سید ابوالفضل مسعودیان

در پژوهش حاضر روند بارش سالانه ایران زمین با توجه به روند تغییرات فراوانی نمایه های فرین بالا و پایین و نیز نمایه های بهنجار بارش، به روش تحلیل پهنه ای در معرض توجه قرار گرفت. برای انجام پژوهش حاضر از نسخه سوم پایگاه داده ای اسفزاری با تفکیک مکانی 10 کیلومتر و برای بازه زمانی 01/01/1349 تا 29/12/1394 (46 سال و معادل 16801 روز) استفاده شد. روند بارش سالانه در کشور نشان داد که تغییرات بارش در بخش عمده ای (حدود 9/80 درصد مساحت) از کشور کاهشی بوده است و تنها بخش محدودی از کشور (حدود 19 درصد مساحت) روند افزایشی را تجربه کرده است. روند کاهشی بارش باعث کاهش آب حاصل از نزولات جوی در کشور به میزان حدود 5/1 میلیارد مترمکعب شده است. اگرچه استنباط های آماری نشان از عملکرد عوامل بزرگ مقیاس در شکل گیری روند کاهشی در بخش عمده ای از کشور است، امّا 53/33 درصد پهنه های توأم با روند کاهشی از دیدگاه معنی داری آماری تحت تأثیر عوامل محلّی (در شمال شرق و بخش هایی از شرق ایران، پیشکوه های داخلی زاگرس و پهنه ای ممتد از استان کرمان تا استان های اصفهان، چهارمحال و بختیاری و کهگیلویه بویراحمد، از غرب شیراز و شمال بوشهر در امتداد مرز غربی کشور تا شمال سنندج، هسته های پراکنده در بخش های جنوبی و شرقی ناحیه شمال غرب و شمال ایران) بوده است. بررسی ها نشان داد که نواحی توأم با روند کاهشی معنی دار تحت تأثیر کاهش بارندگی های پرمقدار (عمدتاً صدک 75 و بیشتر) بوده اند. نواحی توأم با روند مثبت و به لحاظ آماری معنی دار حدود 93/2 درصد از کشور را دربر می گیرند. این نواحی با گسستگی مکانی و به صورت هسته هایی بعضاً در درون نواحی توأم با روند منفی دیده می شوند.

بررسی پوشش برف در کشوری همچون ایران، امری بسیار حیاتی است و تمدن ایرانی به پوشش برفی کوهستان های این کشور وابسته است. هدف از پژوهش حاضر، بررسی تغییرات زمانی و مکانی زمان بندی فصل انباشت پوشش برف در ایران است. بدین منظور در گام نخست، داده های نسخه ششم سنجنده مودیس تررا و مودیس آکوا برای دوره زمانی 1/1/1379 تا 31/6/1397 به صورت روزانه و در تفکیک مکانی 500×500 متر برای کل گستره ایران دریافت شد؛ سپس به منظور کاهش اثر ابرناکی در داده های ماهواره ای، سه روش کاهش اثر ابرناکی بر داده های خام اولیه اعمال شد. در مرحله دوم به تفکیک هر سال آبی روی هریک از 7541502 یاخته ای که گستره ایران را می پوشاند، نخستین روز گزارش برف با سنجنده مودیس (برپایه روز اول مهر) استخراج و به مثابه شروع فصل برف روی یاخته مدنظر ثبت شد. درنهایت آرایه ای در ابعاد 7541502×1 ساخته شد که روی هریک از ستون های آن، شمار روز مربوط به نخستین بارش برف ثبت شده بود. این فرایند روی 18 سال داده موجود تکرار و درنهایت آرایه ای در ابعاد 7541502×18 تولید شد که در آن سطرها، نماینده زمان و ستون ها، نماینده یاخته های مکانی بودند. بررسی ها نشان می دهد در ارتفاعات غربی و شمال شرقی کشور، آغاز فصل انباشت پوشش برف در حال پیشروی به سوی زمستان است؛ این در حالی است که در ارتفاعات شمالی و شمال غرب کشور، شروع فصل انباشت پوشش برف در حال رفتن به عقب یعنی پسروی به سوی پاییز است.

رطوبت جو نه تنها یک گاز گلخانه ای مهم به شمار می رود، بلکه وردش های جهانی اقلیم و چرخه آب نیز به شکل قابل توجهی تحت تأثیر این عامل قرار دارد. در این مطالعه برای بررسی الگوهای توزیع فراوانی آبِ بارش پذیر در ایران از فرآورده آب بارش پذیر سنجنده مودیس آکوا برای بازه زمانی 1381-1396 استفاده شد. نتایج حاصل از اجرای روش تحلیل مؤلفه اصلی بر روی آرایه فراوانی آبِ بارش پذیر در گستره ایران نشان داد چهار مؤلفه اول 5/95 درصد پراش کل را تبیین می کند. ارتباط هر یک از این مؤلفه ها با عامل ارتفاع و فاصله از دریا نیز بررسی شد. نتایج تحلیل مؤلفه نشان داد در بخش های داخلی، ارتفاع و در کرانه ها شرایط دمایی و فرارفت رطوبت بیشترین نقش را در توزیع فراوانی رطوبت جو ایران بازی می کنند؛ به طوری که آبِ بارش پذیر مناطق با ارتفاع بالاتر از 3000 متر کمتر از 6 میلی متر و سواحل دریای عمان در 60 درصد اوقات بالای 26 میلی متر است. واکاوی پیوند میان ارتفاع و فاصله از دریا با مؤلفه های اصلی نیز تأییدی بر یافته های فوق بود.

عوارض جغرافیایی گوناگون (دریاچه ها، شنزارها، پلایاها، جنگل ها و ...) ویژگی های دمایی (گرمای ویژه و رسانایی گرمایی) متفاوتی دارند. از این رو توزیع فراوانی دمای رویه ی زمین بر روی هر یک از این عوارض متفاوت است. از سوی دیگر تغییرات محیطی سبب تغییر دمای رویه ی زمین می شود. بنا بر این تغییرات محیطی مانند آب شدن یخ ها و برفپوش ها، خشکیدن دریاچه ها، جنگل زدایی، بیابان زایی و مانند آن می تواند توزیع فراوانی دمای رویه ی زمین را تغییر دهد. داده های مودیس به دلیل تفکیک مناسب زمانی و مکانی بررسی تغییرات توزیع فراوانی دمای رویه ی زمین را ممکن می سازد. پانزده سال داده های مودیس آکوا به کمک واکاوی مؤلفه ی اصلی بررسی شد. این بررسی نشان داد که توزیع فراوانی دمای رویه ی زمین در ایران تا اندازه ی زیادی وابسته به ارتفاع و پس از آن وابسته به عوارض جغرافیایی است. توزیع فراوانی دمای رویه ی زمین بر روی عوارض جغرافیایی مختلف متفاوت است. دریاچه ها، شبکه های رودخانه ای، کویرها، شنزارها، درختزارها، جنگل ها و کلان شهرها از جمله ی عوارض جغرافیایی هستند که بر توزیع فراوانی دمای رویه ی زمین اثر می گذارند. از این رو بررسی توزیع فراوانی دمای رویه ی زمین به شناسایی مرز جغرافیایی این پدیده ها کمک می کند. از سوی دیگر می توان تغییر قلمرو این پدیده ها را نیز در طی زمان ردگیری کرد و ابزار نوینی برای پایش تغییرات محیطی به دست آورد.

جمعیت شهر اصفهان در طی شش دهه ی گذشته ده برابر شده است. بزرگ شدن شهر اصفهان پیامدهای محیطی بزرگی در پی داشته است. در همین دوره ی زمانی خشکاندن زاینده رود، افزایش دما و وردش بارش شرایط محیطی را وخیم تر کرده است. پیدایش جزیره ی گرمایی تنها یکی از پیامدهای تغییرات محیطی دهه های گذشته است. جزیره ی گرمایی برای تندرستی و مصرف آب و انرژی شهروندان پیامدهایی دارد. در این پژوهش داده های دمای رویه ی زمین سنجنده ی مودیس از 1379 تا 1395 برای گذر شب و روز به کار گرفته شد. به کمک این داده ها آب و هوای پس زمینه ی کلانشهر اصفهان با شگرد نمودار دورسو شناسایی شد. سپس یاخته ی نماینده ی شهر و یاخته ی نماینده ی آب و هوای پس زمینه شناسایی و نمایه ی جزیره ی گرمایی کلانشهر اصفهان محاسبه شد. بررسی ها نشان داد کلانشهر اصفهان در هنگام روز از پیرامون خود سردتر و در هنگام شب حدود دو درجه ی سلسیوس گرم تر از پیرامون خود است. شدت جزیره ی گرمایی در دی ماه بیشینه است و در تابستان ضعیف تر می شود. با توجه به رفتار زمانی و مکانی جزیره ی گرمایی کلانشهر اصفهان به نظر می رسد تغییراتی که شهر در رطوبت، سپیدایی و ترکیب جو ایجاد کرده نقش مهمی در پیدایش جزیره ی گرمایی داشته است. از آنجا که آب یکی از عوامل اثرگذار بر شدت جزیره گرمایی شهر اصفهان است زاینده رود در تعدیل دمای رویه ی زمین در محدوده ی کلانشهر اصفهان نقش بزرگی داشته است و خشکاندن آن پیامدهای زیست محیطی داشته است.

بخش کشاورزی ذاتاً حساس به شرایط تغییر اقلیم است و این امر موجب شده که یکی از آسیب پذیرترین بخش ها به خطرات و اثرات تغییرات محیطی باشد. هدف این پژوهش، ارزیابی تغییرات محیطی با روش توصیفی-تحلیلی در شهرستان نجف آباد است که داده ها نیز به روش پیمایشی تهیه شده است. بررسی های روند من-کندال نشان داد که دما طی یک دوره ی آماری 20 ساله دارای روند صعودی بوده است. همچنین در زمینه ی بارش، عدم وجود روند مشخص و کاهش بارندگی در شهرستان دیده می شود. بررسی ها نشان داد که همبستگی قوی بین برداشت از منابع آب زیرزمینی با تغییرات سطح آب زیرزمینی و نیز تأثیرات مخرب روند افزایش برداشت از منابع آب زیرزمینی در شهرستان نجف آباد وجود دارد. ضریب همبستگی بارش و نوسانات سطح آب زیرزمینی نشان داد که هیچ گونه ارتباطی میان این دو سری زمانی وجود ندارد. در این محدوده ی مطالعاتی، روند افت سطح آب زیرزمینی مستقل از بارش بوده و ناشی از استفاده ی بی رویه ی آب های زیرزمینی و نیز کاهش آب سطحی ورودی به منطقه است. نتایج ضریب همبستگی متقابل دو سری زمانی (افت سطح آب و هدایت الکتریکی) بیانگر همبستگی شدید این دو سری زمانی و همچنین اثرات منفی روند افت سطح آب زیرزمینی بر میزان هدایت الکتریکی آب در نجف آباد است. یافته های پوشش گیاهی نشان داد در جنوب و جنوب شرق نجف آباد به دلیل تغییر کاربری کشاورزان از کشت زراعت به کاشت درختان و احداث باغات روند افزایشی داشته است، اما در بخش زیادی از شهرستان روند پوشش گیاهی منفی بوده است. بررسی ها نشان داد که میزان اراضی زیرکشت زراعی و باغی شهرستان به شدت کاهش یافته و از تعداد شاغلین بخش کشاورزی کاسته شده است.

پیش بینی بیشینه رواناب حوضه به اطلاعات درست از حجم، شدت و پراکنش بارش نیاز دارد. در رابطه استدلالی  برای پیش بینی رواناب حوضه، شدت بارش ثابت فرض شده است و مقدار بارش نیز در بخش های مختلف حوضه از روش های درون یابی به دست می آید؛ زیرا بارش، یک فراسنج بسیار متغیر و احتمال خطا در برآورد آن زیاد است. این روش استدلالی به روش مدت - مساحت مشهور است. در این پژوهش به کمک داده های پوششی رادار، حجم و شدت بارش بر فراز حوضه در گام های زمانی 30 دقیقه (روش شدت – مدت - مساحت) به دست آمد. منحنی های همزمان تمرکز حوضه در گام های زمانی 30 دقیقه در نرم افزار G.I.S تهیه شد. سپس مختصات محیط و مساحت منحنی ها برای رادار تعریف، برنامه اجرایی آن در محیط نرم افزار رادار نوشته و حجم و شدت بارش در گام زمانی لازم برآورد شد. در ادامه به دلیل استفاده از داده های حجم بارش در گام زمانی انتخابی، رابطه استدلالی تغییر یافت و بیشینه رواناب شبیه سازی و با بیشینه دبی مشاهداتی مقایسه شد. هنگام بارش های شدید و پرحجم یا مرطوب بودن خاک حوضه به دلیل بارش های پیشین، بیشینه دبی زیاد بود. در بارش های کم شدت و کم حجم شرایط متفاوت بود؛ اگر شدت بارش در ابتدا کم بود و سپس افزایش داشت، مقدار رواناب بیش از حد انتظار بود؛ اگر شدت بارش در ابتدا زیاد بود و سپس کاهش داشت، مقدار رواناب کمتر بود. تأثیر پراکنش زمانی و مکانی بارش نیز بر مقدار دبی بیشینه نشان داده شد. تأخیر زمانی بین بیشینه دبی مشاهداتی و بیشینه رواناب شبیه سازی در بارش های شدید و پرحجم، کوتاه و در بارش های معمولی و کم حجم، طولانی بود. نتایج نشان داد استفاده از ضریب رواناب ثابت در رابطه استدلالی، مقدار بیشینه رواناب را دقیق برآورد نمی کند. با توجه به ویژگی بارش (شدت، مقدار، مدت، پراکنش زمانی و مکانی) و همچنین ویژگی رطوبتی خاک حوضه باید از ضرایب مختلف بهره برد.

ضریب رواناب از متغیرهای بسیار اثرگذار بر تشکیل و شدت سیل است. در این پژوهش به کمک مجموع بارش برآورد شده با رادار هواشناسی خزر شرقی، هشت مورد از سیل های حوضه ی آبریز باغو در فاصله ی سال های 1391 تا 1395 واکاوی شد. ضریب رواناب با استفاده از ارتفاع بارش برآوردی رادار هواشناسی و ارتفاع رواناب اندازه گیری شده بدست آمد. تأثیر حجم و شدت بارش بر ضریب رواناب این سیل ها متفاوت بود. هرچه شدت بارش بیش تر بود، ارتفاع رواناب بیش تر و هیدرگراف سیل کشیده و نوک تیز بود. این مورد در نمودار ساعتی بارش برآوردی در فصل گرم سال کاملاً مشهود بود. تداوم بارش نیز باعث شد که به تناسب مقدار بارش، ضریب رواناب بزرگ تر و ارتفاع رواناب زیاد شد. در سیل های فصل سرد سال به دلیل فاصله ی زمانی کم بین بارش ها و افزایش رطوبت خاک حوضه، با توجه به مجموع و شدت بارش برآوردی رادار، ضریب رواناب بزرگ بود. توزیع بارندگی و فاصله بین بارش ها نیز تأثیر مثبتی در ضریب رواناب داشت و حجم رواناب، بیش از حد انتظار بود. نتایج این پژوهش نشان داد که برای تعیین دقیق ضریب رواناب باید تمام عوامل تأثیر گذار مانند شدت بارش، حجم بارش، مدت زمان بارش، وضعیت رطوبتی خاک قبل از بارش، پراکنش زمانی و مکانی بارش در یک سامانه ی بارشی، و فصل رخداد بارش، را در رواناب در نظر گرفت. برای تعیین ضریب رواناب حوضه بجای یک مقدار مشخص برای ضریب رواناب، بهتر است یک دامنه برای آن در نظر گرفت.

فعالیت های انسانی خرداقلیم شهر را کنترل می کنند و یکی از روشن ترین آثار آن، پدیده جزیره گرمایی شهری است. جزیره گرمایی بر کیفیت زندگی شهری ازجمله مصرف انرژی، کیفیت هوا و آب و همچنین تندرستی مردم اثر دارد. شهر اهواز از گرم ترین شهرهای ایران است؛ از این رو جزیره گرمایی اهواز و شناخت خرداقلیم آن شایسته بررسی است. بدین منظور در این مطالعه جزیره گرمایی کلان شهر اهواز ازلحاظ تغییرات زمانی و مکانی با استفاده از داده های دمای رویه زمین سنجنده مودیس تررا و مودیس آکوا طی سال های 1381 تا 1396 بررسی شد. سنجش شدت جزیره گرمایی براساس آب وهوای پس زمینه انجام گرفت. در این راستا نخست محدوده شهر بر مبنای آخرین تصاویر گوگل ارث مشخص و سپس محدوده ای به اندازه وسعت شهر در پیرامون شهر تعیین و «ناشهر» نامیده شد. دمایی که در میان همه یاخته های ناشهر بیشترین فراوانی را داشت، دمای ناشهر در نظر گرفته شد. در ادامه اختلاف دمای تمامی یاخته های شهر از دمای ناشهر به دست آمد و میانگین اختلاف دمای همه یاخته های شهر از دمای ناشهر، میانگین شدت جزیره گرمایی/ سرمایی نامیده شد. نتایج نشان داد شهر اهواز طی روز جزیره سرمایی و هنگام شب جزیره گرمایی دارد. شهر اهواز هنگام روز به طور متوسط 2 درجه سلسیوس خنک تر و در شب 2/2 درجه سلسیوس گرم تر از پیرامون خود است. همچنین به علت عبور رودخانه کارون از داخل شهر، جزیره گرمایی به دو بخش تقسیم می شود؛ بخش های شرقی و غربی شهر دمای رویه بیشتری نسبت به میانه شهر دارند. کانون جزیره گرمایی شبانه و قسمت های ضعیف جزیره سرمایی روزانه بر منطقه صنعتی اهواز منطبق است.

تصاویر ماهواره ای به عنوان ابزارهای جدید، افق و ابعاد نوینی را برای پایش اراضی در اختیار قرار می دهند. در این بررسی به منظور تعیین نواحی جغرافیایی همگن از نظر گستره ی برگ از تصاویر دورسنجی مودیس ترا-آکوا در بازه ی زمانی 1395-1381 با تفکیک مکانی یک کیلومتر و تفکیک زمانی 8 روزه استفاده شده است. پهنه بندی و واکاوی گستره ی برگ با استفاده از نرم افزار مت لب و پایگاه اطلاعاتی گوگل ارث انجام شد. برای این منظور، ابتدا به موزائیک بندی و تعیین قلمرو ایران در مجموعه داده های ماهواره ای مودیس پرداخته و سپس با ایجاد پایگاه داده در مت لب و انجام واکاوی خوشه ای، پهنه بندی انجام شد. به منظور واکاوی بهتر گستره ی برگ از داده های میانگین بلندمدت دما و بارش در بازه ی زمانی مورد نظر نیز استفاده گردید. طبق این تحلیل12/46 درصد از گستره ی ایران تحت حاکمیت پوشش گیاهی است. پهنه ی بسیارانبوه، انبوه، متوسط و تنک چهار پهنه ای هستند که در کشور شناسایی شده اند. این چهار پهنه به ترتیب بر 67/2، 9/6، 26/9، 29/27 درصد از سرزمین حاکم هستند. نتایج نشان داد که در تمام پهنه های مورد بررسی، گستره ی برگ در دوره ی گرم سال به دلیل دمای بالا در این دوره و وجود بارش ها در دوره ی سرد پیشین دارای درصد بیشتری می باشد. دامنه های شمالی البرز، جنگل های هیرکانی، جنگل های گلستان، جنگل های ارسباران از جمله مناطقی هستند که مناطق مختلف آن ها در تمامی پهنه ها وجود دارد. علاوه بر جنگل ها، مناطقی که برای هر یک از پهنه ها شناسایی شده اند عموماً شامل کشتزارها می شود.

میزان بارش اندازه گیری شده توسط رادار با میزان بارش دریافت شده در سطح زمین تفاوت دارد. این اختلاف علل متعددی دارد که برخی از آن ها به ماهیت رادار و برخی دیگر به شرایط آب وهوایی هر منطقه مربوط می شود. در نتیجه برای تعیین میزان بارش های دریافتی در سطح زمین از داده های حاصل از رادار، باید داده های رادار را بر اساس داده های زمینی تصحیح کرد. پیوند میان بارش و بازتابندگی رادار نمایی است از z=aRb. اگر مقادیر ضرایب این مدل درست انتخاب نشوند برآورد مقدار بارش توسط رادار با اشتباه همراه می شود. اندازه و توزیع چکه های بارش اثر زیادی بر مقادیر ضرایب این مدل دارد. دامنه ی وردش در ضرایب این مدل بسیار زیاد است. دراین پژوهش از داده های رادار کرمانشاه به عنوان نماینده غرب کشور استفاده شد. ایتدا بارش های 26 تا 27 آبان سال 1394 و 10 تا 12 آذر سال 1395 ایستگاه های کرمانشاه، سرپل ذهاب، قصرشیرین، اسلام آباد، کنگاور، روانسر، سنقر، گیلان غرب، جوانرود، هرسین، سومار و تازه آباد که در محدوده ی 30 تا 100 کیلومتری رادار کرمانشاه جا گرفته اند، بررسی شد. در بارش اول برای هریک از نقاط مورد مطالعه، زاویه ی ارتفاع بهینه ی پرتو انتخاب و رابطه ی مربوط به آن نقطه استخراج و ضرایب تصحیح بدست آمد. با استفاده از این رابطه مقدار بارش برآوردی رادار از 31 درصد به 96 درصد افزایش یافت و میانگین مجموع بارش برآورد شده رادار از 9/8 به 4/32 میلی متر رسید که از میانگین واقعی فقط 1 میلی متر کم تر است. در بارش دوم، با استفاده از داده های بارش تمام نقاط مورد مطالعه، فقط یک معادله استخراج شد و ضرایب تصحیح رادار به دست آمد. نتایج برآورد بارش رادار به این روش نیز با تقریب خوبی مورد قبول بود و میانگین مجموع بارش برآورد رادار از 6/9 به 5/23 میلی متر افزایش یافت که 4 میلی متر از مقدار واقعی کم تر بود.

خورشید  منبع  اصلی  انرژی  و  حیات  در  سطح  زمین  است  و  بدون  تابش  خورشید  هیچ  فرآیند  جوی  و  اقلیمی  در  سطح  کره  زمین  وجود  نخواهد د اشت . حیات  گیاهی، جانوری  و  انسانی  در  سیاره  زمین،  وابسته  به  انرژی  خورشید  است .  تابش  موج  کوتاه  از  جهت  استفاده  آن  در  فرایندهای  زیست   شناختی  بخصوص  فتوسنتز  و  ادامه  حیات  بشر ی  دارای  اهمیت  زیادی  است  و  تابش  موج  بلند  زمینی  که  حاصل  برونداد  گرمایش  سطح  زمین  است،  در  تعادل  گرمایی  سیاره  زمین  با  توجه  به  وجود  گازهای  گلخانه ای  نقشی  بسیار  حیاتی  دارد . بخشی  از  تابش  موج  بلند زمینی [1] از  طریق  پنجره های  جوی  خارج   می شود  و  بخش  عمده ای  از  آن  توسط  گازهای  گلخانه ای  به  صورت  تابش  بلند  برگشتی  به  سطح  زمین  بازگشت  داده  می شود  که  به  ویژه  در  طی  شب ها و  فصل  زمستان  نقش  مهمی  در  تعادل  دمایی  کره  زمین  بازی  می کند . برآورد   تابش  بلند  زمینی  کاری  دشوار  است  و  سنجش  از دور  می تواند  برای  ارزیابی  آن  در  مقیاس  سیاره ای  و  منطقه ای  مورد  استفاده  قرار  گیرد . هدف  از  این  پژوهش  تحلیل  میانگین  بلند مدت  تابش  بلند  زمینی  ایران  به  کمک  داده های  مرکز  ملی  هوا  و  اقیانوس  شناسی [2] می باشد . در  این  پژوهش  نخست  داده های  میانگین  روزانه  OLR   در بازه  زمانی  1979   تا  2016 با  پوشش  مکانی  1   درجه ی  قوسی،  در  مقیاس  جهانی  از  پایگاه  ثبت  داده های  آب  و  هوایی [3]  برداشت  شد . سپس  بر  مبنای  نزدیک  به  1   میلیارد  یاخته،  میانگین  بلند مدت  OLR جهان  و  ایران  محاسبه  گردید . یافته ها  در  مقیاس  سیاره ای  نشان  داد  که  بیشینه ی  تابش  بلند  زمینی  در  منطقه ی  خاور میانه  و  شمال  آفریقا  با  مقادیر  بیش  از  290 وات  بر متر مربع  رخ  می دهد  که  ایران  نیز  بخشی  از  آن  به  حساب  می آید . از این  رو میانگین  بلند مدت  تابش  بلند  زمینی  ایران  43   وات  بیش  از  میانگین  بلند مدت  جهانی  است  که  مهم ترین  دلیل  آن  زاویه ی  عمود  تابش ( همجواری  با  مدار  راس   السرطان ) ناچیز  بودن  پوشش  سطحی  و  خشکی  زمین  به  ویژه  در  نیمه ی  جنوبی  و  شرقی  ایران   می باشد . تحلیل  فضایی  الگوهای  تمرکز  نقاط  داغ  و  سرد  با  استفاده  از  آماره  GI  بر روی  ایران  نشان  داد  که  نزدیک  به  43   درصد  از  گستره  ایران  از  نظر  تابش  بلند  زمینی  لکه های  سرد  ( در  سطح  اطمینان   90   درصد ) ، 40   درصد  لکه های  داغ ( در  سطح  اطمینان 90 درصد ) و 18 درصد  خنثی  است  که  متأثر  از  عرض  جغرافیایی  و  تنوع  پوشش  زمینی  می باشد .

دستکاری های انسان در طبیعت بدون پیامد نیست. تغییراتی که انسان در محیط ایجاد می کند از راه تغییر ویژگی های گرمایی رویه ی زمین می تواند به تغییر دما و در نتیجه تغییر توزیع فراوانی دما منجر شود. تغییر دما خود زنجیره ای از تغییرات محیطی را در پی خواهد داشت. در کشوری هم چون ایران که به سبب گرمی هوا و کمبود منابع آب زیست پذیری بسیار شکننده ای دارد گاهی تغییرات محیطی می تواند به معنای مرگ و زندگی باشد. بررسی داده های دمای رویه ی زمین مودیس آکوا برای گذر شب و روز از 1382 تا 1396 نشان می دهد که دستکاری های انسان توزیع فراوانی دمای رویه ی زمین را در پهنه های معینی از کشور دستخوش تغییر کرده است. ساخت سدها و بر هم زدن چرخه ی طبیعی آب، تهی کردن منابع آب زیرزمینی از راه حفر چاه های بی شمار، گسترش شهرها، تغییر کاربری زمین، نابود کردن جنگل ها و درختزارها نمونه هایی از دستکاری های انسان در طبیعت هستند که چهره ی دمایی ایران را در طی دهه ی گذشته دگرگون کرده است. تعادل میان توان طبیعی سرزمین ایران و باری که بر این سرزمین گذاشته شده بر هم خورده است. تداوم مدنیت در مراکز کهن تمدنی کشور با خطر نابودی روبرو است مگر آن که ایرانیان شیوه ی زندگی خود را تغییر دهند و بین نیازهای خود و توان طبیعی سرزمین ایران تعادلی برقرار سازند

  سامانه های بندالی به عنوان یک پدیده همدید تأثیر زیادی بر نوسان سایر عناصر اقلیمی به ویژه دما و بارش دارند. از این رو در این پژوهش آشکارسازی روند تغییرات سامانه های بندالی مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا سامانه های بندالی با نمایه ی TM در دوره ی 2012-1951 با تفکیک زمانی 6 ساعته و تفکیک مکانی5/2 ×˚5/2 جغرافیایی برای تراز 500 هکتوپاسکال شناسایی و فراوانی آن ها در تداوم های 1 تا 47 مشاهده ای مشخص گردید. سپس با کمک آزمون ناپارامتری من-کندال روند تغییرات آن ها شناسایی شد. نتایج نشان داد فراوانی رخداد سامانه های بندالی در اقیانوس آرام، اروپا، آسیا و ایران روند افزایشی و در اقیانوس اطلس و آمریکا روند کاهشی دارد. این روندها در 51 طول جغرافیایی با تداوم های 1 تا 8 مشاهده ای روند معنادار داشته که از این مجموعه در 26 طول روند مثبت و در 25 طول روند منفی است. هم-چنین نتایج روندیابی فصلی بیانگر معناداری این رخدادها در7 ماه از ژوئن تا اکتبر، دسامبر و مارس صرفاً بر روی برخی از طول های جغرافیایی در محدوده های اطلس، آرام و آمریکا می باشد که در محدوده ی اطلس در ماه های ژوئن، سپتامبر و دسامبر روند کاهشی و در اکتبر و مارس روند افزایشی، در محدوده ی آمریکا در ماه های ژوئن، جولای، سپتامبر و اکتبر روند کاهشی و در محدوده ی آرام در ماه های جولای تا اکتبر روند افزایشی مشاهده شد. در اروپا، آسیا و ایران نیز بیش تر ماه ها روندها افزایشی ولی بر روی هیچ طول جغرافیایی روند معنادار مشاهده نشد.

در این پژوهش، وضعیت گستره ی برگ در ایران از سال 1395-1381 با دورسنجی بررسی شد. برای این منظور به گردآوری و استخراج داده های نمایه ی گستره ی برگ برای چارچوب قلمرو ایران از تارنمای مودیس اقدام شد. سپس، با استفاده از برنامه نویسی در محیط نرم افزار مت لب به منظور انجام مجاسبات آماری- ریاضی پایگاه داده ا ی تشکیل گردید. پس از واکاوی داده ها، امکان تهیه ی نقشه ی میانگین بلندمدت ماهانه برای هر یک از ماه های سال فراهم گردید. این نقشه ها، نشان دهنده ی این امر هستند که نواحی مرکز، شرق و جنوب شرق تقریباً فاقد گستره ی برگ هستند و یا گستره ی برگ بسیار تنک در برخی مناطق دیده می شود. در مقابل نیمه ی شمالی و غربی کشور دارای گستره ی برگ مناسبی هستند که به استثنا جنگل های هیرکانی و ارسباران عموماً شامل کشتزارها می شود. دو عامل اصلی برای رشد و نمو گیاهان، بارش و دمای مناسب می باشد که این دو شرط در غرب کشور به دلیل قرارگیری در مسیر بادهای غربی مهیاست. از نظر زمانی نیز اردیبهشت و خرداد بالاترین میانگین گستره ی برگ و آذر و دی کمترین میانگین را دارا هستند. در مرحله ی بعد، بررسی 15 سال داده های نمایه گستره ی برگ به روش تحلیل خوشه ای بر پایه ی محاسبه ی فواصل اقلیدسی و روش ادغام وارد نشان داد که تمام 12 ماه سال در دو گروه اصلی جای می گیرند و در واقع در دو دوره با پوشش گیاهی قوی و ضعیف ، تقسیم بندی می شود. در این تحلیل، فروردین در دوره ی سرد سال و مهرماه در دوره ی گرم سال به عنوان ماه های گذار می باشند و در طبقه ای جداگانه قرار گرفته اند.

بحران آب به همراه اثرهای منفی تغییر اقلیم یکی از دغدغه های بشر در سطح جهانی است. تغییرات بلندمدت فراسنج های اقلیمی در نتیجه انتشار گازهای گلخانه ای تأثیر معنی داری در منابع آب تجدیدپذیر داشته است. در این پژوهش به بررسی تغییرات زمانی تبخیر- تعرق واقعی (ETa) و ارتباط آن با دما و بارش استان آذربایجان شرقی پرداخته شد. برای این کار از داده های فرآورده دورسنجی MOD16A2 سنجنده مودیس در بازه زمانی ۲۰۰۰ ۲۰۱۴ استفاده شد. تفکیک اسمی داده های به کارگرفته شده سنجنده مودیس 1000 متر است. در این پژوهش، علاوه بر داده های فرآورده MOD16A2، داده های دماهای بیشینه، کمینه، و بارش 11 ایستگاه همدید استان نیز به کار گرفته شد. هدف از این پژوهش مقایسه مقادیر ETa پایگاه ntsg با دما و بارش استان است. نخست میانگین داده های رقومی تبخیر- تعرق واقعی استان بر روی 124548 یاخته برآورد شد. سپس، به روش همبستگی و تحلیل رگرسیون پیوند بین دماهای بیشینه، کمینه، و بارش ایستگاه های همدید با تبخیر- تعرق واقعی ارزیابی شد. نتایج نشان داد که همبستگی خطی دماهای بیشینه و دمای کمینه با تبخیر- تعرق واقعی یاخته نماینده ایستگاه ها به صورت مستقیم و منفی بوده و با افزایش هر C°1 دما، مقدار تبخیر- تعرق واقعی به اندازه 02/0 میلی متر در روز کاهش می یابد.

سامانه های بندالی پدیده های مقیاس همدید منطقه برون حاره اند که موجب انقطاع و تضعیف بادهای غربی می شوند و در رخداد فرین های آب وهوایی نقش مهمی دارند. برای بررسی فراوانی، توزیع زمانی و مکانی سامانه ها از داده های ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال با تفکیک مکانی˚5/2 × ˚5/2 و تفکیک زمانی شش ساعته برای دوره 1951 تا 2012 در نیمکره شمالی و نمایه فیلترشده (TM) استفاده شد. یافته ها نشان داد که رخدادها در اطلس دو برابر آرام و سه برابر امریکا و غرب اروپا است و کمترین رخدادها در شرق آسیا و شرق اروپا است. همچنین، از نظر زمانی، در اقیانوس اطلس سال 1954 بیشترین و 1968 کمترین و در اقیانوس آرام سال 2011 بیشترین و 1957 کمترین فراوانی رخداد را دارند. در ایران یازده سال بدون رخداد و سال 1975 بیشترین درصد فراوانی مشاهده شد. توزیع فصلی نشان داد بیشترین فراوانی رخداد به ترتیب در فصل تابستان، پاییز، زمستان، و بهار است. رخدادهای بندالی در فصل زمستان بیشتر روی مناطق اقیانوسی و سواحل و در فصل گرم روی مناطق قاره ای نیز مشاهده شد. همچنین، مشخص شد که رخداد سامانه های بندالی در 90 موقعیت از 144 طول جغرافیایی با کاهش بارش سالانه در ایران ارتباط معنادار دارد.

در این پژوهش برای واکاوی نقش نوسان شمالگان در فراوانی روزهای همراه با رخداد بارش در ایران از داده های روزانه بارش GPCC، داده های روزانه نوسان شمالگان از مرکز پیش بینی آب و هوایی نوا و داده های ارتفاع ژئوپتانسیل 700 هکتوپاسکال از پایگاه داده های مرکز ملی پیش بینی محیطی- مرکز ملی پژوهش های جوی طی بازه زمانی 1367-1391 استفاده شد. نخست، برای بررسی نقش نوسان شمالگان بر روی فراوانی رخداد بارش، از آماره خی دو و سپس از آزمون همبستگی تأخیری برای یافتن بیشترین همبستگی میان این دو پارامتر استفاده شد. با استفاده از تأخیر زمانی، فراوانی روزهای همراه بارش از آبان تا اردیبهشت هنگام برقراری نمایه مثبت و منفی نوسان شمالگان بررسی شد. نتایج نشان داد که احتمال رخداد بارش هنگام نمایه مثبت شمالگان بیشترین است. نقشه های میانگین ارتفاع تراز 700 هکتوپاسکال هنگام برقراری نمایه مثبت شمالگان نشان می دهد که شیو شدید فشار در شرق اقیانوس اطلس حاصل کاهش شدید فشار کم فشار قطبی و افزایش گستره نصف النهاری پُرفشار جنب حاره در حوالی نصف النهار گرینویچ به طرف عرض های بالاتر سبب می شود تا ناوه کم عمقی بر روی شرق دریای مدیترانه به وجود آید که همراه جریانات شمال سو شرایط پویشی برای ایجاد سامانه کم فشار شرق دریای مدیترانه به وجود می آورد.

هدف از پژوهش کنونی، بررسی نقش دمای رویه زمین در پراکنش روزهای برف پوشان در ایران است. در گام نخست داده های دمای رویه زمین سنجنده مودیس ماهواره ترا از تارنمای ناسا برای بازه زمانی 1393-1382 در تفکیک مکانی 1×1 کیلومتری دریافت شد. برای بررسی پوشش برف کشور نیز از داده های سنجنده مودیس ترا و مودیس آکوا برای بازه زمانی 1393-1382 در تفکیک مکانی 500 × 500 بهره گرفته شد. پس از آماده سازی داده ها در محیط نر م افزار مت لب، به کمک مدل رقومی ارتفاع (Dem) ایران برای هر یک از گروه های ارتفاعی در گام های ارتفاعی یک متری میانگین سالانه دما محاسبه شد. یافته های این پژوهش نشان داد، مناطقی که میانگین سالانه دمای رویه آن ها کمتر از 30 درجه سلسیوس است، برای نشست پوشش برف به طور نسبی مهیا هستند و از ارتفاع 1700 به بالا دمای رویه زمین در ایران به کمتر از 30 درجه سلسیوس می رسد. واکاوی پیوند میان شمار روزهای برف پوشان با میانگین دمای رویه زمین آشکار ساخت، دمای رویه زمین در مناطقی از ایران که به طور میانگین هیچ گونه پوشش برفی ندارد، 37 درجه سلسیوس است و بیشترین شمار روزهای برف پوشان در کشور در مناطقی است که میانگین سالانه دمای رویه آن ها صفر درجه سلسیوس است.

از آنجا که پوشش گیاهی و تغییرات آن دارای نقش تأثیرگذاری در فراسنج های اقلیمی هستند، آگاهی از تغییرات پوشش گیاهی هر منطقه جغرافیایی اهمیت بسیاری دارد. در پژوهش حاضر، روند تغییرات نمایه NDVI ایران در کمربندهای ارتفاعی بررسی شد؛ به این منظور، ابتدا داده های 16 روزه نمایه تفاضل به هنجار شده پوشش گیاهی (NDVI) مودیس آکوا برای بازه زمانی 13/4/1381 تا 23/12/1393 از تارنمای مودیس دریافت شدند. سپس بر مبنای نزدیک به 10 میلیارد یاخته، میانگین بلند مدت 16 روزه NDVI ایران محاسبه و یک آرایه مکان- زمان به ابعاد 293×111 حاصل شد که ردیف های آن، طبقه های ارتفاعی ایران با بازه 50 متر از منفی 50 تا 5500 متر تعریف شدند و ستون های آن، میانگین بلندمدت نمایه NDVI با بازه 16 روزه را نشان دادند. بررسی روند تغییرات با آزمون من کندال در سطح اطمینان 95 درصد نشان داد طبقه های ارتفاعی 400 تا 450، 450 تا 500، 500 تا 550، 700 تا 750 و 1250 تا 1300 متری دارای روند مثبت نمایه NDVI و دیگر طبقه های ارتفاعی بدون روند هستند و هیچ ارتفاعی در ایران روند منفی ندارد.