محمدباقر بهیار

با توجه به شرایط خاص اقلیمی استان اصفهان که آب یکی از عوامل محدودکننده در توسعه کشاورزی است، زعفران گیاه مناسبی برای کاشت در مناطق خشک و نیمه خشک می باشد زیرا هم در دوران خواب زمستانی به آب نیازی ندارد و هم فصل رویش آن همزمان با شروع بارندگی ها در ایران مرکزی می باشد. در این تحقیق عناصر اقلیمی و عوامل محیطی موثر در کشت زعفران با استفاده از مدل نسبت دهی در نرم افزارGIS مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته و مناطق مستعد کشت زعفران در استان مشخص شد. عناصر اقلیمی دما، بارش، رطوبت نسبی روزانه( به منظور مشخص شدن نیاز آبی گیاه در دوره گل دهی) در دوره آماری 1993-2008 میلادی با برنامه calculate.xlsx در نرم افزارexcel محاسبه شد و نقشه های سطوح ارتفاعی و شیب منتج شده از DEM استان، نقشه عوارض سطح زمین و نقشه های منابع آب زیرزمینی رستری تهیه شده از داده های نقطه ای شرکت آب منطقه ای استان، مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت . در مدل نسبت دهی، بر اساس نسبت اثرگذاری هر یک از طبقات نقشه ها در کشت زعفران امتیاز داده شد سپس با تابع weighted sum در نرم افزارGIS همه لایه ها امتیازبندی و با هم تلفیق شد و در نهایت نقشه نهایی که استعداد منطقه برای تولید و سطح زیر کشت زعفران است، تهیه شد. نتایج این تحقیق نشان داد از بین عوامل موثر در کشت زعفران، شرایط اقلیمی مهم ترین نقش را در رویش گل زعفران دارند. در نقشه نهایی مناطق مناسب کشت زعفران در استان اصفهان مناطق شرقی و شمال شرقی تشخیص داده شد که حدود 15.6 % از کل مساحت استان را پوشش می دهد.

در این تحقیق به منظور شناسایی مناطق مستعد رخدادمه و طوفان های گرد و غبار،تعداد روزهای همراه با دید کمتر از 1 کیلومتر و همراه با گرد و غباراز 95 ایستگاه همدید کشور در دوره آماری 1990- 2007 استخراج و سپس نقشه فراوانی رخداد قابلیت دید کمتر ازیک کیلومتر در شبکه جاده ای پس از دورن یابی توسط روش Spline در محیط ArcGIS در گستره کشور تهیه گردیده است.همچنین با تحلیل طیفی باندهای مادون قرمز و مرئی تصاویر سنجنده SEVERI از ماهواره MSG، نقشه درصد ابرناکی هوا درسطح زمین و ضخامت نوری ابرهای با ارتفاع پایین به عنوان شاخص مناطق مه گیر و ابرهای استراتوس با ارتفاع پایین در جاده های کشور برای دوره آماری 1980- 2010 ارائه شده است. برای استخراج توزیع مکانی رخداد طوفان های گرد و غبار نیز از داده های ماهواره ای مادیس و شاخص ضخامت اپتیکی آئروسل (AOT) برای دوره آماری 2000- 2010 استفاده شده است.با توجه به نتایج، بیشترین درصد فراوانی رخداد قابلیت دید کمتر از یک کیلومتر در ناحیه خزری و شمال غربی کشور ناشی از مه و در نواحی جنوب غرب و شرق کشور ناشی از گردوغبار است.بیشترین درجه خطرپذیری به لحاظ پتانسیل مه خیزی در شبکه جاده ای کشور نیز در جنوب و جنوب غرب ناحیه خزری و از منظر رخدادگرد و غبار در غرب تا جنوب کشور و درمحدوده شمال شرقی ناحیه خزری است.

افزایش بهره وری آب یکی از راه کارهای مدیریت مصرف آب دربخش کشاورزی و افزایش بازده مصرف آن می باشد.برای بهبود بهره وری مصرف آب در شبکه های آبیاری، تعیین دقیق نیاز آبی گیاهان و برآورد دقیق مقدار تبخیر و تعرق امری ضروری است که به کمک آن می توان مدیریت مصرف آب در کشاورزی را بهبود بخشید.در این تحقیق عناصر اقلیمی دما، بارش و رطوبت نسبی روزانه در دوره آماری 1993-2008 میلادی با برنامه calculate.xlsx در نرم افزارexcel محاسبه شده و مقدار تبخیرو تعرق روزانه با روش پنمن مونتیث، نیاز آبی و بارش درفصول مختلف رشد گیاه زعفران مشخص گردید.نتایج نشان داد ایستگاه های غرب و جنوب غرب استان دمای لازم برای کسب درجه-روز گیاه به دست نمی آید. با توجه به اینکه نامین دمای مورد نیاز گیاه،اولین عامل رشد زعفران می باشد،این ایستگاه ها برای کشت زعفران مناسب نیستند.فصول رشد زعفران از اکتبر(مهر) تا (اردیبهشت) است. در دوره رشد زعفران،در ایستگاه اردستان با528/1میلی متر بیشترین نیاز آبی و ایستگاه کاشان با 279میلی متر کمترین نیاز آبی اندازه گیری شده است.در ایستگاه اردستان با 407میلی متر بیشترین مقدار آبیاری سالانه و در ایستگاه گلپایگان107میلی متر کمترین مقدار آبیاری سالانه محاسبه شده است

رطوبت خاک، فراسنجی تعیین کننده در بسیاری از فرآیندهای پیچیده زیست محیطی بوده و نقش مهمّی در وقوع خشکسالی کشاورزی دارد. فنونی مبتنی بر سنجش از دور در مقایسه با اندازه گیری های نقطه ای، به دلیل دقت مکانی و زمانی بهتر و استفاده عملیاتی آسان، دارای برتری هستند. از اینرو در این پژوهش داده های رطوبت خاک سطحی حاصل از سنجنده AMSR-E ماهواره Aqua ارزیابی شده و همبستگی این داده ها با داده های ایستگاهی بارندگی در دو ایستگاه همدید منتخب در استان اصفهان (اصفهان و نطنز)، در دوره آماری 2007-2003 در مقیاس 8 روزه و ماهانه بررسی شده است. نتایج نشانگر وجود همبستگی معنی دار میان رطوبت خاک سطحی ماهواره ای و ایستگاهی در سطوح اطمینان 90% و 95% هستند.

به منظور پیش بینی خشکسالی در اراضی تحت کشت استان اصفهان، استفاده از مدل توسعه یافته فیزیکی آگروهیدرولوژیکی SWAP برای سال زراعی 1389-1390 مورد اجرا قرار گرفت. داده های ورودی مورد نیاز این سامانه شامل داده های دیده بانی و پیش بینی شده کوتاه مدت و بلند مدت دماهای حداکثر،حداقلو میانگین، سرعت باد درارتفاع2 متری، فشار بخار واقعی آب، باران و تابش به صورت روزانه درطی یک سال، رطوبت نسبیو نیز داده های خاکشناسی، نقشه های کاربری اراضی و ارتفاع و شاخص های گیاهی از تصاویر ماهواره ای است. با شبکه ای کردن مجموعه این داده ها، خروجی سامانه به صورت نقشه توزیع مکانی پیش بینی عملکرد تولید گندم، که به صورت دونقشه وزن خشک کل و وزن خشک دانه گندم تر سیم شده است،تهیه ونتایج آن با عملکرد واقعی محصول گندم در هشت شهرستان استان اصفهان مقایسه گردید.بررسی نتایج نشان می دهد که نسبت مقادیر پیش-بینی شده عملکرد تولید گندم به مقادیر واقعی در بازه1/78 تا 2/88 درصد است.براین اساسکاربر می تواند در فواصل زمانی مختلف قبل از برداشت با استفاده از مدل SWAPعملکرد تولید محصول گندم را پیش بینی نماید.

در این پژوهش با استفاده از آمار ایستگاههای همدیدی واقع در حوضه کارون، رگبارهای شدید در تداوم های 1، 2، 6 و 9 ساعته استخراج گردیده است و شدت - تداوم بارش به روشهای رتبه بندی و منحنی تجمعی بی بعد بدست آمده است. در روش رتبه بندی ابتدا رگبارهای هر پایه زمانی به دوره های کوچکتر تقسیم شده و بر این اساس دوره های مختلف رگبارها بر اساس مقدار بارش دریافتی رتبه بندی شده اند. در روش منحنی تجمعی کلیه رگبارهای هر پایه زمانی معین به صورت بی بعد ترسیم شده و خط همبستگی آن به عنوان معرف و میانگین همه رگبارها مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج به دست آمده از دو روش فوق مشخص نموده است که نقطه اوج بارش رگبارها در 25 درصد زمان اول و یا 25 درصد زمان دوم بارش رخ داده است. یعنی الگوی غالب در پایه های زمانی انتخابی در حوضه مورد مطالعه، رگبارهای چارک اول و دوم تعیین شده اند.

خشکسالی در طول تاریخ یکی از تهدیدهای اصلی ساکنان و تمدن­های کشور ایران بوده است. نمایه های زیادی بر مبنای داده های هوانشناسی، ماهواره ای و مدل های شبیه سازی به منظور تعیین شدت خشکسالی توسعه داده شده است. در این تحقیق توزیع مکانی نمایه شدت خشکسالی پالمر برای یک دوره 36 ساله (1975 تا 2010) با استفاده از داده­های شبکه­ای شده خاک و هواشناسی (متشکل از 296 ایستگاه سینوپتیک و بیش از 1500 ایستگاه بارانسنجی) با تفکیک مکانی 4 کیلومتر و تفکیک زمانی ماهانه، توسط کد نویسی در نرم افزار مطلب در مقیاس کشوری محاسبه و استخراج شد. برای مشاهده الگوی شدت و روند خشکسالی از روندیابی با روش رگرسیون خطی با گام زمانی یک ماهه و بصورت توزیع مکانی استفاده شد. نتیجه محاسبات نشان می دهد که بیش از 60 درصد از سطح مورد مطالعه دارای روند منفی (افزایش خشکسالی) بوده و کمتر از 4 درصد از آن روندی مثبت (بهبود ترسالی) دارد (در سطح 5 درصد معنی دار). شیب روند نیز بین 12/0 تا 22/0- متغیر است.

الگوهای گردش جوی، نقش اصلی را در رخداد پدیده های محیطی؛ به خصوص در مناطق معتدل دارند و رخداد دوره های خشک و مرطوب در ارتباط با تکرار سیستم های سینوپتیکی و تیپ های هوا است. در این تحقیق ابتدا با استفاده از شاخص بارش استاندارد شده SPI خشکسالی های وسیع و فراگیر استان شناسایی شد. سپس با استفاده از روش های (PCA) و خوشه بندی CA)) الگوهای گردش روزانه در مقیاس همدیدی مشخص گردید. به منظور طبقه بندی تیپ های هوا، میانگین روزانه مربوط به تراز 500 هکتوپاسکال و فشار سطح دریا (SLP) طی دوره آماری 2006-1950 در تلاقی های 5/2 درجه از مجموعه داده های بازسازی شده NCEP استخراج شد. در این تحقیق از آرایه S و چرخش واریماکس برای شناسایی تیپ های هوا و برای طبقه بندی تیپ های هوای روزانه، از روش خوشه بندی K-Means استفاده گردید. همه روزها به هیجده گروه تقسیم بندی شدند که ارائه دهنده متناوب ترین الگوهای گردش جوی در ناحیه مورد مطالعه هستند. و نقشه های ترکیبی فشار سطح دریا و تراز 500 هکتوپاسکال برای هر یک از تیپ های هوا ترسیم گردید.در نهایت، مقایسه دوره های خشک و مرطوب با فراوانی رخداد الگو های گردش جوی، تیپ های هوای باران زا و خشکی زا شناسایی شد.

گاز ازن در سال 1839 توسط شونباین کشف شد و تا سال 1850 کسی نمی دانست که این گاز یکی از گازهای تشکیل دهنده جو است. ازن در حدود 6- 10 *6 درصد از حجم هوا را تشکیل می دهد و به صورت ناهمگن در جو توزیع شده است. حدود ده درصد آن در تروپوسفرو نود درصد دیگر در استراتوسفرموجود می باشد. چون ازن فراوانترین اکسیدکننده فتوشیمیایی موجود در جو است استاندارد ملی کیفیت هوا ی امریکا بر اساس آن تنظیم شده است. بر اساس این استاندارد حضور ازن در غلظتهای بیش از 12/0 قسمت در میلیون در سطوح پایینی جو خطرناک خواهد بود وجود مقادیر بالاتر بیانگر تولید ازن توسط منابع انسانی است. ازن تروپوسفری در سطح زمین یک آلاینده محسوب می شود زیرا در تبدیل آلاینده های اولیه به آلاینده های ثانویه نقش موثری ایفا می نماید. در این پژوهش اطلاعات ده ساله ازن کلی شهر اصفهان از سال 1995 تا 2005 میلادی و اطلاعات ازن سطحی در سال 2002 میلادی مورد بررسی قرار گرفته است. هدف از انجام پژوهش تعیین متغیر های جوی موثر بر غلظت ازن کلی و سطحی می باشد. در انجام این پژوهش از روشهای آماری استفاده شده و ابزار تحلیل نرم افزارهای SPSS و EXCEL است. نتایج بیانگر این نکته است که توزیع ازن کلی رابطه معنی داری با پایداری وضعیت جوی نداشته وبیشتر تحت تاٌثیر دما و سرعت باد در لایه های فوقانی به ویژه لایه 50 میلی باری می باشد. توزیع ازن سطحی هم بستگی بیشتری بامتغیرهای های آب و هوایی سطح زمین دارد به ویژه افزایش دما و ساعت آفتابی سبب تولید ازن بیشتر در سطح زمین است.

سرمازدگی و یخبندان از دیرباز باعث ایجاد وحشت در کشاورزان شده و خسارتهای مالی زیادی را بر آنها وارد آورده است. ظاهرا عامل یخبندان، دما می‌باشد ولی در اصل هرگونه نوسان در پارامترهای هواشناسی از قبیل فشار، رطوبت نوع ابر و مه در سطح زمین و لایه‌های بالای جو عامل ایجاد و تغییر دما می‌باشد در این تحقیق یک مورد سرمازدگی که در روز هفتم اردیبهشت در اسان چهار محال و بختیاری اتفاق افتاده انتخاب و در کلیه ساعات از دو روز قبل و بعد از وقوع یخبندان پارامترهای هواشناسی مذکور مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت. هدف نهایی از این تحقیق شناخت عوامل موثر دینامیکی و همدیدی بر روی سرمازدگی و یخبندان در استان چهار محال و بختیاری بود تا بتوان با به کارگیری آن در آینده از وقوع این حادثه جلوگیری کرد و از شدت خسارتها کاست. محاسبات انجام شده نشان داد که میزان گرما هدر رفته در لحظه سرمازدگی در حدود 71 برابر میزان این گرما در حالت عادی بوده است. بر این اساس جهت جلوگیری از وقوع این حوادث از قبل با اعمال این میزان گرما به جو از روشهای مختلف می‌توان تا حدودی از بروز این پدیده جلوگیری کرد. تغییرات ناگهانی فشار، رطوبت و دیگر متغیرهای هواشناسی عامل این پدیده است. استفاده از ارقام غیر مقاوم در این مورد باعث تشدید خسارات می‌گردد. نوع خاک، آبیاری و عملیات زراعی دیگر نقش مهمی در این پدیده دارد.