عبدالرضا کاشکی

در پژوهش حاضر به منظور بررسی ماهواره ای- همدید بارش های سنگین و فراگیر برف در غرب کشور، از داده های 16 ایستگاه همدید طی دوره 20 ساله(2000 تا 2019) استفاده شده است. در این راستا برای شناسایی ساختار جو در سطوح فوقانی از داده های رطوبت، فشار سطح زمین، ارتفاع ژئوپتانسیل، مولفه های مداری و نصف النهاری باد، دمای هوا و نمایه ناپایداری با تفکیک 5/2*5/2 درجه ای از تارنمای مرکز ملی پیش بینی محیطی/ علوم جو آمریکا(NCEP/NCAR) اخذ و نقشه های همدید تهیه گردید. جهت واکاوی سطوح پوششی برف نیز از تصاویر ماهواره MODIS سنجنده های Aqua و Terra استفاده شد و برای تشخیص سطوح برفی، نمایه نرمال شده تفاضلی برف بکارگرفته شد. نتایج نشان داد با تشکیل یک چرخند قوی در سطح زمین روی عراق، هوای ناپایدار و آشفته ای بوجود می آید که سبب می شود تا موجبات عروج بسته هوا تسریع یافته و با صعود سریع، بخارآب موجود در جو به بارش برف تبدیل شود. همچنین رخداد شیو شدید فشاری با بیش از 12 هکتوپاسکال در منطقه، جبهه قوی ای که در پشت آن هوای سرد عرض های بالا و در مقابل آن هوای گرم عرض های پایین ایجاد می شود، مسبب توفان های شدید برفی می شود که بیش از 60 الی 70 درصد پهنه مورد بررسی را در برمی گیرد. تراز میانی جو نیز با ریزش هوای سرد یک ناوه عمیق با عمق بیش از 25 درجه عرض جغرافیایی همراه بوده که گاها با هسته سردچال همراه شده است و تاوایی شدید و صعود سریع بسته هوا را ایجاد کرده است. همچنین نتایج حاصل از اعمال نمایه نرمال شده تفاضلی برف نشان داد با استقرار سامانه های جوی مذکور، اکثر مناطق غربی ایران در قلمرو پوشش برف قرار گرفته است و از طرفی می توان این نمایه را نمایه ای کاربردی در بررسی نواحی فاقد ایستگاه و داده دانست.

مقدمه: شناخت تغییرات زمانی و مکانی کاربری اراضی برای تصمیم گیرندگان و  برنامه ریزانی که درگیر مسائل توسعه پایدار شهری و محیطی اهمیت زیادی دارد. به این دلیل که بخش بزرگی از این تغییرات ناشی از فعالیتهای انسانی خصوصاً شهرنشینی در نواحی کمتر توسعه یافته می باشد. هدف پژوهش: در این مطالعه هدف بررسی تغییرات کاربری اراضی حوضه آبریز بجنورد طی دوره 1380 تا 1398 بر اساس تصاویر لندست 5 و 8 می باشد. روش شناسی تحقیق : در این مطالعه با استفاده از تصاویر ماهواره لندست 7، 8 و  مدل Ca-Markov  در نرم افزار EDRISI TerrSet اقدام به شبیه سازی و پیش بینی تغییرات کاربری اراضی حوضه آبریز بجنورد صورت گرفته است. در ابتدا  انجام تصحیحات اتمسفری و هندسی در نرم افزار ENVI5/3  بر روی تصاویر صورت گرفته و سپس نقشه پیش بینی تغییرات کاربری اراضی برای سال 1418 تولید شده است. قلمروجغرافیایی پژوهش : محدوده مورد مطالعه حوزه آبریز دشت بجنورد است که در ناحیه ای به مساحتی بیش از 1200 کیلومترمربع در قسمت جنوبی شهرستان بجنورد در مرکز استان خراسان شمالی در شمال شرق  ایران قرار گرفته است. متوسط بارش سالانه  منطقه حدود 251 میلیمتر و میانگین دما نیز 13.6 درجه سانتیگراد می باشد. یافته ها و بحث : نتایج نشان می دهد که در منطقه مورد مطالعه اراضی مسکونی و انسان ساخت با افزایش بیش از 5 هزار هکتار طی دوره مورد مطالعه بیشترین تغییرات را داشته اند همچنین نتایج حاکی از آن است که سهم اراضی بایر افزایش یافته است و از نظر موقعیت مکانی بیشترین تغییرات صورت گرفته در مجاورت شهر بجنورد صورت گرفته است. نتایج : آشکار سازی تغییرات کاربری اراضی در منطقه مورد مطالعه نشان از این موضوع دارد که کاربری مسکونی  به دلیل مهاجرت جمعیت تغییرات زیادی در منطقه مورد مطالعه داشته و در آینده نیز خواهد داشت و این بیانگر این واقعیت است که از یک طرف مشکلات اجتماعی ناشی از پدیده حاشیه نشینی را به دنبال دارد و از طرف دیگر تعرض به مسیلها و آبراهه ها و همچنین افزایش سطوح غیر قابل نفوذ ناشی از توسعه، شهر و روستاهای مجاور را بیشتر در معرض مشکلاتی همچون سیلاب قرار می دهد.

تغییر دما در آینده که به لحاظ کشاورزی، عمرانی و سلامت دارای اهمیت زیادی است، می تواند یکی از پیامد-های تغییر اقلیم و پدیده ی گرمایش جهانی باشد و شناخت چگونگی آن می تواند کمک قابل توجهی به بخش کشاورزی، مباحث عمرانی و تصمیم گیری مدیران داشته باشد. از مهم ترین آثار پدیده ی تغییر اقلیم، افزایش دما در برخی مناطق جهان ازجمله ایران است؛ بنابراین بررسی این پدیده ضروری است. هدف از این مطالعه، اطلاع از میزان تغییر دما در دوره ی آینده (2015-2073) نسبت به دوره ی پایه (1981-2014) در ایستگاه های استان آذربایجان شرقی است. در این بررسی، روند تغییرات دمای ایستگاه های همدید مراغه، میانه، جلفا و تبریز به کمک مدل ریزمقیاس نمایی آماری SDSM تحت سه سناریوی واداشت تابشی خوش بینانه، حد واسط و بدبینانه طی دو دوره ی آینده ی نزدیک (2016-2044) و آینده ی میانی (2045-2073) موردبررسی قرار گرفته است. بدین منظور، داده های مشاهده ای میانگین حداکثر و حداقل دما برای 29 سال (1987-2015) به عنوان ورودی وارد مدل شده است. نتایج خروجی مدل ریزمقیاس نمایی نشان داد که تغییرات دما در دوره های آینده در تمام ایستگاه های موردمطالعه روند افزایشی دارند که در این میان، برای دوره ی آینده ی میانی (2045-2073) در سناریوی بدبینانه این افزایش دما محسوس تر است.

درختان میوه، به دلیل ساختار بیولوژیکی شان، به تغییرات آب و هوایی حساسیت بسیار زیادی دارند. مطالعه حاضر در دو دوره گذشته (2005-1985) و دوره آینده (2090-2020) بررسی شد. در دوره آینده از مدل های BCC-CSM1.1، MRI.CGCM3، GFDL-CM3، MIROC-ESM، و  GISS-E2-Rاز سری مدل های CMIP5 پایگاه داده MarksimGCM در خط سیر سناریوهای RCP8.5 و  RCP4.5استفاده شد. نتایج نشان داد مدل MRI.CGCM3 از وزن و توانایی بیشتری در شبیه سازی آینده نسبت به دیگر مدل ها برخوردار است. در مناطق کشت درخت انگور در ایران به طور متوسط دمای کمینه در خط سیرهای واداشتی RCP8.5 و RCP4.5 در دوره های 20۲۰- 20۵۵ و 20۵۶-20۹۰، به ترتیب 6 / 1 و 2 / 4 و 2 / 1 و 3 / 2 درجه سانتی گراد نسبت به دوره پایه افزایش خواهد یافت. با توجه به افزیش دمای هوا، زمان رخداد آستانه زیستی و مراحل فنولوژیکی درخت انگور در دوره آینده نسبت به دوره گذشته در زمان جلوتری تکمیل خواهد شد؛ به طوری که در الگوی واداشتی بدبینانه، زمان رخداد آستانه زیستی در آینده میانی و دور 8 تا 16 روز و زمان گُل دهی نیز 6 تا 16 روز، جلوتر رخ خواهد داد. بنابراین، یکی از اثرهای عمده تغییر اقلیم در قالب تغییر رخداد مرحله فنولوژیکی گُل دهی درختان میوه ظاهر خواهد شد.

گرمایش جهانی، یکی از مشکلات کنونی و آتی بشر است که می تواند بر فعالیت های کشاورزی، حمل ونقل، منابع آب، تولید انرژی، معماری، نیازهای گرمایشی و سرمایشی، فنولوژی گیاه و ... اثرگذار باشد. در این پژوهش، برای واکاوی زمانی- مکانی نیاز درجه روز سرمایشی از داده های روزانه دمای کمینه و دمای بیشینه 16 ایستگاه همدید شمال شرق کشور در بازه ی زمانی20 ساله(1996- 2015) استفاده شده است. نخست ماتریس داده ها در نرم افزار مت لب با آرایه S به ابعاد(16*7035) تشکیل گردید که در آن سطرها، بیانگر زمان (روز) و ستون ها، بیانگر مکان(ایستگاه ها) هستند و در نهایت، درجه روز سرمایشی در هر ماه محاسبه و نقشه های پهنه بندی مکانی در ArcGIS ترسیم شد. نتایج نشان داد که همبستگی معنی دار و معکوس میان ارتفاع و عرض جغرافیایی با نیازهای درجه روز سرمایشی در همه ماه های گرم سال برقرار است به گونه ای که با افزایش این دو عامل اقلیمی، نیاز به سرمایش در ایستگاه های شمالی منطقه ی خراسان کاسته شده و با کاهش این دو در نواحی جنوبی خراسان بر میزان نیاز سرمایشی و مصرف انرژی جهت خنک شدن و آسایش فیزیولوژیکی انسان افزوده می شود. همچنین برحسب نیاز درجه روز سرمایشی، ناحیه خراسان را می توان به شش گروه اقلیمی تقسیم کرد. بیشترین نیاز سرمایشی با بیش از 500 درجه روز در مناطق جنوبی و کم ارتفاع منطقه به ویژه در ماه های ژوئن و ژوئیه(خرداد و تیر) و گروه اقلیمی بسیارگرم واقع شده است. بالاترین پهنه نیاز درجه روز سرمایشی در ماه آوریل و مه با 5/27 درصد مربوط به گروه اقلیمی نیمه گرم؛ در ژوئن با 5/24 درصد؛ ژوئیه با 7/23 درصد؛ اوت با 4/22 درصد و در سپتامبر با 5/22 درصد به گروه اقلیمی گرم و به میانه ی خراسان تعلق دارد. همچنین بررسی روند نیازهای سرمایشی حاکی از این است که در دوره ی گرم سال این روند در ایستگاه های مورد بررسی دارای نوسان های متعدد است. فقط در ایستگاه قائن برخلاف سایر ایستگاه ها در همه ماه ها، آهنگ کاهشی در نیازهای سرمایشی مشاهده می شود.

امروزه ارتباط اقلیم معماری در طراحی جهت سازه های ساختمانی و تابش انرژی خورشید کاملاً مشهود است. لذا بهینه سازی جهت این سازه ها در دوره ی گرم و سرد سال سبب کاهش مصرف انرژی و افزایش بهره وری می گردد. در این راستا، پژوهش حاضر سعی دارد ضمن واکاوی شرایط تابشی در همدان، جهت بهینه ساختمان در مواقع گرم با کمترین دریافت انرژی و در مواقع سرد با بیشترین انرژی خورشیدی شناسایی شود. برای نیل به این هدف و محاسبه ی شدت تابش خورشیدی بر سطوح قائم ساختما ن ها در همدان از برنامه نویسی در نرم افزار Excel و روش محاسباتی کسینوس استیونسون محاسبه و برای تفکیک دوره های سرد و گرم از نمودار محاسب دمای مؤثراستفاده شد. نتایج نشان داد که موقعیت ویژه جغرافیایی همدان شامل قرارگیری آن در نیمه ی غربی کشور، سردسیر بودن و همجواری آن با رشته کوه زاگرس- الوند سبب شده است که در اغلب ماه های سال(مگر در تابستان و میانه ی روز)، نیاز به انرژی خورشیدی بالا باشد. همچنین نتایج حاکی از این است که مناسب ترین جهت برای نمای ساختمان های یک طرفه جهت جنوب با انحراف 15 درجه ای به سمت شرق و غرب است. برای ساختمان های دوطرفه جهت شمال- جنوب ایده آلترین جهت است زیرا 6/18درصد انرژی تابیده شده خورشید مربوط به دوره ی گرم سال و 4/81 درصد انرژی مربوط به دوره سرد سال است. در ساختمان های چهارطرفه به ویژه مجتمع های طبقاتی و آپارتمانی نیز امتداد 75+، 105- ، 165+ و15- بهترین جهات است. در این جهات، 5/29 درصد از انرژی خورشیدی مربوط به دوره ی گرم سال و 5/70 درصد انرژی به دوره سرد سال تعلق دارد.

به منظور تبیین اندرکنش بنیادین هواسپهر و محیط سطحی و کشف الگوهای گردشی موجد بارش سنگین استان خراسان رضوی بارش 29/03/2007 میلادی به عنوان یک روز شاخص انتخاب گردید. مبتنی بر برونداد پایگاه یاخته ایی داده بارش آفرودیت کانون اصلی ریزش های این روز شرق درگز با 43/66 میلی متر برآورد گردید. به منظور تعیین الگوهای همدید تابع های جبهه زایی، شار رطوبت، چرخندگی، نقشه های فشار سطح زمین و سطوح 500، 700 و 850 ه.پ به صورت 6 ساعته از پایگاه NCEP/NCAR اخذ و با رویکرد محیط به گردش تحلیل شدند. نتایج نشان داد که الگوی هواسپهر در هنگام رخداد بارش سنگین ناوه ژرف مدیترانه است که محور فرود آن در شرق دریای مدیترانه قرار گرفته و دریای سرخ به عنوان منبع اصلی این بارش ها ایفای نقش می نماید. در زمان در زمان حدوث چنین شرایطی یک سیستم مانع بر روی شمال ایران مستقر و باعث خواهد شد تا شاخه جنوبی سامانه غربی از روی دریای عرب و خلیج فارس به نواحی غربی کشور کشیده شود. در چنین شرایطی میزان رطوبت در نواحی سودان و دریای سرخ بالاست و نحوه وزش باد نیز به گونه ای است که رطوبت را از دریای سرخ و عرب مکیده و به نواحی غربی ایران هدایت می کند. مسیر کلی سامانه یاد شده در بدو تشکیل غربی - شرقی بوده اما پس از ورود به ایران مسیر آن به سمت شمال شرق تغییر جهت خواهد داد. تصاویر ماهواره ای نیز بخوبی تاییدی بر سازوکار نامبرده می باشند.

نیازهای گرمایشی یکی از موضوعات مهم بشر در زمینه های کشاورزی، گردشگری و مدیریت مصرف انرژی در زمان حال و آینده می باشد. اطلاع از میزان این تغییرات می تواند در تصمیم گیری مدیران بسیار کارساز واقع شود. هدف از این مطالعه واکاوی تغییرات نیازهای درجه روز گرمایشی تحت شرایط تغییر اقلیم در استان خراسان جنوبی می باشد. بدین منظور داده های روزانه ی دمای کمینه و بیشینه 11 ایستگاه همدید استان خراسان جنوبی در بازه ی زمانی 1990-2015 از سازمان هواشناسی کشور دریافت شد. همچنین جدیدترین سناریوهای موجود گزارش پنجم هیات بین الدول تغییر اقلیم ( AR5 2014 ) شامل سناریوهای RCP از تارنمای تغییر اقلیم کانادا بارگیری و با بکارگیری نرم افزار آماری ریزمقیاس نمایی SDSM داده ها برای دوره آتی(2016-2041) در منطقه مورد مطالعه ریزگردانی گردید. با استفاده از قابلیت برنامه نویسی نرم افزار Matlab نیازهای گرمایشی ماهانه و سالانه ایستگاه ها در دوره حال و آینده محاسبه شد. در نهایت با استفاده از روش درونیابی Kriging نقشه های پهنه بندی نیاز سرمایشی برای دوره حال و آینده در نرم افزار ArcGIS ترسیم گردید. با بررسی تاثیر ویژگی های جغرافیایی (طول و عرض جغرافیایی و ارتفاع ایستگاه ها) بر نیازهای گرمایشی در منطقه مشخص گردید که نقش ارتفاع بر تغییر نیازهای گرمایشی بسیار موثر می باشد. در ماه های سرد سال(آذر، دی و بهمن) مناطق مرتفع( قاین، ارسک، فتح آباد، آرین شهر، درمیان) به دلیل نیاز به گرمایش بیشتر میزان انرژی بالاتری را نیاز دارند. افزایش دما و گرم شدن هوا در دوره آینده، به ویژه در ماه های فروردین و مهر در بیشتر نقاط، نیازمند استفاده کمتر از وسایل گرمازا در آینده است.

در این پژوهش، به منظور واکاوی تعداد روزهای بارانی ایران، از پایگاه داده - بارش آفرودیت طی دورة آماری 56ساله استفاده شده است. همچنین، نقش مؤلفه های جغرافیایی در تعداد روزهای بارانی بررسی شده است. نتایج نشان داد متوسط روزهای بارانی ایران 38 روز است؛ با وجود این، بارش 36 /62 درصد از گسترة کشور از 38 روز نیز کمتر است. بیشینة روزهای بارندگی ایران با 147 روز در جنوب غرب دریای خزر واقع شده است. از سوی دیگر، کمینة روزهای بارانی ایران با 9 روز در جنوب شرق ایران قرار دارد. بررسی ها و تحلیل های آماری نشان داد بهترین تقسیم بندی از روزهای بارانی ایران تقسیم کشور به شش پهنه است. این شش پهنه عبارت اند از: 1. پهنة خزری با تعداد روزهای بارانی 126 روز؛ 2. پهنة بارشی ایران شامل مناطق کوهستانی غرب، شمال غرب، و شمال شرق با تعداد روزهای بارانی 77 روز؛ 3. پهنة کوهپایه ای با 57 روز؛ 4. پهنة نواری بین ارتفاعات و مناطق پست داخلی بادپناه داخلی با 38 روز بارانی؛ 5. پهنة ایران مرکزی و نواحی بادپناه داخلی با 27 روز بارانی؛ 6. فقیرترین منطقة بارشی ایران شامل کویرها و چاله های شرقی و نواحی جنوب شرق است با متوسط تعداد روزهای بارانی 17 روز.

مطالعه ی اثرات تغییر اقلیم بر محصولات کشاورزی و شاخص های آگروکلیمایی می تواند موجب بهبود و توسعه ی راهبردهای مدیریتی در ارتباط با نیازهای مهم کشاورزی در دهه های آینده باشد و زمینه ساز اتخاذ روش های سازگاری و کاهش اثرات سوء تغییر اقلیم بر بخش کشاورزی گردد. هدف این مطالعه ، بررسی پیامدهای تغییر اقلیم بر ساختار و روند پارامترهای آب و هوایی مؤثر بر تولید پسته (رقم کله قوچی) بر اساس رویکرد جدید در گزارش IPCC-AR5 در شهرستان سبزوار است. جهت انجام این پژوهش ابتدا برمبنای داده های اقلیمی مشاهداتی در دوره ی 2005-1976 نیاز های حرارتی پسته بر اساس شاخص وینکلر محاسبه و سپس 24 شاخص دما و بارش و روند هریک از آن ها با استفاده از آزمون من کندال و شیب سن استخراج گردید. درنهایت، نیاز آبی برای هریک از مراحل فنولوژی محصول برآورد شد. در ادامه با ریزمقیاس گردانی داده های خروجی مدل CanESM2 به کمک نرم افزار SDSM پارامترهای اقلیمی تحت سناریوهای (RCP2.6,RCP4.5,RCP8.5) در دوره ی 2040-2011 شبیه سازی شد. نتایج بررسی شاخص های دمایی و بارشی برای دوره ی مشاهداتی بیانگر این بود که میانگین دمای فصل رشد 0/6 درجه ی سانتی گراد در دهه ، دارای روند افزایشی است. خروجی شاخص های بارشی نشان از کاهش قابل ملاحظه ی این پارامترها در طول مراحل سوم، چهارم و پنجم (مراحل رسیدن میوه) دارد. یافته ها برای دوره ی آتی نشان داد که متوسط دما برای سناریوهایRCP2.6 ،RCP4.5 و RCP8.5 در فصل رشد در محدوده ی 0/6 تا 0/8 درجه ی سانتی گراد دارای روند افزایشی خواهد بود که این امر سبب تسریع در گلدهی و رسیدگی زودتر محصول نسبت به دوره ی مشاهداتی می گردد. بارش در همه ی سناریوها در طول مرحله ی سوم، چهارم و پنجم فنولوژی نسبت به دوره ی پایه کاهش یافته است. با توجه به افزایش دما و کاهش بارش در طول مراحل رشد، نیاز آبی محصول (ETC) باید از طریق آبیاری بیش تر جبران گردد.

تغییر روند سامانه های کلان مقیاس اقلیمی همچون تاوه قطبی، نقش بسزایی در تغییر اقلیم سطح زمین دارد. در این پژوهش برای نیل به این هدف، از داده های دوباره واکاوی شده ارتفاع ژئوپتانسیل تراز میانی جو از مرکز ملی جو و اقیانوس شناسی ایالات متحده آمریکا استفاده شده است. این داده ها دارای تفکیک مکانی ۵/۲×۵/۲ درجه قوسی و به صورت میانگین روزانه برداشت گردیده است. دوره آماری این پژوهش از سال ۱۹۴۸ تا ۲۰۰۷ میلادی برای نیمکره شمالی بوده و شامل ۱۴۴×۳۶ یاخته است. برای مقایسه میانگین ها، از آزمون تی- تست برای دو گروه وابسته و جهت بررسی روند تاوه قطبی از آزمون روند کندال تاو استفاده گردید. نتایج پژوهش نشان داد که تاوه قطبی در ماه های اردیبهشت، خرداد، تیر، مرداد، شهریور و اسفندماه، دارای روند کاهشی (منفی) در سطح معنی داری ۰۱/۰ است. البته علل کاهش سطح تاوه قطبی در نیمه سرد سال و به ویژه در بهمن ماه و اسفندماه نیز قابل تأمل است. همچنین در تمام ماه های مورد بررسی، سطح تاوه قطبی کاهش یافته و سیر نزولی داشته که عموماً این سیر کاهشی، در نیمه گرم سال بیشتر از نیمه سرد سال است. این تغییرات باعث ناهنجاری در الگوهای آب وهوایی مناطق می گردد.

در این پژوهش به منظور تحلیل مکانی- زمانی پرفشار جنب حاره ای، از داده های دوباره واکاوی شده ارتفاع-ژئوپتانسیل تراز میانی وردسپهر از پایگاه داده ی(NCEP/NCAR) با تفکیک افقی 5/2 درجه قوسی بهره گرفته شد. بازه ی زمانی مورد بررسی، 60 ساله(1327 تا 1386 شمسی) و بازه ی مکانی، نیمکره شمالی است و شامل 5184 یاخته می باشد که به صورت سامانه تصویر استریوگرافیک قطبی ترسیم شده است. برای مقایسه میانگین ها، از آزمون تی- تست با نمونه های جفت شده در دوره های 30 ساله و جهت تشخیص و آشکارسازی روند مثبت یا منفی(افزایشی یا کاهشی)، از آزمون روند کندال تاو استفاده شده است. نتایج نشان داد که درتمام ماه ها، مساحت سامانه پرفشار جنب حاره ای، روند افزایشی داشته است. بیشترین میزان روند مربوط به مردادماه و کمترین مقدار روند، از آنِ فروردین ماه می باشد. همچنین، حد شمالی این سامانه(پربند 5840 ژئوپتانسیل متر) در نیمه ی گرم سال، عموماً در عرض های جغرافیایی بالا و بیشترین وسعت را در تیرماه دارد. اما با شروع دوره سرد سال، این پربند نیز به سمت عرض های جغرافیایی پایین کشیده شده و کمترین مساحت را در بهمن ماه، از آنِ خود می کند. به طور کلی، تغییر اقلیم ناشی از گرمایش جهانی، باعث گسترش بیشتر از حد نرمال سامانه پرفشار جنب حاره گردیده و به تبع آن، وسعت تاوه ی قطبی نیز کاهش بیشتری یافته است.

طوفان های گردوغبار علاوه بر اینکه عامل مهمی در هدر رفت خاک، خسارات اقتصادی به بخش های صنعتی، کشاورزی و شریان های ارتباطی در اکثر مناطق ایران خصوصاً غرب و جنوبغرب محسوب می گردد، می تواند باعث تهدید حیات انسان هم از نظر سلامتی و هم تولید مواد غذایی باشد. بنابراین، هدف از این پژوهش شناخت و بررسی الگوهای گردشی اتمسفری ایجاد کننده گردوغبار به ایلام در بازه زمانی ۱۹ ساله (از ۱/۱/۱۹۸۷ تا ۳۱/۱۲/۲۰۰۵) است. بدین منظور، ابتدا با شناسایی تعداد روزهای گردوغبار ایلام، پایگاه داده های محیطی تشکیل و داده های فشار تراز دریا، ارتفاع ژئوپتانسیل سطح ۵۰۰ هکتوپاسکال، جهت باد، سرعت قائم، دما، شیو فشار و گردوغبار جهت تشکیل پایگاه داده های گردشی تعیین گردید. سپس یک تحلیل خوشه ای پایگانی با روش ادغام وارد و فاصله اقلیدسی بر روی ماتریس داده ها به منظور تعیین الگوهای گردشی صورت گرفت که برای روزهای گردوغباری ایلام، پنج الگوی گردشی برای فشار تراز دریا و چهار الگوی گردشی برای ارتفاع ژئوپتانسیل تراز ۵۰۰ هکتوپاسکال شناسایی گردید. نتایج نشان می دهد که غالباً سامانه های موّجد بارش به دلیل فقدان رطوبت عامل ایجاد و انتقال طوفان های گردوغبار به منطقه مطالعاتی هستند. همچنین کم فشار سودان و کم فشار گنگ در سطح زمین و فرود بلند مدیترانه، فرود دریای سرخ و پرارتفاع جنب حاره آزور در سطوح میانی جو مهم ترین سامانه های همدید تاثیرگذار و انتقال گردوغبار به غرب ایران و منطقه مطالعاتی هستند. در روزهای فرین گردوغبار حاکمیت کم فشارهای پاکستان و خلیج فارس در جنوب و غرب کشور و وجود ناوه ای بر روی مدیترانه همراه با تشکیل سلول ثانویه ٔ واچرخندی در ایران باعث انتقال حداکثر گردوغبار به منطقه شده است. همچنین الگوهای بردار باد تراز دریا نشان دهنده جریانات غربی و شمالغربی با شدت زیاد بوده و سرعت قائم تراز دریا نیز حرکات عمودی صعودی در غرب ایران و شرق عراق با حداکثر کاهش ۴/۰ پاسکال بر ثانیه را نشان می دهد.

در این پژوهش، از مجموعه داده های روزانه ی شش متغیر اقلیمی شامل میانگین حداکثر دمای روزانه، حداقل دمای روزانه، بارش روزانه، فشار بخارهوا، مولفه باد مداری و نصف النهاری استفاده گردید. دوره ی آماری داده ها از تاریخ 1/1/1360 تا 29/12/1382 به مدت 23 سال می باشد. ابتدا پایگاه داده ها در نرم افزار Matlab به صورت آرایش ماتریس Pm×n تشکیل شد. آرایش ماتریس P، ماتریسی از پایگاه داده ها است که در آن سطرها (m)، زمان و ستون ها (n)، عناصر اقلیمی هستند. سپس یک تحلیل خوشه ای پایگانی با روش ادغام وارد بر روی ماتریس استاندارد شده داده ها به منظور تیپ بندی صورت گرفت، پنج تیپ متمایز برای ایستگاه مشهد مشخص شد (تیپ معتدل، بارشمند، یخبندان، بسیار گرم و خشک بادی و گرم و خشک). یک روز نماینده نیز برای هر تیپ مشخص گردید. در پایان الگوهای گردشی تراز میانی جو (500 هکتوپاسکال) هر یک از تیپ ها تعیین شد. با توجه به نقشه های الگوهای گردشی، نقش سامانه های پرارتفاع عربستان و جنوب ایران در ایجاد شرایط گرم و خشک و نقش فرود مدیترانه، فرود شمال شرق ایران و پرفشار سیبری در سطح زمین در ایجاد دوره های سرد آشکار می شود.