بهروز سبحانی

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 بشری تأثیر می گذارد. در حالی که مطالعات انجام شده در رابطه با این پدیده بر اساس روش های مناسب بسیار کم می باشد. در مقاله حاضر سعی شده است با استفاده از قابلیت های سامانه نرم افزاری MATLAB و شاخص تلفیقی SEPI در دو مقیاس زمانی 6 و 12 ماهه، به بررسی وضعیت خشکسالی در استان اردبیل پرداخته شود. برای این کار از داده های اقلیمی ایستگاه های سینوپیتیک شهرستان اردبیل، پارس آباد و خلخال در استان اردبیل استفاده شد. نتایج تحقیق نشان می دهد شاخص SEPI ویژگی دو شاخص SPI و SEIرا به خوبی در خود منعکس می کند و همچنین دما را که به عنوان یکی از پارامترهای مؤثر 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 استان اردبیل رو به افزایش است. دما هم با شدت بیشتر روند افزایشی دارد. طولانی ترین تداوم زمانی خشکسالی در استان، در ایستگاه پارس آباد در مقیاس زمانی 12 ماهه از ماه ژوئن سال 1998 تا ماه نوامبر سال 1999 به مدت 18 ماه اتفاق افتاده است. بیشترین درصد وقوع خشکسالی در ایستگاه پارس آباد و کمترین آن در ایستگاه خلخال مشاهده می شود.

خشکسالی به عنوان یک پدیده اقلیمی به شدت بر همه جوانب فعالیت های بشری تاثیر می گذارد. با این حال مطالعات انجام شده در رابطه با این پدیده بر اساس روش های مناسب بسیار کم می باشد. بررسی ویژگی های خشکسالی و پیش بینی آن می تواند در کاهش خسارات حاصل از آن موثر باشد. از این رو در این تحقیق به بررسی خشکسالی و ارزیابی امکان پیش بینی آن برای ایستگاه هایی از استان اردبیل پرداخته می شود. داده های مورد استفاده این تحقیق مقدار بارندگی به صورت ماهانه در دوره آماری 23 ساله می باشد. شاخص بارندگی استاندارد شده در مقیاس های زمانی 1، 3، 6 و 12 ماهه برای بررسی ویژگی خشکسالی و مدل سیستم استنتاج عصبی - فازی تطبیقی برای پیش بینی خشکسالی مورد استفاده قرار می گیرد. بر اساس نتایج حاصل از این پژوهش شدیدترین خشکسالی در استان اردبیل در ایستگاه شهرستان اردبیل در مقیاس زمانی 6 ماهه، در ماه دسامبر سال 2010 با مقدار شاخص 47/2- رخ داده است. در مجموع بیشترین درصد وقوع خشکسالی در ایستگاه پارس آباد و کمترین آن در ایستگاه خلخال مشاهده می شود. به جز ایستگاه پارس آباد در مقیاس زمانی 3 و 6 ماهه، روند خطی شاخص SPI کاهشی است، به عبارتی خشکسالی روند افزایشی دارد. بر اساس تحلیل خوشه ای انجام شده ایستگاه خلخال و اردبیل در هر چهار مقیاس زمانی در یک گروه قرار گرفته اند بنابراین ویژگی خشکسالی در آنها مشابه هم است و ایستگاه پارس آباد در گروه دیگر قرار دارد. نتایج حاصل از پیش بینی شاخص با مدل انفیس نشان داد که در اکثر موارد خطای پیش بینی قابل توجه بوده و مدل در این پیش بینی کارایی قابل قبولی ندارد.

کلزا با اختصاص 15 درصد کل تولید روغن گیاهی در جهان بعد از سویا و نخل روغنی، مقام سوم را در بین دانه های روغنی به خود اختصاص داده است. اقلیم، توپوگرافی، خاک و استعداد اراضی از مهم ترین مولفه های محیطی هستند که استعداد و قابلیت تولید محصول زراعی در یک منطقه به آن ها وابسته است. در این تحقیق سعی شده است با ارزیابی تناسب اراضی بر اساس این معیارها، اراضی مستعد ک شت کلزا در سطح استان آذربایجان غربی شناسایی ش ود. در تحقیق حاضر از داده های اقلیمی از قبیل دما، بارش، درجه روز، رطوبت نسبی، تعداد روز یخبندان، و ساعات آفتابی، ایستگاه های سینوپتیک و باران سنجی سطح استان از بدو تاسیس تا سال 1388 مربوط به هر یک از مراحل فنولوژیکی رشد کلزا و داده های منابع زمینی از قبیل لایه های توپوگرافی، قابلیت اراضی، عمق خاک و کاربری اراضی، استفاده شده، و مطالعه و بررسی هر یک از آن ها در رابطه با نیازهای اقلیمی و اکولوژیکی کلزا صورت گرفت. سپس با استفاده از روش واسطه یابی کریجینگ در نرم افزار Arc GIS 9.3 هر یک از نقشه های عناصر اقلیمی تهیه و لایه های اطلاعاتی طبقه بندی شدند. به منظور اولویت بندی و ارزیابی معیارها و لایه های اطلاعاتی در رابطه با هم و تعیین وزن آنها از روش AHP استفاده شد. سپس ترکیب و تحلیل فضایی اطلاعات با استفاده از مدل TOPSIS در محیط GIS صورت گرفت و لایه نهایی ارزیابی توان محیطی برای کشت کلزا تهیه شد. بر اساس نتایج به دست آمده، اراضی استان از نظر پتانسیل اقلیمی و محیطی برای کشت کلزا به چهار طبقه خیلی مناسب (6/18%)، مناسب (4/34%)، متوسط (1/32%) و ضعیف (7/14%) تقسیم بندی شدند.

برآورد تبخیر و تعرق یکی از عوامل مؤثر در مدیریت منابع آب است. روش های مختلفی برای برآورد تبخیر و تعرق وجود دارد. در این تحقیق، امکان استفاده از دو مدل مبتنی بر سنجش از دور، سبال و متریک و نیز تفاوت های آن ها با یکدیگر و تصاویرMODIS مربوط به تاریخ 24/2/1392در سطح شهرستان ملایر استفاده شد. با استفاده از این مدل ها، شارهای سطحی محاسبه و مقدار تبخیر و تعرق واقعی برآورد شد. با توجه به روابط موجود و تفاوت های دو مدل در محاسبه ضریب شفافیت اتمسفری و مقدار شار گرمای خاک، نتایج نشان داد الگوریتم سبال با میانگین تبخیر و تعرق 83/6 میلی متر در روز، نسبت به الگوریتم متریک با مقدار 21/7 میلی متر در روز حدود 26/5 درصد تبخیر و تعرق واقعی روزانه در محدوده شهرستان ملایر را کمتر برآورد کرده است. علت اصلی این اختلاف استفاده از معادلات متفاوت در محاسبه ضریب شفافیت اتمسفری و شار گرمای خاک است که بخش عمده این تفاوت ها، اختلاف زیاد در مقادیر شار گرمای خاک محاسبه شده با دو روش می باشد. همچنین، بر اساس نتایج به دست آمده، هر دو مدل می توانند مقدار تبخیر و تعرق واقعی را متناسب با توزیع مکانی منطبق با شرایط توپوگرافیکی و پوشش گیاهی شهرستان برآورد نمایند.

پدیده ی گرد و غبار یکی از زیان بارترین بلایای طبیعی است که مشکلات محیطی عدیده ای را در مناطق مختلف جهان به وجود می آورد. در ایران، منطقه ی زابل به شدت تحت تأثیر این پدیده قرار دارد. مطالعه ی حاضر، با هدف شناخت ویژگی های زمانی و بررسی امکان پیش بینی پدیده ی گرد و غبار در ایستگاه زابل، به عنوان گردوغباری ترین ایستگاه کشور صورت گرفته است. در این راستا ابتدا به تجزیه و تحلیل ویژگی های آماری داده های مربوط به فراوانی ماهانه، فصلی و سالانه ی روزهای توأم با گرد و غبار ایستگاه زابل با آمار 41 ساله پرداخته شد. از روش تجزیه ی روند سری های زمانی برای تبیین نوسانات زمانی عنصر مورد مطالعه استفاده شده و طبقه بندی ماهانه ی روزهای توأم با گرد و غبار با استفاده از روش آماری چند متغیّره ی تحلیل خوشه ای انجام گرفت. پیش بینی گرد و غبار با استفاده از روش سیستم استنتاج فازی- عصبی تطبیقی یا انفیس (ANFIS) با اختصاص70 درصد داده ها به آموزش و30 درصد آن ها به تعیین اعتبار مدل انجام شد. نتایج نشان داد در طول دوره ی آماری مورد مطالعه ی ماه جولای و آگوست گرد و غباری ترین ماه های سال می باشند. بر اساس تحلیل خوشه ای انجام شده، ماه های جولای و آگوست با بیشترین روزهای گرد و غباری در یک خوشه ی مجزا قرار گرفته اند. روند سری ماهانه، فصلی و سالانه ی گرد و غبار در این ایستگاه، افزایشی می باشد. نتایج پیش بینی گرد و غبار با مدل انفیس، نشان از قابلیت بالای آن در پیش بینی گرد و غبار در این ایستگاه می باشد. ساختار سیستم استنتاج فازی (FIS) تعیین شده با چهار تابع عضویت به شکل قوسی با روش آموزش هیبرید، با اطمینان حدود 93 درصد گرد و غبار ایستگاه زابل را پیش بینی می کند

یکی ازعوامل موثر که  بر آسایش و سلامتی انسان  دخالت دارد شرایط اقلیمی مناسب است. لذا آب و هوا بخش مهمی از زندگی محیطی را تشکیل می دهد که تفریح و توریسم در قالب آن شکل می گیرد. هدف این تحقیق تعیین تقویم نواحی گردشگری استان اردبیل با استفاده از شاخص های بیوکلیمایی و تحلیل سامانه اطلاعات جغرافیایی است. داده های مورد استفاده در این تحقیق؛  متوسط دمای روزانه، متوسط حداقل دمای ماهانه، متوسط حداکثر دمای ماهانه، متوسط دمای تر، متوسط دمای خشک، نم  نسبی و سرعت باد از 16 ایستگاه هواشناسی استان در طول سال های 1370 تا 1390 جمع آوری گردید. با استفاده از روش های بیوکلیماتیک به صورت تجربی تحلیل گردید و در محیط GIS نیز براساس عنصر دمای متوسط، نقشه آسایش دمای استان برای هرماه رسم شد. یافته های این تحقیق نشان می دهد که ؛ 1- دما نقش مهم در جذب گردشگری استان اردبیل دارد. 2- مناسب ترین دمای آسایشی انسان، که باعث جذب بیشترین گردشگران می شود در مرکز و غرب استان اردبیل ماه های خرداد، تیر، مرداد و شهریور و  در شمال استان اردبیل ماه های اردیبهشت، خرداد، مهر و آبان و در جنوب استان اردبیل ماه های خرداد، تیر، مرداد، شهریور و مهر می باشد. 3- ماه های آذر، دی، بهمن و اسفند بعلت برودت هوا و سرمای ناشی از آن در کل استان شرایط بیوکلیماتیک آسایشی مناسب نمی باشد. 4- نتایج شاخص بیکر نسبت به نتایج سایر شاخص های مورد مطالعه در این تحقیق با واقعیت همخوانی بیشتری دارد.

اقلیم و تغییرات آن، نقش مهمی در همه ابعاد زندگی انسان ایفا می کند و به همین دلیل پیش بینی اقلیم آینده که متکی بر مدل های گردش عمومی جو انجام می گیرد، از اهمیت خاصی برخوردار است. در این پژوهش، داده های سناریوی A1B مدل های گردش عمومی جو BCM2 و IPCM4، برای ارزیابی تأثیر تغییرات اقلیمی بر دمای کمینه و بیشینه، تابش و بارش در هفت ایستگاه همدید استان خراسان جنوبی به کمک مدل آماری LARS-WG ریزمقیاس شدند. برای این کار سه مرحله واسنجی، صحت سنجی و مدل سازی مدل ها در ایستگاه های منتخب انجام گرفت و کارایی مدل ها از نظر شباهت مقادیر مشاهده شده و مقادیر شبیه سازی شده با استفاده از شاخص های خطا، مانند ریشه میانگین مربعات و ضریب تعیین ارزیابی شد. نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل داده ها در لارس، مکنز، سنس استیمیتور و من کندال، نشان داد که دمای کمینه، دمای بیشینه و تبخیر و تعرق در تمام شهرهای استان خراسان جنوبی (بجز قائن با افزایش بسیار جزئی بارش) طی2060-2011 روند افزایشی خواهند داشت، بقیه ایستگاه ها روند کاهشی بارش را شاهد خواهند بود. همچنین به جزبه جز قائن و فردوس، در بقیه ایستگاه ها روند افزایشی تابش مشاهده خواهد شد. طبق برآوردها، روند افزایشی دما در بیرجند و قائن کمتر بوده و در طبس بیشتر خواهد بود. چنین به نظر می رسد که تغییرات نه چندان شدید فراسنج ها در برخی ایستگاه ها، به دلیل موقعیت ویژه جغرافیایی و توپوگرافی منطقه است.

در این پژوهش ارتباط نوسانات شاخص فشار سطح دریا در اطلس شمالی، با میانگین، حداقل و حداکثر دماهای ماهانه شمال غرب ایران در دوره آماری از سال های 1987 تا سال 2005 مورد بررسی قرار گرفته است. روش مورد استفاده این پژوهش، استفاده از آمار تحلیلی (ضرایب همبستگی پیرسون و تحلیل مؤلفه های روند چند جمله ای مرتبه ی 6) می باشد. همچنین با استفاده از نقشه پهنه بندی میزان همبستگی شاخص NAO با دماها به صورت فضایی مشخص گردید. نتایج حاصل از این بررسی ها نشان می دهد که پدیده NAO در همه ایستگاه ها با دمای هوا همبستگی منفی دارد. ضرایب همبستگی به دست آمده تاثیر ضعیف تا نسبتاً متوسط NAO در دماهای منطقه را نشان می دهند. بیشترین میزان همبستگی شاخص NAO با دماهای میانگین ماهانه، و کمترین همبستگی با حداقل دماهای ماهانه دیده می شود. بیشترین ضریب همبستگی به دست آمده در هر سه دمای میانگین، حداقل و حداکثر با شاخص NAO، مربوط به ایستگاه شهرستان اردبیل می باشد. مدل نوسانی روند چندجمله ای طی دو موج مشخص، وجود همبستگی منفی بین NAO را با دماهای شمال غرب ایران تایید می کند.

تأثیر پدیده های جوی بر کره ی خاکی و به تبع آن زندگی بشر به حدی رسیده است که بی دانشی و عدم مدیریت در این بخش باعث تحمل هزینه های بسیار زیاد خواهد بود. محدوده ی مورد مطالعه با توجه به توپوگرافی و اقلیم حاکم بر آن، از این قاعده مستثنی نبوده و سالانه (در مواقع پر آبی) بارش های رگباری و شدید باعث وقوع سیلاب ها، لغزش در دامنه ها و فرسایش خاک های حاصلخیز آن می شود. لذا برآورد میزان پراکنش بارش در منطقه می تواند به اتخاذ برنامه ریزی های مناسب توسط مدیران در جهت جلوگیری از خسارات کمک اساسی کند. در پژوهش حاضر ابتدا با استفاده از روش های زمین آماری ضمن اینکه میانگین بارش دریافتی مناطق فاقد ایستگاه در محدوده ی مورد مطالعه برآورد شد، میزان دقت آنها نیز با استفاده از انواع مختلف روش های آماری (خطای قدر مطلق میانگین، میانگین خطای بایاس، درصد نسبی خطا و میانگین مربعات خطا) محاسبه گردید. بر اساس نتایج حاصله، روش های معکوس وزنی فاصله، کریجینگ آستانه خطی، دایره ای و نمایی در محدوده ی مورد مطالعه، به ترتیب نتایج درون یابی بهتری را نسبت به سایر روش ها دربر داشته اند لذا در پژوهش حاضر به منظور الگوسازی بارش و همچنین برآورد میزان بارش مناطق فاقد ایستگاه در محدوده ی مورد مطالعه از روش معکوس وزنی فاصله استفاده شد. بدین صورت که لایه های ماهانه، فصلی و سالانه ی بارش دریافتی برای محدوده ی مورد مطالعه ترسیم گردید. نتایج حاصل از این بررسی نشان داد که سامانه های خزری در ماه های اکتبر، نوامبر و دسامبر (فصل پاییز) بیشترین تأثیر و نفوذ را در محدوده ی مورد مطالعه داشته و منجر به ریزش بارش های زیاد در منطقه می گردد.

ویژگی های اقلیمی، توپوگرافی، شرایط کم نظیر اکوسیستمی، پوشش مرتعی و بخصوص آب های گرم ، از جاذبه های گردشگری منطقه به شمار می روند. در این تحقیق ، پرسش این است که پتانسیل ها و محدودیت های توسعه گردشگری منطقه سردابه کدام است و چه راهبردها و راهکارهایی برای توسعه گردشگری که به توسعه منطقه منجر شود ، وجود دارد؟ مقاله حاضر ، شناخت پتانسیل های گردشگری منطقه آبگرم سردابه در استان اردبیل با استفاده از روش SWOT است. در این مدل ، ارزیابی کننده «نقاط قوت، ضعف، فرصت و تهدید» بهترین راهبرد برای فرایند برنامه ریزی راهبردی طبیعت گردی محسوب می شوند. روش جمع آوری داده ها و تحلیل اطلاعات مورد نیاز بیشتر اسنادی، تحلیلی و پیمایشی است. نتایج حاصل ، بیانگر آن است که فصل تابستان ، بخصوص مرداد ماه در این منطقه با داشتن شرایط محیطی خنک و در شرایط بیوکلیمایی تحریک ملایم ، بهترین نقاط قوت برای گردشگری محسوب می شود. برودت سرما درفصل زمستان، نبود مکان اقامتی بیش از یک روز، بهداشتی نبودن در آبهای گرم و نبود پارکینک ، از نقاط ضعف منطقه به شمار می رود. همچنین ، مهمترین عامل جذب گردشگری در منطقه سردابه ، در درجه اول عوامل محیطی ، از قبیل چشم انداز مناسب طبیعی و آب و هوای خنک از ماه اردیبهشت تا آخر آبان و در درجه دوم آب های گرم است. راهکارهای این پژوهش می تواند در بهینه سازی وضع موجود و ساماندهی طبیعت گردی در این منطقه مؤثر باشد.

با توجه به تغییرات اقلیمی، گرمایش جهانی و خشکسالی­های اخیر، پیش­بینی دماهای حداکثر به عنوان یکی از مهمترین پارامترهای اقلیمی فرصت مناسبی را برای برنامه­ریزی و ارائه تمهیدات لازم در اختیار برنامه­ریزان قرار می­دهد. بررسی و تحلیل دماهای حداکثر به عنوان یکی از پارامترهای اقلیمی در مدیریت منابع آبی و طبیعی، کشاورزی، گسترش آفات و بیماری­ها، ذوب برف و سیلاب، تبخیر و تعرق، خشکسالی و غیره اهمیت زیادی دارد. امروزه با گسترش مدل­های هوشمند و تجربی در علوم مختلف، از جمله اقلیم شناسی و لزوم پیش­بینی­های دقیقتر، جایگزینی آنها به جای مدل های قدیمی اهمیت پیدا می­کند. یکی از این روش­ها، شبکه­های عصبی مصنوعی از مؤلفه­های هوش مصنوعی است که یکی از مهمترین کاربردهای آن ­در زمینه علوم جوی، پیش بینی و محاسبه پارامترهای اقلیم­شناسی است. در این تحقیق با استفاده از متغیرهای میانگین رطوبت نسبی، میانگین سرعت باد، مجموع ساعات آفتابی، میانگین حداقل و حداکثر دمای ماهانه به عنوان ورودی شبکه پرسپترون چندلایه (MLP)، میانگین حداکثر دمای ماهانه ایستگاه سینوپتیک اردبیل پیش­بینی شد. پارامترهای مذکور سال­های آماری 1985 تا 2005 را در بر می­گیرند. از 21 سال دوره آماری موجود، حدود 85 درصد آن یعنی 18 سال (216 ماه) برای آموزش شبکه و 3 سال (36 ماه) باقیمانده در مرحله آزمون شبکه به کار برده شده است. بدین منظور از امکانات و توابع موجود در نرم افزار MATLAB بهره­گرفته شد و برای هر ماه یک شبکه با خطای کمتر از 5 درصد طراحی گردید. پس از بررسی شاخص­های عملکرد شبکه، از جمله ضریب تعیین، مجذور میانگین مربعات خطا، میانگین مربعات خطا، میانگین مطلق خطا، میانگین درصد خطا و ضریب همبستگی مشاهده شد که پیش­بینی دمای حداکثر با دقت قابل قبولی انجام شده است؛ به گونه­ای که میزان ضریب همبستگی آن 99/0 و بیشترین اختلاف آن با داده­های واقعی برابر 83/0 درجه سانتیگراد بوده است.

در این پژوهش با استفاده از داده های مربوط به فراوانی روزهای برفی ایستگاه سینوپتیک تبریز به عنوان نمونه ای از اقلیم شمال غرب ایران، خصوصیات زمانی و روزهای برفی با روش آماری موردمطالعه قرار گرفته است. در این مطالعه برحسب مورد از روش های تعیین همبستگی پیرسون، تحلیل روند خطی و پلی نومیال درجه شش و نیز تحلیل خوشه ای ادغام برحسب روش وارد با معیار فاصله اقلیدسی برای طبقه بندی ماهانه روزهای برفی استفاده شده است. این مطالعه نشان داد که در مقیاس زمانی ماهانه، ماه های فوریه، ژانویه، مارس و دسامبر در بازه فصلی زمستان دارای بیشترین فراوانی روزهای برفی هستند. همچنین ارتباط نسبتا مستقیمی بین شاخص نوسان اطلس شمالی و روزهای برفی سالانه در ایستگاه تبریز مشاهده شده است.

کشت گندم دیم در تامین نیاز غذایی کشور از اهمیت به سزایی برخوردار است. حدود 15 درصد از سطح زیر کشت استان اردبیل به گندم دیم اختصاص دارد. ثابت شده است که روند کاشت و عملکرد این محصول استراتژیک به مقدار بارندگی سالانه و توزیع بارش ماهانه در طول دوره رشد بستگی دارد.بنابراین، هدف اصلی این تحقیق، بررسی نقش بارندگی در جهت تعیین مناطق مساعد و شناخت تاریخ مناسب برای کشت گندم دیم در استان اردبیل است. به همین منظور ابتدا، داده های بارندگی 15 ایستگاه هواشناسی از سال 1355 تا 1380 (26 سال) جمع آوری و پایگاه اطلاعات مربوط تشکیل شد. سپس، با استفاده از روش های آماری نظیر، آزمون های هتلینگ و تی مشاهده ای نرمال های اقلیمی مورد نیاز در روند کشت گندم دیم مورد مقایسه شد. در نهایت، نقشه های مناطق مساعد برای کشت گندم دیم با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی طراحی شد.نتایج حاصل از این تحقیق بیانگر این واقعیت است که :1 مقادیر بارش سالانه از شاخص های موثر در فرآیند پهنه بندی مناطق مساعد برای کشت گندم دیم می باشد. در این خصوص، مشخص می شود که مناطق شمالی استان، مساعدترین و مناطق جنوبی نامساعد ترین محدوده جغرافیایی برای کشت محصول دیم می باشد. :2 نتایج نهایی مبین این واقعیت است که مقدار بارش در طول دوره رشد، عامل تعیین کننده ای در روند کشت گندم دیم است. بنابراین، از نقطه نظر زمانی، ماه اکتبر مناسب ترین تاریخ کشت محصول گندم دیم در محدوده استان اردبیل شناخته می شود.