امیرحسین حلبیان

پهنه های دارای پوشش برف (SC) و دمای سطح زمین (LST) و نوسانات و تعییرات آنها در طبقات ارتفاعی مختلف، در بررسی های اکولوژیکی مهم است. یکی از واحد های کوهستانی اصلی کشور ایران، البرز مرکزی است. در این پژوهش ارتباط SC و LST و ارتفاع در این واحد در بازه های ماهانه، فصلی و سالانه بررسی شد. بدین منظور از داده های ماهوارة ترا و آکوا در بازة 2003 تا 2018 استفاده شد. ارتباط واضحی بین افزایش ارتفاع و افزایش SC در ارتفاعات البرز مرکزی مشاهده شد. ارتباط این دو مولفه، مستقیم بوده که البته تغییرات آن در باند های ارتفاعی مختلف متفاوت است. دو آستانة ارتفاعی مشخص در البرز مرکزی مشاهده شد که نخست در ارتفاع 1000 و دیگری در 4000 متری قرار دارد. SC تا ارتفاع 1000 متری با افزایش ارتفاع به طورملایم افزایش می یابد و بعد از آن شیب افزایش SC با ارتفاع تشدید می گردد. بعد از ارتفاع 4000 متری مجدداً شیب تغییرات ملایم می گردد. تغییرات LST معکوس تغییرات SC است، و افزایش ارتفاع منجر به افت LST می گردد، البته تا ارتفاع 1000 متری از این وضعیت استثنا بوده و افزایش ارتفاع باعث افزایش LST می گردد که دلیل آن در تاثیر دریای خزر و رطوبت بالا در محدوده و کاهش تراکم پوشش گیاهی تا این ارتفاع است. از ارتفاع 1000 متری به بالا روند کلی افزایش ارتفاع منجر به کاهش LST می گردد. ارتفاع خط تعادل دمای سطح زمین و برف-پوش  (ELALS) که ارتفاعی است که در آن LST و SC به تعادل می رسند، در دورة آمای مورد بررسی در تراز 2800 متری قرار دارد. حداقل تراز ELALS در فصل زمستان در ارتفاع 1740 قرار دارد. این نمایة محیطی در فصول و ماه های سرد گرایش به تراز های ارتفاعی پائین و در فصول گرمتر تمایل به ارتفاعات بالاتر دارد. در نهایت این نمایة محیطی قابلیت استفاده در مطالعات اکولوژیک چشم انداز های کوهستانی را دارد.

امروزه، افزایش دمای سطح زمین و استقرار جزایر گرمایی در کلان شهرها منجر به یکی از معضلات زیست محیطی شهری شده است. از این رو، هدف از پژوهش حاضر، واکاوی تغییرات مکانی- زمانی جزایر گرمایی، پوشش گیاهی، کاربری اراضی و شناسایی پهنه های بحرانی زیست محیطی جزایر حرارتی شهری در شیراز است. بدین منظور، ابتدا 8 تصویر دوره گرم سال در بازه زمانی 2015-1986 از ماهواره لندست شامل سنجنده های (TM) لندست 5، (+ (ETM لندست 7، (TIRS/OLI) لندست 8 استخراج و پس از پیش پردازش های لازم، دمای سطح رمین (LST)، شاخص تفاضل به هنجارشده پوشش گیاهی (NDVI)، الگوهای کاربری اراضی برای پایش تغییرات کاربری اراضی شهری شیراز محاسبه شد. در ادامه، مناطق حساس شهری با استفاده از شاخص قیاسی وضع بحرانی زیست محیطی (ECI) شناسایی و تحلیل شد. نتایج نشان داد که اراضی بایر پیرامون شهر به صورت پیوسته و متراکم دارای بالاترین دما هستند و محدوده های دمایی بسیار گرم را تشکیل می دهند. این مراکز حرارتی در مناطق مسکونی شهری با محدوده های بافت فرسوده و متراکم شهری انطباق دارد. در عین حال، واکاوی نقشه های دمای سطح زمین در شهر شیراز حکایت از هماهنگی بین پایین ترین طبقه دمایی با کاربری پوشش گیاهی دارد.نقشه های کاربری اراضی نیز نشان از کاهش مساحت اراضی بایر و پوشش گیاهی و افزایش کاربری شهری دارد. بدین ترتیب، حدود 01/10 کیلومتر مربع از اراضی بایر و 7/19 کیلومتر مربع از پوشش گیاهی به کاربری شهری تبدیل شده است. این موضوع نشان می دهد که مهم ترین عامل در گسترش جزایر گرمایی کاهش پوشش گیاهی (به میزان 36%) بوده است. بیشترین حساسیت محیطی (پهنه بحرانی با مساحت 7/29 کیلومتر مربع، 2/14 درصد از سطح منطقه مورد پژوهش) نیز غالباً در پیرامون شهر به سبب وجود اراضی بایر و در درون شهر نیز به صورت خرد در اطراف مراکز صنعتی، اطراف فرودگاه بین المللی، ترمینال مسافربری (کاراندیش)، اطراف ایستگاه های مترو، بزرگراه ها و خیابان های پرترافیک و مکان های دارای بافت فرسوده مشاهده می شود. از این رو، گسترش بام سبز و استفاده از پوشش گیاهی سازگار با اقلیم بومی به عنوان راه حلی برای تعدیل جزیره گرمایی شهری و مقابله با وضع بحرانی زیست محیطی پیشنهاد می شود.

امواج سرما و یخ بندان از مهم ترین پدیده های طبیعی است که بیشتر در دوره سرد سال اتفاق می افتد. آنچه در این بین سبب توجه به این پدیده شده، بازخوردهای آن در طبیعت و زندگی انسان است که گاه تنش های شدید منفی و گاه بازخوردهای مناسبی را در پی داشته است؛ به ویژه اینکه گاهی از الزامات بخشی از مراحل کشاورزی و باغداری است. هدف از پژوهش حاضر، واکاوی یخ بندان های روزانه استان خراسان جنوبی به تفکیک ماهیانه و فصلی است؛ بدین منظور از داده های کمینه دمای روزانه ایستگاه های همدید استان طی دوره آماری 2014-1988 و برای بررسی احتمال رخداد و تواتر یخ بندان ها از روش زنجیره مارکوف مرتبه یک بهره برده شد. در ادامه، تداوم 2 تا ۵ روزه یخ بندان نیز واکاوی شد. یافته های پژوهش نشان داد ایستگاه همدید قائن در شمال و پس از آن ایستگاه بیرجند در مرکز استان با بیشینه رخداد یخ بندان و درنتیجه بیشینه تداوم آن در استان خراسان جنوبی همراه بوده است. در این بین ایستگاه نهبندان کمینه احتمال رخداد یخ بندان را تجربه کرده است. تداوم دو روزه یخ بندان در تمامی ایستگاه ها، کمینه دوره بازگشت را نشان دادند که گویای پایایی و تداوم کمتر روزهای یخ بندان در خراسان جنوبی است. تمامی ایستگاه های واکاوی شده در منطقه مدنظر از زنجیره مارکوف مرتبه اول پیروی می کنند. از این بین فقط ایستگاه نهبندان از این امر مستثنی شده که پدیده یخ بندان را تجربه نکرده است؛ به بیان دیگر وقوع روز یا روزهای یخ بندان به شرایط اقلیمی روزهای گذشته وابسته است. آغاز یخ بندان های پاییزه استان خراسان جنوبی در ماه نوامبر (آبان) بوده که به نخستین یخ بندان های پاییزه معروف است. شروع یخ بندان های زمستانه استان نیز در ماه ژانویه (دی) بوده است. بیشینه سیکل هوایی یخ بندان در ماه اکتبر (مهر) در ایستگاه قائن با حدود 058/0 و سپس در ماه نوامبر (آبان) در ایستگاه های فردوس و بشرویه به ترتیب با حدود 05/0 و 043/0 رخ داده است. یافته های این پژوهش نقش نواحی کوهستانی و مرتفع را در تواتر و تداوم یخ بندان در این گستره جغرافیایی تأیید می کند.

به دلیل اهمیت و نقش پدیده انتقال رسوب در مبحث حوضه های آبریز، از جمله ساماندهی رودخانه ها که به منظور مهار فرسایش و رسوب گذاری و یا تثبیت بستر و دفع سیلاب انجام می گیرد، آگاهی و تعیین میزان رسوب حمل شده توسط رودخانه از دیرباز مورد توجه قرار گرفته است. هدف از انجام این تحقیق، تعیین کارایی مدل درختان تصمیم گیری (به عنوان یکی از روش های داده کاوی) در برآورد رسوبات معلق رودخانه میمه است. داده های مورد استفاده شامل دبی رسوب و دبی آب است که به صورت متناظر برداشت شده بود و همچنین بارش و دبی های روزانه مربوط به دوره آماری از سال 1347-1346 تا سال 1389-1388. پس از پردازش داده ها، تعداد 554 رکورد که آمار دبی و رسوب متناظر آنها موجود بود، انتخاب و نتایج به دست آمده با روش مرسوم منحنی سنجه رسوب مقایسه شد. برای مقایسه نتایج از معیارهای آماری R، RMSE، MAE، r 2و Bias  استفاده شده است. سپس برای بررسی تأثیر بارش ها و دبی های روزانه در دقت برآورد رسوب توسط مدل درختی، در گام دوم داده های مربوط به بارش و دبی های روزانه به مدل اضافه گردید. بر اساس نتایج به دست آمده، مدل درخت تصمیم گیری نتایج قابل قبولی را درجهت شبیه سازی بار معلق در ایستگاه مورد مطالعه ارائه کرده است. به طوری که بر اساس معیارهای  RMSE،MAE، r 2و Bias درخت تصمیم گیری نسبت به منحنی سنجه رسوب با خطای کمتری رسوبات را برآورد کرده است. همچنین نتایج بیانگر این مطلب است که ورود داده های بارش و دبی روزانه تغییر زیادی در نتایج ایجاد نکرده و میزان رسوبات با دبی های متناظر بیشترین همبستگی را دارد

فرایند گرم شدن زمین در خلال قرن اخیر، افزون بر تاثیراتی که بر میزان هریک از فراسنجهای جوی داشته بر زمان وقوع هر یک از این فراسنجها نیز می تواند موثر و نقش آفرین باشد. روند دما در چند دهه گذشته در حال افزایش بوده و این تغییرات در گستره هایی همانند ایران که در کمربند خشک و نیمه خشک جهان جای گرفته اند چشمگیرتر است. در این پژوهش با استفاده از آزمون آماری من- کندال که از مهمترین روشهای پیشنهادی سازمان هواشناسی جهانی برای تحلیل سریهای زمانی است؛ روند دماهای بیشینه و کمینه فصلی ایران تحلیل می شود. بدین منظور، در این پژوهش از پایگاه داده های یاخته ای در مقیاس جهانی، موجود در تارنمای http://hydro.engr.scu.edu/files/، داده های روزانه دمای بیشینه و کمینه با تفکیک مکانی 5/0*5/0 درجه دریافت و با استفاده از نرم افزار Grads به فایل (.TXT) قابل استفاده در نرم افزار Mat lab تبدیل شد. در ادامه، کد نوشته شده من-کندال، برای محاسبه روند آستانه 95% در Mat lab برای ماتریسی به ابعاد 2058*21550 اجرا شد. برای نمایش گرافیکی نتایج نیز از نرم افزار Arc GIS استفاده گردید. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد، دمای بیشینه شمال غرب ایران و جنوب شرق در هر چهار فصل بدون روند است و در فصل زمستان کمترین پهنه را قسمت شمال شرقی ایران به خود اختصاص می دهد. در فصل پاییز روند افزایشی دمای بیشینه در نواحی شرقی ایران و فارس نمود بیشتری دارد، این در حالی است که در نواحی مرکزی ایران و شمال غرب دمای بیشینه پاییز بدون روند است. دمای کمینه در اکثر مناطق ایران روندی افزایشی دارد. در این خصوص، روند افزایشی دمای کمینه در فصل زمستان در نواحی شمال غرب، زاگرس و جنوب شرق ایران کاملا آشکار است.

برداشت های بی رویه از آ ب های زیرزمینی سبب کاهش سطح آب ها و تغییر کیفیت آنها می شوند. میزان هدایت الکتریکی آب، یکی از شاخص های مؤثر در تعیین میزان تغییر آب های زیرزمینی است؛ به شکلی که میزان شوری آب با برداشت بی رویه و کاهش سطح آب زیرزمینی افزایش می یابد و این امر، آسیب های جبران ناپذیری به زندگی گیاهی و جانوری اکوسیستم وارد می کند. در پژوهش حاضر کوشش شده است با تحلیل فضایی میزان شوری آب های زیرزمینی دشت نمدان، میزان ارتباط آن با حلقه چاه های عمیق و نیمه عمیق موجود در دشت تعیین شود. ازاین رو، داده های 32 چاه مشاهده ای موجود در دشت نمدان با روش میان یابی در محیط GIS برای تعیین میزان شوری آب زیرزمینی در پنج دسته بسیار زیاد، زیاد، متوسط، کم و بسیارکم در دوره آماری ده ساله (1380 تا 1389) استفاده شدند و سپس با تلفیق لایه های اطلاعاتی سال های آماری، میزان شوری آب زیرزمینی تعیین نهایی شد. در نهایت، ارتباط پهنه های دارای شوری بسیار زیاد و زیاد با حلقه چاه های عمیق و نیمه عمیق تعیین و مشخص شد از بین 1311 چاه عمیق موجود در دشت نمدان، 433 حلقه چاه (02/33 درصد) در محدوده بسیار زیاد و زیاد قرار دارند و این میزان، برای چاه های نیمه عمیق 66/12 درصد است. در نتیجه موقعیت چاه های عمیق و برداشت بی رویه از آنها بر شورشدن آب های زیرزمینی دشت نمدان تأثیر بسیار زیادی دارد

یکی از بحران های اکولوژیکی جهان، پدیده بیابان زایی است. مهار این بحران، به شناخت و درک صحیح از عامل ها و فرایندهای آن نیازمند است. بیابان زایی، به کاهش استعداد زیست محیطی و نابودی منابع طبیعی و زیست بوم ها (اکوسیستم ها) گفته می شود که عوارض منطقه ای و فرامنطقه ای آن، بر جنبه های زندگی انسان تأثیر می گذارد. وضعیت بحرانی بوم شناختی در مناطق خشک و نیمه خشک بیابانی از یک سو و بهره برداری بی رویه انسان از سویی دیگر، موجب گسترش بیابان ها شده و مشکلی بزرگ در سطح ملی ایجاد کرده است. راه حل آن، پیش بینی تغییرات محیط طبیعی با پایش مداوم و فراکافت (تجزیه و تحلیل) داده هاست. هدف این پژوهش، مقایسه نبکاهای ریگ چاه جام و معرفی مناسب ترین نوع آن برای تثبیت ماسه های روان با استفاده از آنالیز مؤلفه های مورفومتری نبکا از طریق الگوریتم ELECTRE است. این الگوریتم، یکی از روش های تصمیم گیری چند معیاره است که ضمن ترکیب معیارهای کمی، کیفی و وزن دهی متناسب با هر معیار، در انتخاب بهترین گزینه به تصمیم گیران کمک می کند. ابتدا مهم ترین شاخص های موفومتری 462 نبکا از گونه های گَوَن، اشنان، گز، قیچ، خارشتر، علف شور، سیاه تاق به روش نمونه برداری طولی ارزیابی شد؛ سپس با ارزیابی معیارهای آن به وسیله الگوریتم ELECTRE، نبکاهای مطالعاتی اولویت بندی شد. نتایج پژوهش نشان می دهد نبکاهای گز و سیاه تاق، 5 بار مسلط و 1 بار مغلوب شدند و با 4 امتیاز بیشترین نمره را کسب کردند و بیشترین تأثیر را در تثبیت ماسه های روان دارند. نبکاهای گونه خارشتر و گون با 6 بار مغلوب شدن، با امتیاز 6- کمترین بهره بری را دارند؛ بنابراین، برای اجرای طرح های تثبیت ماسه در منطقه مطالعاتی، ابتدا توسعه نبکازارهای تاق و گز بیشترین اهمیت را دارند و درصورت اجرا، بالاترین بهره بری را خواهد داشت. نتایج این پژوهش در مدیریت سیستمی مناطق بیابانی و طرح های تثبیت ماسه های متحرک، کاربردی و اجرایی خواهد بود.

سیل یکی از انواع بلایای طبیعی می باشد که همه ساله خسارات زیان باری را در سراسر جهان و از جمله ایران به وجود می آورد. بنابراین، شناسایی این پدیده و پارامترهای موثر در وقوع سیل خیزی در حوضه های آبریز ضرورتی اجتناب ناپذیر است. پژوهش حاضر در صدد ارائه روشی برای پهنه بندی پتانسیل سیل خیزی در حوضه ی آبریز میشخاص در ایلام می باشد. در این تحقیق حوضه ی آبریز میشخاص در استان ایلام به 12 زیرحوضه تقسیم و برای هر زیرحوضه 28 پارامتر ژئومتری، اقلیمی، نفوذپذیری و فیزیوگرافی مانند؛ مساحت، محیط، طول و شیب آبراهه ی اصلی، طول و شیب حوضه، زمان تمرکز، ضریب شکل و متغیر بارش، تاج پوشش گیاهی ،CN و دبی با استفاده از نرم افزار ArcGIS محاسبه شد. برای تعیین شدت سیل خیزی زیرحوضه ها از روش آماری تحلیل عاملی- خوشه ای استفاده و داده های 28 متغیر زیرحوضه ها توسط نرم افزار SPSS پردازش و در قالب 5 عامل اصلی (شکل، آبراهه، شیب، زهکشی و رواناب) خلاصه شد. نتایج این پژوهش نشان داد که عامل شکل با مقدار ویژه 64/7 مهم ترین عامل در سیل خیزی حوضه ی مورد مطالعه است، عوامل آبراهه، شیب، زهکشی و رواناب ب ه ترتیب با م قدار ویژه 65/4، 56/2،75/1 و 61/1 در رتبه های بعدی قرار دارند. در ادامه، حوضه ی مورد مطالعه بر اساس امتیاز عاملی به 3 طبقه ی سیل خیزی زیاد، متوسط و کم تقسیم و نقشه ی پهنه بندی شدت سیل خیزی زیرحوضه ها ترسیم شد. زیرحوضه های (9،8،5،3) در عامل شکل، زیرحوضه های (1،6،11) در عامل شیب، زیرحوضه های (2، 7) در عامل زهکشی و در عامل رواناب نیز زیرحوضه های (4،10،12) دارای شدت سیل خیزی زیادی هستند. زیرحوضه ها از نظر مشابهت پتانسیل سیل خیزی، فرسایش، پوشش گیاهی و تأثیرات عملکرد انسانی نیز به 3 گروه با شدت سیل خیزی زیاد، متوسط و کم تفکیک شده اند.

دمای خاک و چگونگی تغییرات آن نسبت به زمان و مکان یکی از مهم ترین عواملی است که نه تنها تبادل ماده و انرژی را در خاک تحت تأثیر قرار می دهد، بلکه می توان گفت میزان و جهت کلیه ی فرآیندهای فیزیکی خاک به صورت مستقیم یا غیر مستقیم وابسته به دماست. دمای خاک به عوامل متعددی از جمله توپوگرافی، تابش خورشید، دمای هوا، میزان رطوبت خاک، نوع و ویژگی های حرارتی خاک نظیر ظرفیت گرمایی، ضریب هدایت حرارتی و گرمای ویژه بستگی دارد. هدف از پژوهش کنونی شناسایی ساختار مکانی دمای رویه ی زمین در حوضه ی زاینده رود می باشد. برای این منظور داده های دمای سطح زمین سنجنده ی مودیس تررا برای بازه ی زمانی 1379 تا 1393 به صورت روزانه از تارنمای سازمان فضایی ناسا دریافت گردید. داده های دمای سنجنده ی مودیس تررا در تفکیک مکانی 1 × 1 کیلومتر و با سیستم تصویر سینوسی در دسترس می باشد. با برش زدن داده ها بر روی حوضه ی زاینده رود تعداد 48347 یاخته در درون حوضه قرار گرفت. مبنای قضاوت ما برای بررسی دما در حوضه همین تعداد یاخته ها(48347) بود. پس از برش زدن و آماده سازی داده ها بر روی حوضه ی زاینده رود، میانگین بلندمدت دمای حوضه برای هر یک از ماه های سال محاسبه گردید و به طور جداگانه نقشه های هر یک از فصول در نرم افزار مت لب ترسیم گردید. یافته ها نشان داد کم ترین میانگین دمای رویه در ماه دی و بیش ترین میانگین دمای رویه در ماه مرداد دیده می شود. همچنین خوشه بندی ماه های سال به روش پیوند وارد بر روی آرایه ی میانگین ماه های سال در ابعاد 48347×12 نشان داد روی هم رفته سه دوره فصول از نظر دمای رویه در حوضه ی زاینده رود قابل شناسایی است. در مجموع یافته های این پژوهش شناخت ما را از وضعیت ساختار دمای رویه در حوضه ی زاینده رود بالا برد.

دمای هوا به عنوان یکی از مهمترین و تعیین کننده ترین عناصر اقلیمی، شاخص مناسبی برای ردیابی تغییرات اقلیمی در فلات ایران است. با توجه به تاثیر وردش های دمایی در فعالیت های بشر نظیر انرژی از جهت افزایش نیاز به انرژی برای سرمایش و گرمایش، کشاورزی از جهت افزایش دامنه فعالیت و هجوم برخی از آفات و عوامل ناقل بیماری و محیط زیست، توجه ویژه پژوهشگران به این مهم در فلات مزبور ضرورت می یابد. از این رو، روش های آماری یکی از ابزارهای مفید برای تحلیل و بررسی رفتار این عنصر مهم اقلیمی به شمار می رود. تحلیل روند، از جمله مهمترین و متداول ترین آزمون های آماری است که به طور گسترده برای ارزیابی اثرات بالقوه تغییر اقلیم بر روی سری های زمانی پارامترهای آب و هواشناسی در نقاط مختلف جهان توسط پژوهشگران استفاده شده است. در این پژوهش به منظور واکاوی روند تغییرات دمای بیشینه و کمینه ماهانه بر روی فلات ایران از داده های شبکه ای پایگاه داده CRU که با تفکیک مکانی مناسب 5/0 × 5/0 درجه طول و عرض جغرافیایی موجود است؛ در دوره 64 ساله (1951-2014) استفاده شده است. برای بررسی روند تغییرات دمای قلمرو مطالعاتی در مقیاس ماهانه نیز از آزمون ناپارامتری من-کندال که از متداول ترین روش های ناپارامتری بشمار می رود بهره گرفته شد. نتایج این تحقیق نشان می دهد؛ به طور کلی دمای بیشینه و کمینه منطقه ی فلات ایران دارای روندی افزایشی است و روند کاهشی دما نمودی بسیار ناچیز دارد. همچنین آشکار گردید روند افزایشی دما در ماه های گرم سال از گستره بالایی برخوردار است. کم ترین گستره ی مناطق دارای روند هم در ماه های ژانویه، فوریه و دسامبر مشاهده می شود. در مجموع نتایج تحقیق حاضر نشان می دهد روند افزایش دما نه فقط در ایران بلکه در تمامی فلات ایران دیده می شود که این افزایش دما همراه با روند کاهشی بارش در سال های اخیر می تواند پیامدهای سویی را در این پهنه به دنبال داشته باشد.  

در این پژوهش به منظور شناسایی و تحلیل بارش های حدی و فراگیر در کرانه های شرقی خزر، ابتدا پایگاه داده بارش روزانه این پهنه، تشکیل و نقشه های هم بارش روزانه از تاریخ ۱/۱/۱۳۴۰ تا ۱۰/۱۱/۱۳۸۳ (۱۵۹۹۲ روز) بر روی یاخته هایی به ابعاد ۱۴*۱۴ کیلومتر به روش کریجینگ میانیابی و ترسیم شد. برای هر روز بارش، بیشینه و درصد مساحت زیر بارش محاسبه گردید. بر این اساس، حدی ترین و فراگیرترین بارش ها شناسایی و ۱۰۱ روز از شدیدترین و فراگیرترین بارش های منطقه بر اساس شاخص پایه صدک ۹۹ ام برای بررسی انتخاب شد. سپس، با بهره گیری از رویکرد محیطی به گردشی و تحلیل خوشه ای پایگانی انباشتی به روش ادغام ""وارد"" بر روی نقشه های فشار تراز دریا، ۵ الگویی که در بارش های حدی و فراگیر کرانه های شرقی خزر مؤثر بودند؛ شناسایی گردید. به منظور تحلیل این بارش ها در هر الگو، یک روز به عنوان روز نماینده بر اساس ضریب همبستگی با آستانه ۹۵ درصد تعیین و در این روزها نقشه های فشار تراز دریا، ضخامت جو در ترازهای ۵۰۰-۱۰۰۰ هکتوپاسکال، الگوی گردشی تراز ۵۰۰ هکتوپاسکال، تابع جبهه زایی برای ترازهای ۱۰۰۰ و ۵۰۰ هکتوپاسکال و همگرایی شار رطوبت برای ترازهای ۹۲۵ و ۱۰۰۰ هکتوپاسکال ترسیم و تحلیل گردید. نتایج این پژوهش نشان از نمود آشکار پرفشار بر روی دریای سیاه در اغلب الگوها دارد. بررسی الگوی ضخامت جو نیز نشانگر دو فرود عمیق بر روی شرق مدیترانه و شمال غربی دریای خزر است. تحلیل تابع همگرایی شار رطوبت نیز آشکار ساخت که رطوبت بارش های حدی و فراگیر منطقه عمدتاً توسط جریان های بادی که از روی دریای خزر می وزند تأمین می شود و در درجه دوم دریاهای سیاه و مدیترانه در تغذیه رطوبت این بارش ها مؤثرند.

یکی از مهمترین بلایایی که مناطق خشک و نیمه خشک را تحت تاثیر قرار می دهد و در زمره عوامل تهدید کننده حیات بشری و تخریب منابع طبیعی محسوب می شود بیابان زایی است، بنابراین شناخت و پیش بینی این پدیده از اهمیت بسزایی برخوردار است. در این راستا به منظور بررسی وضعیت بیابان زایی منطقه شرق و جنوب اصفهان از تصاویر ماهواره لندست 4 و 7 و 8 در 5 دوره 1986، 1994، 2000، 2008 و 2016 استفاده گردید. شاخص NDVI برای شناسایی پوشش گیاهی و شاخص شوری خاک برای شناسایی مناطق بیابانی و شور به کار گرفته شد. به منظور شناسایی و تهیه نقشه کاربری های منطقه مطالعاتی مشتمل بر( اراضی بیابانی و شور، پوشش گیاهی، شهر، زمین های بایر و گاوخونی) از روش طبقه بندی نظارت شدهFuzzy ARTMAP و برای محاسبه تغییرات در کاربری های پهنه مورد بررسی در 5 دوره فوق از مدل LCM بهره گرفته شد. در ادامه، مدل ترکیبی زنجیره مارکوف و سلولهای خودکار (CA-Markov) برای پیش بینی تغییرات کاربری اراضی استفاده گردید. برای تعیین اعتبار پیش بینی نیز از شاخص انطباق کاپا بهره گرفته شد که میزان 78 درصد را نشان می دهد. نتایج این پژوهش نشان داد که بیشترین تغییرات در طی دوره مورد مطالعه را پوشش گیاهی داشته است. این حجم تغییر طی دوره 1986-1994 بوده است که 1062 کیلومتر مربع کاهش را نشان می دهد. از طرفی بیشترین شدت افزایش مناطق شور و بیابانی طی دوره 1994-2000 رخ داده که حدود 495 کیلومتر مربع افزایش را نشان می دهد. در نهایت مشخص گردید که بیشترین تغییرات طی دوره 2016-2024 در پوشش گیاهی رخ خواهد داد که حدود 60 درصد از پوشش گیاهی منطقه از بین خواهد رفت و اراضی بایر جایگزین آن خواهد شد. اراضی شور و بیابانی نیز جایگزین حدود 3/3 درصد از اراضی بایر، حدود 1 درصد از پوشش گیاهی و کمتر از 01/0 درصد از شهر و تالاب گاوخونی می گردد.

وضعیت ویژه اقلیمی و ژئومورفولوژیکی مناطق خشک و نیمه خشک موجب شده است که منابع آب زیرزمینی، منبع اصلی تأمین آب این مناطق تلقی شوند. بر اساس این، مدیریت منابع آبی یادشده مستلزم ارزیابی دقیق کمیت و کیفیت ذخیره های آبی، میزان دسترسی به آن ها در هر منطقه و شناخت فرایندهای محیطی حاکم بر آنهاست. در پژوهش حاضر، ضمن بررسی و مطالعه کیفیت منابع آب زیرزمینی بخش های دولت آباد، دشتاب، صوغان و سلطانی در استان کرمان، اختلاف بین شاخص های کیفی مختلف به شکل کمی اندازه گیری و مقایسه شده است. نتایج آنالیز واریانس، اختلاف معنادار بین شاخص های مختلف را نشان می دهند. نتایج آزمون مقایسه میانگین ها در سطح احتمال خطای کمتر از یک درصد (01/0α<) برای هر یک از شاخص ها، منابع آب زیرزمینی بخش های مختلف را در گروه های متمایزی تفکیک می کنند؛ به طوری که بر اساس شاخص های EC، TDS، Cl، SO 4، Mg، Na، SAR و TH، منابع آب زیرزمینی بخش های دولت آباد و دشتاب در گروه اول و بخش های صوغان و سلطانی در گروه دوم قرار می گیرند. بر اساس شاخص Ca، منابع آب زیرزمینی بخش های مطالعه شده در سه گروه مختلف قرار می گیرند: گروه اول شامل بخش های سلطانی و صوغان، گروه دوم شامل بخش دولت آباد و گروه سوم شامل بخش دشتاب. همچنین، قرارگرفتن منابع آب زیرزمینی همه بخش ها در یک گروه بر اساس شاخص HCO 3نشان می دهد که تفاوت معنا داری در کیفیت منابع آب زیرزمینی مناطق مطالعه شده بر اساس شاخص یادشده مشاهده نمی شود. آزمون آنالیز همبستگی بین شاخص های مختلف سنجش کیفیت منابع آب زیرزمینی در مناطق مطالعه شده، بیشترین میزان همبستگی را در سطح احتمال یک درصد بین شاخص های pH و سطح آب زیرزمینی نشان می دهد.

بیابان زایی، کاهش اکولوژیکی و بیولوژیکی زمین است که ممکن است به صورت طبیعی و یا غیر طبیعی اتفاق بیفتد. فرایند بیابان زایی عمدتاً، مناطق خشک و نیمه خشک را تحت تاثیر قرار داده و با شتابی فزاینده، کارایی سرزمینها را کاهش می دهد، بنابراین شناخت این پدیده دارای اهمیت اساسی است. در این پژوهش به منظور بررسی بیابان زایی منطقه از تصاویر ماهواره ای لندست 5 و 8 بعنوان مبنای مطالعات استفاده گردید. علاوه بر این از نقشه های توپوگرافی 1:250000 و 1:50000 و نقشه های زمین شناسی نیز بعنوان مکمل استفاده شد. پس از تکمیل پایگاه داده اطلاعاتی ابتدا به منظور بررسی بیابان زایی منطقه، شاخص های شوری خاک و شاخص پوشش گیاهی NDVI بر روی تصاویر ماهواره ای اعمال گردید. بر اساس روش شبکه عصبی مصنوعی MLP تغییرات کاربریها طی دوره 1986-2015 بررسی گردید 5 کاربری در منطقه مورد مطالعه بر اساس روش طبقه بندی نظارت شدهFuzzy ARTMAP شناسایی شد. بر اساس بررسی های صورت گرفته بر روی تصاویر ماهواره ای شهر اصفهان حدود 260 کیلومتر مربع رشد داشته است. در طی همین دوره 29 ساله بخش های شرقی و جنوب شرقی شهر اصفهان بیشترین میزان کاهش پوشش گیاهی را نشان می دهد که حدود 60 درصد نسبت به سال نخست مطالعه با کاهش مواجه شده است. بخش شمالی شهر اصفهان نیز از بخشهایی است که این میزان کاهش قابل توجه است. با کاهش پوشش گیاهی در این مناطق هجوم اراضی شور و بیابانی در سال 2015 به چشم می خورد که جایگزین مناطق با پوشش گیاهی شده است. این میزان افزایش در مناطق بیابانی و شور حدود 580 کیلومتر مربع است که بیانگر کاهش توان اکولوژیک و بیولوژیک منطقه است.

دشت دامنه واقع در منطقة فریدن اصفهان از جمله مناطقی است که کشاورزی مکانیزة آن کاملاً وابسته به آب های زیر زمینی آبخوان دامنه است. خشکسالی های اخیر و پایین رفتن سطح ایستابی، کشاورزی این منطقه را با خطر شدید روبه رو کرده است.در این پژوهش از داده های اقلیمی هفت ایستگاه هواشناسی حوضة آبریز دامنه و داده های مربوط به تراز آب زیر زمینی در دورة آماری مشترک 20 ساله (90-1370) برای مطالعة اثر عناصر اقلیمی بر تغییرات تراز دشت استفاده شد. متوسط بارش ماهیانه حوضه با استفاده از داده های 1430 یاخته سطح حوضه در 240 نقشه (20سال×12ماه) محاسبه گردید. همچنین متوسط تراز 240 ماهه و افت سطح ایستابی آبخوان از طریق روش وزنی تیسن در محیط نرم افزار GIS محاسبه شد. نتایج نشان داد در حال حاضر میزان تخلیه 6/1 برابر تغذیه است. برای حفظ ترازنامة دشت، باید میزان برداشت در سطح 143 میلیون متر مکعب حفظ گردد. بررسی نقشه های هم افت آب زیرزمینی نشان داد در برخی مناطق، تا 44 متر سطح تراز آب زیرزمینی افت داشته است. بر اساس نقشه های جهت حرکت آب زیرزمینی، افزایش برداشت توسط چاه های مرکز دشت موجب خشک شدن چاه های حاشیه ای دشت می شود. همبستگی بین سطح ایستابی با بارش مثبت و در سطح اطمینان 99 درصد تأیید می شود. به طوری که بر اساس آزمون من کندال، با کاهش بارش از سال آبی 71-70 و ادامه روند آن تا 81-80، سطح ایستابی نیز با یک سال تأخیر کاهش، شدیدی را تجربه کرده است؛ ولی علی رغم افزایش برداشت از سال 85-84 و 86-85 ، با افزایش روند بارش تا 81-80 تا 86-85، روند تراز نیز در همین دوره مثبت بوده است. لذا باید روند بهره برداری بگونه ای تنظیم گردد که مقدار تغذیه از طریق بارش بتواند جواب گوی مقدار تخلیه باشد. همچنین ارتباط تراز آب با درجة حرارت، تبخیر و مقدار برداشت، منفی و در سطح 01/0 درصد معنادار است.

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.

بارشهای شدید سیل زا به عنوان یکی از مخاطرات محیطی همواره طی تاریخ حیات بشری ابعاد مختلف زندگی را دستخوش تغییر و تهدید نموده و باعث خسارات مالی و حتی جانی زیادی در جهان شده اند. از این رو، هدف غایی این مطالعه ی همدید، تبیین اندرکنش های کلیدی میان جو و محیط سطحی و به عبارتی کشف رابطه ی میان الگوی گردشی موجد بارش های شدید در منطقه فارس به منظور پیش بینی وقوع رگبارهای منجر به سیل است. به منظور شناسایی و تحلیل الگوهای گردشی بارشهای شدید سیل زا در فروردین 1391 در منطقه فارس از آمار 24 ایستگاه بارانسنجی استفاده گردید. در ادامه به منظور تعیین الگوهای همدید بارشهای شدید پدید آورنده سیل، داده های فشار تراز دریا، ارتفاع ژئوپتانسیل، نم ویژه، مولفه باد مداری(U) و نصف النهاری(V) در ترازهای مختلف به صورت 6 ساعته از NCEP/NCAR از دو روز قبل از بارش اخذ و با بهره گیری از رویکرد محیطی به گردشی تحلیل گردید. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که در روزهای اوج بارش بر روی منطقه فارس استقرار سامانه کم فشار دینامیکی سازوکار اصلی رخداد بارش را رقم می زند. در عین حال، یافته ها حاکی از این است که رخداد بارش های شدید سیل زا در منطقه فارس ناشی از حضور فرودی بسیار عمیق بر روی دریای سیاه و شرق مدیترانه در تراز میانی جو است. نقشه های همگرایی شار رطوبت نیز نشان داد که بارش های شدید منطقه ناشی از اثر پهنه های رطوبتی خلیج فارس، دریای عرب و دریای سرخ می باشد.

سیلاب به عنوان یکی از مخاطرات محیطی همواره طی تاریخ حیات بشری ابعاد مختلف زندگی را دستخوش تغییر و تهدید نموده و با داشتن بیشترین فراوانی نسبی وقوع از حوادث طبیعی باعث خسارات مالی و حتی جانی زیادی در جهان شده اند. از این رو، هدف غایی این مطالعه ی همدید، تبیین اندرکنش های کلیدی میان جو و محیط سطحی و به عبارتی کشف رابطه ی میان الگوی گردشی موجد بارش های سیل زا در منطقه ی مطالعاتی به منظور پیش بینی وقوع رگبارهای منجر به سیل است. بدین منظور برای تحلیل همدید بارش های موجد سیل آذرماه 1391 در جنوبغرب ایران (استان های بوشهر، خوزستان و کهکیلویه و بویراحمد)، با بهره گیری از رویکرد محیطی به گردشی، الگوهای گردشی ایجاد کننده ی بارش های سیل زا شناسایی شد و مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که بارش های سیل زا در منطقه طی روزهای 4 تا 8 آذرماه فرود عمیقی بر شرق مدیترانه تشکیل گشته و منطقه ی مطالعاتی در نیمه شرقی این فرود که محل ناپایداری جو است قرار داشت. در عین حال، الگوهای ضخامت جو، بیانگر ریزش هوای سرد از اروپای شمالی به سمت عرض های پائین تر و گسترش هوای گرم مستقر در شمال آفریقا تا عرض 50 درجه ی شمالی است؛ در نتیجه در محل برخورد این دو توده ی هوا، ناپیوستگی جبهه ای دور از انتظار نیست. تحلیل الگوهای تابع همگرایی شار رطوبت نیز نشان داد که بارش های سیل زا نتیجه ی شارش رطوبت از پهنه های آبی مدیترانه و خلیج فارس بوده و دریای سرخ و دریای عرب جز منابع تقویتی محسوب گردید

در این پژوهش ارتباط بین نوسان بارش در مناطق جنوبی دریای خزر و تغییرات فشار تراز دریا با استفاده از رویکردی محیطی به گردشی در دوره زمانی(1383-1339) بررسی و تحلیل گردید. در این ارتباط در بخش پایگاه داده سطحی، از داده های بارش روزانه 12 ایستگاه سینوپتیک پهنه مطالعاتی بهره گرفته شد و ماتریس سری زمانی روزهای بارشی آنها تهیه گردید. در بخش پایگاه داده های جوی نیز از داده های فشار تراز دریا موجود در پایگاه داده NCEP/NCAR در محدوده 0 تا 120 درجه شرقی و 0 تا 80 درجه شمالی استفاده گردید. در ادامه، ماتریس اولیه شامل مقادیر بارشی روزانه هر ایستگاه و مقادیر میانگین فشار روزانه تراز دریا(slp) متناظر با سری زمانی روزهای بارشی برای(1617=33×49) یاخته شبکه ای در محدوده انتخابی تهیه شد. محاسبه ضریب همبستگی میان مقادیر بارش روزانه با مقادیر میانگین روزانه فشار تراز دریا بر روی یاخته های محدوده مطالعاتی و ترسیم نقشه های ضریب همبستگی بارش - فشار ایستگاهها آشکار نمود که رخداد و تغییرات بارش در کرانه های جنوبی دریای خزر در سطح تراز دریا متأثر از استیلای یک الگوی گردشی فشار بر روی دریاهای خزر، سیاه و مدیترانه است. بر این اساس، نوسان بارش در کرانه های جنوبی دریای خزر با کاهش و افزایش میزان فشار در عرصه کنش این الگو مرتبط و همزمان می باشد.

در این پژوهش به تحلیل فراوانی رودبادهای مرتبط با بارش های حدی و فراگیر در کرانه های غربی خزر با بهره گیری از رویکرد محیطی به گردشی پرداخته شد. در این راستا از پایگاه داده ی بارش روزانه ی منطقه ی مطالعاتی شامل 33 ایستگاه همدید، اقلیمی و باران سنجی طی 15992 روز (از 1/1/1340 تا 11/10/1383)، 109 روز از شدیدترین و فراگیرترین بارش های منطقه بر اساس شاخص پایه ی صدک 99ام، برای بررسی و تحلیل انتخاب شد. فراوانی رودبادها و موقعیت آنها در محدوده ی وسیعی از صفر تا 120 درجه ی شرقی و صفر تا 80 درجه ی شمالی در چهار تراز 250، 300، 400 و 500 هکتوپاسکال طی چهار دیده بانی همدید در ساعت های 00:00، 06:00، 12:00 و 18:00 گرینویچ بررسی گردید. نتایج بررسی ها نشان می دهد که رودبادها از نظر زمانی به جز در تراز 250 هکتوپاسکال که در ساعت 06:00 فراوانی بالایی را نشان می دهند؛ در ترازهای 300 و 400 هکتوپاسکال عمدتاً در ساعت 18:00 بر روی منطقه مطالعاتی نمودی آشکار دارند. در عین حال، نقشه های میانگین سرعت رودبادها در این ساعت ها که از یکسو منطبق بر رخداد بیشینه ی فراوانی رودبادها و از دیگر سو مقارن با وقوع بیشینه ی سرعت رودبادها در پهنه ی مطالعاتی است؛ بیانگر قرارگیری ربع چهارم هسته رودباد( که با افزایش تاوایی مثبت و همچنین واگرایی سطوح فوقانی و همگرایی سطوح پایین جو همراه است) بر روی کرانه های غربی خزر است. این موضوع می تواند به انبساط توده ی هوا در سطح بالا یا حرکت قائم صعودی بیانجامد. به طور کلی کشیدگی رودباد تا تراز 500 هکتوپاسکال در اغلب موارد در ساعت 18:00 نشان از ضخامت لایه ی ناپایدار دارد که می تواند بارش های حدی و فراگیر را روی کرانه های غربی خزر ایجاد نماید.