عباسعلی داداشی رودباری

امروزه شهرنشینی و پیامدهای زیست محیطی آن بر همگان آشکار شده است. از میان عوامل ویرانگر شهری، سیاستمداران و پژوهشگران حوزه علوم محیطی، بیش از هر عامل دیگری به جزایر حرارتی توجه داشته اند. هدف از این پژوهش، شناسایی مناطق بحرانی زیست محیطی جزایر حرارتی شهری اصفهان است. برای دستیابی به این هدف، ابتدا 9 تصویر مربوط به دوره گرم سال، طی دوره آماری 2013 تا 2015 از ماهواره لندست 8 بارگیری و سپس پیش پردازش های لازم، دمای سطح زمین (LST) و شاخص تفاضل بهنجارشده پوشش گیاهی (NDVI) محاسبه شد. در ادامه از شاخص قیاسی وضع بحرانی زیست محیطی (ECI) برای شناسایی مناطق حساس استفاده شد. نتایج نشان داد به دلیل وجود جزایر حرارتی سرد ( 1) بین مرکز شهر و حومه، شیب حرارتی تندی وجود دارد و بزرگ ترین جزیره حرارتی شهری در منطقه 6 شناسایی شد. جزایر حرارتی کانونی و جزایر حرارتی نواری، دو گونه دیگر از جزایر حرارتی شهری هستند که پس از مناطق پیرامونی، در بیشترین مناطق این شهر دیده شد. بیشترین حساسیت زیست محیطی در مناطق جنوبی شهر (منطقه 6 شهری) و کمترین حساسیت زیست محیطی نیز در مرکز شهر (مناطق 1 تا 3 شهری) بود. بر این اساس، توسعه بام سبز و پوشش گیاهی سازمان یافته و متناسب با آب و هوای بومی، بهترین راهکار برای تعدیل جزیره حرارتی و برون رفت از بحران پیش روست.

محدودیت ذخایر انرژی فسیلی، بشر را برای جایگزین کردن منابع انرژی جدید به چالش کشانده است. در این بین، باد به عنوان یکی از مظاهر انرژی های نو از جایگاه ویژه ای برخوردار است. استان اصفهان با توجه به وضعیت توپوگرافی و موقعیت نسبی خود، از مناسب ترین مکان ها برای احداث نیروگاه بادی می باشد. در این پژوهش برای تعیین مکان های مناسب جهت احداث نیروگاه بادی در استان اصفهان، معیارهای مختلفی مد نظر قرار گرفت و فرایند تحلیل سلسله مراتبی برای وزن دهی به لایه ها انتخاب و به کمک نرم افزار Expert choice پیاده سازی گردید. برای فازی سازی معیارها، داده ها وارد نرم افزار IDRISI گردیده و براساس نظرات کارشناسی، نقاط کنترل و نوع تابع فازی برای هر یک از لایه ها مشخص گردید. سپس از نرم افزار Arc GIS، به منظور همپوشانی لایه ها استفاده شد و در نهایت، استان اصفهان از نظر قابلیت احداث نیروگاه بادی به چهار سطح عالی، خوب، متوسط و ضعیف تقسیم گردید.

بخار آب موجود در جو، با جذب امواج تشعشعی با طول موج بلند بر تعادل دمای زمین تأثیر بسزایی می گذارد؛ ازاین رو، هدف اصلی این پژوهش شناسایی پراکنش فضایی رطوبت نسبی در ایران است. به این منظور، ابتدا به تشکیل پایگاه داده های شبکه ای رطوبت در ایران اقدام شد؛ سپس داده های این پایگاه در دورة آماری سی ساله ای، در بازة زمانی روزانه از 01/01/1982 تا 31/12/2012 میلادی مبنای پژوهش قرار گرفت و یاخته ای به ابعاد 15×15 کیلومتر بر منطقة پژوهش گسترانیده شد. به منظور دستیابی به تغییرات درون سالی رطوبت در ایران، از روش های نو آمار فضایی ازقبیل خودهمبستگی فضایی موران جهانی، شاخص انسلین محلی موران و لکه های داغ با استفاده از امکانات برنامه نویسی در محیط بهره برده شد. نتایج این پژوهش نشان داد که پراکنش فضایی رطوبت در ایران دارای الگوی خوشه ای بالاست. در این بین، براساس شاخص موران محلی و لکة داغ، الگوهای رطوبتی در شمال، شمال غرب و شمال شرق، غرب و جنوب غرب کشور دارای الگوی خودهمبستگی فضایی مثبت (الگوی رطوبتی نمناک) و بخش های جنوب شرقی و مرکزی کشور دارای خودهمبستگی فضایی منفی (الگوی رطوبتی خشک) بوده است. در طی دورة پژوهش، بخش اعظمی از کشور (حدود نیمی از کل مساحت) دارای الگوی معناداری یا خودهمبستگی فضایی بوده است.

تروپوپاز لایة انتقالی از وردسپهر به پوش سپهر است. این لایه تعیین کنندة حد بالایی و ضخامت وردسپهر است. در پژوهش حاضر از داده های ژرفاسنج مادون قرمز اتمسفری (AIRS) سنجندة مودیس آکوا ماهواره (EOS) استفاده شد. این محصول به شکل پارامترهای ژئوفیزیکی است و در شبکه ای به ابعاد 1×1 درجة قوسی توزیع شده است. این داده ها از 180- تا 180 طول جغرافیایی و 90 تا 90 عرض جغرافیایی موجودند که از سامانه تطبیقی پردازش مودیس (MODAPS) دریافت شدند. پس از بارگیری تصاویر مربوط به سال های 2003 تا 2015 میلادی، داده ها وارد نرم افزار MATLAB شد و مقادیر ارتفاعی تروپوپاز برای ماتریسی به ابعاد 12×155 برای هر سال محاسبه شد (155 معرف مقادیر شبکه های محاط در مرز ایران و دوازده ماه های سال اند). نتایج حاصل از پردازش های تصویر وارد محیط نرم افزار ArcGis10.2 شد و نقشه های هر ماه با استفاده از روش کریجینگ به واسطة کمترین مقدار خطا تهیه گردید. نتایج نشان داد در ماه فوریه بیشترین اختلاف ارتفاع بین جنوب و شمال کشور رخ می دهد. تقریباً در همة پهنة کشور منحنی هم ارتفاع موازی و مداری اند. در ماه های گرم سال ارتفاع تروپوپاز در جنوب شرق کاهش می یابد و بالاترین ارتفاع تروپوپاز در مرکز کشور رخ می دهد.

ابرها در چرخه آب و شکل گیری اقلیم های مختلف از اهمیت بالایی برخوردار می باشند. توزیع مکانی روزهای ابرناکی و روند تغییرات آن در جهت اتخاذ تصمیمات و راهبردهای محیطی حائز اهمیت است. هدف از این پژوهش بررسی روند تغییرات مکانی و زمانی سالانه تغییرات روزهای ابرناکی در ایران بر مبنای روش های زمین آمار می باشد. روش پژوهش براساس آمار و اطلاعات روزهای ابری 43 ایستگاه همدید از سال 1970 الی 2010  انجام شد. به منظور تعیین الگوی فضایی از روش های مختلف درون یابی زمین آمار استفاده شد. برای سنجش دقت این روش ها از معیارهای اعتبارسنجی MAE،MBE وRMSE و برای ارزیابی روند تغییرات از روش من – کندال و کمترین مربعات استفاده گردید. نتایج نشان داد از شمال به جنوب و از غرب به شرق ایران، تعداد روزهای ابری کاهش می یابد و تفاوت مکانی زیادی در تعداد روزهای ابرناکی در کشور وجود دارد.  توزیع زمانی – مکانی روزهای ابری در کشور نیز تابع مؤلفه های مکان می باشد و عامل عرض جغرافیایی بیشترین تأثیر را دارد. نتایج معیارهای اعتبارسنجی نشان داد که برای ابرناکی سالانه روش های GPI و C/K، در فصل زمستان روش درون یابی C/K، در فصل بهار روش IDW، در فصل تابستان LPI و در فصل پاییز روش های RBF وEBK از عملکرد بالاتری در توزیع مکانی ابرناکی برخوردار می باشند. روند تغییرات روزهای ابری در کشور بیشتر کاهشی بوده، در بیش از نیمی از ایستگاه های موردمطالعه این روند کاهشی معنی دار آشکار گردید. از آنجایی که مقدمه بارش ابرناکی است، نتایج تحقیق در پیش آگاهی مدیریت ریسک مخاطرات هیدروکلیمایی و مدیریت منابع آبی حائز اهمیت می باشد.

تعامل عوامل محلی و الگوهای گردشی اتمسفر، نوع و حالت آرایش جزایر گرمایی هر پهنه جغرافیایی را در بلندمدت تعیین می کند. آگاهی از پراکندگی مکانی دما، زمینه ساز برنامه ریزی و سیاست گذاری های درست محیطی است. این پژوهش با هدف شناسایی تغییرات مکانی و زمانی خودهمبستگی فضایی جزایر گرمایی انجام شده است. نخست پایگاهی از داده های شبکه ای دمای بیشینه و کمینه روزانه استان ایجاد شد. سپس دوره آماری 30 ساله (1/01/1980تا 31/12/2010 میلادی) برای 12 ایستگاه هواشناسی همدید استان برای مطالعه انتخاب و یاخته ای به ابعاد 15×15 کیلومتر بر منطقه موردمطالعه گسترانیده شد. به منظور دست یابی به تغییرات درون سالی جزایر گرمایی از روش های نوین آمار فضایی از قبیل خودهمبستگی فضایی موران جهانی، شاخص انسلین محلی موران و لکه های داغ در محیط برنامه نویسی و مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصل نشان می دهد که تغییرات زمانی و مکانی جزایر گرمایی استان دارای الگوی خوشه ای بالا می باشد. بر اساس شاخص موران محلی و لکه داغ، جزایر گرمایی در جنوب غرب و جنوب شرق استان دارای الگوی خودهمبستگی فضایی مثبت (جزایر گرمایی گرم) و بخش های شمالی و نواحی مرتفع مرکزی (عمدتاً قوچان، گلمکان و نیشابور) دارای خودهمبستگی فضایی منفی (جزایر گرمایی سرد) هستند. همچنین بخش اعظمی از استان هیچ گونه الگوی معنی داری یا خود همبستگی فضایی در طی دوره مطالعه ندارد. به طورکلی جزایر گرمایی استان تحت تأثیر دو سیستم ایجاد و کنترل می شوند؛ عوامل محلی کنترل کننده مکان (آرایش جغرافیایی جزایر گرمایی) و عوامل بیرونی کنترل کننده زمان (رژیم جزایر گرمایی).

در دهه های اخیر، تغییرات آب وهوایی و تخریب محیط زیست، در باختر و جنوب ایران، به افزایش فراوانی توفان های غباری و کاهش میانگین افق دید انجامیده است. پژوهش حاضر با هدف دسته بندی توفان های غباری جنوب ایران و شناسایی روابط فراوانی آنها با ویژگی های کم فشار سند شامل فشار و موقعیت آن انجام شد. داده های روزانه این تحقیق شامل شناسه های یازده گانه گردوغبار از سازمان هواشناسی برای 17 ایستگاه داده سنجی جوی از سال 2000 تا 2009 بود. رسم 120 نمودار فراوانی روزانه ایستگاه های درگیر غبار، امکان شناسایی 354 توفان غباری را فراهم کرد. دسته بندی توفان های شناسایی شده در سه رده فراگیر، نیمه فراگیر و کوچک، امکان تعیین 25 توفان برگزیده را با لحاظ شناسه های فراوانی شهرهای درگیر و تاریخ روز اوج فراهم کرد. ترکیب داده های فشاری تاریخ های روزهای اوج هر رده (12 UTC) بر پایه برنامه «C++» در محیط «متلب»، امکان دستیابی به مدل های ترکیبی فشار تراز دریا را در محیط «سورفر» فراهم ساخت. نتایج نشان داد کم فشار جلکه سند طی توفان های فراگیر، عمیق و متمرکز ظاهر می شود و «جنوب صحرا (حجاز (جنوب ایران» و «سوریه(عراق (جنوب ایران»، دو مسیر اصلی و «آسیای میانه (جنوب ایران» مسیر فرعی مکش و انتقال غبار طی توفان های فراگیر به سمت جلگه سِند هستند. این کم فشار طی توفان های نیمه فراگیر، سطحی و پراکنده با مسیرهای فرعی مکش نمایان شد و طی توفان های کوچک نمودی نداشت. در مجموع، از تحقیقات پیشین، دو یافته «غرب سو شدن جریان های هوا در ترازهای پایین و میانی جو در جنوب ایران» و «کاهش نم نسبی هوا بویژه در لایه پایین» و از تحقیق کنونی «عمیق تر و متمرکز شدن کانونهای کم فشار سند»، سه فراسنج هستند که پایش همزمان آنها، می تواند به هشدار گردوغبار در استان های جنوبی ایران قابلیت اعتماد بالاتری ببخشد و فرصت برنامه ریزی، لحاظ تدابیر ایمنی و نصب تجهیزات را بیفزاید.

در بین فراسنج های اقلیمی، بارش به دلیل تعامل پیچیده با عوامل و عناصر اقلیمی از خود رفتاری چندگانه و پیچیده ای بروز می دهد که موجب توجه ویژه محققین بدان شده است. سال هاست رویکرد محققان علوم محیطی از آمار کلاسیک به آمار فضایی معطوف شده است.به همین دلیل اقلیم شناسان نیز باید با مبانی این علم آشنا شوند و توابع تحلیلی آن را مبنای مطالعات خود قرار دهند.در مطالعه حاضر با استفاده ازروش های نوین آمار فضایی مانند خودهمبستگی فضایی موران جهانی، شاخص انسلین محلی موران و لکه های داغ، رفتار مکانی بارش فصلی در غالب چندین آماره ارائه گردیده است.بررسی های آماری نشان داد که فصل تابستان بیش ترین ضریب تغییرات بارش (50/267) ایران را دارا است که توسط شاخص های ضریب درجه اوج و گیتس اورد جی نیز تأییدشده است. بالاترین ناهنجاری مکانی بارش بر اساس شاخص پراکندگی فصول تابستان و پاییز معرفی شده اند. همچنین به استناد خروجی های شاخص اندازه خوشه بزرگ ترینخوشه های بارشی ایران در فصل زمستان ایجاد می گردد که نشان دهنده نظم نسبی بارش ایران می باشد. نتایج آماره های فضایی نیز نشان داد که تغییرات درون سالی بارش در ایران دارای الگوی خوشه ای بالا می باشد. بر اساس شاخص محلی موران و لکه های داغ، بارش در کرانه های ساحلی دریای خزر و بخش های غرب و جنوب غرب ایران (عمدتاً زاگرس) دارای خودهمبستگی فضایی مثبت (خوشه های بارش باارزش بالا) و در بخش هایی از نواحی مرکزی و همچنین بخش هایی از جنوب شرق ایرانو نواحی مرکزی دارای خودهمبستگی فضایی منفی (خوشه های بارش باارزش پایین)بوده است.

کشور ایران خشک و کم آب است، حاکمیت این شرایط و موقعیت قرارگیری آن در کمربند ریزگرد جهانی شرایط بسیار نامطلوبی به ارمغان آورده است. ریزگردها طی سال های اخیر با شدت و فراونی بیشتری به وقوع پیوسته اند و عمده مناطق ایران را تحت تاثیر قرار داده اند لذا به لحاظ مسائل زیست محیطی مطالعه و مدیریت کاهش آثار آن در اولویت می باشد. هدف از این پژوهش، ارزیابی نقش لایه مرزی در انتقال، شرایط به وجود آورنده و تشدیدکننده آشفتگی گردوغبار به جنوب غرب کشور است. ابتدا روزهای توأم با گردوغبار استخراج و یک دوره که این پدیده به شکل فراگیر و با شدت زیاد در منطقه موردمطالعه به وقوع پیوسته (21 تا 24 فوریه 2016) برای پایش گزینش شد. سپس داده های ارتفاع لایه مرزی (BLH) مبتنی بر برونداد پایگاه ECMWF، پارامتری های هواسپهر از پایگاه NCEP/NCAR و عمق نوری ذرات (AOD) از سنجنده MODIS استخراج گردید. علاوه بر این به منظور ارزیابی شرایط به وجود آورنده و تشدیدکننده آشفتگی مقدار عددی ریچاردسون برای دو ایستگاه رادیوگمانه[1] اهواز و آبادان محاسبه شد. نتایج نشان داد، لایه مرزی هواسپهر در ایجاد تلاطم و انتقال گردوغبار به کشور نقش مهم و غیرقابل انکاری را دارا می باشد بطوریکه در هر 4 روز مورد مطالعه همبستگی بین ارتفاع لایه مرزی و عمق نوری ذرات بیشتر از 70/0 بوده است. شرایط هواسپهری ناپایدار همچون قرارگیری ناوه ای بسیار عمیق، چرخند قوی همراه با تاوایی مثبت قابل توجه در محور ناوه، به همراه امگای منفی که گویای صعود، ناپایداری هوا و به تبع آن ایجاد شرایطی ناآرام و متلاطم در منطقه را فراهم نموده شرایط بسیار مساعد و تقویت برداشت گردوغبار را به وجود آورده است. مقدار عددی ریچاردسون طی روزهای منتخب معرف پیشی گرفتن نیروی مکانیکی تولیدکننده گردابه از نیروی بازدارنده حرارتی بوده که در نتیجه آن جریان ناپایدار و آشفته تر شده و فرآیند اختلاط راحت تر و سریع تر صورت گرفته است. [1] Radiosonde Station

جزیره حرارتی، نتیجه آب و هوای شهری و یکی از چالش های مهم زیست محیطی در قرن بیست و یکم است. هدف از این پژوهش، ارزیابی توأمان عوارض بیوفیزیکی و دمای سطح زمین با رویکرد تکاملی فرکتال ویژه (FNEA)، به منظور استخراج جزیره حرارتی شهری در تهران است. نخست، با استفاده از تصاویر سنجنده TIRS ماهواره لندست 8، در ماه اوت سالهای 2013، 2014 و 2015 مقادیر دمای سطح زمین (LST) محاسبه و جزایر حرارتی شهری با اتخاذ رویکرد تکاملی فرکتال ویژه (FNEA) استخراج شد. همچنین به منظور ارزیابی نقش عوامل بیوفیزیکی در شکل گیری جزایر حرارتی شهری، شاخص های BI، MNDWI، NDBI ،NDVI، SAVI و UI محاسبه و مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد بین پوشش گیاهی و جزایر حرارتی شهری، همبستگی خطی منفی وجود دارد. همچنین یک رابطه مثبت قوی، بین سطح غیر قابل نفوذ با جزایر حرارتی شهری در کلان شهر تهران به دست آمد. جزایر حرارتی کلان شهر تهران با رویکرد FNEA به 5 دسته جزایر حرارتی سرد، سرد درجه دوم، مناطق حرارتی متوسط، جزایر حرارتی گرم درجه دوم و جزایر حرارتی گرم دسته بندی شدند که به طور متوسط جزایر حرارتی گرم، 95 کیلومترمربع و جزایر حرارتی سرد 73 کیلومترمربع از کل مساحت کلان شهر تهران را به خود اختصاص داده اند. مهم ترین کانون های حرارتی شناسایی شده نیز به ترتیب در 1- منطقه 21 به جهت تمرکز شدید اکثر کارخانه ها، کارگاه های صنعتی و انبارها؛ 2- منطقه 9 به دلیل قرارگیری فرودگاه مهرآباد، پایانه های حمل ونقل مسافری و گذرگاه اصلی دسترسی؛ 3- منطقه 22 و شمال منطقه 19 به جهت تمرکز زمین های لم یزرع و 4- منطقه 13 (زمین های بدون پوشش اطراف فرودگاه سابق دوشان تپه) و مناطق جنوبی تهران (به دلیل وجود کارگاه های آموزشی و صنعتی) قرارگرفته اند.

در این پژوهش، با توجه به نیازسنجی انجام شده در حوزة انرژی، به مدل سازی و تحلیل فضایی دورنمای نیاز سرمایشی  ایران پرداخته شد. نخست داده های دمای روزانة مدل EH5OM مؤسسة ماکس پلانک طی دورة آماری 2015 2050، تحت سناریوی A1B، با تفکیک 75 /1 درجة قوسی، برای گسترة ایران بارگیری شد. سپس، داده های نام برده، با تفکیک مکانی 27 /0×27 /0 قوسی، به وسیلة مدلریزمقیاس شدند. درگام بعدی دمای روزانة به دست آمده از خروجی مدل منطقه ایبا استفاده از روش زمین آمار کریجینگ در پهنه ای به ابعاد 15×15 کیلومتر بر ایران گسترانیده شد و نیاز سرمایشی کشور برای هر ماه به ازای هر یاخته (در مجموع 7200 یاخته) محاسبه شد. نتایج خودهمبستگی فضایی برای دورنمایی نیاز سرمایشی ایران با استفاده از موران محلی نشان می دهد که نیاز سرمایشی ایران در دهه های آتی دارای ساختار فضایی است و به شکل خوشه ای توزیع خواهد شد. شاخص محلی همبستگی مکانی () نشان می دهد که بیشترین نیاز سرمایش کشور در ماه های آوریل تا سپتامبر خواهد بود؛ بر این اساس، پهنة جنوبی کشور بیشترین نیاز و نوار کوهستانی کمترین نیاز سرمایشی را تجربه خواهند کرد. مقایسة دورنمای نیاز سرمایشی با دورة مشاهداتی نیز نشان از جابه جایی مکانی نیاز سرمایشی کشور به ارتفاعات بلندتر را دارد.

هدف از این پژوهش ارزیابی روند شاخص هواویز (AI) فصلی در ایران است. در این راستا، داده های سنجنده TOMS دو ماهواره Nimbus 7 و Earth Probe و سنجنده OMI ماهواره Aura اخذ شد و از آزمون ناپارامتریک من- کندال (MK) برای شناسایی روند شاخص هواویز استفاده شد. نتایج نشان داد داده های سنجنده TOMS ماهواره EP برای مطالعه روند مناسب نیست، زیرا از سال 2001 داده های این سنجنده کالیبراسیون نمی شود. بیشینه و کمینه روند شاخص هواویز ایران به ترتیب برای سنجنده OMI و TOMS ماهواره Nimbus 7 محاسبه شد. در فصل بهار به دلیل فعال شدن چشمه های گرد و غبار از مناطقی با روند کاهشی کاسته شد و بر مناطقی با روند افزایشی افزوده شد. بیشینه روند افزایشی معنی دار و همچنین بیشینه مقدار متوسط شدت روند شاخص هواویز (AI) براساس سنجنده OMI در فصل پاییز محاسبه شد. روند افزایشی شاخص هواویز (AI) در ایران به دلیل شرایط محیطی (خشک سالی و تغییرات کاربری اراضی) و آب و هوایی (باد شمال تابستانه، الگوهای دینامیکی و حرارتی غرب آسیا، و کم فشار حرارتی سِند) است. مقایسه داده های ماهواره ای با داده های ایستگاه های همدید گرد و غبار در پهنه های مختلف آب و هوایی نشان از تطابق داده های ماهواره ای و زمینی دارد.

در این پژوهش، به منظور واکاوی تعداد روزهای بارانی ایران، از پایگاه داده - بارش آفرودیت طی دورة آماری 56ساله استفاده شده است. همچنین، نقش مؤلفه های جغرافیایی در تعداد روزهای بارانی بررسی شده است. نتایج نشان داد متوسط روزهای بارانی ایران 38 روز است؛ با وجود این، بارش 36 /62 درصد از گسترة کشور از 38 روز نیز کمتر است. بیشینة روزهای بارندگی ایران با 147 روز در جنوب غرب دریای خزر واقع شده است. از سوی دیگر، کمینة روزهای بارانی ایران با 9 روز در جنوب شرق ایران قرار دارد. بررسی ها و تحلیل های آماری نشان داد بهترین تقسیم بندی از روزهای بارانی ایران تقسیم کشور به شش پهنه است. این شش پهنه عبارت اند از: 1. پهنة خزری با تعداد روزهای بارانی 126 روز؛ 2. پهنة بارشی ایران شامل مناطق کوهستانی غرب، شمال غرب، و شمال شرق با تعداد روزهای بارانی 77 روز؛ 3. پهنة کوهپایه ای با 57 روز؛ 4. پهنة نواری بین ارتفاعات و مناطق پست داخلی بادپناه داخلی با 38 روز بارانی؛ 5. پهنة ایران مرکزی و نواحی بادپناه داخلی با 27 روز بارانی؛ 6. فقیرترین منطقة بارشی ایران شامل کویرها و چاله های شرقی و نواحی جنوب شرق است با متوسط تعداد روزهای بارانی 17 روز.

ابر پدیده ویژه ای است که در اثر دگرگونی های دینامیکی و ترمودینامیکی گردش عمومی هواسپهر به وجود می آید. ابرها حد واسط بین سامانه های همدیدی و شرایط آب و هوای سطح زمین هستند و از اهمیت ویژه ای در رژیم بارش برخوردارند. هدف از این پژوهش بررسی تغییرات زمانی-مکانی ابرهای مایع (LWCOT[1]) فصلی ایران است. بر این اساس داده های سنجنده MODIS ماهواره Terra (2015-2001) و داده های بلند مدت 31 ایستگاه آب و هواشناسی همدید (2015-1960) اخذ و پردازش شدند. نتایج نشان داد از شمال به جنوب و از غرب به شرق از فراوانی ابرهای مایع کاسته می شود. ابرهای مایع ایران دارای یک رابطه غیرخطی و احتمالاً پیچیده هستند و عواملی همچون جهت گیری دامنه ها، سامانه های بارشی، دوری از منابع رطوبتی در وردایی ابرها نقش چشمگیری دارند. بیشینه فراوانی ابرهای مایع در فصول سرد سال و عمدتاً در عرض های جغرافیایی بالا قرار دارند. جهت گیری دامنه ها، سامانه های کلان مقیاس همدید و دوری و نزدیکی از منابع رطوبتی مهمترین عوامل تغییرات ابرهای مایع ایران هستند. فراوانی روزهای ابر مایع در فصل زمستان منطبق بر مسیر حرکت چرخندها و توده های هوای وارد شده به کشور محور غربی-شرقی دارند. فروانی چشمگیر ابرهای مایع فصل بهار در شمال غرب کشور و ارتفاعات ناشی از همرفت دامنه ای و ناپایداری شدید است که منجر به رشد ابر شده است. در فصل تابستان با افزایش دما و استقرار پرفشار جنب حاره ای آزور بر گستره کشور در بیرون از منطقه ی خزری ابرهای مایع در خور توجهی مشاهده نمی شود؛ فصل پاییز نیز بیشینه ابرهای مایع در سواحل شمالی کشور به دلیل ورودی سامانه پرفشار سیبری است.

تأثیر تغییرات آب وهوایی بر تقاضای انرژی برای نیاز گرمایش ساختمان ها امری غیرقابل اجتناب خواهد بود؛ لذا بایسته است به پیش بینی آب وهوای آینده پرداخته شود تا زمینه توسعه، انطباق و استراتژی های مناسب انرژی فراهم گردد. در این پژوهش به منظور ارزیابی نقش توپوگرافی بر دورنمای نیاز گرمایشی ایران از داده های دمای روزانه مدل EH5OM موسسه ماکس پلانک طی دوره آماری (2050-2015 میلادی)، تحت سناریو A1B با تفکیک 75/1 درجه قوسی، برای گستره ایران بارگیری گردید. در گام بعدی داده های نامبرده با تفکیک مکانی 27/0× 27/0 قوسی توسط مدل (RegCM4) ریزمقیاس شدند. سپس با استفاده از روش زمین آمار کریجینگ داده های روزانه دمایی در پهنه ای به ابعاد 15×15 کیلومتر بر ایران گسترانیده شد که نتیجه آن ماتریسی به ابعاد 7200×13140 به دست آمده و نیاز گرمایشی کشور برای دوره آتی بر روی این ماتریس با استفاده از مدل UKMO محاسبه گردید. نتایج نشان داده است که نیاز گرمایشی در ایران دارای الگوی خوشه ای بالا می باشد. واسنجی مدل های رگرسیونی کلاسیک (OLS) و وزن دار جغرافیایی (GWR) نشان داد که در مناطق وسیعی که دارای افت وخیز ارتفاعی زیادی می باشند مدل های رگرسیونی کلاسیک نمی تواند روابط نیاز گرمایشی را با ارتفاع مدل سازی نماید. به طورکلی کشور از لحاظ دورنمای نیاز گرمایشی به سه بخش جلگه ها و سواحل جنوبی و پسکرانه ای، نوار کوهستانی و کوهپایه ای و بالاخره دشت ها و چاله های داخلی و بیرونی قابل پهنه بندی است و وردایی فضایی نیاز گرمایشی برآورد شده مبتنی بر ارتفاع نشان داده است که افزایش مقدار نیاز گرمایشی رابطه مستقیمی توپوگرافی پیچیده محلی دارد.

هدف از این پژوهش پایشِ دمایِ هوا با رهیافتی آماری بر اساس برون داد پایگاه داده بازواکاوی شده (ECMWF) نسخه ERA Interim برای دوره زمانی 1979 2015 با تفکیک مکانی 125/0×125/0 درجه قوسی و هم سنجی آن با پایگاه ملی اسفزاری و پیمونگاه های همدید کشور است. از سنجه های RMSE و R2 برای اعتبارسنجی نتایج و از بُعد فرکتالی برای دگردیسی زمانی استفاده شد. نتایج اعتبارسنجی پایگاه ECMWF نشان دهنده توانایی و دقت زیاد آن در برآورد دمای هوا بوده است. هم سنجی پایگاه ECMWF با پایگاه ملی اسفزاری و پیمونگاه های همدید از نتایج مطلوبی برخوردار است؛ این نتایج در شش ماهه دوم یا نیمه گرم سال، به سبب تباین کمتر دمایی، از نتایج بسیار مطلوب تری برخوردار است. بُعد فرکتالی دما در دوره گرم سال (دارای دگرگونی کوتاه مدت) افزایش یافته و در دوره سرد سال (دارای دگرگونی بلندمدت) کاهش یافته است. توزیع فضایی دمای هوا نشان داد در ایجاد الگوی دمای هوا در بام ایران عامل عرض جغرافیایی بیشترین نقش را ایفا می کند. کانون گرم ترین نواحی در مناطقِ کویر لوت، جنوب شرق، و نوار جنوب کشور است. مناطق خنک و سرد نیز منطبق بر نواحی مرتفع و پیکر بندی ناهمواری های بام ایران است.

لایه مرزی بخش کوچکی از لایه ورد سپهر است که به دلیل فرایندهایی که در داخل آن رخ می دهد، برای حیات انسان حائز اهمیت می-باشد. مطالعه حاضر با هدف واکاویی دگرگونی زمانی- مکانی ارتفاع لایه مرزی با رویکردی آماری – تحلیلی انجام شد. در این راستا از داده های ارتفاع لایه مرزی مرکز پیش بینی میان مدت هواسپهر اروپایی نسخه ERA-Interim با تفکیک مکانی 125/0×125/0 درجه قوسی و بازه زمانی 1979 تا 2015 استفاده گردید. نتایج نشان داد که ارتفاع لایه مرزی با زمان و مکان تغییر می کند و وضعیت توپوگرافی بر ارتفاع لایه مرزی تأثیر جدی می گذارد. براساس میانگین بلند مدت، بیشینه همبستگی ارتفاع لایه مرزی ایران با مولفه مکانی عرض جغرافیایی می باشد، چرا که نقش این مشخصه جغرافیایی با آفتاب گیری بسیار بالاست. از نظر زمانی کمینه و بیشینه ارتفاع لایه مرزی در ایام سرد و گرم سال به ترتیب در ماههای ژانویه و ژوئن رخ میدهد. از نظر آرایش مکانی مناطق با چشم انداز مرتفع و ناهموار مانند مناطق مرتفع زاگرس و نواحی مجاور دریا دارای کمترین ضخامت لایه مرزی و مناطق با چشم انداز هموار و بیابانی مانند نواحی داخلی بخصوص جنوب شرق و مرکز ایران، ضخامت لایه مرزی در بالاترین سطح قرار دارد. تغییرات فضایی ارتفاع لایه مرزی در ماههای سرد سال منسجم تر از ماههای گرم سال می باشد. متناسب با تغییرات فصلی دمای هوا، بیشینه ارتفاع لایه مرزی در ماههای سرد سال در نواحی جنوب شرق ایران و در ایام گرم سال بخصوص ماههای ژوئن و جولای، در نواحی مرکزی ایران مانند مناطق جنوب کرمان شمال استان هرمزگان رخ می دهد. ساختار دمایی ایران متناسب با وضعیت جغرافیایی و توپوگرافیکی، الگوی زمانی – مکانی ارتفاع لایه مرزی در ایران را مشخص می کند. براساس نتایج نوشتار حاضر عامل اصلی تغییرات زمانی - مکانی ارتفاع لایه مرزی گرمایش و سرمایش سطح زمین و مولفه های مکانی و توپوگرافیکی در سطح زمین میباشد.

به منظور دست یابی به تغییرات فصلی بارش از روش های نوین آمار فضایی مانند خودهمبستگی فضایی موران جهانی، تابع K رایپلی، شاخص انسلین محلی موران، و لکه های داغ با استفاده از قابلیت های نرم افزارهای و بهره گرفته شد. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که تغییرات بارش در ایران دارای الگوی خوشه ای بالا می باشد. در این بین 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 و بخش هایی از نواحی مرکزی و همچنین بخش هایی از جنوب شرق کشور و نواحی مرکزی دارای خودهمبستگی فضایی منفی بوده است. در سایر مناطق کشور (کمتر از یک چهارم مساحت کل کشور) بارش هیچ گونه الگوی معناداری یا خودهمبستگی فضایی نداشته است. بروندادهای آماره های مورد مطالعه بیانگر این امر بوده است الگوهای پربارش در مناطق جنوبی در حال عقب نشینی بوده و تنها به کانون های عمده در زاگرس و کرانه های دریای خزر در حال محدود شدن می باشد.

بی هنجاری دمای سطح زمین ( LSTA ) متغیر ی کلیدی در مطالعات اقلیمی، کشاورزی ، و مدیریت منابع آب است. هدف از این مطالعه بررسی تغییرات فصلی و روند بی هنجاری دمای سطح زمین روز و شب ایران است. بی هنجاری دمای سطح زمین برگرفته از سنجند ه MODIS ماهوار ه Terra طی دو باز ه زمانی روز و شب برای دور ه 2001-2018 بررسی شد ه است . برای درستی سنجی داده های دمای سطح زمین از داده های هشت ایستگاه همدید با روش رگرسیون خطی استفاده ش د که نتایج نشان از دقت بالای این داده ها در کشور را داشته است. نتایج نشان داد بی هنجاری منفی در مناطق خشک کم ارتفاع و بی هنجاری مثبت در مناطق مرتفع و عرض های جغرافیایی بالا دیده می شود. تحلیل روند نشان داد بی هنجاری دمای سطح زمین روز و شب با سرعت متوسط 01 / 0 و 02 / 0 درج ه سلسیوس به ازای هر سال در حال افزایش است. بیشین ه نمر ه Z آزمون من- کندال (روند مثبت) با 80 / 3 در فصل تابستان برای شب و روز اتفاق افتاده است. برعکس، روند منفی در بی هنجاری ها برای مناطق خشک جنوب شرقی و داخلی و کوهپایه های زاگرس و البرز جنوبی ب ه دست آمده است.

مقدمه: بلایای جوّی-اقلیمی به عنوان پدیدههای قهری در میان مخاطرات آب و هوایی، آسیب پذیری ها و پاسخ به نیازها به شمار می روند. ایران در منطقه ای قرارگرفته که به شدّت تحت تأثیر توفان های گرد و غبار است. تحقیقات نشان می دهد که بسامد و شدّت این توفان ها در سال های اخیر افزایش یافته است. در این پژوهش با توجه به اهمیت توفان های گرد و غبار و به تبع آن ریزگرد ها و با هدف بررسی جامع ویژگی های شدیدترین موارد منجر به وقوع توفان های گرد و غبار طی سال های اخیر در غرب و جنوب غرب ایران در یک دوره زمانی 4 روزه در اسفند90 سعی شد تا ضمن ارزیابی ساختار منطقه ای گردش جوّ و سازوکار اصلی حاکم بر وقوع و منشأ توفانهای گرد و غبار وارد شده به مناطق نامبرده و مسیر حرکت آنها شناسایی شود. روش: در پژوهش حاضر، ساختاری کاربردی و از نظر نوع روش تحقیق سنجش از دور محسوب میشود. به منظور تبیین علل و منابع اصلی گرد و غبار این توفان، ساختار گردش منطقه ای جوّ بررسی شد. تعیین منابع اصلی گرد و غبار برای هر یک از توفان های گرد و غباری نیز با بهره گیری از مدل لاگرانژینی HYSPLIT و با استفاده از روش ردیابی پسگرد انجام شد. همچنین برای ارزیابی و مقایسه نتایج، از خروجی های مدل DREAM 8b و مقادیر ضخامت نوری هواویزه (AOT) استفاده شد. یافتهها: نتایج تحقیق بیانگر آن است که در زمان وقوع توفان گرد و غبار جریانات زیرین جوّ در یک حرکت شرقی از جانب عراق به سمت غرب ایران می وزند. بررسی نقشه های همدید نشان داد که مؤلفه مقیاس منطقه ای گردش جّو در ترازهای زیرین نقش اصلی را در وقوع توفان های گرد و غباری جنوب غرب و جنوب ایران بر عهده دارند. این در حالی است که در زمان وقوع توفان یک کم فشار قوی در شرق ایران شکل می گیرد و در چنین شرایطی بادهای غربی سبب ورود گرد و غبار به منطقه می شوند. نتایج رهگیری جریان باد که با استفاده از مدل HYSPLIT در روز های مورد مطالعه انجام گرفت، نشان داد که به طور کلی منابع اصلی توفان گرد و غبار کشور شمال تا شمال غرب عراق و شرق سوریه می باشد. پایش داده های حاصل از شاخص AOT و مدل DREAM 8b نیز این مورد را تأیید می کند. نتیجهگیری: به طور کلی گرد و غبارها از دو مسیر به کشور منتقل می گردند. الف) مسیر شمال غرب- جنوب شرق (از مناطق شمال غرب عراق و شرق سوریه گرد و غبارها را به منطقه منتقل می کند)؛ ب) مسیر غرب به شرق (از مرکز عراق گرد و غبارها را به جنوب غرب و غرب ایران منتقل می کند). همچنین مشخص شد که ذرات گرد و غبار در لایه ای کم عمق و در پایین ترین لایه جوّ به منطقه منتقل می گردند. در روز وقوع توفان عمق ذرات بالا و برابر با 9/0 بوده است؛ بنابراین می توان نتیجه گرفت که گرد و غبارهای موجود در جوّ منطقه مورد مطالعه برای سلامتی بسیار خطرناک هستند.