مجید آزادی

به منظور بررسی زمانی و مکانی پرفشار جنب حاره بر منطقه آسیا- آفریقا، از داده¬های دوباره تحلیل شده میانگین ماهانهNCEP/NCAR با تفکیک افقی 5/2 درجه استفاده شد. ارتفاع ژئوپتانسیل و مؤلفه های مداری و نصف¬النهاری باد در ترازهای 1000، 500، 200 و100 هکتوپاسکال در یک دوره 30 ساله (1971-2000) برای تعیین ویژگیهای جغرافیایی مرکز پرفشار، فراوانی آن و تعیین جایگاه خط پشته در محدوده 70 درجه غربی تا 120 درجه شرقی از آوریل تا اکتبر مطالعه شده قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد که تفاوت آشکاری در موقعیت استقرار مرکز پرفشار جنب حاره در ترازهای زیرین، میانی و فوقانی وردسپهر وجود دارد؛ به طوری که پرفشار جنب حاره¬ای آزور در شرق اقیانوس اطلس شمالی در تراز زیرین، پرفشار شمال غرب آفریقا و عربستان در تراز میانی و پرفشار تبت در تراز فوقانی وردسپهر به صورت مراکزی مستقل جای گرفته، در صورتی که مرکز پرفشار ایران هم در تراز میانی و هم فوقانی وردسپهر مشاهده می‌شود. الگوی موقعیت جغرافیایی مرکز پرفشار در فصل تابستان در ترازهای 1000 ، 500 ، 200 و 100 هکتوپاسکال بترتیب یک مُدی (شرق اقیانوس اطلس)، سه مُدی(شمال غرب آفریقا-عربستان- ایران)، پراکنده(از جنوب چین تا غرب ایران) و دو مُدی(فلات تبّت- فلات ایران) است. بیشینه عرض جغرافیایی خط پشته پرفشار جنب حاره در تمامی ترازها مربوط به ماه اوت است که در تراز 500 ، 200 و100هکتوپاسکال بترتیب روی ضلع شمالی فلات تبت، منطقه وسیعی از شرق تا غرب آسیا و ایران قرار گرفته است. بیشترین جهش خط پشته از نظر عرض جغرافیایی در سه تراز 500 ، 200 و 100 هکتوپاسکال از ماه ژوئن به ژوییه است که در امتداد برخی نصف النهارها حتّی به 10 درجه نیز می‌رسد

اقلیم سواحل جنوبی خزر تحت تاثیر فراوانی ابرناکی در این منطقه است. در این پژوهش انواع ابرهای پایین به وجود آورنده رویدادهای بارشی سنگین و فوق سنگین سواحل جنوبی خزر بررسی و مقایسه شده اند. به این منظور با استفاده از بارش روزانه و پس از مرتب نمودن داده ها بر حسب سیر نزولی و لحاظ احتمال وقوع ۲۵ و ۵۰ درصد، گروه های بارشی فوق سنگین و سنگین و با در نظر گرفتن شناسه همدید ابر ها، گروه های بارشی همرفت و غیر همرفت تفکیک شدند. تصاویر ماهواره متئوست پنج ( METEOSAT5 ) برای مشاهده ابر ها و بررسی مکانی آن ها در زمان رخداد گروه های بارشی در نواحی مختلف جغرافیایی استفاده شد. در یک نگاه جامع می توان بر اساس شرایط تشکیل انواع ابر ها و رژیم روزانه و ماهانه آن ها، منطقه مورد مطالعه را به سه بخش کلی تقسیم کرد. ناحیه اول شامل سواحل غربی و میانی خزر و کوهستان های غربی است. این بارش ها، همراه با ابرهای کومولونیمبوس نوع ۳ و بعد نوع ۹ هستند. در این ناحیه، فراوانی ابرهای جوششی در رویداد های بارشی سنگین، کمتر از فوق سنگین است. در گروه بارشی سنگین، بیشینه فراوانی ابرهای پوششی و جوششی در ماه های مختلف از ساعت ۰۳ تا ۱۵ GMT تغییر می کند. ناحیه دوم، سواحل شرقی منطقه است. ابرهای جوششی عامل اصلی پدید آورنده بارش های سنگین تر این ناحیه هستند و فراوانی آن ها بیش از ابرهای پوششی است. بیشترین فراوانی ابرهای جوششی و پوششی از ساعت ۰۳ تا ۱۵ GMT دیده می شوند. ناحیه سوم شامل کوهستان های میانی منطقه مورد مطالعه است. ابرهای جوششی کومولونیمبوس نوع ۳ که اغلب دارای فراگیری محدود و محلی بارش هستند، عامل اصلی ریزش بارش های سنگین تر این منطقه محسوب می شوند.

ابرناکی و بارش از مهم ترین ویژگی های اقلیمی سواحل جنوبی خزر محسوب می شود. گستردگی دریای خزر در راستای عرض جغرافیایی در شمال ایران، وجود رشته کوه بلند البرز در جنوب، در زمان عبور سامانه های چرخندی مهاجر و استقرار الگوهای همدید واچرخندی شمالی، شرایط مناسبی را برای رخداد رویداد های بارشی سنگین تر سواحل جنوبی خزر فراهم می کنند. هدف از این تحقیق بررسی ساز و کار جوی- دریایی خزر در ایجاد گروه های بارشی سنگین و فوق سنگین همرفت و غیر همرفت سواحل جنوبی آن با استفاده از اثر مستقل و متقابل دمای سطح دریا و دمای هوای 2متری است. بر اساس بارش روزانه هفت ایستگاه همدید شمال ایران در سال های1360 تا 1383، پایگاه داده رویدادهای بارشی سواحل جنوبی خزر تشکیل و با در نظر گرفتن 25 و50 درصد احتمال وقوع رخداد آن ها، رویدادهای بارشی فوق سنگین و سنگین منطقه، آماده شد. در هردو گروه بارشی، با استفاده از شناسه همدید ابرهای پایین، بارش های همرفت و غیرهمرفت تفکیک شدند و متغیر های بیشینه، میانگین و سطح فراگیری منطقه ای رویدادهای بارشی سنگین تر سواحل جنوبی خزر، پس از ترسیم نقشه های روزانه هم بارش منطقه در هر کدام از چهار گروه بارشی سنگین و فوق سنگین همرفت و غیر همرفت، محاسبه شد. ازسوی دیگر، داده های روزانه دمای سطح دریا و داده های6 ساعته دمای هوای 2 متری دریای خزر در همین دوره زمانی برای 719 نقطه روی دریای خزر با فواصل 0.25 درجه از سایت های www.ncdc.noaa.gov و www.dss.ucar.edu استخراج شد. میانگین تفاوت بین دمای هوای 2 متری و دمای سطح دریا در روز های مورد بررسی روی دریای خزر، به عنوان شاخص دریافت فعالانه رطوبت به دست آمد و روابط بین این شاخص، دمای سطح دریا و بارش های سنگین تر منطقه بررسی شد. نتایج نشان می دهد که درساز و کار جوی - دریایی، وجود سه شرط اصلی برای ایجاد بارش های سنگین و فوق سنگین منطقه الزامی است. این شرایط عبارتند از افزایش تدریجی دمای سطح دریا همراه با آرایش مناسب از شمال تا جنوب، افزایش میانگین دمای سطح دریا و افزایش اختلاف میانگین دمای هوای 2متری و دمای سطح دریای خزر(شاخص دریافت رطوبت). این شاخص که مهم ترین عامل محسوب می شود، در گروه بارشی فوق سنگین کم تر از سنگین و در بارش های غیر همرفت کم تر از هم رفت است.

مدل های پیش بینی عددی وضع هوا در سال های اخیر، کاربرد های گسترده ای در زمینه های مختلف به ویژه پیش آگاهی از وقایع فرین و شناخت ساختار دینامیک پدیده های جوی داشته اند. این پژوهش با استفاده از مدل پیش بینی عددی WRF ساختارهای دینامیک و ترمودینامیک رویدادهای بارشی سنگین موجود در الگوهای مختلف همدیدی سواحل جنوبی خزر را بررسی می کند. پایگاه داده رویدادهای بارشی سواحل جنوبی خزر تشکیل و با در نظر گرفتن 25 و50 درصد احتمال وقوع رخداد آن ها، رویدادهای بارشی فوق سنگین و سنگین منطقه، فراهم شد. سپس با استفاده از تحلیل خوشه ای به روش ادغام وارد ، الگوهای اصلی فشار تراز دریا برای هر کدام از گروه های بارشی سنگین و فوق سنگین ترسیم شد. مجموعه داده های مورد نیاز برای اجرای مدل WRF (داده های جو بالا و سطح زمین ) از سایت www.dss.ucar.edu استخراج و برای الگوهای مختلف همدید فشارتراز دریا(16 الگو) در سه مرحله (WPS، WRFV3 و ARWpost ) اجرا و سرانجام برای مدل های مناسب تر از نظر پیش بینی مقدار بارش و الگوی مکانی بارش، نقشه ی متغیرهای مختلف جوی، ترسیم، مقایسه و تحلیل شد. برخی از نتایج نشان داد که به طور میانگین سرعت باد روی دریا در گروه بارشی فوق سنگین و در الگوهای همدید پرفشار کم تر از 12 متر در ثانیه و در الگوهای همدید کم فشار، بیش از 15 متر بر ثانیه است. سرعت باد در گروه بارشی سنگین، در الگوهای پرفشار کم تر از 10 متر برثانیه و در الگوهای کم فشار بیش تر از 10 متر بر ثانیه است. در زمان استقرار سامانه های پرفشار، با توجه به دمای مناسب سطح دریا و کم تر بودن دمای 2 متری هوا نسبت به آن، مقدار گرمای محسوس روی دریاچه خزر افزایش یافته به طوریکه در بارش های سنگین به طور میانگین به 200 وات بر متر مربع و در بارش های فوق سنگین به 350 تا 400 و در فرین ترین بارش های سنگین منطقه به بیش از 950 وات بر متر مربع می رسد. مدل WRF در پیش بینی مقدار و الگوی مکانی بارش ها ی ناشی از الگوهای همدید پر فشار ضعیف تر از الگوهای همدید کم فشار عمل می کند.

این تحقیق به بررسی فراوانی تابع همگرایی شار رطوبت در رویدادهای بارشی همرفت و غیر همرفت سواحل جنوبی خزر در زمان رخداد بارش های سنگین و فوق سنگین می پردازد و ضمن مقایسه آن ها، سهم مشارکت منابع مختلف رطوبتی را در ایجاد این رویدادها در نواحی مختلف این منطقه نشان می دهد. به این منظور با استفاده از بارش روزانه و احتمال وقوع 25 و 50 درصد بارش، گروه های بارشی فوق سنگین و سنگین و با در نظر گرفتن شناسه همدید ابرها، گروه های بارشی همرفت و غیر همرفت تفکیک شدند. با استفاده از نقشه های تابع همگرایی شار رطوبت و وزش رطوبتی از دو روز قبل، منابع تامین کننده رطوبت در رویداد های بارشی، از طریق پهنه های آبی پیرامون سواحل جنوبی خزر در ترازهای 1000 تا 500 هکتوپاسکال شناسایی شدند. بررسی نقشه های تابع شار رطوبت نشان می دهد که گروه بارشی فوق سنگین با منشا همرفت دارای مقادیر بیش تری نسبت به سایرگروهها هستند. همچنین در همه گروه ها در ساعت GMT06:00 بیش ترین مقدار همگرایی شار رطوبت رخ می دهد. تفاوت مقادیر همگرایی شار رطوبت بین بارش های سنگین و فوق سنگین در گروه بارشی با منشا همرفت بسیار بیش تر از گروه بارشی با منشا غیر همرفت است. همچنین در ایجاد رویدادهای بارشی فوق سنگین نسبت به سنگین دریا ها و منابع رطوبتی بیش تری دخالت دارند. در حالیکه دریای خزر اولین تامین کننده منابع رطوبتی بارش های سنگین و به ویژه فوق سنگین سواحل جنوبی است، دریای سیاه و مدیترانه به ترتیب در بارش های فوق سنگین مشارکت بیش تری نسبت به بارش های سنگین منطقه دارند.

به منظور شناسایی الگوهای زمانی و مکانی رویدادهای بارشی سواحل جنوبی خزر، از روش تحلیل مؤلفه های اصلی(PCA) و تحلیل خوشه ای (CA) استفاده شد. در این تحقیق با استفاده از داده های روزانه بارش، شاخص های گرایش مرکزی، پراکندگی آماری و درصد فراوانی سه متغیر مدت، مقدار و شدت رویدادهای بارشی در 46 ایستگاه همدید، اقلیم شناسی و باران سنجی منطقه، طی دوره آماری سال 1336 تا 1383 محاسبه شدند. سپس پهنه بندی رویدادهای بارشی منطقه بر اساس این سه متغیر انجام شد و رژیم های بارشی نواحی مختلف به دست آمد. در ادامه، رویداد های بارشی هر ایستگاه، مبتنی بر داده های استاندارد شده این سه متغیر به چهارگروه بارشی سبک، متوسط، سنگین و فوق سنگین تقسیم و رژیم های بارشی آنها ارائه شد. نتایج نشان می دهندکه به طورکلی در سواحل جنوبی خزر، شش ناحیه همگن بارشی وجود دارد؛ به طوری که تغییرات نواحی در بخش میانی و همگنی نواحی در بخش های شرقی و غربی بیش تر است. شاخص های میانگین مدت بارش، واریانس مدت و مقدار بارش و چولگی وکشیدگی مقدار و شدت بارش رویداد ها در سواحل میانی و غربی بیش از سواحل شرقی و نواحی کوهستانی منطقه است. نتایج نشان می دهند با آنکه میانگین مقدار بارش رویدادها در نواحی مختلف در ماه های شهریور تا آذر بیشینه است، لیکن فراوانی آن ها، دارای الگوی متفاوتی است. رژیم فراوانی رویداد های بارشی در نواحی ششگانه این منطقه نشان می دهد که نواحی ساحلی وکوه پایه ها و کوه های غربی گیلان، در ماه های شهریور تا آذر، مناطق کوهستانی مازندران میانی از فروردین تا مرداد و بقیه مناطق کوهستانی در فصل زمستان، دارای بیشینه فراوانی رویداد های بارشی هستند. همچنین نتایج نشان می دهند که در همه گروه های بارشی، ماه تیر و فصل تابستان، کمترین فراوانی رویدادها را دارند. درگروه های بارشی سبک، متوسط و سنگین، ماه اسفند و فصل زمستان و درگروه بارشی فوق سنگین، ماه مهر و فصل پاییز دارای بیشترین فراوانی رویداد های بارشی هستند.

پایه بسیاری از مطالعات در هواشناسی و اقلیم شناسی داده‌های خام دیده‌بانی می‌باشد و وجود خطا یا عدم سازگاری بین میدانهای مختلف می‌تواند در نتایج مطالعات و پژوهشها اثر قابل توجهی داشته باشد. بدون انجام کنترل کیفی و نظارت داده‌ها، تحلیل عینی نقشه‌های هواشناسی با استفاده از برنامه‌های رایانه‌ای با مشکل مواجه می‌‌شود و محصولات به دست آمده قابل استفاده نیست و چنانچه به عنوان ورودی مدلهای عدیی به کار گرفته شوند، خطاهای فاحشی در برون داد به بار خواهند آورد. برخی از داده‌های هواشناسی که از ایستگاههای همدیدی سطح زمین و جو بالا گزارش می‌شوند به دلایل مختلف دارای خطاهایی هستند و باید قبل از هر گونه استفاده کنترل شده و از داده‌های صحیح جدا شوند. در اینجا فرمول‌بندی و اساس روشی ارایه می‌شود که اطلاعات فوق یا به عنوان داده‌های غلط رد می‌کند. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که با این روش به راحتی می‌توان بر درستی گزارش‌های ایستگاه های هواشناسی سطح زمین و جو بالا نظارت کرد. همچنین در صورت اعمال کنترل کیفی، داده‌های حاصل را می‌توان با اطمینان برای انجام تحلیل عینی در برنامه‌های رایانه‌ای به کار گرفت.

این پژوهش به منظور تعیین روش برتر پس پردازش آماری بر بارش حاصل از اجرای الگوی RegCM4 در شمال غرب انجام گرفت. داده های مورد نیاز اجرای الگوی RegCM4 شامل داده های بازتحلیل وضع جوی (NNRP1)، داده های دمای سطح دریا (SST) و داده های سطح زمین (SURFACE) از مرکز ICTP دریافت شد. به منظور اجرای این الگو، آزمون تعیین طرحوارة همرفت و جداسازی افقی مناسب انجام گرفت که با استناد به آن، طرحوارة Kuo به نسبت دو طرحوارة Grell و Emanuel خطای کمتری را در اجرای الگو سازی بارش منطقه داشت. جداسازی افقی نیز سی کیلومتر انتخاب شد. پس از اجرای الگو، برونداد بارش با استفاده از روش های شبکة پرسپترون چندلایه (MLP) و میانگین متحرک (MA) پس پردازش شد. براساس نتایج، اعمال پس پردازش روی داده های بارش خام سالانة الگو، موجب کاهش میانگین اریبی خطای داده های به دست آمده و رسیدن به رقم 9/8 میلی متر شد؛ در حالی که این آماره برای برونداد خام سالانة الگو 3/124 میلی متر بود. در مقیاس های زمانی فصلی و ماهانه نیز میانگین اریبی خطای بارش شبیه سازی به ترتیب برابر 1/31 و 4/10 میلی متر بود که پس از اعمال پس پردازش به روش های یادشده، این آماره به ترتیب به 3/0- و صفر میلی متر رسیده است. روش برتر پس پردازش نیز در تمام مقاطع زمانی، MA بوده است.

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.

دما از مهم ترین فرا سنج های جوی است که ارزیابی تغییرات آن در مناطق مختلف، می تواند در آشکارسازی رخدادهای فرین اقلیمی و مدیریت ریسک بسیار مؤثر باشد. بنابراین هدف از این مقاله بررسی و تعیین بی هنجاری های دما در دوره گرم سال (اپریل-سپتامبر) در دو دوره 30 ساله 1980-1951، 2010-1981 و دو دوره ده ساله 1960-1951،2010-2001 و دوره 60 ساله 2010-1951 است. داده های روزانه 26 ایستگاه همدیدی با پایه آماری مشترک (2010-1951) از سازمان هواشناسی تهیه و پس از بررسی کیفی، آماره های موردنیاز برای بهار و تابستان در بازه های زمانی فوق تهیه شد. با استفاده از نرم افزار GIS نقشه های میانگین دمای کمینه و بیشینه، الگوی ضریب تغییرات و برآورد احتمال 20% حد بالا و پایین آن ها تهیه و تفسیر شد. تأثیرگذاری الگوی فضایی_زمانی میانگین دمای بیشینه 30 ساله و 10 ساله دوم بر الگوی متناظر آن در بازه 60 ساله بیشتر بوده است؛ بنابراین در فرا سنج موردنظر و ضریب تغییرات مربوط به آن در دوره 30 ساله و 10 ساله دوم، نسبت به دوره های 30 ساله و 10 ساله اول، تغییر نسبی ایجادشده است. میانگین دمای بیشینه و کمینه اغلب ایستگاه ها در بازه (2010-1981) و (2010-2001) افزایش داشته است. نیمه غربی بیشترین کاهش میانگین دمای کمینه و بیشینه را تجربه کرده است که با نتایج تفاضل میانگین دمای کمینه و بیشینه دوره (1960-1951 و 2010-2001) تطابق دارد. افزایش میانگین دمای کمینه در شهرهای بزرگ و پرجمعیت سریع تر است که سبب کاهش دامنه تغییرات شبانه روزی دما می شود. احتمال 20% بالا (پایین) میانگین دمای بیشینه (کمینه)، نشانه تواتر و گسترش دوره گرم و سرد بیشتر در بازه (2010-1981) است. آزمون من-کندال نشان می دهد که میانگین دمای کمینه 21 ایستگاه در بهار و 22 ایستگاه در تابستان دارای روند معنی دار بوده است. به غیراز انزلی در تابستان، بقیه در هر دو فصل بهار و تابستان، روند افزایشی داشتند که می تواند به طور مستقیم و غیرمستقیم از طریق گسترش فصل رشد آفات و عوامل بیماری زا، وقوع خشک سالی های بهار و تابستان و فرسایش خاک حیات انسان و سایر جانداران را تهدید کند.

بررسی تغییر پذیری الگوی فضائی- زمانی بارش که می تواند منجر به تغییر اقلیم شود، به دلیل تاثیر گذاری شدید آن در عرصه های مختلف مورد توجه می باشد. به همین منظور پس از دریافت داده های بارش روزانه ۲۷ ایستگاه همدیدی در دوره ۶۰ ساله( 2010 - 1951 ) کیفیت آن بررسی و مجموع بارش ماهانه و آماره های لازم برای ادامه فرایند تحقیق از قبیل میانگین، ضریب تغییرات، چولگی، برآورد احتمال 20% حد بالای بیشینه و کمینه میانگین بارش از طریق تجربی برای یک دوره ۶۰ ساله و دو دوره ۳۰ ساله( 1980 - 1951 و 2010-1981) و دو دوره 10 ساله (1960-1951 و 2010-2001) برای هریک از فصول بهار و تابستان محاسبه گردید. بررسی ها تغییرات نسبتا کمی را در الگوهای بارش بهار و تابستان، در سواحل کاسپین، شمال غرب- غرب، طی 30 ساله و 10 ساله دوم نسبت به دوره 60 ساله و 30 ساله و 10 ساله اول نشان می دهد. به طور کلی از شمال و شمال غرب به سوی جنوب و جنوبشرق از میانگین بارش کاسته و بر مقدار ضریب تغییرات و چولگی افزوده می شود. به غیر از حوزه کاسپین، در بقیه ایستگاه ها میانگین بارش بهاره بیشتر از میانگین بارش دوره تابستان است. تفاوت آشکاری در ویژگی های بلند مدت بارش و تغییرات آن وجود دارد. نکته قابل توجه افزایش ضریب تغییرات دوره 30 ساله و 10 ساله دوم نسبت به دوره های متناظر در همه ایستگاه ها است که بیانگر کاهش میانگین ماهانه و فصلی بارش بهار و تابستان است که نتایج روندیابی و تفاضل دهه اول از دهه دوم نیز آن را تائید می کند. بیشترین کاهش در نیمه شمالی و غربی رخ داده است . در 30 سال دوم توالی سال های خشک فراگیر و ایستگاه های درگیر با خشکسالی بیشتر شده است. بنابر این تغییر اقلیم را برای سواحل کاسپین و نیمه غربی تائید می کند.

غلب بارش های شدید در عرض های میانی با جبهه ها همراه هستند. با توجه به استقرار ایران در این نواحی، شناسایی و بررسی جبهه ها بسیار ضروری می باشد. از طرفی مطالعات اقلیمی جبهه ها با استفاده از نتایج روش جبهه گذاری دستی که اغلب دارای نتایج متفاوتی نیز می باشد، بسیار زمان بر و پرهزینه بوده و عملا غیر ممکن است. لذا در این تحقیق برای نخستین بار در داخل کشور به جبهه گذاری خودکار و عددی پرداخته شده است. ابتدا داده های منظم شبکه ای با وضوح 75/0×75/0درجه شامل دما، ارتفاع ژئوپتانسیلی، رطوبت نسبی، باد مداری و نصف النهاری در تراز های مناسب از مرکز ECMWF اخذ گردید. سپس به کمک برنامه نویسی کامپیوتری، تابع شناسایی جبهه، محاسبه و با تعیین آستانه های مناسب برای مقادیر گرادیان دمایی و پارامتر دمایی جبهه (TFP)، جبهه های سامانه چرخندی در تراز hPa700 شناسایی و رسم شدند. در ادامه، جهت صحت سنجی جبهه های شناسایی شده، تابع جبهه زایی با استفاده از داده های مرکز داده NCEP/NCAR با وضوح شبکه ای 5/2×5/2 درجه و در همان تراز محاسبه و ترسیم گردید. بررسی و مقایسه جبهه های ماشینی با خروجی تابع جبهه زایی و تصاویر ماهواره، نشان دهنده صحت روش شناسایی عددی جبهه می باشد. مقایسه نتایج جبهه زایی در جبهه های سرد و گرم، نشان دهنده واداشت مقادیر مثبت بیشینه جبهه زایی توسط جبهه های سرد نسبت به جبهه های گرم می باشد. همچنین بررسی موقعیت جبهه های سرد و گرم در سامانه چرخندی نشان داد که این جبهه ها، اغلب در پایین دست ناوه و بالا دست پشته سطوح فوقانی یافت می شوند و در مواجهه با ارتفاعات غربی ایران پسروی نموده و تغییر شکل داده اند. نتایج نشان دهنده نقش بارزتر جبهه های سرد در شکل گیری و تحول سامانه چرخندی می باشند.

افزایش سطح غلظت گازهای گلخانه ای و به تبع آن، گرم شدن کره زمین و تغییرات آب وهوایی یکی از مهم ترین چالش های قرن بیست ویکم شناخته شده است. این پژوهش عملکرد الگوریتم های موجود در بازیابی غلظت گازهای گلخانه ای دی اکسید کربن را، براساس داده های مشاهداتی ماهواره نظارت بر گازهای گلخانه ای گوست (GOSAT)، در مقایسه با داده های مرجع به دست آمده از شبکه سطحی (TCCON)، در هشت سایت منتخب در دوره زمانی 2015-2011 بررسی می کند. الگوریتم های مورد ارزیابی عبارت اند از الگوریتم NIES، ACOS و RemoTeC (SRFP). این الگوریتم ها بر بازیابی فراوانی ستونی از گازهای مورد نظر متمرکز شده اند تا از مقادیر مولکولی هوای خشک اتم دی اکسید کربن (XCO2) بهره بگیرند. برای ارزیابی محصولات هر الگوریتم با مقدار معادل مشاهداتی زمینی آن، از شاخص های آماری اریبی (Bias)، جذر میانگین مربع خطاها (RMSE)، خطای مطلق (MAE)، انحراف معیار (SD) و ضریب همبستگی پی یرسون (CR) در هر ایستگاه استفاده شده است. نتایج بررسی مقادیر داده شده نشان می دهد که، در بیشتر ایستگاه های زمینی مورد نظر، به ترتیب الگوریتم های NIES، ACOS، RemoTeC (SRFP) دارای کمترین خطای RMSE، MAE، و کمترین خطای اریبی بوده اند. همچنین، کمترین مقادیر همبستگی (بین هر الگوریتم و شبکه سطحی) متعلق به الگوریتم (SRFP) و بیشترین مقادیر آن، درمورد بیشتر ایستگاه ها، متعلق به الگوریتم NIES در یک میانگین پنج ساله (2015-2011) است. 

امروزه شاهد انبوهی از پدیده های مخرب طبیعی هواشناسی و هیدرولوژیکی هستیم که هرساله تلفات و خسارات مالی و زیست محیطی بیشتری به زندگی بشر وارد می کنند. یکی از پدیده های جوی که می تواند بر ایمنی پرواز، حمل و نقل، سازه ها، انرژی و بسیاری دیگر از جنبه های زندگی بشری اثر مستقیم داشته باشد، جست باد است. هدف از این مطالعه، بررسی توزیع زمانی-مکانی جست باد در کشور ایران در یک بازه زمانی 15 ساله و ارزیابی یک روش تجربی تحت عنوان WPD جهت پیش بینی این پدیده با استفاده از برونداد مدل WRF است. بدین منظور داده های ثبت شده در 32 ایستگاه همدیدی بین سال های 2004 تا 2018 میلادی موردمطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد تعداد دفعات وقوع جست باد در مناطق جنوب شرق و شمال غرب کشور به مراتب بیشتر از سایر مناطق بوده است؛ درحالی که فراوانی وقوع جست بادهای همرفتی در نیمه غربی کشور بیشتر بود. به طور کلی، فراوانی وقوع جست باد در بازه موردمطالعه روندی صعودی داشته و اغلب گزارش های جست باد همرفتی مربوط به فصل بهار بوده است. در مجموع، 67 درصد جست بادها در نیمه اول سال گزارش گردیده اند و تنها 13 درصد از آن ها در فصل پاییز اتفاق افتاده اند. همچنین محتمل ترین زمان وقوع جست باد بین ساعت های 18-12 محلی بوده است. در ادامه و از میان روش های پیش بینی جست باد، رابطه مورداستفاده در سامانه پس پردازش یکپارچه مدل WRF (WPD) انتخاب و عملکرد آن در کشور ایران مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از روش پیش گفته بر روی 885 مورد جست باد غیرهمرفتی، حاکی از عملکرد مطلوب این روش جهت پیش بینی جست باد در ایران بود.