درخت حوزه‌های تخصصی

از خصوصیات مهم اقلیم همدان نامنظم بودن زمان بارش و ریزش حداکثر 24 ساعته در ماه های اسفند و فروردین است. این عامل، یعنی ریزش باران های شدید باعث افزایش خطر سیل در این استان گشته است. فصل زمستان ریزش به صورت برف است و زمان ذوب آن در فروردین ماه همراه با بارش باران باعث طغیان رودخانه ها می گردد. در ماه های دیگر سال خالی بودن زمین از پوشش زراعی و گیاهی و خشک بودن خاک و ... باعث افزایش سیلاب می گردد. عوامل سیل خیزی در استان همدان گوناگون و متنوع می باشد. از علل مهم و مؤثر در سیل خیزی یک منطقه، آب و هوا، ناهمواری پوشش گیاهی و ... هستند. در این مقاله حداکثر روزانه بارش به منظور پیش بینی حجم آب قابل استحصال ناشی از سیلاب ها و برنامه ریزی در جهت مدیریت منابع آب منطقه، مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور بر اساس بارندگی های حداکثر 24 ساعته، نقشه مدل ارتفاعی و گرادیان بارش و نقشه هم باران منطقه برای دوره بازگشت های 2،10،25،50 با روش بهترین توزیع آماری برای منطقه (توزیع گمبل) برآورد و در محیط GISپهنه بندی شده (به روش کریجینگ) پهنه بندی شده با کاهش دوره بازگشت، میزان بارش محتمل روزانه کاهش می یابد. بر این اساس در دوره برگشت های فوق مناطق جنوب شرق و شمال غرب استان همدان (دشت کبودر آهنگ) دارای بیشترین بارش محتمل روزانه است. فراوانی تعداد سیل های رخ داده در استان، نشان دهنده این واقعیت است که مناطق نامبرده بیشترین و مهیب ترین سیل ها را در استان به خود اختصاص داده اند (سیل سال 1366منطقه کبودر آهنگ). طبق این نقشه ها مناطق شرقی استان دارای کمترین بارش محتمل روزانه است. نتایج این مطالعه می تواند در پهنه بندی و پیش بینی سیلاب و همچنین برنامه ریزی و مدیریت منابع آب منطقه بکاربرده شود.

بیماری مالاریا از جمله بیماری های است که شیوع آن با عناصر اقلیمی مرتبط می باشد.در این مقاله تاثیر عناصر اقلیمی و پدیده انسو بر این بیماری در استان کرمان بررسی شود.داده هاشامل دما، رطوبت نسبی ، بارش ، شاخص انسو و مبتلایان به بیماری مالاریا در دوره 92-1382 که با کمک روش های زمین آمار مورد تحلیل شده اند. تحلیل های آماری نشان می دهند دما تا آستانه 40 درجه سلسیوس تاثیر بالای در شیوع این بیماری دارد. بین تعداد مبتلایان و عنصر اقلیمی دما میزان همبسته بودن این دو برابر با (79/0+r= )است، اما بررسی های در مورد دو عنصر رطوبت نسبی و بارش با مبتلایان به بیماری مالاریا حاکی از وجود یک رابطه معکوس با ضرایب همبستگی 89/0- و 878/0- است.البته وجود آبگیرها و مانداب ها که نتیجه ریزش های جوی در ماه های قبل از فصل شیوع بیماری در منطقه می باشند مهمترین کلونی زندگی پشه آنوفل به عنوان مولد بیماری مالاریا است. همچنین بررسی ارتباط پدیده جوی-اقیانوسی انسو با شیوع بیماری مالاریا در منطقه نشان می دهدکه این بیماری درفاز منفی انسو(ال نینو) با ضریب همبستگی مثبت در حد (40/0+r= ) افزایش و در فاز منفی آن(لانینا) با ضریب همبستگی (85/0- =r) کاهش می یابد.لذا از آنجایکه پدیده انسو رخدادهای با گام های زمانی تقریبا معین با تکرار پذیری 3 الی 7 ساله داشته و آثار آن بر عناصر اقلیمی منطقه با تاخیرهای 6 تا 18 ماهه بر اقلیم منطقه آشکار می گردد می توان نسبت به تهیه و تنظیم برنامه های کنترل بیماری اقدام نمود.

الگوی پیوند از دور دریای شمال-خزر به عنوان یکی از الگوهای پیوند از دور جوی تأثیر گذار تراز 500 هکتوپاسکال، نقش مهمی در تغیرپذیری منطقه ای دمایی و هیدرواقلیم شرق مدیترانه دارد. در پژوهش حاضر به بررسی ارتباط بین الگوی پیوندازدور دریای شمال-خزر با نوسانات دماهای بیشینه ایران در یک دوره بلند مدت 60 ساله (۱۹۵0-۲۰۱۰) پرداخته شده است. نتایج تحلیل همبستگی پیرسون به عنوان روش اصلی مورد استفاده در این پژوهش مبیّن وجود رابطه معنی دار و معکوس بین دمای بیشینه اکثر ایستگاه های منتخب با الگوی پیوندازدور دریای شمال-خزر است. این امر حاکی از کاهش دما در فاز مثبت الگوی پیوند از دور دریای شمال-خزر و افزایش دما در فاز منفی می باشد. از نظر زمانی، ضرایب همبستگی مورد محاسبه نشان از ارتباط معکوس و معنی دار تری بین دمای ایستگاه ها و الگوی دریای شمال-خزر در ماه های ژانویه، فوریه، مارس و تقریباٌ ارتباط مستقیم اکثر ایستگاه ها در ماه آگوست است. در بازه زمانی ماهانه بیش ترین میزان همبستگی ماهانه در بین ایستگاه ها با 342/0- در ماه ژانویه مورد محاسبه قرار گرفت. بررسی ضرایب همبستگی فصلی نیز بیانگر ضریب همبستگی معنی دار دماهای بیشینه زمستان به میزان 212/0- دارد. به لحاظ دوره ای، نتایج بیانگر ارتباط قوی دوره سرد در اکثر ایستگاه ها با الگوی مورد مطالعه می باشد. تحلیل آرایش الگوهای جوّی تراز 500 هکتوپاسکال در فازهای منفی و مثبت نشان می دهد که در فاز مثبت، اسقرار ناوه ای عمیق بر روی دریای خزر، عراق، ترکیه و ایران و هم چنین قرارگیری ایران در بخش شرقی محور ناوه و از طرفی اسقرار پشته ای بر روی دریای شمال و اروپا باعث انتقال دماهای سرد شمال اروپا و جنب قطبی به سمت ایران می شود. اما در فاز منفی قرارگیری ایران در زیر محور پشته مستقر بر روی ایران منجر به ایجاد جوّی پایدار با وزش ضعیف مداری و دماهای گرم شده است. بنابراین با وزش هوای گرم و خشک آفریقا، عربستان و عرض های پایین، دمای ایران بالاتر می رود.

بارشهای سنگین ازجمله مخاطرات طبیعی هستند که پیش آگاهی ازرخداد آنها کمک بسزایی جهت کاهش آسیب های احتمالی می نماید. بارشهای سنگین اغلب برروی مساحت کم یاقلمروهای کوچک و درمقیاس زمانی روز، هفته و کمتر رخ میدهند.به منظور بررسی و استخراج الگوهایجویمنجربهبارشهایسنگینروزانه،داده های 37 ایستگاه باران سنجی و سینوپتیک (حوضه های آبریز مند و حله) طی یک دوره آماری 20 ساله(1371-1390) مورد استفاده قرار گرفت.درادامه با استفاده از رویکرد محیطی به گردشی ارتباط بارش های سنگین منطقه شمالی خلیج فارس (حوضه های آبریز مند و حله) با الگوهای سینوپتیک موردبررسی و تحلیل قرار گرفت. در این راستا،با استفاده از روش صدک ها برای تعیین بارش های سنگین و روش همبستگی لوند برای طبقه بندی نقشه های فشار تراز دریا استفاده شد. در نهایت با استخراج الگو ها،نقشه های تراز دریا،نقشه سطوح میانی و فوقانی جو در سطوح 500 و 300هکتوپاسکال،نقشه چرخندگی و خطوط جریان،نقشه حرکت قائم هوا (امگا) بررسی شد. با اعمال روش همبستگی لوند،پنج الگو از بارش های سنگین منطقه مورد مطالعه استخراج شد.نتایج حاصل از این یافته ها حاکی استکهسامانه های تأثیرگذار بربارش سنگین حوضه های آبریز حله و مند در منطقه شمالی خلیج فارس،در الگوهای اول،سوم و چهارم روز بارش که به ترتیب مصادف23 مارس 1996 ، 24مارس 1995 و 17نوامبر 1994بوده، کم فشار شرق دریای مدیترانه، دریای سیاه و جنوب دریای خزر با تاوایی مثبت که ناشی از استقرار ناوه در سطوح میانی و بالایی در سطح500 و 300هکتوپاسکال در وردسپهر است، الگوهای بارشی را به خود اختصاص می دهند. همچنین ایجاد یک الگوی دوقطبی از پرفشار عربستان با تاوایی منفی در انتقال رطوبت از آب های اطراف و منطقه سودان(اقیانوس هند،دریای سرخ،عرب، خلیج فارس و عمان) و همگرایی و همسویی باکم فشار شرق دریای مدیترانه و سیاه به عنوان عوامل صعود از این مناطق باعث ریزش بارش در این روزهای بارشی بودند. همچنین مشخص شد که در روز بارش الگوی دوم در روز 29فوریه 1996، ناوه دو دامنه ای در انتقال رطوبت از منطقه سودان و کم فشار شرق مدیترانه باعث همگرائی و همسویی این سامانه ها شده است.الگوی دو دامنه ای در بارش این روز تاییدی بر زبانه کم فشار شرق مدیترانه در همراهی با زبانه کم فشار شمال شرق و جنوب دریای خزر مهم ترین عامل ریزش بارش در این روز بوده، که با ناوه سطوح میانی(500) هکتوپاسکال و بالائی (300)هکتو پاسکال همراه شده است. در الگوی پنجم یعنی روز 21 مارس 2001 کم فشار شرق پاکستان با تاوایی مثبت و یک مرکز تاوایی منفی در مرکز ایران باعث ایجاد گرادیان فشار و شرایط محلی برای رخداد بارش شده است. لذا بارش در این روز از سیستم فشار سیاره ای تبعیت نمی کند. از دستاوردهای این تحقیق می توان به نقش کلیدی و موثر کم فشارهای شرق،شمال و جنوب دریای خزر در بروز بارش سنگین حوضه های مورد مطالعه اشاره نمود

بارندگی یکی از مهمترین داده های ورودی سیستم های هیدرولوژیکی شمرده می شود و مطالعه و اندازه گیری آن در زمینه های مختلف مانند: پیش بینی شرایط جوی، طراحی سازه های هیدرولیکی، برآورد و مدل سازی سیلاب ضروری است. هدف این تحقیق، برآورد مقدار بارندگی شش ساعته در حوضه آبریز دریاچه ارومیه با استفاده از یک مدل مفهومی ابر است. ورودی های این مدل شامل دمای بالای ابر که از باند مادون قرمز ماهواره متئوست تخمین زده می شود؛ فشار، دما و دمای نقطه شبنم ایستگاه های هواشناسی در مقیاس زمانی شش ساعت است. کالیبراسیون (واسنجی) مدل با استفاده از داده های مشاهده ای 16 ایستگاه همدیدی واقع در حوضه آبریز دریاچه ارومیه در دوره آماری 2005 تا 2011 برای 6 واقعه بارشی فراگیر انجام شد. برای مقایسه مقادیر بارندگی برآورد شده به وسیله مدل و مقادیر ثبت شده در ایستگاه های زمینی، از معیارهای آماری میانگین خطا (ME)، میانگین خطای مطلق (MAE)، جذر میانگین توان دوم خطا (RMSE) و قدر مطلق خطا (abias) استفاده شد. میانگین هر کدام از معیارهای خطا به ترتیب برابر 86/0 ، 61/1 ، 39/2 و 67/0 میلی متر به دست آمد. مقدار کم معیارهای خطا، بیانگر کارایی قابل قبول مدل مفهومی ابر در برآورد بارندگی شش ساعته حوضه آبریز دریاچه ارومیه است.

در این پژوهش، ساختار گردش بزرگ مقیاس جو و رفتار تابستانه جت جنب حاره در منطقه خاورمیانه در بازه زمانی ۱۶ آوریل (۲۷ فروردین) تا ۱۵ جولای (۲۴ تیر) برای دوره ۳۰ ساله (۱۹۸۱-۲۰۱۰) با استفاده از داده های شبکه بندی روزانه مؤلفه باد مداری تراز ۲۰۰ هکتوپاسکال، مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفت. در هر سال، تغییر رفتار روزانه جت به صورت تصویری و عددی مورد پایش قرار گرفت. در بررسی رفتار روزانه جت، شدت جریان و میزان جابجایی عرضی هسته جت معیارهای اصلی جهت تشخیص تغییر الگوی گردش و آغاز فصل تابستان در نظر گرفته شد. پردازش داده ها بر اساس رفتار جت در دو آستانه زمانی، شامل زمان آغاز و زمان خاتمه پرش شمال سو صورت گرفت. یافته ها بیانگر آن است که در منطقه خاورمیانه تابستان واقعی- بر اساس حقایق مبتنی بر گردش کلی جو- با لحاظ نمودن دو آستانه زمانی آغاز و خاتمه پرش شمال سو به ترتیب حدود ۲۱ روز و ۱۷ روز زودتر از تاریخ نجومی (اول تیر ماه) آغاز می گردد. صحت تعیین زمان آغاز تابستان توسط آزمون کای اسکور مورد تأیید قرار گرفت. بررسی روند تغییرات، نشان دهنده روندی با شیب مثبت، برای زمان آغاز تابستان در منطقه است. یافته ها همچنین بیانگر آن است که آغاز فصل تابستان در ۱۵ سال دوم مورد مطالعه، انحرافات و نابهنجاری های قابل ملاحظه ای در قیاس با ۱۵ سال اول دارد. ادامه داشتن این روند باعث نزدیکی زمان آغاز اقلیمی تابستان به آغاز نجومی و از طرفی کوتاه شدن طول فصل تابستان خواهد شد.

پدیده نامطلوب گردوغبار یکی از بلایای طبیعی است که استان ایلام را به دلیل موقعیت جغرافیایی و همجواری آن با پهنه های بزرگی از مناطق بیابانی تحت تأثیر قرار می دهد. در این تحقیق پس از استخراج 40 سامانه ی گردوغباری شاخص و تفکیک آنها به دو دوره سرد وگرم سال طی دوره آماری (2000-2010)، با استفاده از نقشه های ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 و فشارسطح دریا، نقشه های بردار باد، خطوط هم سرعت و نقشه های اُمگا در تراز700 هکتوپاسکال در محدوده 15 تا 45 درجه شمالی و 20 تا 65 درجه شرقی صورت گرفت. برای بررسی وضیعت جو بالایی با مراجعه به پایگاه داده های جوی دانشگاه وایومینگ، داده های رادیوسوند برای روزهای همراه با گردوغبار در ایستگاه های نیمه جنوب غربی ایران اخذ شده و با استفاده از نرم افزار RAOB و نمودارهای SKEW-T به صورت روزانه ترسیم و مورد تحلیل قرار گرفتند، برای بررسی پایداری و ناپایداری جو از شاخص های (LI)، (SI)، (CAPE) و TT استفاده شد. بارزسازی گردوغبار روی تصاویر MODIS با استفاده از ویژگی های دمای درخشایی و شاخص عمق نوری ذرات (AOD) انجام شد. نتایج تحقیق نشان می دهد در دوره سرد سال سیستم های مهاجر بادهای غربی و رودباد جبهه ی قطبی همراه آن و در دوره گرم سال کم فشارهای حرارتی سطح زمین مهم ترین عامل در ایجاد و شکل گیری پدیده ی مذکور در استان ایلام 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 ایلام می شود. در دوره گرم سال نیز کم فشارهای حرارتی سطح زمین و بخصوص کم فشارخلیج 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، مهم ترین منابع گردوغبارهای وارده به استان ایلام شامل بیابان های جنوبی عراق، شمال عربستان، جنوب سوریه و تا اندازه ای شمال صحرای آفریقا می باشد.

یکی از سامانه های مهم جوی اقلیم کره زمین سامانه پرفشار سیبری است. هدف پژوهش فوق، تحلیل تغییرات هسته مرکزی سامانه پرفشار سیبری در بازه زمانی یاد شده می باشد. جهت شناسایی تغییرات مکانی هسته در بازه زمانی یاد شده داده های روزانه فشار سطح دریا و دمای سطح زمین با تفکیک 5/2 درجه در محدوده ی مکانی 30 تا 65 درجه عرض شمالی و 45 تا 130 درجه طول شرقی از پایگاه داده های نوآ NCEP/NCAR برای ماه های سرد سال استخراج شد. جهت تحلیل تغییرات مکانی هسته مرکزی سامانه داده ها وارد محیط GIS شده و به دو صورت پهنه ای و نقطه ای به تفکیک شش دهه ی ده ساله خروجی گرفته شده و مورد مقایسه قرار گرفت. جهت بررسی روند میزان تغییرات، تعیین جهت روند، نوع و زمان تغییرات دما و فشار هسته مرکزی سامانه از آزمون آماری-ناپارامتری من کندال استفاده شده است. نتایج حاصل از مقایسه ی دهه ی اول و ششم دوره 60 ساله نشان داد که هسته مرکزی در ماه ژانویه از سمت شرق به غرب و در ماه های اکتبر و مارس از سمت شمال شرق به جنوب غرب در محدوده ی دریاچه ی بایکال تا بالخاش دچار جابجایی چشمگیری شده است. تحلیل های آماری این دوره 60 ساله نشان داد که میزان فشار در ماه اکتبر دارای یک روند افزایشی و دمای سطح زمین در همین ماه یک روند کاهشی معنادار را تجربه کرده است. نتایج همچنین نشان داد که در طی همین دوره فشار مرکزی پرفشار سیبری در ماه ژانویه روند کاهشی داشته است در صورتی که دمای سطح زمین در این ماه روند افزایشی معناداری را نشان می دهد. برخلاف ماه های اکتبر و ژانویه در ماه مارس فشار مرکزی دارای چند جهش بوده ولی فاقد روند می باشد. با این وجود در این ماه دمای سطح زمین دارای یک روند افزایشی معنی دار در طول دوره یاد شده می باشد.

این پژوهش با هدف تعیین شاخص فرسایندگی باران (EI30) در اقلیم نیمه خشک استان کرمان انجام گرفت. بدین منظور برای مناطق فاقد ایستگاه های باران نگار از تحلیل رگرسیونی بین این شاخص و بعضی شاخص های زودیافت برای 17 ایستگاه مجهز به باران نگار استفاده شد. مناسب ترین رابطة رگرسیونی بر مبنای شاخص متوسط حداکثر بارندگی ماهانه به میزان (882/0R2= ) بود. سپس، با بررسی تمامی ایستگاه های هواشناسی در استان کرمان (آمار شدت و روزانة بارندگی)، 135 ایستگاه با بیش از 20 سال آمار برای تهیة نقشة فرسایندگی باران انتخاب شد. نتایج نشان داد حداکثر و حداقل شاخص مورد نظر به ترتیب برابر با 74/213 و 91/24 مگاژول- میلی متر بر هکتار در ساعت و در سال برای ایستگاه های سلطانی و دولت آباد اسفندقه بود. در نهایت، با استفاده از تکنیک ارزیابی متقابل، روش زمین آماری کریجینگ ساده مناسب ترین روش پهنه بندی انتخاب و نقشة پهنه بندی شاخص فرسایندگی باران برای استان کرمان در نرم افزار ArcGIS 10.3 تهیه شد. نتایج نشان داد مقدار این شاخص در غرب و جنوب غربی استان دارای بیشترین و در شرق، جنوب و شمال استان دارای کمترین مقدار است. همچنین، معادلات مربوط به همبستگی شاخص های مورد بررسی با شاخص EI30 به دست آمد که نشان دهندة همبستگی قوی این شاخص با شاخص های زودیافت بود.

خطر، منشاء آسیب بالقوه یا موقعیتی برای ایجاد خسارت است، بنابراین شناسایی پهنه های مواجه با مخاطرات امری لازم برای برنامه ریزی محیطی یا آمایش سرزمین است. منظور از مخاطره، عموماً ویژگی های کالبدی است که منجر به حوادث غیر مترقبه می شود.به عنوان مثال گسل های فعال، آتش فشان ها، مناطق سیل خیر و اراضی مستعد اشتعال همگی جزو مخاطرات طبیعی هستند. لذا توجه به شرایط خطرپذیری مخاطرات اقلیمی در مناطق مسکونی با توجه به جمعیت های شهری و روستایی لازمه برنامه ریزی محیطی می باشد. با توجه به این مهم در این تحقیق نخست تلاش شده است تا با استفاده از آمار ایستگاه های باران سنجی و سینوپتیک حوضه های آبریز حله و مند طی یک دوره آماری 20 ساله (1371-1390)، شاخص خشکسالی SPI در منطقه مورد مطالعه محاسبه شود. سپس از لایه های رقومی پهنه های سیلابی، مجموع متوسط بارندگی و مجموع تبخیر و تعرق سالانه برای ارزیابی پهنه های با خطر رخداد سیلاب استفاده شده است.در این راستا از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) و منطق( Fuzzy)- مناطق با خطر رخداد پهنه های سیلاب و خشکسالی، و تبخیر و تعرق سالانه در سطح منطقه مورد مطالعه، پهنه بندی و شناسایی شدند. با توجه به نقشه نهایی آسیب پذیری مشخص شد که مناطق همجوار و خصوصا شهرهای واقع در کنار سواحل خلیج فارس در غرب،شمال غرب و جنوب حوضه های آبریز حله و مند دارای بیشترین آسیب پذیری بوده و مناطق شرق و شمال شرق منطقه مورد مطالعه و مراکز جمعیتی آنها، از کمترین آسیب پذیری برخوردار هستند.

پژوهش حاضر به منظور شناسایی الگوهای همدیدی مؤثر در ایجاد توفان های گردوغبار با استفاده از داده فراوانی روزهای گردوغباری (سازمان هواشناسی) و داده های شبکه ای روزانه شامل فشار سطح دریا، ارتفاع ژئوپتانسیل، بردارهای مداری و نصف النهاری باد از مرکز ملی پیش بینی های محیطی (NCEP) با قدرت تفکیک مکانی 5/2 درجه طول و عرض جغرافیایی در دوره زمانی 1989 تا 2010 در منطقه غرب کشور انجام گرفته است. جهت بررسی نرمال بودن داده های فراوانی روزهای گردوغباری از آزمون کلموگروف – اسمیرنف و برای بررسی تفاوت میانگین ها از آزمون تی با دو نمونه مستقل و تفسیر نتایج آن از آزمون لِون استفاده شده است و نتایج آزمون بیانگر بیشتر بودن میانگین فراوانی گردوغبار در دوره گرم، نسبت به دوره سرد است که این تفاوت در سطح 95 درصد معنادار بود. با تأیید تفاوت معناداری فراوانی داده های گردوغبار در دوره گرم و سرد سال، الگوهای همدیدی شکل دهنده 40 مورد گردوغبار طی سال های 2000 تا 2010 مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که سازوکار-های ایجادکننده گردوغبار نیز در این دو فصل متمایز از همدیگر هستند. در فصل سرد با توجه به تنوع بیشتر الگوهای گردش جو و سامانه هایی که خاورمیانه را تحت تأثیر قرار می دهند، 2 الگوی کلی براساس استقرار یک کم ارتفاع یا پر ارتفاع در سمت غربِ کم ارتفاع شمالی و پر ارتفاع جنوبی سبب رخداد گردوغبار می شوند؛ حال آنکه در فصل گرم همزمان با استقرار پرفشار جنب حاره روی ایران، تشکیل کم فشار حرارتی بر روی کانون های گردوغبار و استقرار یک کم ارتفاع در تراز 850 ه.پ بر فراز آن سبب همگرایی جریان هوا در سطح زمین و متعاقباً برداشت ذرات خاک می گردد که همراه جریان های جنوب غربی جلوی ناوه وارد غرب ایران می شوند.

هدف پژوهش حاضر، ارزیابی دقت مولد آب وهوایی LARS-WG و داده های CFSR در شبیه سازی پارامترهای اقلیمی (دمای کمینه و بیشینه و بارش) استان چهارمحال و بختیاری است. بدین منظور، از مقایسةشاخص های آماری RMSE، MBE، MAEو R2استفاده شد. در ایستگاه شهرکرد مقادیر RMSE و MAE برای بارش ماهانة داده های CFSR به ترتیب 49/20 و 19/11 میلی متر و برای بارش سالانه 88/92 و 51/72 میلی متر است. این مقادیر بارش، در مورد مدل LARS-WG در مقیاس ماهانه به ترتیب 45/41 و 75/24 میلی متر و در مقیاس سالانه 75/164 و 43/123 میلی متر است. در مجموع، داده های CFSRدر بازة زمانی کوتاه تر (ماهانه و سالانه) دارای آماره های خطاسنجی کمتری نسبت به مدل LARS-WGاست و همبستگی بیشتری با داده های مشاهداتی دارد. بنابراین، در تخمین پارامترهای اقلیمی کوتاه مدت، دقت بالاتری دارد. همچنین، نتایج بیانگر توان مندی مدل LARS-WG در شبیه سازی پارامترهای اقلیمی در بازة زمانی طولانی مدت (دهه) است. به همین دلیل، مقادیر آماره های مذکور در مقیاس های زمانی کوتاه تر، چندان مناسب نیست. بدین ترتیب، باتوجه به اهداف هر تحقیق، می توان از نتایج هر دو روش استفاده کرد. همچنین داده های CFSRدر نقاط فاقد ایستگاه هواشناسی گزینة ارزش مندی محسوب می شود.

یکی از مهم ترین و قابل دسترس ترین انرژی های نو، انرژی بادی می باشد که بیشتر کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه از این انرژی برای تأمین منابع نیروی خود بهره می گیرند. هدف از این تحقیق، امکان سنجی پتانسیل انرژی بادی در شمال غرب ایران با استفاده از الگوریتم فازی می باشد. روش تحقیق از نوع کاربردی – تحلیلی می باشد. بدین منظور اطلاعات داده های باد (سرعت و جهت باد) برای ایستگاه های شمال غرب ایران در دوره آماری 2000 الی 2008 از سازمان هواشناسی کشور اخذ گردید. سپس فراوانی سرعت باد ایستگاه های مورد مطالعه بر اساس معیار 4 متر در ثانیه و بیشتر بدست آمد. این داده ها بر اساس روش خوشه بندی فازی(FCM)، در محیط نرم افزار Matlab طبقه بندی گردیدند. الگوریتم FCM کاربرد وسیعی در تحلیل فراوانی ناحیه ای دارد. همچنین با استفاده از نرم افزار WINROSE باد غالب و جهت باد ایستگاه های مورد مطالعه تهیه گردید. نتایج این تحقیق نشان داد که ایستگاه اردبیل (خوشه اول)، در بین تمام ایستگاه های مورد مطالعه دارای بیشترین فراوانی وقوع باد با سرعت 4 متر در ثانیه است که مقدار آن، 5183 بار تکرار در طول دوره آماری مورد مطالعه می باشد. ایستگاه های ارومیه و پارس آباد (خوشه پنجم)، دارای حداقل فراوانی وقوع باد با سرعت 4 با مقدار میانگین 577 بار تکرار در طول دوره ی آماری مورد مطالعه می باشند. با توجه به نتایج بدست آمده می توان گفت که خوشه اول، دوم و سوم برای استفاده از انرژی باد به صورت توربین بادی مقرون به صرفه می باشد و خوشه چهارم و پنجم برای استفاده از این انرژی نامناسب هستند.

شناخت و ارزیابی تغییرات اقلیم در دهه های آینده با هدف برنامه ریزی محیطی مناسب در جهت سازگاری و کاهش اثرات آن امری کاملاً ضروری است. در این پژوهش نیز تغییرات دمای حداکثر روزانه بر روی کشور ایران در دو دوره زمانی (70-2041 و 99-2071)و بر اساس خروجی دو مدل گردش عمومی جو Hadcm3و CGCM3 تحت سناریوهای انتشار موجود ( A1B, A2, B1 , B2) مورد بررسی مقایسه ای قرار گرفت. بدین منظور پس از بررسی توانمندی مدل آماری SDSM در شبیه سازی اقلیم دوره پایه (2010-1981)، مقادیر آینده دمای حداکثر روزانه با لحاظ نمودن عدم قطعیت،بر روی 7 ایستگاه سینوپتیک به عنوان نماینده های آب و هوایی انتخابی ایران، ریز مقیاس نمایی گردید. در تحلیل عدم قطعیت مربوط به مدل-سناریوها،مشخص شد که مدل CGCM3 تحت سناریوی B1 در بین مدل-سناریوهای مختلف، بهترین عملکرد را در شبیه سازیدمای آینده داشته است. همچنین یافته های پژوهش بر روی ایستگاه های مورد مطالعه نشان می دهد که دمای ایران به طور متوسط دردهه های میانیو پایانی قرن بیست و یکم، بین 1 تا 2درجه سلسیوسافزایش می یابد، که البته این افزایش دما بر اساس سناریوهای مختلف مدل Hadcm3 نسبت به مدل CGCM3 شدیدتر بوده است.از نظر پراکنش فضایی تغییرات در محیط GIS نیزبر اساس خروجی همه مدل-سناریوها، کمترین افزایش دما بر روی ایستگاه بندرعباس واقع در سواحل پست جنوبی ایران مشاهده شده و بالعکس بر روی ایستگاه تبریز واقع در عرض های شمالی تر و مناطق بلند و کوهستانی ایران، افزایش دما به حداکثر می رسد. در مجموع می توان عوامل مهمو مؤثردر تغییرات آینده دمای ایران را در سه گروه: عاملارتفاع، عرض جغرافیایی و رطوبت جوی دسته بندی نمود. چرا که بر اساس تمامی خروجی های مدل-سناریوها، ارتفاعات عرض های شمالی ایران، بیشترین افزایش دما را تجربه خواهند نمود.

با توجه به اهمیت تغییرات شار گرمای محسوس در تغییر موازنه انرژی سطحی و تغییرپذیری آب و هوایی مناطق مختلف، در این مطالعه داده های دمای هوا، دمای سطح زمین، و سرعت باد از داده های شبکه بندی NCEP/NCAR برای یک دورة 34 ساله (1980 2014) دریافت و بر اساس آن شار گرمای محسوس در همة ایران محاسبه شد. محاسبات مربوط به شار گرمای محسوس برای بهار و تابستان بر اساس رابطة حجمی انجام گرفت. میانگین متحرک و ناهنجاری متغیرها و روند تغییرات با تحلیل رگرسیون خطی، چندجمله ای، و ضریب همبستگی پیرسون انجام گرفت. نتایج نشان داد، در مقایسه با روند شار تابستان (039/0)، شار گرمای محسوس بهار با ضریب رگرسیون خطی (18/0) تغییرات شدیدتری را نشان می دهد. شاید ناهمگونی گرمایش سطحی در بهار موجب تغییرات دمایی بیشتری بین هوا و سطح می شود و ناهنجاری سرعت باد را نسبت به تابستان افزایش می دهد. در مقایسه با مؤلفه های دمایی، تغییرات باد تأثیر بیشتری در شار گرمای محسوس تابستانی می گذارد. ضریب تعیین چندجمله ای نشان می دهد که سرعت باد بیست درصد تغییرات شار گرمای محسوس تابستان را توجیه می کند. نواحی غرب، شمال غرب، مرکز، و کرانة جنوبی خزر بیشترین تغییرات شار گرمای محسوس را در دورة گرم و همچنین حداکثر تغییرات دمای هوا و دمای سطح را به خود اختصاص داده اند.

یکی از مراحل اصلی در مطالعات منابع آب برآورد توزیع مکانی بارندگی در مقیاس های زمانی متفاوت می باشد. مطالعه بارش به عنوان یک عنصر بسیار مهم و رکن اساسی در مطالعات بیلان آب و اساس برنامه ریزی های منابع طبیعی هر کشوری شناخته می شود. به دلیل کمبود ایستگاه های باران سنجی و نقطه ای بودن این ایستگاه ها، استفاده از مدلی که علاوه بر مقادیر بارش ایستگاه ها از عوامل دیگری همچون توپوگرافی، رطوبت و جهت شیب، بارش را درون یابی کند، ضروری است. لذا در این پژوهش داده های بارش و رطوبت از 9 ایستگاه همدید و 31 ایستگاه باران سنجی استان لرستان به مدت 12 سال آماری اخذ و با استفاده از روش کم ترین مربعات روابط میان بارش با توپوگرافی و رطوبت به کمک نرم افزار Maple استخراج گردید؛ و سپس با اعمال این روابط در محیط GIS به کمک زبان برنامه نویسی پایتون مدل رقومی بارش ایجاد شد. نتایج حاصل از این مدل حاکی از آن بود که میزان بارش از 02/0 تا 6/11 میلی متر با مقدار اندازه گیری شده در ایستگاه ها اختلاف دارد. هم چنین برای سنجش کارایی این مدل، داده های بارش در سوم اردیبهشت رادار TRMM[1] را با خروجی این مدل در همین روز مقایسه شد و این نتیجه به دست آمد که ضریب تعیین برای داده های رادار TRMM، 79 درصد و برای مدل رقومی بارش 86 درصد می باشد.

برآورد دبی بار رسوبات معلق رودخانه ها به دلیل تأثیرگذاری بر طراحی و مدیریت سازه های آبی، در مهندسی آب، هیدرولیک و محیط زیست مهم می باشد. تاکنون تلاش های گوناگونی جهت برآورد دقیق بار رسوبات معلق توسط پژوهشگران انجام شده است که برای مثال می توان به برقراری رابطه بین دبی جریان و دبی رسوب اشاره نمود. مشکل این روش، عدم قطعیت آن می باشد. از این رو، شماری از محققان به روش های هوشمند و الگوریتم های تکاملّی، روی آورده اند. در پژوهش حاضر به منظور پیش بینی بار رسوب معلق ایستگاه های هیدرومتری جلوگیر و پای پل واقع در بالادست سد مخزنی کرخه، روش برنامه ریزی بیان ژن مورد استفاده قرار گرفت و نتایج به دست آمده با نتایج روش های منحنی سنجه رسوب و فائو مقایسه گردید. برای انجام این کار داده های دبی جریان، دبی رسوب و ارتفاع باران دو ایستگاه بین سال های 1390-1365 جمع آوری شد. برای اجرای مدل برنامه ریزی بیان ژن دو سناریو تعریف گردید. در سناریوی اول از اطلاعات دبی جریان و دبی رسوب ایستگاه ها استفاده شد و در سناریوی دوم از اطلاعات ارتفاع باران حوضه ی آبریز نیز استفاده گردید. نتایج نشان داد سناریوی دوم عملکرد بهتری در مقایسه با سناریوی اول داشته است. همچنین، مقایسه ی نتایج اجرای این مدل در بخش آزمون سناریوی دوم نشان داد که این روش نسبت به روش منحنی سنجه رسوب، میزان خطای RMSE و MAEرا به مقدار 91% و 94% برای ایستگاه هیدرومتری جلوگیر و 60% و 71% برای ایستگاه هیدرومتری پای پل کاهش داده است. مقایسه همین نتایج با روش فائو نیز نشان دهنده ی کاهش خطای RMSE و MAE به میزان 92% و 96% برای ایستگاه هیدرومتری جلوگیر و 85% و 95% برای ایستگاه هیدرومتری پای پل می باشد.

این تحقیق به منظور شبیه سازی بارش و دما با مدل دینامیکی RegCM4 وLARSدر دو حالت با و بدون به کارگیری تکنیک پس پردازش آماری برونداد مستقیم مدل در شمال شرق ایران (خراسان بزرگ) ودوره آماری 2011-1987 در مقطع زمانی سالانه انجام شده است.بر اساس نتایج حاصله، در مدل LARS در منطقه مورد مطالعه، در دوره راستی آزمایی 2013-2007 میانگین اریبی بارش سالانه خام مدل برابر 63/53 میلیمتر و پس پردازش شده 25/11- می باشد. بطور خلاصه در مقیاس زمانی سالانه در 84 درصد ایستگاه های مطالعاتی انجام پس پردازش مؤثر واقع شده و میزان خطای اریبی را در بیشتر ایستگاه ها، بشدت کاسته است. بر اساس نتایج حاصله از مدل RegCM4، در دوره راستی آزمایی 2011-2006 میانگین اریبی بارش سالانه خام مدل RegCM4 برابر 3/85 میلیمتر و پس پردازش شده 04/61 محاسبه شده است.لذا مقادیر خطا در بیشتر ایستگاه ها قبل و بعد از پردازش بسیار بالا و نتایج مدل قابل قبول نیست. بطور خلاصه در مقیاس زمانی سالانه در 75 درصد ایستگاه های مطالعاتی انجام پس پردازش مؤثر واقع شده است. بنابراین قدر مطلق خطای اریبیپس پردازش متوسط بارش سالانه مدل LARS برابر با 6/13 و مدل RegCM4 برابر با 61 می باشد. میانگین اریبی دمای سالانه خام مدل LARS برابر 096/0 درجه سانتیگراد و پس پردازش شده 432/0- است. این در عمل بزرگتر از اریبی بدون پس پردازش شده است، لذا عمل پس پردازش در تمامی ایستگاه ها مؤثر واقع نشده و فقط در 46 درصد ایستگاه ها خوب تعریف می شود.شبیه سازی داده های دمای دومتری در ایستگاه های هواشناسی با استفاده از مدل RegCM4 و نیز اعمال MA کارایی بالایی را نشان داد. میانگین اریبی دمای سالانه خام مدل RegCM4 برابر 78/2- درجه سانتیگراد بود که پس از اعمال پس پردازش به 05/0- کاهش یافت. در تمامی ایستگاه ها دمای سالانه مدل شده با داده های مشاهداتی کمتر از 1/0 درجه سانتیگراد اختلاف دارد. بنابراین در شبیه سازی داده های بارش سالانه مدل LARS تا حتی بهتر از مدل RegCM4 جوابگو می باشد. و در شبیه سازی داده های دمای سالانه مدل دینامیکی RegCM4، واقعیت خیلی بهتری از منطقه نسبت به مدل آماری LARS ، از خود نشان می دهد.

در هواشناسی همدیدی استقرار توده هوای سرد در تراز های میانی و فوقانی جو در اصطلاح علمی سلول هوای سردو یا استخر هوای سرد (Cold Pool) نامیده می شود. در این مطالعه آشکارسازی نقش استخر هوای سرد در ایجاد و یا تشدید بارندگی ها،با بررسی نقشه های همدیدی برای بازه ی سال های 2007 لغایت 2013، 118 مورد استخر هوای سرد شناسایی گردید. در راستای اهداف تحقیق نقشه های همدیدی، نمودار ترمودینامیکی (SkewT) و پراکندگی بارش در روزهای شناسایی شده در استان آذربایجان شرقی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد استخرهای هوای سرد به صورت سه الگوی همدیدی متفاوت، تراف دمایی، سلول بسته ای از هوای سرد و یا ترکیبی از تراف و سلول(در ترازهای مختلف) ظاهر می گردد. هر چند که این عارضه همدیدی در همه ی ماههای دوره ی گرم سال مشاهده می شود ولی بیشترین فراوانی وقوع آن در ماه مه (اردیبهشت) مشاهده شده است. بررسی مقادیر بارش ثبت شده در ایستگاههای هواشناسی در زمان استقرار استخر هوای سرد نشان داد که در 64% مواقع حضور استخر هوای سرد بارندگی رخ داده و در 2/12% موارد وقوع بارندگی شدید باعث ایجاد سیل شده است. نتایج حاصل از بررسی اطلاعات نمودارهای ترمودینامیکی نشان داد هر چند در اکثر موارد وجود ناپایداری در جو توسط شاخص های ناپایداری تأیید می شود ولی در مواردی هم ضعف هایی در تبیین شرایط ناپایدار جوی مشاهده گردید که نشان دهنده ی غلبه ی شرایط دینامیکی (در مقایسه با شرایط ترمودینامیکی) در هنگام استقرار این پدیده همدیدی می باشد. نهایتاً مشخص گردید هر قدر اختلاف دمایی تراز 850 با 500 میلی باری در اثر استقرار استخر هوای سرد بیشتر باشد احتمال تشدید بارندگی ها و وقوع تگرگ و سیل افزایش می یابد.

تغییرات الگوهای گردش جوی به تغییر رژیم بارش منجر می شود و ره آورد آن تنوع آب وهوایی، همچون ترسالی ها و خشک سالی ها، است. بنابراین، با توجه به اینکه یکی از پارامترهای مهم در شرایط پیش گفته نایکنواختی در انتقال و تزریق رطوبت به سامانه های باران زای ایران است، در این پژوهش با رویکرد انتقال رطوبت در ایجاد بارش، با بهره گیری از داده های ساعتی ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 850 ه.پ در دورة زمانی (2000 2010)، با تفکیک مکانی 1×1 درجة قوسی مرکز پیش بینی های میان مدت اروپا (ECMWF)، و با استفاده از تحلیل خوشه ای به روش همبستگی چگونگی رفتار مکانی پُرارتفاع عربستان در انتقال رطوبت بررسی شد؛ سرانجام، پنج الگوی بزرگ گردشی به دست آمد. نتایج نشان داد رفتار مکانی-زمانی پُرارتفاع عربستان، همچون جابه جایی شرقی- غربی، شمالی- جنوبی، و حتی کشیدگی هستة مرکزی آن، در تزریق و انتقال رطوبت و به تبع آن بارش بر روی ایران نقش بسزایی دارد. همچنین، توزیع مکانی بارش در سطح ایران به موقعیت مکانی، شکل، و پهنة گردشی این پُرارتفاع بستگی دارد. به طور کلی، پُرارتفاع عربستان در فصول سرد، با ایجاد جریان های جنوب- جنوب غربی، تأثیر فراوانی در رطوبت و بارش در ایران دارد. فراوانی بالا (کم) وقوع سالانة الگوی نوع دوم این پُرفشار همراه با بارش زیاد (کم) دریافتی ایران بوده است.