درخت حوزه‌های تخصصی

محاسبه تابش خورشیدی رسیده به یک سطح افقی کاربرد‌های زیادی در محاسبات مصرف انرژی دارد. روش های زیادی برای پیش‌بینی تابش خورشیدی رسیده به یک سطح افقی در سطح زمین ارائه شده که این روش ها برای اقلیم‌ها و شرایط خاص مقدار تابش خورشیدی را صحیح پیش‌بینی می کنند و یا بر اساس داده‌های اندازه‌گیری شده در آن منطقه به دست آمده‌اند. بنابراین ارائه روش مناسب برای پیش‌بینی صحیح میزان تابش خورشیدی برای اقلیم‌های مختلف ایران ضروری به نظر می رسد. در این تحقیق با استفاده از داده‌های اندازه‌گیری شده میانگین ماهانه و روزانه تابش کل خورشیدی توسط سازمان هواشناسی کشور برای یک دوره 14 ساله (1992-2005)، روش جدیدی برای برآورد میزان تابش کل خورشیدی رسیده به یک سطح افقی ارائه شده است. نتایج نشان می دهند که رابطه جدید ارائه شده و همچنین روش واتانابه به شرطی که ضریب صافی هوا به صورت صحیح برآورد شود، برای شهرهای مختلف ایران نتایج خوبی به دست می‌دهد.

اگر دانش ژئومورفولوژی را به تعبیری، علم شناخت هندسه سطوح ارضی و تغییر و تحولات آن بدانیم، در اولین گام برای درک بهتر مفهوم فضای جغرافیایی، باید با اصول و نگرش های مطرح شده در دانش هندسه آشنا بود. هندسه اقلیدسی اشکال را ترکیبی از نقطه، خط، و سطح (پهنه) تلقی کرده، آن ها را در دو بعد و یا حداکثر سه بعد قابل تعریف می داند. هندسه مذکور که سابقه طولانی در حوزه دانش مشاهده ای و تجربی دارد، در عصر ما دچار چالش جدی شده است. ریمان (1854) صحبت از هندسه فرا ابعادی نموده، بعدها این تعبیر سبب طرح هندسه چهار، ده و یازده بعدی گردید و هندسه مزبور نه تنها شرایط جدیدی را در کار فیزیکدانان، برای تفسیر آفرینش و تحول آن در بستر زمان باعث گردید که اصول هندسه اقلیدسی را برای تشریح و تبیین بسیاری از مسایل، ناکافی و در مواردی نادرست معرفی نمود. تولد چنین هندسه فرا ابعادی را در اصطلاح، هندسه فضایی نامیدند. هندسه فرا بعدی، اصول جدیدی را بنیان نهاد و فیزیکدانان را از فیزیک کلاسیک (نیوتنی)، به فیزیک کوانتوم رهنمون ساخت.طرح هندسه فضایی در ژئومورفولوژی مبانی دو دیدگاه کلاسیک (دیویسی ـ فرآیندی) را متحول ساخت و مبانی ژئومورفولوژی سیستمی را تقویت بخشید. با ورود تفکر فضایی در ژئومورفولوژی، و تغییر بنیادی در مفهوم مقیاس و سطح ادراک، مفاهیم جدیدی چون هندسه ریمان و فراکتال، ارگودیسیتی، کیاس، تعادل دینامیک، دینامیسم فضایی ـ زمانی، چند نگاره، کروم، آلومتری، پدومتری و بالاخره از همه مهمتر، بکارگیری منطق فازی به جای منطق کلاسیک دو ارزشی ارسطویی، در تحلیل ها و مبانی نظری و متدولوژی پژوهش های ژئومرفیک مطرح شده است. این رویکرد جدید، به خوبی قادر است شرایط ایجاد خاک های مــدفون شده و دیـرینه، تشکیل افق خاک آرجیلیک در اقالیم سرد و مرطوب گــذشته و استمرار حضور آن در مناطق گرم و خشک کنونی، وجود مخروط های آبرفتی دیرینه در زیر مخروط های آبرفتی جدید، بررسی باهاداها و فن های در هم تنیده و چند زمانه را تبیین و تفسیر نموده و آن را در ابعاد مختلف " فضایی ـ زمانی"تصویر نماید. بر اساس یک تحقیق موردی که در سرآب حوضه آبی زاینده رود انجام گرفته است، نتایج به دست آمده موید نقش انکار ناپذیر فضای مورفوژنیک (و نه یک یا دو عامل) در تحولات خاک سازی و شکل زایی است. این مقاله که برگرفته از یک طرح تحقیقاتی در دانشگاه اصفهان است، سعی بر آن دارد مفهوم فضا در ژئومورفولوژی را تشریح نموده، به تبیین دریچه های جدیدی بپردازد. آیا این رهیافت علمی جدید را می توان" ژئومورفولوژی فضایی" نامید؟

در این تحقیق با استفاده از داده های ماهانة حاصل از محاسبة ضرایب مربوط به دما و بارش نقاط شبکه در مختصات ایستگاه تبریز و داده های ماهانة دما و بارش ایستگاه هواشناسی تبریز در یک دورة آماری 53 ساله از سال1951 تا 2003 اثرات دو برابر شدن میزان جو بر دما و بارش به عنوان مهم ترین عناصر اقلیمی شبیه سازی شده است. مدل های هایترگراف و آمبروترمیک ترسیمی برای تبریز مبین تغییرات ماهانة عناصر اقلیمی دما و بارش در شرایط دو برابر شدن جو هستند. با میانگین گیری داده های واقعی دما و بارش و داده های شبیه سازی شدة ماهانه مقادیر فصلی عناصر مذکور شبیه سازی و مورد مقایسه قرار داده شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی عناصر دما و بارش به روش GISS مبین افزایش دمای تبریز در کلیة مقاطع ماهانه، فصلی و سالانه و کاهش بارش در ماه های فصول زمستان (فوریه و مارس) و بهار (آوریل و می) و افزایش آن در فصول تابستان، پائیز و نیز مقطع سالانه هستند. مدل هایترگراف فعلی و شبیه سازی شده تبریز در شرایط دو برابر شدن جو، تغییرات دما و بارش را مورد تأیید قرار داد. مدل های آمبروترمیک فعلی و شبیه سازی شده به وسیلة مدل GISS نیز در مقایسه با هم نشانگر تغییر اقلیم (دما و بارش) در تبریز هستند. با توجه به مدل های آمبروترمیک و هایترگراف ترسیمی در این پژوهش، تغییر اقلیم تبریز در شرایط دو برابر شدن به شکل کاهش مدت و شدت دوره سرد و کاهش روزهای همراه با یخبندان، کاهش بارش بهاره و زمستانی، تغییر بارش زمستانی از برف به باران، طولانی شدن دورة رشد گیاهان، افزایش دما و به تبع از آن خشکی، به منصة ظهور خواهد رسید.

ارزیابی آسیب پذیری آبخوان، کاری سودمند برای توسعه و مدیریت و تصمیم گیری های مربوط به کاربری اراضی، نحوه پایش کیفی منابع آب زیرزمینی و جلوگیری از آلودگی این آب ها به شمار می آید. هدف از این مطالعه، به کارگیری مدل هوشمند ریاضی برای پیش بینی آسیب پذیری آب های زیرزمینی در استان زنجان است و به همین خاطر با استفاده از مدل ANFIS، روش جدیدی برای تخمین آسیب پذیری آب های زیرزمینی ارائه شده است. فرایند توسعه و ارزیابی این مدل با استفاده از مجموعه داده های واقعی و معیارهای آماری صورت گرفته است. بدین منظور با تهیة داده های مورد نیاز شامل عمق سطح آب زیرزمینی، تغذیه خالص، محیط آبخوان، محیط خاک، توپوگرافی، تأثیر منطقه غیراشباع و هدایت هیدرولیکی آبخوان، اقدام به ایجاد مدل ANFIS شد. در مرحلة بعد نتایج حاصل از مدل با داده های واقعی اعتباریابی گردید. طبق نتایج تحقیق، مدل ایجاد شده توان پیش بینی موفقیت آمیز آسیب پذیری آب های زیرزمینی را دارد. مقادیر RMSE و در مرحله آموزش به ترتیب 18/101 و 98/0، و در مرحله ارزیابی 8/173 و 94/0 به دست آمدند. روش ارائه شده در این تحقیق، رهیافت جدیدی در تخمین آسیب پذیری آب های زیرزمینی به شمار می آید و قابلیت اتصال و ترکیب با مدل های دیگر و نیز به هنگام سازی با توجه به شرایط واقعی را به خوبی دارد. در بررسی نتایج حاصل از مدل ANFIS، بیشترین درصد پتانسیل آلودگی دشت مربوط به کلاس آسیب پذیری کم 74 درصد، و کمترین آن مربوط به کلاس خیلی بالا 1 درصد برآورد شده است.

علاوه بر تغییر اقلیم، تغییر کاربری اراضی به عنوان یک عامل جانبی اثرات مهمی بر سیلاب دارد. لذا پیش-بینی اثر این دو پارامتر بر وضعیت سیلاب دهه های آتی، راهگشای مقابله با این پدیده خواهد بود. هدف از مطالعه حاضر پیش بینی وضعیت هیدرولوژیکی حوزه آبخیز اسکندری در دهه آتی تحت اثر تغییر اقلیم و تغییر کاربری اراضی می باشد. جهت بررسی تغییرات اقلیمی دهه ۲۰۲۰، برونداد مدل HadCM۳ تحت سناریوهای A۲ و B۱ توسط مدل LARS-WG ریزمقیاس گردید. پس از بررسی تغییرات کاربری-اراضی گذشته، دو سناریو جهت پیش بینی تغییرات آن در آینده طراحی شد. در انتها با تغییر هایتوگراف بارش و کاربری اراضی در مدلHEC-HMS که برای دوره گذشته کالیبره و اعتبارسنجی شده، اثر تغییر اقلیم و کاربری اراضی بر سیلاب منطقه مطالعاتی مورد بررسی قرار گرفته شد. نتایج نشان دهنده افزایش ۲/۷ تا ۹/۱۰ درصدی بارش متوسط سالانه دهه ۲۰۲۰ می باشد. افزایش توأمان دمای حداقل و حداکثر منطقه مطالعاتی در تمامی ماه ها موجب افزایش ۸۲/۰ تا ۰۲/۱ درجه سانتی گرادی دمای متوسط سالانه خواهد شد. افزایش دبی اوج و حجم سیلاب در ماه های مارس، اکتبر و فوریه و کاهش آن در ماه آوریل پیش بینی شده است. به طوری که در صورت تغییر کاربری اراضی همراه با تغییر اقلیم این افزایش شدیدتر خواهد بود.

در این پژوهش به کمک داده های بارش روزانه 169 ایستگاه سینوپتیک و کلیماتولوژی و باران سنجی منطقه غرب و شمال غرب کشور از تاریخ 1951 تا 2004 که طول دوره آماری آنها دست کم 10 سال بود، نقشه هم بارش ترسیم شد و یک ماتریس 169×19724 حاصل شد که بر روی سطرها روز و بر روی ستون ها، ایستگاه ها قرار گرفتند. سپس میانگین بارش برای هر روز محاسبه شد و یک ماتریس جدید 169×366 حاصل شد. با استفاده از روش کریجینگ جهت درون یابی بارش کل پهنه مورد نظر اندازه یاخته ها 14×14 کیلومتر در نظر گرفته شد و برای هر روز نقشه بارش جداگانه ای ترسیم شد. نتایج حاصل از تحلیل خوشه ای بر روی فواصل اقلیدسی این ماتریس به روش وارد نشان داد که بر حسب مقدار و زمان دریافت بارش در منطقه مورد مطالعه سه ناحیه بارشی متمایز وجود دارد. مناطق مذکور با توجه به وضعیت بارشی آنها شامل منطقه کم بارش، پربارش و متوسط می باشد.

در این مقاله به کمک داده های بارش روزانه 333 ایستگاه سینوپتیک و کلیماتولوژی 366 نقشه هم بارش کشور به روش کریگینگ روی یاخته های 18´18 کیلومتر محاسبه و یک ماتریس 5214´366 حاصل شد. انجام یک تحلیل خوشه ای بر روی فواصل اقلیدسی این ماتریس به روش ادغام وارد نشان داد که برحسب مقدار و زمان دریافت بارش در ایران هشت ناحیه بارشی متمایز وجود دارد. آرایش جغرافیایی این نواحی آشکار می سازد که هرچند مقدار بارش تا اندازه ای به ناهمواری ها وابسته است اما زمان دریافت بارش بیشتر آرایش مداری دارد و با پیشروی و پسروی سامانه های همدید وابستگی دارد

دریاچه طبیعی“چشمه سبز” در دامنه شمالی رشته کوه بینالود (شمال خراسان) واقع و مشرف بر حوضه آبریز رودخانه گلمکان میباشد. این دریاچه کوهستانی که در ارتفاع 2500 متری از سطح دریا واقع شده، یکی از نقاط جذاب و دیدنی است که در مورد منشا وژنز آن اظهار نظر چندانی صورت نگرفته و ابهاماتی چند وجود دارد. حوضچه این دریاچه از سنگهای متاپولیتی با دگرگونی ضعیف معروف به اسلیت و فیلیت (در سازندهای ژوراسیک) تشکیل شده است. در مورد نحوه تکوین و تکامل آن میتوان حداقل دو پیش فرض را درنظر گرفت، نخست آنکه مورفولوژی و شکل تقریباً مدور دریاچه و نواحی پیرامونی آن، میتواند بیانگر این باشد که دریاچه مذکور احتمالاً حاصل میراثهای اقلیمی و مورفوکلیماتیک عصر یخچالی کواترنر بوده و در نتیجه به عنوان یک “دریاچه سیرکی” هویت مییابد. دوم اینکه چون بینالود توسط زمین ساختهای پوسته ای نازک، شکل گرفته و درواقع به صورت یک نوار چین خورده و گسلیده از نوع گسلهای تراستی است؛ بنابراین تجمع آب در امتداد دره های سوبسکانتی مقابل جبهه رورانده طی دوره های مرطوبترکواترنر، موجب پیدایش دریاچه چشمه سبز شده است. وجود یک گسل با روند شمال غربی – جنوب شرقی (که محور دریاچه را تشکیل میدهد)، میتواند فرضیه دوم را قوت ببخشد.

موضوعات مربوط به مطالعات ژئومورفولوژیکی از منظر ارزیابی در کلان شهر تهران که طی نیم قرن گذشته شرح و بسط یافته، متعدد است. تحلیل آسیب پذیری ناشی از زمین لغزش ها در تعامل با توسعه شهری در دامنه های کوهستانی، بخشی از این موضوعات به شمار می آید. یکی از راهکارهای مهم برای کاهش خسارت های ناشی از وقوع زمین لغزش (به جز پایدارسازی مناطق ناپایدار) دوری جستن از این مناطق است. در مقاله حاضر به منظور تعیین پهنه های مخاطره آمیز، نقشه پهنه بندی خطر زمین لغزش در حوضه های کوهستانی شهر با استفاده از مدل شاخص زمین لغزش (LIM) تهیه شد. به کمک بازدیدهای میدانی و استفاده از تجربه متخصصان، از 8 عامل سنگ شناسی، ارتفاع، شیب دامنه ها، جهت دامنه ها، میانگین بارش های سالانه، حداکثر بارش 24 ساعته (شدید)، فاصله از گسل ها، و فاصله از شبکه زهکشی، به عنوان عوامل مؤثر در وقوع زمین لغزش های منطقه استفاده شد. با انطباق نقشه نهایی به پهنه بندی خطر زمین لغزش حاصل از مدل فوق و نقشه مناطق شهری در حوضه های کوهستانی، مناطق شهرسازی شده به پهنه های با خطر کم و بسیار کم مجزا شد و این محدوده با حریم فعلی کلان شهر تهران مقایسه گردید. روش تحقیق بر پایه روش تحلیلی استوار است. ابزار اصلی پژوهش حاضر، سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) است. نتایج به دست آمده، نشان می دهد که برخی از محدوده های کوهستانی کلان شهر تهران مستعد حرکات لغزشی با خطر متوسط به بالا هستند. در زمان حاضر حدود 875 هکتار (معادل 3/17 درصد) از مناطق مسکونی محدوده های کوهستانی شهر در پهنه های با خطر متوسط به بالا توسعه یافته اند، که درنتیجه آن نیز خساراتی به برخی از واحدهای مسکونی وارد شده است. همچنین مقایسه خط حریم فعلی شهر تهران (به ویژه در قسمت های میانی آن) با مرز پهنه های کم خطر و پرخطر (خطر متوسط به بالا) نشان داد که این دو خط انطباق خوبی با یکدیگر ندارند.

یکی از بلایای طبیعی که استان خوزستان را به دلیل موقعیت جغرافیایی و همجواری آن با پهنه های بزرگی از مناطق بیابانی تحت تاثیر قرار می دهد، پدیده ی نامطلوب گرد و غبار است. این پژوهش پس از استخراج 50 سامانه ی گردوغباری شاخص و تفکیک آنها به دو دوره ی سرد و گرمِ سال طی دوره ی آماری (2005 – 1996)، با استفاده از نقشه های ترکیبی ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال و فشار متوسط تراز دریا، نقشه های بردار باد، خطوط هم سرعت و جریان هوا در دو سطح 500 هکتوپاسکال و سطح متوسط دریا در محدوده ی 0 تا 50 درجه شمالی و 0 تا 70 درجه شرقی و تصاویر ماهواره ای برای دو سامانه ی گردوغباری شاخص انجام شده است. نتایج تحقیق نشان می دهد در دوره ی سرد سال سیستم های مهاجر بادهای غربی و رودباد جبهه ی قطبی (PFJ) همراه آن و در دوره ی گرم سال کم فشارهای حرارتی سطح زمین مهمترین عامل در ایجاد و شکل گیری پدیده ی مذکور دراستان خوزستان می باشند. هنگامی که یک فرود عمیق در غرب منطقه ی مورد مطالعه بر روی بیابان های کشورهای همجوار قرار گیرد و سرعت باد در آن به سرعت رودباد برسد، در صورت فراهم بودن شرایط محیطی، با ایجاد ناپایداری در سطح زمین سبب گرد و غبار و انتقال آن به استان خوزستان می شود. در دوره ی گرم سال نیز کم فشارهای حرارتی سطح زمین و بخصوص کم فشار خلیج فارس با مکش هوای بیابان های اطراف (شبه جزیره عربستان) یکی از عوامل ایجاد گردوغبار می باشد. مسیر حرکت امواج گردوغباری و نحوه ی استقرار محور فرود و مراکز کم فشار سطح زمین و همچنین تصاویر ماهواره ای مورد استفاده نشان می دهد مهمترین منابع گرد و غبارهای وارده به استان خوزستان شامل بیابان های جنوبی عراق، شمال عربستان، جنوب شرق سوریه و تا اندازه ای شمال صحرای آفریقا می باشد.

با توجه به تاثیر دما در شرایط اقلیمی هر منطقه و اهمیت پیش بینی آن در برنامه ریزیهای محیطی، استفاده از روشهای آماری به منظور مطالعه تغییرات و پیش بینی دما، کاربرد وسیعی پیدا کرده است. یکی از روشهای مذکور، بررسی متوسط دمای ماهانه بر اساس مدل آریمای باکس- جنکینز است. در این تحقیق با استفاده از مدل فوق، متوسط دمای ماهانه ایستگاه تبریز برای یک دوره آماری 40 ساله (98-1959) بر اساس روش خود همبستگی و خود همبستگی جزیی و کنترل نرمال بودن باقی مانده ها با به کارگیری آزمون کولموگروف اسمیرنوف مورد بررسی قرار گرفته است. پس از مقایسه معیار آکاییک (AIC)، الگوهای آزمایشی مدل (0,0,1), (0,1,1) 12 ARIMA که ترکیبی از دو بخش غیر فصلی (q=1,d=0,p=0) و فصلی (SQ=1,SD=1,SP=0) می باشند، به عنوان مدلهای محاسباتی انتخاب گردیده و بر اساس آنها، تغییرات متوسط دمای ماهانه ایستگاه تبریز تا سال 2010 پیش بینی شده است.

با استفاده از مقادیرمیانگین حداقل دما و میانگین سرعت باد ماهانه در 32 ایستگاه هواشناسی در شمال غرب و غرب کشور با دوره آماری 15 ساله، مقدار دمای ناشی از سوز باد از نوامبر تا آوریل محاسبه شد. پس از استخراج نتایج، نقشه پراکندگی برای هر ماه ترسیم گردید. سپس با استفاده از تحلیل خوشه ای و به کمک تکنیک گروه بندی فاصله ای، نواحی سوزباد مشخص شدن.

در این مقاله ویژگی ‌های یکی از پدیده‌ های مهم اقلیمی تحت عنوان سرمایش بادی مطرح گردیده است. این پدیده از ترکیب عناصر اقلیمی درجه حرارت و باد در شرایط محیطی خاصی ایجاد و به مختل شدن راحتی انسان منجر می ‌گردد. در این شرایط، دمای پایین هوا باعث افزایش ناراحتی انسان شده و احتمال سرمازدگی و یخ زدن بافت‌ های بدن انسان افزایش می ‌یابد. در واقع درجه ‌ای از هوا که باعث یخ‌ زدگی بافت ‌های بدن می ‌گردد، تحت عنوان «شاخص سوزباد» نیز تعریف می ‌شود و تا به حال به منظور مدل‌ سازی آن، شاخص‌ های استاندارد متعددی ارائه شده است. در این تحقیق بری محاسبه و تخمین مقادیر سرمایش بادی دو شاخص معروف در سطح جهان مورد استناد قرار گرفته است؛ شاخص اول برای نخستین بار توسط «سایپل»و «پاسل» مطرح شده است. اما شاخص دوم، امروزه توسط سازمان‌های هواشناسی کشور‌های کانادا و ایالات متحده آمریکا به صورت کاربردی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این راستا، پس از ارائه مبانی تئوری، ابتدا هر کدام از شاخص‌های مذکور به اختصار معرفی و سپس مقادیر مورد محاسبه دمای معادل سرمایش بادی حاصل از هر دو روش به طور مجزا ارائه شده است. جداول و معادلات استاندارد، ترکیب عناصر اقلیمی دما و باد، در روند ایجاد پدیده سرمایش بادی در ایستگاه هواشناسی سینوپتیک شهر «اهر» و محدوده شمال‌غرب کشور را ارائه می دهند. مقایسه مدل‌های نهایی حاکی از این موضوع است که دما‌های هم ارز سوز باد شاخص اول نسبت به شاخص دوم اختلاف بیشتری با دمای واقعی هوا دارد. بر این اساس، در شرایط مشابه با آب و هوای شمال‌غرب کشور، در مطالعات کاربردی استناد به شاخص هواشناسی کانادا توصیه می گردد.