پژوهش های جغرافیای طبیعی

در این پژوهش 78 مورد از بارش های تابستانة جنوب شرق ایران انتخاب شد؛ پس از اجرای آزمون خوشه بندی، چهار الگوی سینوپتیکیِ مرتبط با این بارش ها تشخیص داده شد. نتایج پژوهش بیانگر آن است که این بارش ها هم زمان با گسترش زبانه ای از کم فشار گنگ بر روی شرق ایران از سطح زمین تا تراز 850 ه.پ صورت می گیرد و در سطوح میانی و بالایی آتمسفر ناوه ای از موج بادهای غربی بر روی منطقه مستقر نمی شود. در همة الگوها سه هستة واگرایی شار رطوبت بر روی شمال دریای عرب، غرب دریای عرب، و خلیج فارس شکل گرفت: شمال دریای عرب و پس از آن غرب دریای عرب منابعِ مهمِ تأمین رطوبت جنوب شرق ایران در این الگوها بودند. گردش پادساعت گرد هوای مرطوب مونسون در دامنه های جنوبی هیمالیا به شکلی ضعیف فقط در دو الگو مشاهده شد، اما نقشی از آن در تأمین رطوبتِ این الگوها مشاهده نشد، زیرا هم زمان هسته ای قوی از همگرایی شار رطوبت بر روی مرکز و شمال پاکستان قرار می گیرد که جریان پادساعت گرد هوای مرطوب دامنة جنوبی هیمالیا و حتی بخشی از شار همگراشدة رطوبت در جنوب شرق ایران را به درون خود می کشد. نیمرخ قائم آتمسفر منطقه نیز حاکی از همگراشدن رطوبت در سطوح زیرین آتمسفر (750 1000 ه.پ) و واگراشدن رطوبت در سطوح میانی و بالایی آتمسفر منطقه است.

هدف از این پژوهش ارائة روشی نو برای واکاوی مکانی - زمانی تغییرات نیاز سرمایش کشور در دهه های آینده است. برای اجرای این پژوهش از داده های گردش کلی جو EH5OM استفاده شد. این داده ها تحت سناریوی A1B کمیتة بین المللی تغییر اقلیم است و با تفکیک 75/1 درجة طولی و عرضی اجرا شده است. با مدل ریزمقیاس نمایی، داده های میانگین دمای روزانه طی دورة آماری (2015 2050) به تفکیک عبارت است از: 27/0×27/0 درجة طول و عرض جغرافیایی، که حدوداً نقاطی با ابعاد 30×30 می باشند. سرانجام، آستانة دمایی پهنه ها مشخص و به یاخته ها تعمیم داده شد و درجة روز سرمایش ماهانة کشور در ماتریسی به ابعاد 2138×12 در نرم افزار MATLAB استخراج شد. روند و شیب روند درجة روز سرمایش ماهانه نیز طی دورة مورد مطالعه از طریق آزمون من - کندال و روش حداقل مربعات محاسبه شد. نتایج نشان داد بیشترین گسترة مکانی مناطق دارای روند مثبت نیاز سرمایش در ماه های فصل بهار، به ویژه در ماه می، است. این سناریو نوید می دهد که در آینده در ایران فصل بهار گرم تر خواهد شد. بیشترین میزان گرمایش در این فصل مختص جلگه ها و سواحل جنوبی با شیب روند 2 4 درجة روز در دهه است.

فرایند بارش- رواناب پیچیده و غیرخطی است و مدل سازی آن به دلیل عدم قطعیت های زیاد یکی از مهم ترین دغدغه های پژوهشگران در حیطة مسائل منابع آب به شمار می رود. از بین روش های مورد استفاده، مدل های هوشمند در پیش بینی چنین فرایندهایی مفید و مؤثرند. بنابراین، به منظور مدل سازی جریان رودخانه از روش های شبکة عصبی مصنوعی و همچنین برنامه ریزی ژنتیک به منزلة روشی صریح که جزو الگوریتم های تکاملی به شمار می رود در حوضة آبخیز معرّف امامه و در دورة آماری 1349 - 1350 تا 1390 - 1391 (42 ساله) استفاده شد. بدین منظور، از داده های هواشناسی و آب سنجی در مقیاس روزانه و در قالب 62 مدل پیشنهادی استفاده شد. نتایج نشان داد برنامه ریزی ژنتیکی، از میان مدل های فراوان، خطای کمتری داشت. خطای مدل ها نیز وقتی که فقط از عملگرهای اصلی ریاضی و توان استفاده شد به مراتب کمتر بود. سرانجام، با توجه به معیارهای ارزیابی مورد استفاده در این تحقیق، ساختار پیشنهادی با ورودی های (مدل 54) دما، باران، و تأخیرهای باران تا دو روز، رطوبت نسبی و تبخیر و تعرق و تأخیر جریان تا دو روز به عنوان بهترین مدل با خطای 001/0، 031/0، و 009/0 در مرحلة آموزش و 001/0، 032/0، و 009/0 در مرحلة آزمایش به دست آمد.

در این پژوهش تاریخچة پوشش گیاهی، تغییرات آب وهوایی، و فعالیت های انسان در اطراف ارومیه در اواخر هولوسن با بررسی گرده شناختی مغزه ای 6/2 متری از مانداب گانلی گول بازسازی شد. نسبت گرده ای C/A (اسفناجیان/ درمنه) برای برآورد دوره های خشک و مرطوب منطقه به کار گرفته شد. به سبب پایین بودن نسبی شاخص C/A (5/0 1)، پوشش گیاهی نیمه استپی و آب وهوایی به نسبت مرطوب برای بازة زمانی calBP 1145 1670 پیشنهاد می شود؛ هرچند نشانه هایی از افزایش فعالیت های کشاورزی و چرای دام نیز دیده می شود. همچنین، جای گزینی گندمیان، لویی، و نی توپی با خانوادة جگن تغییرِ ترکیب پوشش گیاهی سطح مانداب و پایین رفتن سطح آب آن را نشان می دهد. افزایش نسبت C/A تا 6 و ناپدیدشدن گردة درختان نشانة افزایش نسبی خشکی در منطقه در بازة زمانی calBP 590 1145 است. گسترش فعالیت انسان در منطقه از فراوانی بیشتر گرده های گردو، بارهنگ برگ نیزه ای، و گل گندم زرد در دورة calBP 180 590 دریافت می شود. در این دوره نشانه هایی از بالاآمدن سطح آب مانداب دیده شد. کاهش چشم گیر گردة درمنه و افزایش درخور توجه اسفناجیان (7-3=C/A) و بارهنگ برگ نیزه ای و فراوانی نسبی گرده های پیرگیاه و Lactuceae ویژگی بارز حدود دویست سال گذشته است و همگی بر گسترش پوشش گیاهی استپی- بیابانی با چیرگی اسفناجیان و افزایش دخالت های انسان در منطقه دلالت دارد.

هدف از پژوهش کنونی بررسی وردش های مکانی دما در حوضة زاینده رود است. بدین منظور، داده های دمای رویة خاک سنجندة مودیس تررا برای بازة زمانی 1379 1393 به کار گرفته شد. داده های دمای این سنجنده در تفکیک های مکانی گوناگونی در دسترس است، اما در این پژوهش از خردترین گونة دادة این فرآوردة دورسنجی، که در تفکیک مکانی 1×1 کیلومتری در دسترس است، بهره گرفته شد. پس از استخراج داده ها بر روی حوضة زاینده رود، شیب خط دما روی 48347 یاختة مورد بررسی در حوضه محاسبه شد. اما، برای اطمینان از روند، بازة اطمینان رگرسیونی بر روی یاخته ها به کار بسته شد و فقط یاخته هایی که از دیدگاه علامت شیبِ خط هم راستا بودند استخراج و به نمایش گذاشته شدند. یافته های این پژوهش نشان داد در همة فصول در حوضه روندهای افزایشی و کاهشی دمای رویه دیده می شود. بیشترین گسترة روند افزایشی دمای رویه در فصل زمستان و در بخش های غربی حوضه دیده شد. همچنین، آشکار شد در فصل زمستان همبستگی بسیاری (بیش از 90/0) میان میزان افزایش دما و ارتفاع دیده می شود و با افزایش ارتفاع بر میزان روند نیز افزوده می شود.

به سبب اهمیت فراوان انتقال رسوب در استفادة بهینه از منابع آبی و طراحی سدها، دست یابی به روشی با دقت مناسب برای تخمین میزان بار رسوبی معلق رودخانه ها بسیار ضروری است. در این پژوهش میزان بار رسوبی معلق رودخانة صوفی چای به وسیلة روش های نوین داده کاوی شامل رگرسیون فرایند گاوسی و رگرسیون بردار پشتیبان که با بهره گیری از توابع کرنل توانایی بسیاری در حل مسائل غیرخطی دارند، تخمین زده شد، سپس، با مقادیر به دست آمده از روش های تجربی منحنی سنجة رسوب و روش فصلی مقایسه شد. روش رگرسیون فرایند گاوسی با ارائة شاخص های آماری ضریب همبستگی (R) برابر 977/0، ضریب همبستگی نش- ساتکلیف (N-S) برابر 794/0، میانگین خطای مطلق (MAE) برابر 4278/77 تن در روز، و ریشة میانگین مربعات خطا (RMSE) برابر 7455/698 تن در روز دارای بیشترین دقت و کمترین خطا از میان روش های بررسی شده در این مطالعه است. نتایج به دست آمده نشان داد هر دو روش داده کاوی بررسی شدة رگرسیون فرایند گاوسی و رگرسیون بردار پشتیبان به مراتب نتایج بهتری نسبت به منحنی سنجة رسوب و روش فصلی ارائه می کنند.

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.

دبی لبالبی جریانی است که کانال رود را پُر می کند بدون اینکه از کرانة کانال سرریز شود. در این تحقیق، دبی لبالبی بر اساس ویژگی های کانال رود در حوضة گرمابدشت استان گلستان تخمین زده شد. برای اجرای این پژوهش، حوضة گرمابدشت به چندین زیرحوضه تقسیم و بازه هایی برای مطالعه انتخاب شد. با عملیات میدانی، در هر بازه محدودة کانال لبالبی شناسایی شد و ویژگی های مورفومتری کانال رود شامل عرض و عمق لبالبی، مساحت مقطع عرضی در تراز لبالبی، و شیب کانال و همچنین قطر رسوبات بستر اندازه گیری شد. روابط رگرسیونی میان متغیرهای کانال رود و مساحت حوضة آبریز نشان می دهد متغیرهای عرض، عمق، و مساحت مقطع عرضی در حالت لبالبی همبستگی خوبی با مساحت حوضه دارند و به صورت معادلات توانی پیش بینی شدنی اند. تنش برشی رود و قدرت رود هم با مساحت حوضه رابطة معناداری را نشان می دهد و پیش بینی شدنی است. با استفاده از توزیع آماری لوگ پیرسون تیپ 3، دورة بازگشت دبی لبالبی در این رودخانه دو سال محاسبه شد. با توجه به معادلات رگرسیونی محاسبه شده، مقدار دبی لبالبی برای سایر رودخانه های فاقد ایستگاه هیدرومتری در حوضه پیش بینی شدنی است.

هدف از پژوهش حاضر ارزیابی تغییرات زمانی- مکانی بارش در ایران در دو دهة اخیر است. نخست، داده های پایگاه داده- بارش یاخته ای APHRODITE با تفکیک مکانی 25/0 × 25/0 درجة قوسی در بازة زمانی 1/1/1951 تا 31/12/2007 استخراج شد. برای دست یابی به تغییرات درون دهه ای بارش، از روش های نوین آمار فضایی مانند خودهمبستگی فضایی موران جهانی، شاخص انسلین محلی موران، و لکه های داغ با استفاده از قابلیت های برنامه نویسی در دو محیط و بهره گرفته شد. نتایج نشان داد تغییرات درون دهه ای بارش در ایران دارای الگوی خوشه ای بالاست. در این میان، بر اساس شاخص محلی موران و لکه های داغ، بارش در کرانه های ساحلی دریای خزر و بخش های غرب و جنوب غرب کشور (عمدتاً زاگرس) دارای خودهمبستگی فضایی مثبت (خوشه های بارش با ارزش بالا) است و در بخش هایی از نواحی مرکزی و همچنین بخش هایی از جنوب شرق کشور دارای خودهمبستگی فضایی منفی (خوشه های بارش با ارزش پایین) است. در سایر مناطق، بارش هیچ گونه الگوی معنی دار یا خودهمبستگی فضایی نداشته است. به طور کلی، بیشترین تغییر الگوهای بارشی متعلق به فصل پاییز است، سپس فصل تابستان. همچنین، کمترین تغییرات نیز مربوط به فصول بهار و زمستان است. برون دادهای آماره های مورد مطالعه بیانگر آن است که در دهه های اخیر تغییر اقلیم نمودی آشکارتر یافته و الگوهای پُربارش در مناطق جنوبی در حال عقب نشینی است و فقط در حال محدودشدن به کانون های عمده در زاگرس و کرانه های دریای خزر است.

هدف از این مطالعه بررسی ارتباط الگوهای زمانی (روند و فصلی) دما و بیماری سالک در استان اصفهان است. در این پژوهش از داده های ماهانه، فصلی، و سالانة دما در دورة 35 ساله (1979 2014) در سیزده ایستگاه سینوپتیک و داده های ماهانه، فصلی، و سالانة بیماری سالک در دورة ده ساله (2005 2014) در سیزده کانون در سطح استان استفاده شده است. روش تحقیق مبتنی بر تحلیل های آماری چندمتغیره و مدل های سری زمانی روند و فصلی است. با توجه به روش ها و مدل های کاربردی بر روی داده ها، دما دارای روند غیرنقطه ای معنی دار با الگوهای متفاوتی بوده است و به طریقی سری دمای ایستگاه های انتخابی از الگوهای روند پیروی می کنند (شهرضا و کاشان با روند کاهشی و بقیة ایستگاه ها با روند افزایشی)؛ در حالی که تغییرات بیماری سالک به جز در سه کانون (خور و بیابانک، کاشان، و شهرضا با روند افزایشی و بقیة کانون ها بدون روند) فاقد الگوی روند بوده است. از طرفی، روندهای نقطه ای دما و بیماری سالک الگوی مشابهی را نشان می دهند. همچنین، تغییرات دما و بیماری سالک در سطح استان تابع الگوهای فصلی سری زمانی بوده است. نتایج پژوهش نشان می دهد دما و بیماری تابع الگوی فصلی اند با این تفاوت که بیشترین (کمترین) موارد بیماری در فصل پاییز (بهار) با یک تأخیر زمانی فصلی نسبت به بیشترین (کمترین) دما در فصل تابستان (زمستان) اتفاق می افتد.