مهران لشنی زند

النینو از پدیده های مهم اقلیمی است که تأثیر زیادی بر متغیرهای اقلیمی نقاط مختلف کره زمین دارد. با توجه به نقش تبخیر در مطالعات منابع آب، بررسی تأثیر پدیده النینو بر این متغیر اقلیمی، از اهمیت شایانی برخوردار است. هدف از این پژوهش بررسی امکان برآورد تبخیر در ایستگاه همدید خرم آباد با استفاده از داده های النینو و با کمک مدل شبکه عصبی مصنوعی است. بدین منظور، داده های تبخیر ماهانه ایستگاه به مدت 29 سال از 1992 تا 2011 از پایگاه داده سازمان هواشناسی کشور و داده های النینو از سایت نوآ استخراج گردید. سپس با استفاده از مدل شبکه عصبی مصنوعی به تجزیه و تحلیل داده ها پرداخته شد. نتایج نشان داد که از میان موقعیت های النینو تنها در Nina1 و Nina3 با تبخیر در ایستگاه مورد مطالعه ارتباط وجود دارد. با مقایسه داده های مشاهده ای تبخیر و خروجی شبکه عصبی، میزان همبستگی این داده ها 78 درصد می باشد. بین داده های النینو و خروجی شبکه عصبی همبستگی برقرار شد که میزان آن ۹۹/۰ است. بنابراین با توجه به بالا بودن همبستگی بین داده های النینو و خروجی شبکه عصبی و با استفاده از معادله رگرسیون خطی می توان برای ماه های بدون داده، با دقت 99 درصد، نسبت به برآورد تبخیر در ایستگاه خرم آباد، اقدام نمود.

تبخیر از پدیده های مهم چرخه آبشناختی است و تخمین و پیش بینی آن در مدیریت و برنامه ریزی اصولی آب ضروری می باشد، به همین خاطر به پیش بینی این پدیده در حوضه دز که بخش مهمی از آب مصرفی کشور را تأ مین می کند پرداخته شده است. در شبیه سازی تبخیر و بررسی امکان پیش بینی آن ازمدل شبکه عصبی مصنوعی با بهره گیری از نرم افزار نروسلوشن استفاده گردیده که آمار مربوط به تبخیر در 4 ایستگاه همدید با حداقل 19 سال آمار ماهانه و داده های مربوط به مهمترین شاخص های آب و هوایی، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج پژوهش نشان می دهد که مهمترین شاخص های مرتبط با تبخیر در حوضه شامل نینا 3، اس. دبلیومونسون، ام.ای.آی، نینا 1، نینا 4 و نینا 3/4 می باشد. مقایسه داده های مشاهده ای تبخیر و خروجی شبکه عصبی مصنوعی همبستگی بالا بین این داده ها را نشان می دهد، به طوریکه میزان این همبستگی در ایستگاه خرم آباد 79 درصد، دزفول 94 درصد، کوهرنگ 80 درصد و اراک 72 درصد است. با توجه به خروجی شبکه عصبی و داده های مربوط به شاخص های آب و هوایی می توان با دقت بالای 98 درصد به پیش بینی تبخیر درحوضه اقدام نمود.

تبخیر یکی از متغیرهای اقلیمی است که پیش بینی آن نقش مهمی در برنامه ریزیهای مربوط به آب دارد. با توجه به بالا بودن نسبی میزان بارندگی در مناطق غرب ایران، آگاهی از میزان تبخیر برای مدیریت درست آب در این مناطق ضروری میباشد. از عوامل اثرگذار بر میزان تبخیر، سیگنال های اقلیمی میباشند که توجه به نقش آنها پیش بینی تبخیر را ممکن می کند. با استفاده از مدل شبکه عصبی مصنوعی به پیش بینی تبخیر بر اساس این سیگنال ها اقدام شده که آمار مربوط به تبخیر از تشت در 3 ایستگاه سینوپتیک با حداقل 20 سال آمار ماهانه و نیز مهمترین سیگنال های اقلیمی با نرم افزار نروسلوشن (Neurosolution) تجزیه و تحلیل شده است. نتایج پژوهش نشان دهنده آن است که مهمترین سیگنال های مرتبط با تبخیر در منطقه شامل Nina3:، Nina1، SW Monsoon، Mei و Nina4 میباشد. مقایسه داده های مشاهده ای تبخیر و خروجی شبکه عصبی، همبستگی بالا بین این داده را نشان می دهد. به گونه ای که میزان این همبستگی در ایستگاه کرمانشاه 71 درصد، همدان 82 درصد و سنندج 80 درصد است. با درنظر گرفتن خروجی شبکه عصبی مصنوعی و داده های مربوط به سیگنال های اقلیمی، میتوان با دقت بالای 97 درصد به پیش بینی تبخیر درمنطقه مورد پژوهش اقدام نمود.                                                                             

امروزه مدیریت شهری تحول یافته است. شهرها برای رفاه و آسایش بیش تر شهروندان مدیریت می شوند و مدیریت شهری، نقش مهمی در موفقیت برنامه ها و طرح های توسعه شهری به عهده دارد. با توجه به آنکه در فرآیند تغییر اقلیم، عناصر اقلیمی زیادی دخیل است انتظار می رود که به دنبال هرگونه تغییرات کمی و کیفی این عناصر، آسایش بیوکلیماتیک انسان نیز به ویژه در شهرها تحت تأثیر قرار گیرد. لذا در این تحقیق با استفاده از متغیّرهای اقلیمی بارش، دما و رطوبت نسبی ایستگاه سینوپتیک شهر خرم آباد طی یک دوره آماری50 ساله (1389-1340) احتمال وقوع تغییر اقلیم در این شهر مورد بررسی قرارگرفت. در ادامه جهت ارزیابی اثرات آن بر اقلیم آسایش منطقه با استفاده از مدل زیست اقلیمی ترجونگ، ماه های مطلوب برای آسایش فیزیولوژی انسان در 5 دوره ی ده ساله تعیین و روند خطی این تغییرات برای ده سال بعد که مقارن با دهه ی ششم می باشد در محیط نرم افزار مینی تب، پیش بینی شد. در انتها نیز نقش مدیریت هماهنگ شهری در راستای تعدیل نوسانات منطقه ی آسایش شهر خرم آباد در شرایط تغییر اقلیم مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد طی دهه های اخیر در منطقه ی مورد مطالعه عناصر اقلیمی دما و بارش سیر نزولی داشته اند اما متغیّر رطوبت نسبی روند صعودی داشته است. همچنین بیوکلیماتیک شهر خرم آباد در دهه های اخیر دستخوش تغییرات شده است به طوری که در طول سال از شرایط آب و هوایی فوق العاده داغ تا سرد برخوردار است. در دهه های اول تا چهارم دوره ی مورد بررسی، شش ماه از سال در شرایط فیزیولوژیکی بسیار خنک بوده است و این در حالی است که در دهه ی پنجم به هفت ماه از سال تغییر یافته است. مطابق پیش بینی صورت گرفته در شهر خرم آباد نیز دو نتیجه حاصل شد یکی اینکه طی دهه ی آینده ماه های گرم جهت آسایش و راحتی فیزیولوژی انسان شرایط مساعدتری دارند و دیگر اینکه در دهه ی آینده تعداد ماه های مطبوع از سه ماه به دو ماه تنزل خواهد یافت. در نتیجه نقش مدیریت شهری در تعدیل نوسانات محدوده ی آسایش شهر خرم آباد در دهه آینده، خصوصآ در مدیریت فضای سبز شهری جایگاه ویژه ای پیدا می کند.      

شناخت زیر منطقه های همگن اقلیمی، یکی از نیازهای اولیه در برنامه ریزی های محیطی و آمایش سرزمین است و طبقه بندی اقلیم (یعنی شناسایی پهنه هایی که دارای آب و هوای یکسانی باشند) جهت دستیابی به توسعه همه جانبه در ابعاد مختلف زمانی- مکانی ضروری می باشد. از این رو برای شناخت مناطق همگن اقلیمی استان لرستان از 331 متغیر هواشناسی در دوره آماری 1388-1378 برای 9 ایستگاه سینوپتیک پراکنده در سطح منطقه مورد استفاده قرار گرفت. داده های بارش با استفاده از 7 ایستگاه باران سنجی وزارت نیرو و 2 ایستگاه باران سنجی سازمان هواشناسی با طول دوره آماری 1387-1357 مورد استفاده قرار گرفت. متغیرهای یادشده به کمک روش تحلیل مولفه های اصلی به 8 مولفه کاهش و با استفاده از چرخش واریماکس چرخش داده شدند. از میان مولفه های بدست آمده با توجه به نمره ها و میزان واریانس، 3 مولفه دما، رطوبت، بارش به عنوان مولفه های اصلی در تعیین اقلیم استان انتخاب شدند. سپس با بهره گیری از روش خوشه بندی سلسله مراتبی به شیوه اتصال کامل ایستگاه های مورد استفاده در این تجزیه و تحلیل بر مبنای مقادیر نمرات استاندارد آنها در مولفه های بدست آمده گروه بندی و به این ترتیب استان لرستان به 4 منطقه اقلیمی تقسیم شد. در آخر نقشه اقلیمی استان بر اساس درخت خوشه بندی در محیط ARC\GIS ترسیم شد. همچنین به منظور تعیین مناسب ترین روش طبقه بندی، استان لرستان با استفاده از روش های تجربی، طبقه بندی شد. نتیجه نشان داد اقلیم این استان با استفاده از روش تحلیل مولفه های اصلی همخوانی بیشتری با واقعیت اقلیمی آن نسبت به روش های تجربی دارد

وقوع متناوب دوره های کم آبی و پرآبی در حوضه های آبریز پدیده ایی بدیهی است. وقوع این دوره ها در حوضه آبریز کشکان علاوه بر تاثیر روی وضعیت کمی آب های سطحی، باعث تغییراتی در کیفیت آب این حوضه شده است. لذا،دراین تحقیق با استفاده ازتحلیل رگرسیونی در محیط نرم افزارهای SPSS و Excel دو هدف عمده دنبال شده است. اول بررسی ارتباط بین دوره های کم آبی و پرآبی با پارامترهای کیفیت آب های سطحی حوضه آبریزکشکان، دوم ارزیابی کیفیت آب های سطحی حوضه ذکرشده برای استفاده در مصارف شرب و کشاورزی طی دوره های کم آبی و پرآبی. به این منظور از آمارآنالیزشده 12 پارامتر کیفیت آب و آمار دبی روزانه هشت ایستگاه هیدرومتری واقع در رودخانه های دهنو، دوآب الشتر، کشکان بالایی، خرم آباد، کشکان میانی، چولهول، مادیان رود و کشکان پایینی در یک دوره آماری 30 ساله (1380-1351) استفاده شده است. منحنی های تداوم جریان برای هر یک از رودخانه های فوق الذکر ترسیم و شاخصQ95 ، به عنوان آستانه خشکسالی هیدرولوژیک از این منحنی ها استخراج گردید. نتایج حاصله نشان داد که در اکثر موارد رابطه لگاریتمی معنی داری بین دوره های کم آبی و پر آبی با پارامترهای کیفیت آب وجود دارد، به دنبال دوره های کم آبی و پر آبی مقادیر پارامترهای کیفیت آب مورد مطالعه در رودخانه های ذیربط نیز سیر صعودی یا نزولی پیدا کرده و منجر به تغییراتی در کیفیت آب های سطحی این حوضه شده است. همچنین با ارزیابی کیفیت آب های سطحی حوضه برای مصارف شرب و کشاورزی مشخص شد طی دوره های متناوب کم آبی و پر آبی آب رودخانه های دهنو، دوآب الشتر، کشکان بالایی، خرم آباد، کشکان میانی و کشکان پایینی جز آب های باکیفیت خوب و در رودخانه های چولهول و مادیان رود قابل قبول و متوسط بوده است.

دراین مقاله میزان همبستگی بین بارش با خشکسالی هیدرولوژیک در حوضه رودخانه خرم آباد مورد بررسی قرارگرفت. در راستای موضوع فوق ابتدا، با استفاده از آستانه خشکسالی اقلیمی 5/0، آستانه 3/0SPI= برای خشکسالی هیدرولوژیک محاسبه شد در ادامه با استفاده ازتئوری RUNS و شاخص خشکسالیSPI جداول شدت،تداوم و فراوانی برای خشکسالی های اقلیمی و هیدرولوژیکی استخراج گردید. سپس با استفاده از توزیع و یبول اقدام به برآورد مقادیرشدت خشکسالی برای هر یک ازتداوم ها در دوره بازگشت های 2تا100 سال شد و منحنی های شدت، تداوم و فراوانی برای خشکسالی های اقلیمی و هیدرولوژیکی ترسیم گردید. با بررسی این جداول و منحنی ها مشخص شد که خشکسالی های اقلیمی حداکثر با تداوم های یک تا سه ماهه و خشکسالی های هیدرولوژیک حتی در تداوم های پنج تا دوازده ماهه نیز مشاهده می شوند. در نهایت باتعیین R-sq(adj)بارش در میزان تغییرات نمره Z دبی مشخص شد که فقط همبستگی بین بارش و نمره Z دبی سالانه و بارش ماه های آبان، آذر و اردیبهشت با نمره Z دبی این ماهها در سطوح 99 و 95 درصد معنی دار می باشد و برای سایر ماهها اگرچه ضریب همبستگی بالاست و در بسیاری از موارد مقادیرP-Value به صفر نزدیک است اما درسطوح 99 و 95 درصد معنی دار نمی باشند.

از جمله مهمترین مراحل ارزیابی وضعیت خشکسالی در هر منطقه تعیین شاخص هایی به منظور تحلیل میزان شدت و تداوم خشکسالی درآن منطقه است. در این تحقیق شاخص بارش استاندارد با در نظر گرفتن مزایایی که در تحلیل منطقه ای و ایجاد ارتباط زمانی بین رخدادهای خشکسالی در نواحی مختلف یک پهنه دارد انتخاب و با بکارگیری نرم افزارهای GIC همچون Ilwis و Arc view نقشه های پهنه بندی ماهانه خشکسالی برای یک دوره سی ساله تهیه شد. سپس با استفاده از داده های حاصل از مساحی نقشه های ماهانه خشکسالی، سری های زمانی میانگین ماهانه شدت خشکسالی برای هر حوضه به دست آمد. در این مرحله با توجه به قابلیت های بسیار بالای الگوهای ریاضی سری زمانی در پیش بینی پدیده های مختلف، پس از تحلیل سری های زمانی میانگین ماهانه شدت خشکسالی و انتخاب مناسب ترین الگو برای هر یک از آنها، اقدام به پیش بینی ماهانه شاخص شدت متوسط خشکسالی برای شش حوضه واقع در غرب کشور گردید.