مجید منتظری

ضعف روش های سنتی طبقه بندی اقلیمی در نمایش واقعیت های اقلیمی ناحیه خزری و نشان دادن برتری روشهای نوین مبتنی بر سازو کارهای آماری چند متغیره و سامانه اطلاعات جغرافیایی در ارائه پهنه های اقلیمی ناحیه خزری، مهمترین ایده انجام این پژوهش است. برای دستیابی به این هدف، داده های نوزده عنصر اقلیمی ایستگاه های همدید منتخب شمال و شمال شرق کشور با دوره آماری20 ساله از پایگاه داده های سازمان هواشناسی کشور استخراج گردید و پس از اطمینان از استقلال و همگنی داده ها به کمک قابلیت های زمین آماری نرم افزار سرفر، ابتدا داده های هر کدام از عناصر اقلیمی منطقه مورد مطالعه بر اساس یاخته هایی با ابعاد 15× 15کیلومتر با استفاده از روش حداقل انحنا، میانیابی یابی گردید. سپس اطلاعات نقشه های رقومی بصورت آرایه ای به حالت R با ابعاد 19×266 آرایش داده شد و پس از هنجارسازی، یک تحلیل عاملی با چرخش مهپراش بر روی آرایه بهنجار شده، اعمال گردید و مشخص شد در مجموع 98 درصد مقادیر پراش داده ها توسط دو عامل بارشی- دمایی و رطوبتی- دمایی توجیه می شود. که عامل اول50 درصد و عامل دوم 48 درصد مقادیر پراش داده ها را بیان می کند. نمرات عاملی به وسیله تحلیل خوشه ای پایگانی و روش ادغام ""وارد"" مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت که نتیجه آن تقسیم ناحیه خزری به چهار خرده ناحیه اقلیمی معتدل مرطوب، معتدل نیمه مرطوب، سرد کم بارش و نیمه سرد کم بارش است. این خرده نواحی بشدت متأثر از عوامل اقلیمی چون دوری و فاصله گرفتن از دریا و افزایش ارتفاع است. تنوع اقلیمی در بخش های شرقی بویژه در محدوده استان گلستان، آشکارتر است. واژه های کلیدی:

"در این مطالعه به منظور شناسایی الگوهای زمانی – مکانی و پهنه بندی رژیم های دمایی ماهانه کشور از روش مولفه های مبنا و تحلیل خوشه ای استفاده شده است. تحلیل مولفه های مبنا از خانواده توابع متعامد تجربی است که می تواند الگوهای زمانی و قلمرو مکانی عناصر اقلیمی را توضیح دهد. تحلیل مولفه های مبنا منجر به شناسایی گروهی از مدل های تجربی می شود که هر یک نماینده یک الگوی زمانی – مکانی هستند. به علاوه این روش راهی است برای کاهش حجم داده ها و تبدیل متغیرهای اولیه به چند مولفه معدود که بتواند بیشترین پراش متغیرهای اولیه را توضیح دهد. اعمال تحلیل مولفه های مبنا بر روی ماتریس داده های دمای کشور نشان داد که با سه مولفه می توان 99.7 درصد از پراش داده ها را توصیف نمود. مولفه اول که بالاترین پراش داده ها (95.3 درصد) را تبیین می کند. نشان داد که رژیم دمایی قلمرو تحت حاکمیت آن، یعنی سواحل جنوبی کشور، از خوزستان تا چابهار در تمام طول سال با بقیه نقاط کشور تباین شدیدی دارد. با اعمال تحلیل خوشه ای سلسله مراتبی (پایگانی) و روش ادغام «وارد» بر روی نمرات مولفه ها، سه قلمرو اصلی رژیم دمایی کشور مشخص شد که عبارتند از: قلمرو کوهستانی، قلمرو کوهپایه ای و پست. قلمرو جنوب."

"در این پژوهش برای ارزیابی روند خشکسالی های اقلیمی در 23 زیرحوضه آبی دریای خزر، داده های بارش ماهانه با روش میانیابی به داده های پهنه ای تبدیل گشته سپس برحسب مختصات حوضه ها، بارش ماهانه هر حوضه تفکیک گردید. آنگاه از روش شاخص بارش استاندارد (SPI) برای ارزیابی خشکسالی های اقلیمی استفاده شده و این شاخص به صورت ماهانه برای هر یک از حوضه ها محاسبه گردید. به منظور تفکیک مکانی- خشکسالی حوضه خزر، با اعمال تحلیل خوشه ای بر روی ماتریس شاخص بارش استاندارد، زیرحوضه های خزر از نظر خشکسالی اقلیمی به 4 قلمرو به نام های ساحلی جنوب غربی، ساحلی جنوب شرقی، حاشیه ای و شمال غرب تفکیک گردید. بر اساس آزمون پارامتری رگرسیون خطی، بارش زیرحوضه های دریای خزر در ماههای ژانویه، می و دسامبر در سطح اطمینان 95% روند معناداری نشان نمی دهد. 5 زیرحوضه در ماههای فوریه و ژوئیه روند مثبت و 11 زیرحوضه عمدتا در ماههای مارس و سپتامبر روند منفی نشان می دهد. با اعمال آزمون ناپارامتری مان - کندال بر روی ماتریس شاخص SPI مشخص شد که در ماه می هیچ حوضه ای روند معناداری نشان نمی دهد. بالاترین روند در 6 زیرحوضه در ماههای ژوئیه و اوت بوده است"

شاخص زیست اقلیم دمای معادل فیزیولوژیک (PET) جزء شاخص های ترمو فیزیولوژیک است که از معادله بیلان حرارتی بدن انشان مشتق می گردد. این شاخص از پرکاربردترین ها در زمینه ارزیابی های زیست اقلیم محسوب می گردد. در تحقیق حاضر محدوده های بیو کلیماتیک شهر مشهد برای ساعات12,09وUTC 21 (با مطابق30: 09، 15:30 و 21:30 به وقت محلی) و بر اساس داده های اقلیمی دوره 20 ساله (1387-1368) مورد ارزیابی قرار گرفته است. علاوه بر ارزیابی زیست اقلیمی (آسایش اقلیمی، استرس گرمایی و سرمایی) فراوانی وقوع پدیده های فیزیکی ( مثل بارش،یخبندان،طوفان و..) و زیبا شناختی (شامل ابرناکی، شرایط آفتاب) که بر آسایش اقلیمی تاثیر گذارند نیز محاسبه شده است. بر اساس نتایج بدست آمده، دوره آسایش اقلیمی ساعات 9:30 و15:30 شهر مشهد در دو بازه زمانی واقع شده است دوره اول در ابتدای فصل بهار و دوره دوم آن در اوایل فصل پائیز واقع شده است که دوره اول آن طولانی تر است. دوره آسایش ساعت21:30 بصورت پیوسته در تیر و مرداده ماه واقع شده است. در مجموع تعداد روز های همراه با آسایش(2323) در ساعت 15:30(150روز) و بعد از آن ساعت9:30 (139 روز) اتفاق می افتد. ساعت 21:30فاقد تنش های گرمایی است.

برای دستیابی به الگوهای فرارفت دمایی در سال های سرد، ابتدا براساس متوسط دمای سالانه کشور، پنج سال سرد مشخص گردید. سپس برای تعیین فرارفت های دمایی سه مؤلفه باد مداری، باد نصف النهاری و دمای هوا در تراز 1000 هکتوپاسکال، برای ساعت 12 GMT و در محدوده جغرافیایی 20 تا 50 درجه عرض شمالی و 35 تا 70 درجه طول شرقی، از پایگاه داده های اقلیمی استخراج گردید. فرارفت دمایی برای هر سال با استفاده از برنامه نویسی در محیط نرم افزار گرادس محاسبه گردید و در مرحله بعد تحلیل مؤلفه اصلی بر روی ماتریس داده های فرارفت دمایی انجام گرفت. این تحلیل نشان داد که با پانزده مؤلفه می توان بیش از 93 درصد تغییرات داده ها را تبیین کرد. سپس تحلیلی خوشه ای با روش ادغام وارد، بر روی ماتریس نمرات مؤلفه ها انجام گرفت و براساس مقادیر پانزده مؤلفه در 1827 روز، دوازده الگوی فرارفتی شناسایی گردید. برای هر الگوی فرارفتی یک روز نماینده مشخص شد که معرف فرارفت دمایی در زمان حاکمیت آن الگوست. با مشخص شدن روز نماینده، نقشه های فرارفت دمایی این روزها محاسبه و ترسیم گردید. تحلیل نقشه های روزهای نماینده الگوهای فرارفت دمایی نشان داد که در طی دوره مورد مطالعه، الگوهای فرارفت سرد، به مراتب غلبه بیشتری دارند و از این رو پایین بودن دما در سال های سرد ناشی از فراوانی فرارفت های سرد و یورش توده های هوای سرد و گسترش آن بر پهنه ایران زمین بوده است. فرارفت های دمایی در قالب دو گروه فرارفت های شرقی ناشی از گسترش فراباری سیبری و فرارفت های غربی در نتیجه استقرار بادهای غربی، کشور را در بر می گیرند. بررسی نقشه های روز های نماینده، نشان می دهد که فرارفت های شرقی سطحی اند و شدت بیشتری نیز دارند و در لایه های پایین جَو جابه جا می شوند. این در حالی است که فرارفت های غربی، ملایم ترند و در ترازهای میانی جَو نمود بیشتری دارند. بررسی بسامد فرارفت های دمایی در ماه های سال، نشان داد که الگوهای شماره 9 و 11 و 12 تابستانه اند و در 31 درصد موارد در دوره گرم حادث شده اند. از این رو می توان گفت که فرارفت های دمایی در دوره سرد سال بسامد بیشتری دارند.

در این پژوهش داده های بارش ماهانه ایستگاههای هواسنجی ایران از بدو تاسیس تا سال 2005 برای تحلیل زمانی - مکانی بارش های فرین روزانه کشور بررسی گردید. با استفاده از این پایگاه داده، نقشه های رقومی بارش سالانه و بارش فرین روزانه با تفکیک مکانی 15*15 کیلومتر محاسبه گردید. مقادیر بارش فرین روزانه به بارش سالانه تقسیم گردید و بدین ترتیب نقشه ضریب بارش فرین روزانه به دست آمد. با اعمال تحلیل خوشه ای سلسله مراتبی با روش ادغام وارد بر روی 5769 داده این ضریب، مشخص شد که ایران را به چهار قلمرو از لحاظ نسبت بارش فرین روزانه به بارش سالانه می توان تفکیک نمود. قلمرو سوم و چهارم که به ترتیب بین 60 تا 100 درصد و 100 تا 170 درصد بارش سالانه در یک شبانه روز می تواند رخ دهد، بیشتر در معرض خطر است. این دو قلمرو، نیمه جنوبی کشور در امتداد سواحل شمالی خلیج فارس و دریای عمان را در بر می گیرد.امکان وقوع بارش های فرین روزانه در سراسر ایران بجز سواحل دریای خزر در چهار ماه دسامبر، ژانویه، فوریه و مارس وجود دارد. بارش های فرین روزانه سواحل خزر در ماههای اوت، سپتامبر و اکتبر رخ داده است. به علت ضعف فعالیت سامانه های غربی، زمینه وقوع بارش های فرین روزانه در نیمه جنوبی کشور در بازه زمانی آوریل تا نوامبر فراهم نیست.

حاصل تعامل عوامل محلی و الگوهای گردشی در بلند مدت، نوع و حالت آرایش نواحی دمایی در هر پهنه جغرافیایی را تعیین می کند. آگاهی از پراکندگی مکانی دما در پهنه های جغرافیایی، زمینه ساز برنامه ریزی و سیاست گزاری های درست محیطی است. این پژوهش با هدف شناسایی و تفکیک نواحی حرارتی ایران به انجام رسیده است. بدین منظور، داده های شبکه ای دمای بیشینه (حداکثر) ایران از پایگاه داده اسفزاری برداشت شده. داده های این پایگاه یک دوره ی 43 ساله در بازه زمانی روزانه از 1/1/1340 تا 29/12/1383 را می پوشاند و اندازه ی یاخته های شبکه 15×15 کیلومتر است. پس آرایه دمای بیشینه ایران به ابعاد 15705×7187 مبنای شناسایی نواحی حرارتی کشور قرار گرفت. برای تفکیک مکانی نواحی حرارتی، یک تحلیل خوشه ای سلسله مراتبی با روش ادغام وارد بر روی آرایه داده ها اعمال گردید. نتایج نشان داد که ایران را می توان بر مبنای دمای بیشینه روزانه به پنج ناحیه حرارتی شامل نواحی کوهستانی مرتفع، کوهستانی و کرانه های خزر، پست مرکزی، پست جنوب شرق، کرانه های جنوبی به ترتیب با متوسط دمای 9/ 18، 9/22، 26، 3/28 و5/31 درجه سلسیوس، تفکیک نمود. بررسی ها نشان داد که آرایش نواحی حرارتی تابعی از پیکربندی ناهمواری و عرض جغرافیایی است. تنوع دمایی در استانهای کرمان، فارس و بویژه لرستان و ایلام قابل توجه است. در حالیکه استانهای سیستان و بلوچستان، یزد، خراسان رضوی، سمنان و بخصوص هرمزگان و بوشهر علی رغم وسعت زیاد از تنوع دمایی برخوردار نیستند.

یکی از روشهای بررسی تغییرات اقلیمی و مکانیسم ردیابی آن بویژه در دوران چهارم، بازشناسی فرمهای ارضی است (موضوع مهم زمین ریخت شناسی) حاکمیت و استمرار هر اقلیمی بر منطقه، سبب عملکرد یک سیستم شکل زایی در آن منطقه می شود؛ لذا آنچه بعنوان پدیده های ژئومرفولوژی در سطح خارجی پوسته برجای می ماند، بعنوان میراث اقلیمی گذشته، کلیدی در حل معمای تحولات و تغییرات آن محیط می تواند محسوب شود. اگر نظریة «دریاچه های دوران چهارم بستر بروز مدنیّت در ایران» (رامشت،77 13) را بپذیریم، درخواهیم یافت که از نظر تاریخی این گونه مطالعات می تواند کمک فراوانی در شناخت بهتر استقرار شهرنشینی و سکونتگاههای بشری بنماید. این مقاله فشرده ای از یک کار تحقیقی ژئومرفولوژی در بخش علیای حوضة آبریز زاینده رود است که به روش استقرایی و با تکیه بر بازشناسی پدیده های ژئومرفیک حاشیة ساحل دریاچة زاینده رود و در قالب برهان خلف صورت گرفته و نتایج آنرا می توان به این شکل بیان داشت: دریاچة فعلی سد زاینده رود، بقایای یک دریاچة طبیعی بوده است و بر خلاف نظر «اوبرلندر» محقق آمریکایی که بخش علیای حوضة زاینده رود را قسمتی از حوضة آبریز کارون معرفی کرده، خود یک حوضة بسته داخلی بوده است. رودخانة زاینده رود بعد از پارگی دریاچه بصورت یک رودخانة دایمی در آمده و هسته های اولیة سکونتگاهی در بخش وسطای آن بوجود آمده است.

مدیریت و برنامه ریزی محیطی و بهره گیری از ظرفیت های اقلیمی هر مکان جغرافیایی، در گرو شناسایی پهنه های اقلیمی همگن و تأثیرگذار ترین عناصر اقلیمی در تفکیک مکانی نواحی اقلیمی، است. از اینرو هدف از این پژوهش شناسایی مهمترین عناصر اقلیمی تأثیر گذار بر کلیت اقلیم استان اصفهان و تفکیک مکانی ریز پهنه های اقلیمی این استان با بهره گیری از روش های آماری چند متغیره است. برای دستیابی به این هدف داده های متوسط سالانه 29 عنصر اقلیمی مربوط به 17 ایستگاه همدید در محدوده استان اصفهان بکارگرفته شد. در مرحله بعد به کمک روش میانیابی کریجینگ، مقادیر هر یک از متغیرها بر روی گره گاههای توری با ابعاد یاخته 12x12 کیلومتر برآورد گردید. در نهایت آرایه همبستگی داده های استاندارد شده 29 عنصر اقلیمی بر روی 746 یاخته مکانی استان اصفهان در معرض تحلیل مؤلفه های اصلی قرار گرفت. این تحلیل نشان داد که با 9 مؤلفه اصلی بیش از 99 درصد تغییرات مکانی عناصر اقلیمی استان بیان می شود. در این بین عناصر دمایی بیش ترین نقش را ایفا کرده و عمدتاً در نیمه شرقی استان جلوه گر است. عناصر رطوبتی در مرتبه بعدی قرار دارند و در نیمه غربی استان تظاهر می کنند. در مجموع عناصر دمایی و رطوبتی حدود 70 درصد تغییرات مکانی عناصر اقلیمی استان را تبیین می کنند. اعمال تحلیل خوشه ای پایگانی با روش ادغام وارد بر روی مقادیر نمرات 9 مؤلفه اصلی نشان داد که استان اصفهان را می توان به 10 پهنه اقلیمی تفکیک نمود. این پهنه بندی تا حدود زیادی با واقعیات محیطی استان بویژه پیکربندی ناهمواریها، مطابقت می کند. ریزپهنه های اقلیمی نیمه غربی استان که عمدتاًروند شمال غرب جنوب شرق دارند، از توانهای اقلیمی مناسبی برای برنامه ریزی توسعه و عمران ناحیه ای برخوردار است. درحالیکه یکی از مهمترین توانهای اقلیمی ریزپهنه های شرقی، بهره گیری از تابش خورشید در زمینه تولید انرژی است. در نهایت بررسی ها نشان داد که شرایط اقلیمی ایستگاه اصفهان متوسطی از اقلیم کل استان اصفهان است.

هدف از انجام این پژوهش این است که بدانیم در هر پهنه دمایی، ماه ها بر اساس مقادیر دما، چگونه با هم خوشه می شوند. بدین منظور، ابتدا داده های متوسط دمای روزانه 620 ایستگاه هواسنجی کشور تهیه گردید سپس میانگین دمای هر یک از ایستگاه ها بر مبنای تقویم شمسی و نقشه های همدمای روزانه بر روی شبکه ای به ابعاد حدود 18*18 کیلومتر به روش کریجینگ میانیابی و محاسبه گردید. به- طوری که میانگین دمای ایستگاه ها برای هر روز سال در قالب ماتریسی با آرایش T و به ابعاد 366*5214 به دست آمد. یک تحلیل خوشه ای سلسله مراتبی با روش ادغام وارد بر روی ماتریس داده ها اعمال، و ایران به شش پهنه دمایی نسبتاً متمایز تفکیک گردید. در نهایت، برای شناسایی فصول دمایی ایران، ماتریس میانگین ماهانه دما به ابعاد 12*5214 محاسبه شد. با اعمال مجدد تحلیل خوشه ای بر روی ترانهاده ماتریس داده های دمای ماهانه، تفکیک زمانی دما به دست آمد. این تحلیل نشان داد که دمای ایران از نظر زمانی به سه فصل چهار ماهه قابل تفکیک است. فصل سرد شامل یک دوره چهارماهه متوالی با میانگین دمای 8 درجه، که از آذرماه آغاز و تا اسفند به طول می انجامد؛ فصل گرم نیز دوره ای چهار ماهه با متوسط دمای 5/27 درجه، که از خرداد تا شهریور را در بر می گیرد، اما فصل معتدل شامل دو دوره دو ماهه است که حالت گذار از فصل سرد به گرم (فروردین و اردیبهشت) و گذار از فصل گرم به سرد(مهر و آبان) را داشته، میانگین دمای آن 18 درجه است. این ویژگی در هر شش پهنه دمایی دیده می شود. شناسایی فصول دمایی از نظر مصرف انرژی و زمان بندی گردشگری در کشور حائز اهمیت است.

"در این پژوهش زمان آغاز و پایان بخش گرم و سرد سال در پهنه‎ی ایران زمین بررسی شده است. برای دستیابی به این هدف داده‎های شبکه‎ای دمای بیشینه‎ی‎ ایران با تفکیک مکانی 1515 کیلومتر و بازه‎ی زمانی روزانه از 01/01/1340 تا 29/12/1382 شامل 15705 روز از پایگاه داده‎ی‎ اسفزاری ویرایش دوم برداشت گردید. به کمک آرایه‎ی داده‎های روزهنگام ایران به ابعاد 718715705 میانگین بلندمدت دما محاسبه و هموارسازی شد و بر پایه‎ی میانگین بلندمدت دمای هر یک از نقاط کشور سال به دو بخش گرم و سرد بخش شد. سرانجام نقشه‎های تاریخ‎های بالاترین و پایین‎ترین دمای روزانه، تاریخ‎های آغاز و پایان بخش گرم و میانگین دمای روزانه در بخش سرد و گرم محاسبه و ترسیم گردید. این نقشه‎ها نشان داد که میانگین دمای روزهنگام ایران 2/25 درجه‎ سلسیوس است. دوره‎ی گرم ایران از 28 فروردین تا 3 آبان و دوره‎ی سرد از 4 آبان تا 27 فروردین سال بعد رخ می‎دهد. دوره‎های سرد و گرم در همه جای ایران همزمان آغاز نمی‎شود. در بخش‎های جنوبی و جنوب‎شرقی کشور فصل گرم زودتر آغاز می‎شود و دیرتر به پایان می‎رسد. اوج گرما در ایران در نقاط مختلف با 70 روز فاصله به وقوع می‎پیوندد. در حالی که اوج سرما در سراسر ایران تقریباً همزمان و با 15 روز فاصله رخ می‌دهد."

استان کهگیلویه و بویر احمد به دلیل استقرار در پیشانی رشته کوه زاگرس میانی با نوع خاص آرایش کوهستانی موسوم به ناهمواری ژورایی، شامل تاقدیس ها و ناودیس های متوالی که به صورت دشت ها و کوهستان های موازی تجلی یافته و به آرامی از غرب به شرق بر ارتفاع آن افزوده می گردد، تنوع ارتفاعی چهار هزار متری را در منطقه به وجود آورده است. قدر مسلم چنین تنوع ارتفاعی، سبب شکل گیری خرده نواحی اقلیمی در دل کوهستان های این منطقه شده است. لذا تفکیک مکانی و شناسایی ویژگی های خرده نواحی اقلیمی به منظور آشکارسازی توان های اقلیمی هر یک از خرده نواحی استان و انطباق آن با پیکربندی ناهمواری ها، از اهداف اصلی این پژوهش است. برای دست یابی به اهداف یاد شده، داده های متوسط سالانه 36 عنصر اقلیمی مربوط به 15 ایستگاه همدید در داخل و اطراف استان کهگیلویه و بویراحمد، از پایگاه داده های سازمان هواشناسی کشور استخراج گردید. آرایه ی داده ها به حالت R (مکان- متغیّر) آرایش داده شد. سپس توری با ابعاد یاخته 5×5 کیلومتر بر روی نقشه استان گسترانیده شد و به کمک روش میان یابی کریجینگ مقادیر هر یک از متغیّر ها بر روی گره گاه های این تور برآورد گردید. بطوری که 623 یاخته مرز استان را در برمی گرفت. برای حذف بٌعد داده ها، آرایه ی مذکور در معرض فرایند استانداردسازی قرار گرفت. سپس تحلیل مؤلفه ی اصلی با روش همبستگی بر روی آرایه پهنه ای عناصر اقلیمی (36×623) انجام گرفت. و در نهایت 5 مؤلفه ی اصلی شناسایی شد. در مرحله ی بعد یک تحلیل خوشه ای پایگانی انباشتی بر روی آرایه نمرات 5 مؤلفه ی اصلی، انجام شد و استان کهگیلویه به هفت خرده ناحیه ی اقلیمی متنوع تفکیک گردید. تفاوت خرده نواحی به لحاظ دمایی، بارشی، رطوبتی و سایر پدیده های جوی چون روزهای بارشی، برفی، تندری، یخبندان، غباری، آرامش جوی و سرعت باد چشمگیر است. در این میان بیشترین تضاد و تباین بین خرده ناحیه ی اقلیمی یاسوج و بی بی حکیمه دیده می شود. ناحیه ی یاسوج از دمایی معتدل، اقلیمی پربارش و نسبتاً مرطوب، هوایی آرام، کم باد و کم غبار برخوردار است. درحالی که ناحیه ی بی بی حکیمه با اقلیمی گرم، هوایی مرطوب و شرجی، بارش های سنگین، رگباری و سیل آسا، روزهای بارشی کمتر و توزیع نایکنواخت بارش، هوایی نسبتاً ناآرام، بادی و غباری، شرایط اقلیمی نسبتاً خشن و نامطلوبی را در بین سایر نواحی اقلیمی استان، دارا می باشد.

فصل تابستان بخصوص در نیمه جنوبی ایران با حاکمیت شرایط گرما و خشکی هوا شناخته شده است. به منظور بررسی شرایط همدید- پویشی موثر بر رخداد غیر معمول بارش تابستانه 12 – 6 سپتامبر 2008 (22-16 شهریور ماه 1387) در محدوده زاگرس جنوبی، با رویکرد محیطی به گردشی و با استفاده از آمار روزانه 270 ایستگاه ثبت داده، روزهای بارشی شناسایی شد. سپس داده های فشار تراز دریا، ارتفاع ژئوپتانسیل، وزش رطوبتی و همگرائی رطوبت تراز 500 هکتوپاسکال از پایگاه داده های مرکز ملی پیش بینی محیطی و تحقیقات جوی ایالات متحده (نوا) استخراج و آنومالی این پارامترها با توجه به میانگین درازمدت 65 ساله (2012-1948) محاسبه و با شرایط روزهای مذکور مقایسه شد. بررسی الگوی حاکم براین روزها به کلی ارتباط این بارش ها را با فرایند موسمی منتفی و آنرا وابسته به الگویی مشابه الگوهای فصل سرد میداند. انحراف از میانگین شدید فشار تراز دریا در کم فشار خلیج فارس و پر فشار شمالی دریای خزر و شیب تغییرات فشار حاصله در راستای رشته کوه زاگرس و تشکیل جبهه ساکن بر فراز این منطقه و فراز و فرودهای مانع ایجاد شده در مسیر بادهای غربی بعلاوه آنومالی منفی تراز 500 هکتوپاسکال موجبات صعود رطوبت وارده به منطقه از سوی دریاهای مدیترانه و سرخ را فراهم ساخته و منجر به ریزش باران شده است.

پیش بینی دما یکی از مهمترین پیش بینی های هواشناسی است. امروزه بخشهای کشاورزی و صنعت وابستگی زیادی به شرایط دمایی(آب و هوا)دارند. دما نیز در کنار بارش یکی از فراسنج های بسیار مهم آب و هوایی است و از عوامل اصلی در پهنه بندی و طبقه بندی آب و هوایی به حساب می آید. هدف از انجام این تحقیق پیش بینی میانگین دمای ماهانه ایستگاه های منتخب استان اصفهان میباشد که پس از تعیین موقعیت و بررسی دوره آماری موجود سه ایستگاه همدید ازن سنجی اصفهان، شرق اصفهان و کاشان انتخاب شدند. برای بررسی و پیش بینی دمای ماهانه از مدل شبکه عصبی مصنوعی استفاده شد. شبکه های عصبی مصنوعی توانایی زیادی در شبیه سازی و پیش بینی عناصر جوی وآب و هوایی دارند. شبکه عصبی مصنوعی یکی از قدرتمندترین مدلهایی است که قادر به دریافت و نمایش پیچیده روابط ورودی و خروجی داده ها می باشد. یکی از پرکاربردترین مدلهای شبکه عصبی مدل پرسپترون چند لایه(MLP) میباشد. برای تعیین بهترین ورودی های شبکه پس از سعی و خطای بسیار در نهایت ساختاری با استفاده از میانگین دمای 7 ماه قبل برای پیش بینی دمای ماه بعدی انتخاب گردید. بدین ترتیب دمای ماهانه برای 24 ماه آینده پیش بینی شد که در این حالت بهترین همبستگی را بین داده ها نشان داد .بدین منظور از نرم افزار مت لب 2013 استفاده شده و برنامه نویسی در این محیط صورت گرفت. در تمام ساختار های شبکه از یک لایه پنهان متشکل از 30 نرون استفاده شد. تمامی ایستگاه ها با یک لایه پنهان به جواب رسیدند و نیازی به افزایش تعداد لایه های پنهان تشخیص داده نشد. برای آموزش شبکه از الگوریتم مارکوارت –لونبرگ استفاده شد و تمامی شبکه ها با تابع محرک تانژانت هیپربولیک به جواب مطلوب رسیدند.در نتیجه میتوان گفت استفاده از این مدل در پیش بینی دمای ماهانه موفقیت آمیز بود.

منطقه ی رویشی زاگرس دومین رویشگاه جنگلی مهّم کشور (بعد از منطقه ی شمال) محسوب می شود. جهت بررسی تأثیر عناصر اقلیمی بر گسترش تیپ های مختلف بنه در استان فارس، با استفاده از داده های 32 ایستگاه همدید منطقه، 26 متغیر اقلیمی که از لحاظ شرایط بوم شناختی اهمّیّت بیشتری داشتند، انتخاب و با استفاده از تحلیل مؤلفه های اصلی، عوامل مؤثر در پراکنش این تیپ ها بررسی شد. سه مؤلفه ی دمایی، بارشی و بادی با 9/85 درصد از پراش داده ها، مهم ترین عامل تعیین کننده ی رفتار اقلیمی در استان می باشند. نمرات عاملی و متوسط متغیرهای اوّلیه در هر یک از تیپ های کیکم- بنه، بادام- بنه، بنه غالب و بلوط- بنه برآورد شده و تأثیر عناصر دما، بارش، باد و نیز متغیرهای اوّلیه ی اقلیمی بر تیپ های مختلف بنه تعیین گردید. جهت بررسی تأثیر ارتفاع بر پراکنش تیپ های مزبور، نقشه ی رقومی ارتفاعی، تهیه و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که مهم ترین عنصر اقلیمی مؤثر در پراکنش تیپ بلوط- بنه عنصر بارش می باشد که بیشترین امتیاز عاملی مثبت را در قسمت های غربی استان با ارتفاع متوسط 1601 متر، کسب کرده است. امتیاز مؤلفه ی دما، در تیپ کیکم- بنه نسبت به بقیه ی تیپ ها کم ترین مقدار را نشان می دهد که مؤید این نکته است که تیپ کیکم- بنه به افزایش دما حساس است. عنصر دما یک عامل مثبت برای رشد و استقرار بنه غالب می باشد. به طورکلی، تیپ بادام- بنه مقاومت بهتری درمقابل تغییرات ارتفاع و تمام عناصر اقلیمی مورد مطالعه داشته که باعث حضور گسترده ی آن در بیشتر قسمت های استان و در نتیجه در اقلیم های مختلف، شده است.

علی رغم اتفاق نظر اکثر دانشمندان بر وقوع پدیده گرمایش جهانی، لیکن شک و تردیدهایی در خصوص وقوع این پدیده محیطی از سوی برخی از دانشمندان مطرح می شود. آنان گرمایش جهانی را با این استدلال زیر سؤال می برند که دمای ثبت شده در ایستگاه ها شایستگی نمایندگی روند دما را ندارد. زیرا با گذشت زمان و افزایش جمعیت شهرها و نیرومند شدن جزیره ی گرمایی، دمای ایستگاه ها بازتاب جزیره ی گرمایی است نه گرمایش جهانی. برای رفع این شبهه، می توان موضوع را با رویکردی متفاوت ارزیابی کرد و به جای بررسی دما،گرمایش جهانی را از روی تغییرات ستبرای هواسپهر، ردیابی نمود. بدین منظور داده های شبکه ای ارتفاع ژئوپتانسیل تراز هزار و تراز پانصد هکتوپاسکال نیمکره شمالی از 11/10/1357 تا 09/10/1392 به مدت 12782 روز از تارنمای NCEP/DOE برداشت گردید. نقشه های ستبرا برای هر روز محاسبه و سپس نقشه میانگین ستبرای هر روز برای کل نیمکره فراهم شد. این محاسبات برای تمامی 12782 روز انجام شد و سری زمانی میانگین وزنی ستبرای هواسپهر نیمکره شمالی بدست آمد. سری مذکور علاوه بر نیمکره شمالی برای ایران نیز محاسبه شد و رفتار آن با سری های زمانی میانگین دماهای کمینه و بیشینه ایران ارزیابی گردید. بررسی ها نشان داد که طی دوره بررسی شده (1392-1357) میانگین ستبرای نیمهزیرین هواسپهر نیمکره شمالی حدود 13 متر افزایش داشته است. سال 1377 نقطه عطفی در تغییرات ستبرای هواسپهر نیمکره شمالی است. در این سال جهشی در سری زمانی ستبرای هواسپهر نیمکره شمالی دیده می شود. بررسی ها نشان داد که تغییرات ستبرای هواسپهر نیمکره شمالی در تمامی عرض های جغرافیایی یکسان نیست. در مناطق حاره بسیار ناچیز و در عرض های جغرافیایی بالا، بسیار شدیدتر بوده و دارای روند افزایشی معنادار می باشد. بررسی رابطه بین ستبرای هواسپهر نیمکره شمالی و ایران نشان می دهد که در طی دوره 35 ساله ستبرای هواسپهر ایران حدود 7/2 متر بیش از میانگین ستبرای نیمکره شمالی، افزایش یافته است. یعنی سرعت روند افزایش گرمایش ایران بیش از میانگین نیمکره شمالی است. سری زمانی دمای کمینه نسبت به دمای بیشینه رابطه بهتری را با سری زمانی میانگین ستبرای هواسپهر نیمکره شمالی نشان می دهد. در حالی که سری زمانی دمای بیشینه نسبت به دمای کمینه رابطه قوی تری با سری زمانی ستبرای هواسپهر ایران دارد. از سوی دیگر بررسی سری دمای کمینه و ستبرای هواسپهر ایران نشان داد که رفتار دمای کمینه در قبل و بعد از سال 1371 تغییر یافته و این می تواند بازتاب دهنده افزایش وردش پذیری دمای کمینه در فاز دوم باشد. در مجموع بررسی ها نشان داد که با هر درجه افزایش میانگین دما در ایران، حدود 17 متر بر ستبرای هواسپهر ایران افزوده شده است.

تبخیر از پدیده های مهم چرخه آبشناختی است و تخمین و پیش بینی آن در مدیریت و برنامه ریزی اصولی آب ضروری می باشد، به همین خاطر به پیش بینی این پدیده در حوضه دز که بخش مهمی از آب مصرفی کشور را تأ مین می کند پرداخته شده است. در شبیه سازی تبخیر و بررسی امکان پیش بینی آن ازمدل شبکه عصبی مصنوعی با بهره گیری از نرم افزار نروسلوشن استفاده گردیده که آمار مربوط به تبخیر در 4 ایستگاه همدید با حداقل 19 سال آمار ماهانه و داده های مربوط به مهمترین شاخص های آب و هوایی، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج پژوهش نشان می دهد که مهمترین شاخص های مرتبط با تبخیر در حوضه شامل نینا 3، اس. دبلیومونسون، ام.ای.آی، نینا 1، نینا 4 و نینا 3/4 می باشد. مقایسه داده های مشاهده ای تبخیر و خروجی شبکه عصبی مصنوعی همبستگی بالا بین این داده ها را نشان می دهد، به طوریکه میزان این همبستگی در ایستگاه خرم آباد 79 درصد، دزفول 94 درصد، کوهرنگ 80 درصد و اراک 72 درصد است. با توجه به خروجی شبکه عصبی و داده های مربوط به شاخص های آب و هوایی می توان با دقت بالای 98 درصد به پیش بینی تبخیر درحوضه اقدام نمود.

در این پژوهش تغییرپذیری مکانی روندهای دمای ایران در 48 سال گذشته مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، داده های دمای سالانه کمینه،بیشینه و متوسط ایستگاه های همدید و اقلیمی کشور از 1961 تا 2008 از مرکز داده های سازمان هواشناسی کشور اخذ گردید. به کمک پایگاه داده های تنظیم شده، نقشه های هم دما بااندازه ی پیکسل15×15 کیلومتربه روش میانیابی کریجینگ محاسبه و ترسیم شد بطوری که هر نقشه با 7196 پیکسل مرزهای کشور را در برگرفت. بدین ترتیب سه آرایه با ابعاد 48×7196 فراهم گردید. جهت ارزیابی روند دما از روش های پارامتری رگرسیون خطی و ناپارامتری مان- کندال بهره گرفته شد. اعمال این آزمون ها بر روی هر یک از آرایه هانشان داد که دمای کشور رو به افزایش است. این افزایش بیشتر در مناطق پست و کم ارتفاع روی داده است. در این میان دمای کمینه از اهمیت بیشتری برخوردار است و در60 درصد وسعت کشور روند افزایشی نشان می دهد. درحالی که روند افزایشی دمای بیشینه 27 درصد وسعت کشور را در بر گرفته است. از سوی دیگر شدت روند در تمامی پهنه ها یکسان و یکنواخت نیست و برای دمای کمینه شدت آن در استان کرمان در غرب لوت و در منطقه شهداد، در بخش های مرکزی استان سمنان، شرق خوزستان، جنوب استان ایلام و غرب استان کرمانشاه، بیشتر بوده و این مناطق بیش از سایر جاها در معرض آسیب های محیطی ناشی از افزایش دمای کمینه، قرار دارند. در حالی که استان های خراسان شمالی، همدان و چهار محال و بختیاری کمتر در معرض روندهای افزایشی دما، قرار داشته اند. همچنین این پژوهش نشان داد که بطور متوسط دماهای سالانه کمینه،بیشینه و متوسط ایران طیّ دوره 48 ساله به ترتیب 1/2، 45/0 و3/1 درجه سلسیوسافزایش یافته است.