برومند صلاحی

در این پژوهش از مدل SWAT برای شبیه سازی شرایط هیدرولوژیکی حوضه رودخانه ارس در دوره آینده استفاده گردید. واسنجی مدل بر اساس داده سال های 2006-1987 و اعتبارسنجی آن در سال های 2014-2007 با الگوریتم SUFI2 انجام و مدل SWAT بر اساس دبی جریان ماهانه ایستگاه هیدرومتری منتخب کالیبره شد. بعد از انتخاب پارامترهای بهینه و با اجرای شبیه سازی در 350 دور شبیه ساز، مقادیر معیارهای ارزیابی در دوره واسنجی و در مرحله اعتبارسنجی به دست آمد. برای ارزیابی تغییرات بیلان آب حوضه تحت شرایط تغییر اقلیم از داده های ریزگردانی شده مدل اقلیمی CNRM-CM6 در دوره تاریخی (1985-2014) و دوره آینده (2025-2100) تحت سناریوی SSP5-8.5 به عنوان داده ورودی به مدل SWAT استفاده شد. یافته ها نشان داد ET حوضه سهم زیادی از بارش 272 میلی متری دوره تاریخی و 351 میلی متری دوره آینده حوضه را به خود اختصاص داده و میزان نفوذ و جریان جانبی که برای تغذیه منابع زیرزمینی و سطحی ضروری هستند، بسیار اندک است. همچنین برحسب کاربری اراضی، کمینه ET حوضه در کاربری مراتع خوب به دست آمد. هر چند در دوره آینده بارش سالانه به میزان 79 میلی متر نسبت به دوره تاریخی بیشتر خواهد بود ولی بخش عمده ای از آن صرف تبخیر و تعرق در ماه های می تا جولای خواهد شد.

در این مطالعه با استفاده از سامانه همادی مدل های چند گانه (MME)، متشکل از چندین مدل پروژه مقایسه جفت شده فاز ششم (CMIP6)، رویدادهای خشکسالی ایران تحت 2 سناریو SSP2-4.5 و SSP5-8.5 تا انتهای سال 2100 پیش نگری می شود. پس از انتخاب مدل های برتر با استفاده از شاخص ارزیابی کلینگ-گوپتا، فرآیند تصحیح اریبی و مقیاس کاهی داده های دما و بارش با استفاده از نرم افزار CMHyd انجام گرفت. نتایج نشان داد که تحت سناریو SSP2-4.5، متوسط بارش کشور طی سه دوره آینده نزدیک، میانی و دور به ترتیب 20، 12 و 16 درصد و با اعمال سناریو بدبینانه 15، 13 و 21 درصد افزایش خواهد داشت. از لحاظ دمایی شدید ترین افزایش مربوط به سناریو بدبینانه و در آینده دور با 7/3 درجه سلسیوس می باشد. میانگین شاخص خشکسالی SPEI 12 ماهه در آینده نزدیک تحت سناریو SSP2-4.5 و SSP5-8.5  به ترتیب برابر با 53/0 و 80/0، در آینده میانی 1/0- و صفر و در آینده دور 45/0- و 84/0- خواهد بود. با توجه به نتایج، با اعمال سناریو بدبینانه، شدت خشکسالی در آینده نزدیک و میانی کاهش 96 و 49 درصدی و در آینده دور افزایش 300 درصدی خواهد داشت. اما در صورت وقوع سناریو SSP2-4.5، در آینده نزدیک کاهش 61 درصدی و در آینده میانی و دور افزایش 64 و 234 درصدی دارد.

بارش یکی از فراسنج های جوی بسیار تغییرپذیر جوی است که چگونگی و زمان رخداد تغییرات آن توجه پژوهشگران را به خود جلب کرده است. در پژوهش حاضر به منظور شناسایی تغییرات رخ داده در بارش شمال غرب کشور بین سال های 1348-1397 (1970 تا 2019) و با درنظر گرفتن اثر دریای مدیترانه بر  مقدار بارش ایران، به ویژه شمال غرب کشور، ارتباط نمایه ی پیوند از دور مدیترانه MOIac  که در الجزایر و قاهره واقع است را با استفاده از روش همبستگی و رگرسیون حداقل مربعات خطا واکاوی شد. تمامی واکاوی ها بر روی فازهای مثبت و منفی نمایه نیز انجام گرفت. نتایج حاکی از آن است که به صورت کلی ارتباط ضعیف بین نمایه ی مورد مطالعه و بارش وجود داشت. این شرایط برای فازها نیز صادق است. با این وصف بیش ترین نواحی متأثر از نم این مطالعه با هدف پیش نگری بارش در 32 ایستگاه همدیدی نیمه شمالی ایران در سه دهه آتی انجام گرفت. برای این منظور، از داده های 5 مدل AOGCM به نام های MPI-ESM1-2-HR، INM-CM5-0،CMCC-CM2-SR5 ،BCC-CSM2-MR ،EC-EARTH3-CC  از مجموعه مدل های سری CMIP6 تحت 2 سناریویSSP2-4.5  (متوسط) و SSP5-8.5 (بدبینانه) استفاده شد. دوره مشاهداتی 1985-2014 و دوره آینده 2030-2059 در نظر گرفته شدند. کارایی مدل ها با محاسبه سنجه آماری KGE ارزیابی شدند و برای انتخاب روش مناسب ریزمقیاس از میان روش های Linear Scaling، Power transformation و Distribution mapping نمودار تیلور استفاده شد. به منظور کاهش عدم قطعیت با روش میانگین گیری وزنی (مبتنی به رتبه)، مدل همادی محاسبه شد. محاسبات نشان داد که مدل همادی تولید شده کارایی بهتری را نسبت به مدل های منفرد دارد. بیشینه کاهش بارش در مقیاس سالانه در دوره آتی در ایستگاه جلفا با مقدار تقریبی 40 درصد در سناریوی متوسط رخ خواهد داد و بیشترین افزایش بارش در ایستگاه سهند با افزایش 14 درصدی در دوره آینده در سناریوی بدبینانه اتفاق خواهد افتاد. یافته های تحقیق حاکی از آن است که مقدار بیشینه، متوسط و کمینه شاخص آماری KGE برای مدل همادی در مقایسه با مقادیر بارش ایستگاه های منطقه مورد مطالعه به ترتیب 1/0، 05/0 و صفر بوده است. نتایج نشان داد که در مقیاس زمانی سالانه، تحت سناریوی متوسط، 78 درصد ایستگاه ها کاهش بارش را تجربه خواهند کرد درصورتی که تحت سناریوی بدبینانه، 75 درصد ایستگاه های هواشناسی مورد مطالعه افزایش بارش را خواهند داشت. مطابق تحقیق حاضر، 56 درصد از ایستگاه های مورد مطالعه دارای تغییرات سالانه بارشی صعودی تحت سناریو SSP585 و نزولی تحت سناریو SSP245 بودند.

این پژوهش باهدف بررسی و مقایسه شاخص های استخراج پوشش برف در سامانه گوگل ارث انجین (GEE) برای توده کوهستان سهند انجام شده است. در این مطالعه، پس از اعمال عملیات بهبود تصویر و افزایش وضوح تصاویر ماهواره ای لندست 8 از 30 متر به 15 متر، شاخص های مختلف برف شامل NDSI، NDSII، NDSall، NBSIMS، SWI و S3 محاسبه و به کار گرفته شدند. نتایج حاصل از تحلیل تصاویر نشان داد که تمامی شاخص های مورد استفاده توانایی بالایی در شناسایی و تفکیک مناطق برفی به ویژه در نواحی با آلبیدوی پایین، سایه ها و توپوگرافی خشن دارند. شاخص های NDSInw و S3 با دقت کلی 100 درصد و ضریب کاپای 1 به عنوان بهترین شاخص ها برای تفکیک پوشش برف از سایر ویژگی های سطح زمین در این منطقه معرفی شدند. همچنین، شاخص های NBSIMS و SWI نیز به شکل مناسبی در شناسایی ویژگی های آبی و مرطوب در مناطق برفی عمل کردند و نشان دادند که می توانند در تحلیل های هیدرولوژیکی و مدیریت منابع آب به کار روند. این مطالعه نشان می دهد که داده های ماهواره ای با شاخص های طیفی مناسب می تواند به شناسایی دقیق تر پوشش برف، تخمین میزان آب موجود در برف و بررسی تغییرات فصلی برف کمک کند. این نتایج اطلاعات ارزشمندی برای مدیریت منابع آب، پیش بینی سیلاب ها و تحلیل تأثیرات تغییرات اقلیمی فراهم می کند. در این پژوهش مشخص شد که شاخص های NDSInw و S3 با دقت کلی ۱۰۰ درصد و ضریب کاپای ۱، بهترین عملکرد را در تفکیک پوشش برف از سایر عوارض سطح زمین در منطقه کوهستان سهند دارند. همچنین شاخص های NBSIMS و SWI در شناسایی نواحی مرطوب و برف آب مؤثر ظاهر شدند. این یافته ها اهمیت استفاده از فناوری های سنجش از دور را در پایش پوشش برف و مدیریت منابع طبیعی در مناطق کوهستانی به خوبی نشان می دهند.

به منظور پایش طوفان های گرد و غباری استان خوزستان ابتدا داده های آماری از اداره هوا شناسی کل اخذ شد و روز هایی که گزارش گرد و غبار با حداقل دید افقی کم تر از 10 کیلومتر داشته اند به عنوان روز های فرین انتخاب شدند. نتایج پهنه بندی و نقشه میانگین تراکم گرد و غبار با فراخوانی داده های ماهواره مودیس در گوگل ارث انجین مشخص نمود تراکم رخداد این پدیده در نواحی غربی، جنوب غربی و مرکزی استان بوده است. برای بررسی سینوپتیکی این پدیده شدید ترین گرد و غبار ها برای 9 ایستگاه سینوپتیکی انتخاب و با ترسیم نقشه های سینوپتیکی به تحلیل این روز ها پرداخته شد؛ و مسیر حرکت و منشأ برخاست این پدیده و تراکم آن از طریق مدل HYSPLIT نمایش داده شد. نتایج حاکی از آن بود در اغلب رخداد طوفان های گرد و غبار در جنوب ایران سامانه های کم فشار حرارتی فعالیت داشته و در اروپا سیستم پرفشار حاکم بوده و شیب گرادیان فشار بین این دو سامانه منجر به هدایت جریانات غربی با سرعت شدید باد در ارتفاعات بالا به سمت منطقه مطالعاتی شده و وضعیت چرخندی حاکم بر منطقه به ناپایداری هوا افزوده است باد های غربی نیز به موازات کانال ناوه واقع در غرب ایران از روی بیابان های شمال آفریقا، شمال شبه جزیره عربستان، عراق و سوریه گذر نموده و هوای گرم و خشک این مناطق را بر جو منطقه هدایت نموده اند. هم چنین در اتمسفر منطقه در اغلب موارد واگرایی رطوبتی رخ داده و از میزان رطوبت جو کاسته شده و همه این موارد منجر به برخاست ذرات گرد و غبار از سمت نواحی مذکور شده است.

در این پژوهش تغییرات برف پوش در پهنه شمال غربی در پیوند با سنجه های توپوگرفیکی ارتفاع، شیب و وجه شیب زمین با بهره گیری از فرآورده های برف مادیس ترا و آکوا (MOD10A1 و MYD10A1) در بازه زمانی 2020-2003 مورد واکاوی قرار گرفت. در گام نخست با توجه به نمایه NDSI داده ها بر اساس آستانه 1-1/0 باینری شد. در گام بعدی، برای کاهش اثر ابرناکی از الگوریتم های ادغام داده های ترا و آکوا، فیلترهای مکانی و زمانی استفاده شد. برای الگوی رقومی ارتفاع، از مدل رقومی سطحی (DSM) آژانس فضایی ژاپن استفاده گردید. سپس شمار روزهای برف پوشان (SCDs) به ازای هر پیکسل در شبکه رستری به صورت سالانه محاسبه و نقشه های پهنه ای تهیه و ترسیم شد. در ادامه، پیوند SCDs با ارتفاع و وردش های گستره های برف پوش (SCAs) در طبقات ارتفاعی، شیب و جهت شیب زمین بررسی شد. بر اساس نقشه های پهنه ای SCDs، سال های 2010 و 2018 در فاز کمینه و سال های 2007 و 2017 در فاز بیشینه قرار داشته اند. ارتباط SCDs با مولفه ارتفاع قوی بوده و روند افزایش SCDs از ارتفاع 3700-1300 متر به شدت فزونی می یابد. در عین حال، افزایش شیب زمین و ناپایداری SC بر روی سطوح پرشیب سبب ایجاد ناهنجاری در روند افزایشی SCDs در ارتفاعات 4000-3700 متر شده است. واکاوی SCAs در درجات مختلف شیب، روند کاهشی شدیدی را به پیروی از ارتفاع و کاهش سطوح توپوگرافیکی و محدودیت برف گیرش در اراضی پرشیب نشان داد. کمینه و بیشینه پراکنش SCAs به ترتیب مربوط به سال های 2010 و 2007 بوده است. درصد SCAs در درجات مختلف شیب در اراضی مسطح تا 5/12 درجه روند افزایشی، از شیب 5/12 تا 5/42 درجه روند کاهشی، از شیب 5/42 درجه به بعد روند افزایشی بسیار اندک دارد. دامنه های شمالی و شمال شرقی دارای بیشترین و دامنه های جنوب غربی و غربی دارای کمترین درصد گستره برف پوش هستند

پژوهش حاضر با هدف پایش تغییرات زمانی و مکانی گرد و غبار معلق جوّ در قسمت هایی از نیمه غرب ایران در محیط گوگل ارث انجین با استفاده از کارآمدترین محصولات سنجنده مودیس در بازه زمانی (2012-2021) و تصاویر سنتینل-۵ برای دوره (2018-2021) انجام شد. برای این منظور روند تغییرات زمانی و مکانی غلظت هواویز با استفاده از تصاویر شاخص عمق نوری (AOD) و شاخص جذب آئروسل (AI) پایش و سپس شاخص بهینه پوشش گیاهی (EVI) و شاخص خاک لخت (BSI) حاصل از تصاویر MOD13Q1 برای بازه زمانی (2012-2021) محاسبه شد ودرنهایت، میانگین تغییرات آنها به دست آمد. تغییرات غلظت گرد و غبار معلق در جوّ با استفاده از شاخص AOD روند نزولی را در ماه ژانویه و روند صعودی را در ماه جولای نشان می دهد؛ درحالی که این غلظت در ژانویه سال 2021 کمترین و در ماه های جولای و سپتامبر سال 2021 بیشترین میزان آئروسل را با استفاده از شاخص AI داشته است. گروه بندی غلظت آئروسل ها در سه طبقه برای پهنه مطالعه شده نشان داد که مناطق با غلظت زیاد آئروسل بر اساس تصاویر مودیس و سنتینل شامل خوزستان و ایلام است که این طبقه بندی ها در تصاویر مودیس به صورت مداوم است؛ ولی در تصاویر سنتینل به صورت پراکنده است. هم پوشانی میزان غلظت گرد و غبار در تصاویر مودیس با شاخص های EVI و BSI نشان داد که بیشترین تمرکز آئروسل ها در مناطق فاقد پوشش گیاهی و خاک های لخت قرار دارد. نتایج این پژوهش به مدیران و برنامه ریزان کمک می کند تا با مدیریت اصولی پوشش گیاهی و کاهش خاک بدون پوشش گامی در راستای کاهش آلودگی های ناشی از گرد و غبار معلق در جوّ در این نواحی بردارند.

به منظور بررسی نوسانات طولانی مدت دید افقی در شمال غرب ایران، داده های ساعتی دید افقی ثبت شده در 7 ایستگاه منتخب در دوره 1951 تا 2020 اخذ شد. بعد از غربالگری داده ها، پراشیدگی زمانی میانگین دید افقی بررسی شد. ضریب خاموشی اتمسفر با استفاده از رابطه کشمایدر محاسبه شد؛ آزمون من-کندال روی میانگین سالانه و آماره ی Rdit روی داده های ساعتی دید افقی اجرا شد. سپس تغییرات درصد دیدهای خیلی خوب (کیلومتر 19<) نسبت به درصد دیدهای بد (کیلومتر 10>) محاسبه شد. نتایج حاکیست میانگین سالانه دید افقی در منطقه مورد مطالعه 13~ کیلومتر است. سه دوره نوسانی متفاوت در میانگین منطقه ای دید افقی شناسایی شد: دوره اول «دوره کاهش شدید» میانگین دید افقی (1951 تا 1985)؛ دوره دوم «دوره دید افقی پایین و ثابت» (1987 تا 2005)؛ و دوره سوم «دوره بهبود نسبی اخیر». میانگین منطقه ای دید افقی (ضریب خاموشی) با آهنگ 167/0- (0017/0) کیلومتر در سال روند کاهشی (افزایشی) معنی دار در سطح اطمینان 01/0 دارد. روند کاهشی معنی دار در همه ایستگاه های مورد مطالعه به استثنای ایستگاه اردبیل تأیید شد. میانگین Rdit در شمال غرب ایران در اوایل دهه ی 1950، 85/0~ بوده است در حالی که در دهه 1990 به حدود 3/0 کاهش یافته است. با وجود بهبود میدان دید افقی در دهه اخیر و رسیدن آن به حدود توزیع مرجع (شاخص ریدیت 5/0~)؛ اما همچنان روند کاهشی دید افقی اثبات شد. روند افزایشی دیدهای بد (از 5% به 25%) به همراه روند کاهشی دیدهای خیلی خوب (از 80% به 5%) حاکی از روند کاهشی دید افقی می باشد که اوایل دهه 1980 به عنوان نقطه شکست مشخص شد. پدیده مه-دود با 7/38% در کل دوره، تأثیرگذارترین پدیده هواشناسی در کاهش دید افقی بوده و در بین ایستگاه ها بیشترین (کمترین) تأثیرگذاری آن در تبریز و ارومیه (سقز و اردبیل) به ترتیب 63% و 5/56% (2/21%8/24%) بوده است.

نوسانات دید افقی نمایانگر تغییرات کیفیت هواست. با هدف مطالعه روند تغییرات دید افقی و ضریب خاموشی در شمال غرب کشور؛ داده های ساعتی دیدافقی دیدبانی شده در 27 ایستگاه منتخب در بازه زمانی 1985 تا 2020 از سازمان هواشناسی کشور اخذ شد. بعد از غربالگری و انتخاب سری داده های مطمئن، ضریب خاموشی اتمسفر با استفاده از رابطه کشمایدر محاسبه شد. برای روندیابی دید افقی از آماره ridit، و برای ضریب خاموشی از روند خطی و آزمون من-کندال استفاده شد. جهت بررسی تغییرات درون گروهی دید افقی، 5 کلاسه کیفی دید تعیین شد و پراشیدگی درصد فراوانی هر کدام مطالعه شد. میانگین منطقه ای دید افقی (ضریب خاموشی) سالانه در دوره مورد مطالعه 11/4~ (0/173) کیلومتر محاسبه شد. بررسی پراشیدگی سالانه مقادیر ridit نشان داد بهبود و تضعیف دیدافقی متناسب با شرایط محیطی هر ایستگاه در دوره های زمانی متفاوتی مشاهده می شود بطوری که نمی توان دوره های هم زمان مشخصی برای منطقه مورد مطالعه تشخیص داد. با وجود حاکمیت رفتارهای متفاوت در درصد فراوانی کلاسه های کیفی دیدافقی در ایستگاه های مختلف؛ روند افزایشی دیدافقی اغلب از طریق کاهش درصد فراوانی دیدهای متوسط؛ افزایش دیدهای خوب و خیلی خوب و نهایتاً ثبات در دیدهای بد و خیلی بد شکل گرفته است. بیشترین (کمترین) ضریب خاموشی فصلی مربوط به زمستان (تابستان) با 0/179 (0/168) کیلومتر می باشد. انطباق کاملی بین تغییرات مقادیر ridit با ضریب خاموشی از لحاظ دوره های نوسانی و روند تغییرات و حتی پراکندگی مکانی با جهت عکس هم مشاهده شد. به طوری که بالاترین (پایین ترین) مقادیر ridit (ضریب خاموشی) در چند ایستگاه واقع در شمال منطقه مورد مطالعه بدست آمد. در 18 ایستگاه از 27 ایستگاه مورد مطالعه روند افزایشی (کاهشی) ridit (ضریب خاموشی) تشخیص داده شد که هر دو از روند افزایشی میدان دیدافقی در شمال غرب ایران حکایت دارد.

پایش تغییرات و نوسانات بارش مناطق جغرافیایی می تواند دید بهتری از رفتار این پدیده در سال های آینده داشته باشد. هدف این پژوهش، بررسی وضعیت بارش دشت اردبیل (ایستگاه های اردبیل، بیله درق و کلور) و پیش نگری آن در سال های آینده بر اساس برونداد مدل های CMIP6 توسط مدل مقیاس کاهی CMhyd می باشد. سپس با استفاده از سنجه های آماری R2، MAE، MSE، RMSE و دیاگرام تیلور، به مقایسه داده های مشاهداتی دوره پایه با داده های تاریخی 5 مدل GCM از CMIP6 پرداخته شد و برای هر ایستگاه مورد مطالعه، مدل برتر انتخاب گردید. خروجی مدل های برتر با روش linier scaling تصحیح اریبی گردیدند و بر اساس سناریو های SSP126، SSP245 و SSP585، بارش سال های 2023-2050 برای هر ایستگاه، پیش نگری و روند آن با آماره من - کندال ترسیم شد. نتایج نشان داد در نواحی شرقی و غربی دشت اردبیل (منتهی به ارتفاعات کوه های تالش و سبلان)، تغییرات بارش افزایشی بوده است (80/2 میلی متر). در ایستگاه اردبیل، مدل MIROC6 با ضریب همبستگی 94/0 درصد و در ایستگاه های بیله درق و کلور، مدل MPI-ESM1-2-HR با ضریب همبستگی به ترتیب 88/0 و 92/0 درصد، بیش ترین دقت را در شبیه سازی بارش داشته اند. همچنین نتایج سناریو ها نشان دادند که تغییرات بارش در ایستگاه اردبیل در دوره آینده نسبت به دوره پایه تحت سناریو های SSP126، SSP245 و SSP585، به ترتیب 24/0، 36/6- و 2- درصد خواهد بود.

جزیره حرارتی شهری به منطقه ای اطلاق می شود که در آن دما به طور قابل ملاحظه ای افزایش یافته و پیامدهای منفی فراوانی به همراه دارد. این پژوهش با هدف بررسی رابطه بین جزیره گرمایی شهر تهران با عناصر آلاینده جوی در بازه زمانی ۲۰۱۹ تا ۲۰۲۴ انجام شده است. برای نمایش جزیره حرارتی، از داده های دمای سطح زمین ماهواره مودیس تررا در پلتفرم گوگل ارث انجین بهره گرفته شد. در این بستر، وضعیت کاربری اراضی منطقه مورد مطالعه نیز تحلیل گردید و با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست 8، شاخص NDVI محاسبه شد تا نمایی از وضعیت پوشش گیاهی منطقه به دست آید. سپس، وضعیت آلاینده های جوی مؤثر بر شدت و گسترش جزیره حرارتی، شامل بخار آب، دی اکسید گوگرد، دی اکسید نیتروژن، متان، ازن و عمق نوری آئروسل، از داده های ماهواره سنتینل 5 استخراج و پردازش شد. به منظور ارزیابی ارتباط این متغیرها با دمای سطح زمین، ضریب تعیین و همبستگی برای ۵۰۰ نقطه تصادفی محاسبه گردید. نتایج نشان داد که میانگین دمای سطح زمین از غرب به شرق تهران افزایش یافته و در مرکز و جنوب شرقی شهر، هاله حرارتی با میانگین دمای بالای ۱۶ درجه سانتی گراد شکل گرفته است. تراکم بالای مناطق مسکونی و آلودگی ناشی از حمل ونقل در نواحی شرقی و جنوبی، از عوامل اصلی شکل گیری و تشدید این پدیده به شمار می آیند. از میان عوامل مورد بررسی، بخار آب با ضریب همبستگی مثبت و معنادار ۶۴۸/۰ بیشترین تأثیر را بر افزایش دمای محلی داشته و دی اکسید گوگرد و دی اکسید نیتروژن نیز تأثیرات قابل توجهی بر دما نشان داده اند. در مقابل، پوشش گیاهی نقش مهمی در تعدیل دما ایفا کرده است. همچنین بررسی سایر آلاینده ها همچون آئروسل، متان و ازن نشان داد که این گازها تأثیر کمتری بر دمای محلی دارند.

آلودگی های هوا ناشی از فعالیت های بشری در شهر ها منجر به ایجاد جزایر حرارتی شده و باعث افزایش دما و کاهش کیفیت هوا می شود. هدف این پژوهش بررسی ارتباط بین این آلودگی های مناطق شهری با جزایر حرارتی در شهرستان اردبیل می باشد. در این راستا ابتدا در سامانه گوگل ارث انجین با فراخوانی داده های ماهواره سنتینل 2 و 1، نقشه کاربری اراضی شهرستان اردبیل ترسیم و با ضریب کاپا میزان درستی و دقت کلی آن بررسی شد. در گام بعد، جهت بررسی آئروسل های شهرستان اردبیل از داده های ماهواره سنتینل 5 استفاده و روند روزانه آن با روش رگرسیونی به دست آمد. میزان چولگی آئروسل ها برای سال های 2018-2023 محاسبه و نقشه تراکم آلودگی های شهرستان اردبیل ترسیم شد. سپس با فراخوانی داده های ماهواره مودیس اقدام به ترسیم نقشه آنومالی دما و جزیره حرارتی شهرستان اردبیل طی سال های 2018-2023 شد و روند LST شب در بازه زمانی مذکور و نمودار نیم رخ جزیره حرارتی LST شب به دست آمد. با استخراج داده های نقشه های تراکم آئروسل های شهری با جزایر حرارتی در نرم افزار ArcGis، همبستگی دما و جزیره حرارتی شهرستان اردبیل بررسی شد. نتایج نشان داد بین این دو پدیده رابطه مستقیمی بر قرار است بدین گونه که میزان آئروسل های روزانه در شهرستان اردبیل از اواسط 2021 میلادی شیب صعودی به خود گرفته و چولگی منفی آن نشان از افزایش آلودگی ها با تراکم و رخداد زیاد در نواحی داخل شهری داشته است. نقشه تراکم آلودگی ها نیز نشان داد در نواحی داخل شهری و جاده های بین شهری شهرستان اردبیل، میزان آئروسل به طور چشمگیری افزایش یافته است. در نتیجه، آنومالی دما در مناطق شهری و مسکونی افزایش قابل توجهی داشته و منجر به تشکیل جزیره حرارتی با دمای متوسط 22/8 درجه سانتی گراد شده که در تیرماه به بیشینه خود رسیده است.

الگوهای پیوند از دور با اثر بر ایجاد و عدم ایجاد باد سبب می شوند ذرات گرد و غبار از سطح زمین به هوا بلند شده و طوفان های گرد و غباری ایجاد کنند. هدف این پژوهش، ارزیابی اثرات هم زمان دورپیوندهای ال نینو-نوسان جنوبی (ENSO)، دوقطبی اقیانوس هند (IOD) و نوسان شبه دو سالانه (QBO) بر نوسان طوفان های گرد و غبار نیمه غربی ایران است. برای این منظور، از کدهای طوفان گرد و غبار و دید افقی کمتر از ۱ کیلومتر در ۳۸ ایستگاه همدید نیمه غربی ایران طی دوره آماری ۱۹۸۷-۲۰۲۲ استفاده شد. با اعمال روش آماری، خروجی ها به محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) انتقال یافت و پهنه بندی نسبت میانگین ها با روش درون یابی کریجینگ انجام گرفت. یافته ها نشان داد که ارتباط معکوسی بین دورپیوندها با فراوانی گرد و غبار در اغلب ایستگاه های مورد بررسی وجود دارد که به ترتیب ۹۵ درصد، ۵۸ درصد و ۸۷ درصد از مساحت منطقه مورد بررسی را در شاخص های ENSO، IOD و QBO به خود اختصاص می دهد. بیشترین ضرایب همبستگی بین ۹۴/۰- تا ۱- در ایستگاه های پیرانشهر و خلخال مشاهده شد که در شاخص IOD در سطح اطمینان ۹۹ درصد معنی دار است. نتایج درون یابی نسبت میانگین گرد و غبار به میانگین بلندمدت سالانه نیمه غربی ایران نشان داد که هم زمانی فاز سرد ENSO با فاز منفی QBO بیشترین تأثیر را بر افزایش گرد و غبار سالانه نیمه غربی ایران در بلندمدت داشته است در حالی که هم زمانی فاز مثبت IOD با فاز مثبت QBO با اثر کمتری در افزایش فراوانی گرد و غبار همراه است.

پژوهش حاضر با هدف واکاوی تغییرات بارش شمال غرب ایران طی دهه های آتی بر اساس مدل های GCM صورت گرفته است. بدین منظور، ابتدا بارش سال های 2014-1985 بر اساس آزمون من- کندال روندیابی گردید. سپس داده های روزانه بارش برای هر یک از ایستگاه های مورد مطالعه در نرم افزار SDSM6.1 برای 2014-1985 شبیه سازی شد. آنگاه تحت سناریوهای (SSP2-4.5) و (8.5-SSP5) مدل های CanEsm5 و MPI-ESMI-2HR، بارش سال های 2043-2015 پیش بینی شد. جهت ارزیابی عملکرد مدل های CMIP6 و مقایسه مقادیر پایه و پیش بینی شده، از سنجه های آماری MSE،RMSE و MAE استفاده شد. بر اساس نتایج آزمون من- کندال، بارش دوره پایه در ایستگاه های تبریز، اردبیل، ارومیه، تکاب و مراغه دارای روند کاهشی و در ایستگاه های مشگین شهر، سردشت، ماکو، خلخال، سراب، جلفا و پارس آباد دارای روند افزایشی بود. از بین 12 ایستگاه مورد بررسی، فقط بارش ایستگاه مراغه روند کاهشی معنادار داشت. در سایر ایستگاه ها روندهای بارش معنی دار نبود. بر اساس پیش بینی های انجام شده بر اساس مدل های مذکور، تحت سناریوی متوسط (SSP 2-4.5)، در اواخر زمستان و اوایل بهار، بارش کاهش خواهد یافت. در سایر ماه ها به ویژه ماه های تابستان و پاییز، درصد کاهش بارش بیشتر خواهد بود. بر اساس سناریوی 8.5-SSP5، بیشترین درصد کاهش بارش در مدل MPI به میزان 33% در ایستگاه های جلفا، سردشت، مراغه و در مدل CanESM5 حدود 33 الی 35 درصد در ایستگاه های جلفا، تکاب و ارومیه پیش بینی گردید. طبق نتایج حاصل، اگرچه هر دو مدل، بارش را با خطای نسبتاً بالایی پیش بینی نمودند، لیکن مدل MPI نسبت به مدل CanESM5 خطای کمتر و دقت بیشتری در پیش بینی بارش داشت.

در این مطالعه، تغییرات زمانی-مکانی تبخیر و تعرق (ET) در بخش جنوبی حوضه آبریز رودخانه ارس مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، از داده های شبکه بندی شده ET مدل FLDAS Noah با تفکیک افقی 1/0*1/0 درجه برای یک دوره 38 ساله (2019-1982) استفاده شد. پس از اعتبارسنجی داده ها، ابتدا مقادیر متوسط سالانه ET برای منطقه تعیین گردید. سپس توزیع ماهانه و فصلی پارامتر به شکل فضایی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در ادامه وردایی ها و ناهنجاری های سال به سال ET ارزیابی شد. همچنین پراکندگی فضایی فراوانی وقوع ET با لحاظ نمودن آستانه های مطلق 50، ،80، 100 و 120 میلی متر برای حوضه ارس بررسی شد. نتایج بیانگر آن است که ET سالانه در شرق حوضه بالاتر از غرب حوضه می باشد. در مقیاس فصلی، به ترتیب فصل بهار و تابستان بیش ترین مقادیر ET را به خود اختصاص داده اند. در مقیاس ماهانه، ماه های می ژوئن، آوریل و مارس دارای بیش ترین مقادیر ET بوده اند. در مقابل، ماه های فصل پاییز و زمستان پایین ترین مقادیر متوسط ET را به خود اختصاص داده اند. همچنین کل حوضه در طول دوره مطالعه، سه دوره مشخص از تغییرات ET را تجربه نموده است که در بخش های شرقی و غربی حوضه، علیرغم رفتار مشابه در دوره های دوم و سوم، تفاوت برجسته ای در دوره اول ملاحظه گردید. یافته ها همچنین حاکی از وجود ناهنجاری مثبت بعد از سال 2002 در کل حوضه است که بالاترین مقادیر آن در سال 2018 در غرب حوضه بوقوع پیوسته است. بررسی فراوانی وقوع آستانه های مطلق ET بر روی حوضه، نشان دهنده دفعات بالای وقوع ET در تمامی آستانه ها در شرق حوضه می باشد. بررسی قریب 4 دهه مقادیر ET در حوضه رود ارس، بیانگر افزایش مقادیر ET در طی دو دهه اخیر بر روی کل حوضه بوده که می توان آن را ناشی از وقوع پدیده گرمایش جهانی دانست.

پژوهش حاضر با رهیافت تناسب اراضی برای احداث استادیوم ورزشی روباز در استان اردبیل با رویکرد آب و هوایی انجام شده است. بدین منظور از متغیرهای آب و هوایی شامل میانگین دما، بارش های برف و باران همراه با متغیرهای محیطی استفاده و از تلفیق رویکرد تصمیم گیری چندشاخصه (MADM)، تکنیک تحلیل شبکه فازی (FANP) برای تعیین وزن و اهمیت پارامترها در تناسب اراضی و از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) برای ترسیم نقشه توزیع فضایی پارامترها در پهنه استان اردبیل استفاده شده است. در این پژوهش برای هر متغیر یک لایه ایجاد و پس از تعیین وزن آنها با فازی کردن و روی هم گذاری لایه ها، اراضی بهینه برای پیاده سازی اماکن ورزشی در استان اردبیل تعیین شد. نتایج نشان داد که متغیرهای روزهای برفی و میانگین دما به ترتیب با درجه فازی 241/0 و 163/0 بیشترین اهمیت و اثرگذاری و ازمیان معیارهای محیطی نیز شیب زمین و ارتفاع به ترتیب با درجه فازی 294/0 و 166/0 بیشترین اهمیت را در انتخاب اراضی برای احداث استادیوم های ورزشی در استان اردبیل دارند. نتایج تناسب اراضی نشان داد که منطقه های واقع در نیمه شمالی استان اردبیل به ویژه دشت مغان، گرمی، اصلاندوز و بیله سوار درجه مطلوبیت برای احداث استادیوم ورزشی را دارند.

خشکسالی پدیده ای بهنجار و قابل تکرار است که در اثر کاهش مقدار بارندگی در یک دوره زمانی مشخص به وجود می آید. در پژوهش حاضر به بررسی روند تغییرات بارش و پیش بینی خشکسالی هواشناسی ۶ ایستگاه واقع در حوضه آبریز ارس پرداخته شده است. جهت ارزیابی وضعیت شدت خشکسالی داده های بارش سالانه ایستگاه ها در دوره آماری (۲۰۲۱- ۱۹۸۷) با استفاده از شاخص استاندارد بارندگی (SPI) بررسی شد و با استفاده از مدل های سری زمانی بارش MA، AR، ARMA و ARIMA شبیه سازی و بر اساس معیار اطلاعاتی (AIC) بهترین مدل برای پیش بینی انتخاب شد. برای ایستگاه های اردبیل، خوی و اهر مدل (۰،۰،۱) ARIMA و برای ایستگاه های پارس آباد، ماکو و جلفا مدل (۰،۰، ۱) AR به عنوان مدل های دارای بهترین نتیجه انتخاب شدند. نتایج پیش بینی برای ۵ سال آینده نشان دهنده افزایش بارش است که بر اساس آمار بارندگی موجود در سال های مربوطه، نتایج مدل های برازش یافته را قابل قبول می کند. نتایج بررسی روند شاخص (SPI) نیز نشان داد هر ۶ ایستگاه در وضعیت نزدیک به نرمال قرار دارند و بیشترین شدت خشکسالی شدید مربوط به ایستگاه خوی با ۱۴ درصد است. ایستگاه ماکو نیز با ۶ درصد فراوانی شرایط مرطوب متوسط را در طول دوره موردمطالعه مشاهده کرده است. هم چنین نتایج تغییرات بارش با استفاده از آزمون شیب سن گویای روند افزایش معنی دار بارش در ایستگاه ماکو و افزایش بدون روند در ایستگاه های پارس آباد، خوی و جلفا و کاهش بدون روند در ایستگاه های اردبیل و اهر است.

گرمایش جهانی و افزایش دما اثرات زیادی در بخش های مختلف از جمله کشاورزی خواهد داشت. افزایش دمای زمین باعث افزایش شدت تبخیر می شود و به تبع آن مقدار نیاز محصولات کشاورزی به آب بالا می رود. در پژوهش حاضر برای پایش اثر گرمایش جهانی بر نوسانات بارش و نیز در تولید و کشت محصول گندم در دشت مغان، از مدل LARS-WG و خروجی مدل اقلیمی HADCM3 تحت سناریوی A1B و نیز داده های اقلیمی (دمای حداقل، دمای حداکثر، بارش و ساعت آفتابی روزانه) ایستگاه گرمی در یک بازه زمانی 14 ساله (2017-2004) استفاده شد. با مقایسه میانگین های ماهانه پارامترهای مذکور این نتیجه حاصل شد که در سطح اطمینان یک درصد تفاوت معنی داری بین داده های شبیه سازی از مدل و داده های مشاهداتی در دوره پایه وجود نداشته و میانگین های پارامترهای اقلیمی داده های حاصل از مدل و داده های واقعی شبیه به هم بوده و همبستگی بالای بین آن ها وجود دارد. در خاتمه با مقایسه میانگین های ماهانه مشاهداتی و مدل سازی عناصر اقلیمی بارش، دمای حداقل، حداکثر و ساعت آفتابی با استفاده از پارامترهای آماری RMSE، MAE، NA و R2 نشان داده شد که مدل (LARS-WG5) استفاده شده دقت کافی را برای شبیه سازی داده های روزانه در پارامترهای مذکور در دشت مغان، استان اردبیل دارا می باشد. نتایج این پژوهش نشان داد که کاهش متوسط عملکرد گندم آبی و نیز کاهش تولید آن در منطقه موردمطالعه می تواند ناشی از کاهش بارش و نیز افزایش دمای منطقه باشد که خود ناشی از گرمایش جهانی است.