درخت حوزه‌های تخصصی

هدف از این تحقیق بررسی تغییرات دما و بارش ایستگاه هواشناسی سینوپتیک تهران و مطالعه انحراف احتمالی آن از حالت نرمال می باشد. بدین منظور ابتدا سری زمانی دادههای دمای میانگین، ماکزیمم و مینیمم و بارش ماهانه طی دوره 1951-2005 جمعآوری و تنظیم گردید. نواقص آماری برخی از سری ها با روش جرم مضاعف برطرف گردید. به منظور بررسی و شناخت تغییرات سری های زمانی روش آماری- گرافیکی من- کندال استفاده شد. سپس نوع و زمان تغییر دادهها من- t مشخص گردید. نتایج حاصل از تحلیل دادهها نشان میدهد که، با توجه به آماره آزمونهای نیکویی برازش و آماره آزمون آماری- گرافیکی من کندال فرض تصادفی بودن دادهها به شدت رد شد و روند افزایشی معنی داری u کندال و مولفه بو یژه بر متغیرهای مربوط به دما حاکم است. بر اساس بررسی نمودارهای گرافیکی، دما و بارش در طی 55 سال اخیر تغییراتی در عنصر دما اتفاق افتاده است. بیشتر این تغییرات از نوع نوسانات کوتاه مدت اقلیمی و روند می باشد که در سری های مربوط به دمای سالانه و دمای سالانه و دماهای حداکثر سالانه عمدتاً در اوایل دهه 2000 بیشتر مشهود است. تغییرات از نوع روند برای دمای سالانه، دماهای حداقل و حداکثر سالانه افزایشی و در جهت مثبت بوده است. اما تغییرات سری های مربوط به بارش نوسانات پیدرپی داشته است. بیشترین تغییرات ناگهانی در سری های سالانه و فصلی در اوایل دهه 2000 می باشد که معنی دار نمی باشند.

در اثر فعالیت های بشری و تغییر در سیمای طبیعی با ایجاد شهر تفاوت هایی از نظر درجه حرارت بین مناطق مرکزی شهر و حومه آن به وجود می آید، که به جزیره حرارتی معروف است. این پدیده به ویژه در شهرهای بزرگ مشهودتر است. هدف این تحقیق شناخت تفاوت دمایی مناطق مختلف شهر رشت و حاشیه اطراف به منظور تهیه نقشه دمایی شهر و امکان تشکیل جزیره دمایی در شهر رشت است که عرصه مطالعاتی این تحقیق نیز می باشد که برای انجام این تحقیق از آمار روزانه در ایستگاه های سینوپتیک موجود در حومه رشت (کشاورزی و فرودگاه) استفاده شد و برای ارزیابی حرارتی در قسمت های مختلف شهر نیز نه ایستگاه به کمک شهرداری رشت و اداره هواشناسی استان دائر و در طول جمع آوری داده های روزانه (بهمن 85 لغایت خرداد 1386) مورد استفاده قرار گرفته است نتایج حاصله از مقایسه داده های آمار نشان می دهد اختلاف دمایی معادل 5 الی 6.4 درجه سانتی گراد بین مرکز جزیره گرمایی با نواحی اطراف در شرایط حداقل دمایی و اختلاف دمایی معادل 3 الی 5.6 سانتی گراد در شرایط دمایی بیشینه به وجود می آید و هم چنین بیشینه اختلاف در سطح شهر مربوط به ایستگاه سبزه میدان است که در ماه خرداد در حداقل دما این اختلاف با 4.6 درجه سانتی گراد به دمای حداکثر می رسد و در همین ماه در حداکثر دما با اختلاف 2.97 درجه سانتی گراد به حداقل رسیده و ثبت گردیده است. نقشه های هم ارزش دمایی به صورت کنتوری و پهنه بندی در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی ترسیم و مکان های احتمالی جزیره گرمایی مشخص شد.

رطوبت خاک یکی از مهم ترین متغیرهای محیطی است و شناخت تغییرات مکانی و زمانی آن، بینش ارزشمندی را در مطالعه مراحل مختلف هیدرولوژیکی و مدل های آب و هوایی به همراه دارد. هدف از پژوهش، دسترسی به پایگاه های دور یا بیرون از دستِ رطوبت خاک در مناطق خشک و نیمه خشک است. داده های ماهواره ای لندست8 در منطقه ی خشک و نیمه خشکی از استان خراسان رضوی تهیه و پس از آماده سازی و پیش پردازش، به همراه مقادیر محاسبه شده ی چندین نمایه ی طیفی، تجزیه ی مؤلفه های اصلی و تبدیل داده ی تسلدکپ، به عنوان متغیرهای پیش بینی کننده، مورداستفاده قرار گرفتند. به روشِ آمار مکانی شاخص مورانز توأم با شاخص خوشه بندی حداقل- حداکثر، همبستگی جغرافیایی داده ها بررسی شد. همبسته ترین متغیرها نیز به روش رگرسیون اکتشافی و روش همبستگی دومتغیره، با محاسبه ی عامل تورم واریانس، ضریب پیرسون و ضریب تعیین، در سه سطحِ رطوبتیِ مساوی یا بیشتر از 5%، 4 تا 5 درصد و مساوی یا کمتر از 4%، مشخص شدند. پی ریزی توابعِ تخمین رطوبت سطحی خاک نیز، با هفت روشِ رگرسیون حداقل مربعات جزئی (PLSR)، رگرسیون چندگانه یِ گام به گام، رگرسیون چندگانه یِ پس حذف رو، رگرسیون چندگانه یِ پیشرو، رگرسیون چندگانه یِ وارد شونده، رگرسیون چندگانه یِ عزل و آزمونِ اعتبار متقاطعِ درختی (M5P) انجام گرفت. 188 نمونه خاک هم زمان با گذر ماهواره از منطقه برداشت و 25 درصدِ آن ها با انتخاب تصادفی، در مرحله اعتبارسنجی استفاده شدند. بررسی دقت توابع و معرفی دقیق ترین مدل ها، با محاسبه ی 5 معیارخطاسنجی انجام شد که نتایج حاصل از مقایسه ی آماره های خطاسنجی در گام نهایی، به معرفی سه مدل برای سه سطح رطوبتیِ موردنظر ختم گردید. نتایج نشان دادند که تصاویر ماهواره، توانایی مناسبی برای تخمین رطوبت سطحی خاک دارند و مدل های معرفی شده، از ضریب همبستگیِ مناسبِ بیشتر از 5/0 (504/0 تا 618/0) برخوردارند. نتایج اعتبارسنجی مدل نیز نشان داد که روش تحقیق از دقت مناسبی (425/1 تا 585/0 RMSE=، و خطای نسبیِ 5 درصد)، در تخمین رطوبت سطحی خاک برخوردار است. میانگین خطای اریب در مدل های معرفی شده غالباً کمتر از یک است، بااین وجود مقدار این آماره تمایل به بیش بر آوری را در مدل معرفی شده برای سطح رطوبتیِ 5%≤ و تمایل به کم برآوری را برای دو مدل معرفی شده ی دیگر نشان می دهد. نسبت انحراف کارایی مدل ها (RPD) نیز با احتسابِ انحراف معیارِ (158/1 تا 221/0SD=)، 38/0 تا 93/0 برآورد شد.

با توجه به اهمیت بارش در مدیریت منابع آب و آمایش سرزمین و نقش آن در برنامه ریزی های خرد وکلان، بخصوص تاثیر فراوان آن بر اقتصاد کشاورزی، الگوسازی و شبیه سازی رفتار بارش در سال های اخیر، مورد توجه مجامع علمی بوده است. الگوی فصلی - ضربی باکس، جنکینس (1976) برای دست یابی به این مقصود با توجه به ماهیت فصلی بودن داده های بارش از کارایی بیشتری برخوردار است. در این روش، متوسط هر ماه بر اساس میانگین بارش ماه های پیشین در همان سال و سال های قبل و همچنین ضربه های تصادفی بیان می شود. در این تحقیق با استفاده از داده های پنجاه ساله بارش ماهانه ایستگاه های ارومیه و تبریز، ابتدا مولفه های اولیه و ثانویه مورد مطالعه قرار گرفت، سپس بر اساس روش seasonalARIMA و پارامترهای مربوط (به شرط نرمال و تصادفی بودن باقیمانده ها) الگوی نهایی بارش ایستگاه های ارومیه و تبریز به ترتیب (000) (111)12، (000) (011)12 تعیین شد. در نهایت به پیش بینی مقادیر سال های آتی پرداخته شد. ضریب همبستگی بالای بارش پیش بینی شده و مشاهده شده برای سال های 2001 و 2002، حاکی از توانایی الگوی انتخابی در برآورد بارش ایستگاه های مورد مطالعه است

بخش عمده ای از سرزمین ایران را مناطق کوهستانی فرا گرفته است. یکی از مخاطراتی که همواره این مناطق را تهدید می کند، ناپایداری های دامنه ای است. وقوع این پدیده، هر ساله خسارات زیادی را به اراضی دامنه ای و مورد بهره برداری انسان وارد می کند. در این میان یکی از مخاطره آمیزترین این ناپایداری ها پدیدة لغزش می باشد. هدف بررسی علل وقوع و شیوه های پایدارسازی این فرآیند است. در این تحقیق نیز هدف پهنه بندی خطر زمین لغزش به منظور به نقشه در آوردن لغزش های موجود در حوضة جلیسان (یکی از زیر حوضه های چالکرود) به عنوان مطالعة موردی است. این حوضه در استان مازندران و در غرب شهرستان تنکابن واقع شده است. شرایط خاص زمین شناسی و ژئومرفولوژیکی، اقلیمی و نوع استفاده از زمین سبب شده که این حوضه از مناطق مستعد زمین لغزش به شمار آید. تخریب جنگل ها، جاده ها، آبادی ها و از بین رفتن زمین های کشاورزی از جمله خسارت هایی هستند که در اثر وقوع این پدیده به طور مکرر مشاهده می گردد. برای بررسی و پهنه بندی خطر زمین لغزش در این حوضه، ابتدا نقشة عوامل اصلی مؤثر در رخداد این پدیده تهیه و رقومی شده است. سپس با استفاده از تکنیک تفسیر عکس های هوایی و تصاویر ماهواره ایETM+2002 و عملیات میدانی (GPS)کلیة لغزشهای موجود در حوضه شناسایی و در روی نقشه ثبت شده اند. سپس با تلفیق نقشه های عامل با نقشة زمین لغزش ها در قالب مدل LNRF، مقدار عددی هر یک از عوامل محاسبه و درصد وقوع لغزش در واحدهای مختلف هر نقشه بدست آمده است. در نهایت نقشة پهنه بندی خطر زمین لغزش با همپوشانی نمودن لایه های مختلف اطلاعاتی حاصل شده است. نتایج نشان می دهد که مدل LNRF کارایی بسیار خوبی برای بررسی داده ها و پهنه بندی زمین لغزش در نواخی مرطوب تا نیمه مرطوب نشان می دهد.

فرسایش خاک، نه تنها سبب فقیر شدن خاک و متروک شدن مزارع می گردد و از این راه، خسارت های جبران ناپذیری بر جای می گذارد؛ بلکه با رسوب گذاری در آبراهه ها، مخازن سدها و بنادر و کاهش ظرفیت آبگیری آن ها، زیان های فراوانی را موجب می گردد. پیش بینی فرسایش خاک ، همواره یکی از متداول ترین روش ها در مدیریت منابع طبیعی به جهت کنترل بهره وری خاک در داخل حوضه و تخمین میزان رسوب و کیفیت آب در خارج از حوضه است. در این پژوهش به بررسی میزان فرسایش خاک دشت مرودشت با استفاده از مدل تجَربی RUSLE در محیط (GIS) که شامل عامل فرسایندگی باران، عامل فرسایش پذیری خاک، عامل توپوگرافی و پوشش گیاهی می باشد، پرداخته شده است. در این تحقیق از اسناد و مدارک مختلف ازجمله نقشه های1:50000 توپوگرافی،1:100000 زمین شناسی،خاک شناسی، کاربری اراضی، پوشش گیاهی، آمارهای مختلف مربوط به ایستگاه های باران سنجی و مدل ارتفاعی رقومی (DEM) به عنوان ابزار تحقیق مورداستفاده قرار گرفت. بررسی نقشه خطر فرسایش خاک نشان می دهد که میزان خطر فرسایش خاک در سطح دشت از صفر تا 50 برحسب تن در هکتار در سال متغیر است. مطابق با این نقشه، بیش ترین قسمت منطقه موردمطالعه، جزء طبقه فرسایشی خیلی کم تا کم قرار داشت که به طور عمده این کلاس ها در مرکز دشت واقع شده بودند. بیش ترین مناطق تحت خطر فرسایش بالا تا شدید، در مناطق با شیب زیاد دشت قرار داشتند.

در این تحقیق داده¬های مربوط به ناهنجاریهای دمایی کره زمین و بارش متوسط سالیانه ایستگاه تبریز در طی دوره آماری 1951-2005 استفاده شده¬اند. روشهای اصلی به¬کار¬ گرفته شده در این مطالعه عبارت است از روش تعیین ضریب همبستگی پیرسون، تحلیل مؤلفه روند سری¬های زمانی، رگرسیون خطی ساده و رگرسیون پولی¬نومیال به عنوان یک روش نیمه¬خطی و شبکه¬های عصبی مصنوعی. نتایج حاصل از کاربرد و تحلیل همبستگی پیرسون نشانگر همبستگی منفی و معکوس معنا¬داری بین بارش سالیانه تبریز و ناهنجاریهای دمایی کره زمین است. این به آن معنا است که غالباً با منفی¬شدن ناهنجاریهای دمایی کره زمین، بارش سالیانه تبریز افزایش¬پیدا کرده و ترسالی به¬وقوع می¬پیوندد و برعکس با مثبت شدن ناهنجاریهای دمایی کره زمین، متوسط بارش سالیانه تبریز کاهش پیدا کرده و خشکسالی به وقوع می¬پیوندد. تحلیل مؤلفه روند بلندمدت سری¬های زمانی نشان می¬دهد که در طول دوره آماری از بارش متوسط سالیانه تبریز کاسته می¬شود، اما روند ناهنجاریهای دمایی کره زمین روندی افزایشی از خود نشان¬می¬دهد. ارتباط بارش متوسط سالیانه تبریز با گرمایش جهانی نیز با استفاده از شبکه¬های عصبی مصنوعی شبیه¬سازی شده است. نتایج حاصل از کاربرد روشهای مختلف در این مطالعه نشان می¬دهد که روش شبکه عصبی مصنوعی در مقایسه با روشهای رگرسیون خطی ساده و رگرسیون نیمه خطی پولی¬نومیال درجه 6، روش شبیه¬سازی بهتر و دقیقتر است. روشهای مختلف شبکه¬های عصبی مصنوعی به¬کار گرفته شده در این مطالعه نشان¬ می¬دهد که روش پرسپترون چند لایه با 3 لایه مخفی و الگوریتم آموزش پس انتشار قابلیت بسیار عالی در پیش¬بینی همبستگی بین سری¬ها دارد.

تحقیق حاضر درصدد شناسائی رخداد خشکسالی و دوره های کوتاه مدّت وقوع آن در منطقة خراسان می باشد. جهت دستیابی به این منظور از دو روش بهره گرفته شده است. برای بررسی وضعیّت خشکسالی های منطقه از آمار بارش ماهانة 34 ایستگاه طیّ سال های تحقیق (1997- 1968) و روش گیبس- ماهر استفاده‌ شد. گام بعدی به شناخت دوره های کوتاه مدّت وقوع خشکسالی اختصاص یافت. این کار نیز با استفاده از روش زنجیرة مارکف مرتبة اوّل دو حالته انجام شد. برای این کار که از داده های بارش روزانة پنج ایستگاه منتخب در بخش های مختلف استان استفاده شد، ویژگی های مهمّ مرتبط با دوره های تر و خشک کوتاه مدّت همچون احتمالات ساده و اقلیمی، فراوانی روزها، طول دوره های تر و خشک و نیز سیکل هوایی تعیین شد. سپس با محاسبة فراوانی دوره‌های خشک، احتمال وقوع این دوره ها و سرانجام دورة بازگشت آنها مشخّص گردید. تحلیل نتایج پردازش بارش ماهانه با روش نرمال، شرایط سال‌های مختلف از نظر خشکسالی و ترسالی را معلوم ساخت؛ به گونه‌ای‌که 57 درصد ایستگاه‌ها در سال 1970 دارای شرایط خشکسالی بسیار شدید بوده‌اند. برعکس، در سال 1991 تمام ایستگاه‌ها بارش دریافتی بالاتر از میزان نرمال داشته و 76 درصد از آنها نیز ترسالی با شدّت‌های مختلف را تجربه کرده‌اند. تعیین دقیق مقدار احتمال دو روز خشک متوالی، اختلاف بین احتمالات ساده و اقلیمی وقوع روزهای تر و خشک و نیزفراوانی وقوع دوره های خشک از نتایج مهّم این مطالعه می باشد؛ چنان که احتمال دورة خشک متوالی از 71 تا 98 درصد نوسان داشت. بین احتمالات ساده و اقلیمی خشکسالی ایستگاه‌ها نیز اختلاف چشمگیری مشاهده نشد. به لحاظ فراوانی روزهای خشک نیز در تمامی فصول، متوسّط تعداد روزهای خشک بیست روز و بالاتر از آن می‌باشد.