مورد نیاز در تعیین نواحی مستعد کشت زرشک استخراج گردید. با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) ایستگاه های منطقه بر اساس ویژگی ها و از نظر کشت زرشک مقایسه شده و امتیاز گرفتند. امتیاز ایستگاه ها در محیط جی.آی.اس به نقشه های رستری یا رقومی تبدیل شد، در نهایت با تلفیق لایه های مورد نظر در کشت زرشک، نقشه نهایی، که استعداد منطقه برای تولید وگسترش سطح زیر کشت زرشک بود، تهیه شد. نتایج این تحقیق نشان داد که در بین عوامل موثر بر تولید و گسترش کشت زرشک، شرایط اقلیمی نقش برجسته ای دارند و با استفاده از توانایی بالقوه محیط GIS می توان تحقیقات مکانی دقیق تر و سریعتر با نتایج روشنتری انجام داد. در منطقه مورد مطالعه مساحت زمین های مستعد کشت زرشک، بسیار بیشتر از مساحت زیر کشت موجود است و بیشتر زمین های مستعد در نواحی مرکزی، شمالی و شمال غربی و قسمت های شمال شرقی استان قرار دارند.