درخت حوزه‌های تخصصی

دمای سطح زمین یکی از معیارهای مهم در برنامه ریزی ناحیه ای و منطقه ای می باشد. دمای سطح زمین در بسیاری از برنامه های کاربردی محیط زیست، کشاورزی، هواشناسی و سایر پروژه ها می تواند مورد استفاده واقع شود.با توجه به محدودیت ایستگاه های هواشناسی، سنجش از دور می تواند به عنوان پایه و اساس بسیاری از داده های هواشناسی مورد استفاده قرار گیرد. یکی از مهمترین جنبه های کاربردی سنجش از دور در مطالعات اقلیم شناسی برآورد دمای سطح زمین می باشد. در این راستا، الگوریتم پنجره مجزا به عنوان یک روش مؤثر در استخراج دمای سطح زمین محسوب می شود؛ که براساس منابع علمی بیشترین دقت را ارائه می دهد. در این پژوهش از تصاویر چند طیفی و حرارتی ماهواره لندست8 برای برآورد دمای زمین در حوضه آبریز مهاباد استفاده شده است. برای نیل به هدف، بعد از انجام تصحیحات رادیومتریک نسبت به مدل سازی و تجزیه و تحلیل تصاویر اقدام شد. بطوری که شاخص پوشش گیاهی، کسری پوشش گیاهی، دمای روشنایی ماهواره، قابلیت انتشار سطح زمین، ستون بخار آب که از معیارهای مؤثر در برآورد دمای سطح زمین با روش الگوریتم پنجره مجزا می باشند، با انجام محاسبه روابط ریاضی مقادیر لازم برای محاسبه دمای سطح زمین بدست آمدند.در نهایت دمای سطح زمین با دقت معادل 4/1 درجه سانتیگراد برآورد شد. مناطق با پوشش گیاهی زیاد و پوشیده از آب (سد) دمای کم و مناطق با پوشش گیاهی کم و خاک لخت دمای بالایی را نشان می دهند که همه در تغییرات دمایی منطقه مورد مطالعه مؤثر می باشند. نتایج تحقیق بیانگر این مهم است که روش الگوریتم پنجره مجزا نتایج قابل اعتماد و مطمئنی را در برآورد دمای سطح زمین ارائه می دهد که می تواند در مطالعات زیست محیطی و علوم زمین مورد استفاده قرار گیرد.

پسته یکی از مهم ترین اقلام صادراتی ایران است که بیش از 23% از ارزش کل صادرات غیر نفتی ایران را به خود اختصاص داده است. استان یزد پس از استان کرمان بزرگ ترین استان پسته خیز ایران محسوب می شود. از آنجایی که پدیده ی سرمازدگی، به ویژه سرمازدگی شدید بهاره، به باغ های پسته این منطقه خسارت زیادی وارد می کند، بررسی سرمازدگی در این استان ضروری می باشد، زیرا آگاهی از این پدیده و تاریخ های احتمالی وقوع آن به پسته کاران در جلوگیری و کاهش خسارات ناشی از سرمازدگی کمک می کند. هدف از انجام این پژوهش، بررسی و تحلیل سرمازدگی شدید بهاره باغ-های پسته و پهنه بندی آن در استان یزد است. به این منظور، از آمار روزانه ی کمینه دما 16 ایستگاه هواشناسی استان و هم جوار آن طی دوره ی آماری مشترک 18 ساله( 1372-1389) استفاده شده است. به منظور پهنه بندی شدت سرمازدگی بهاره پسته، تعداد روزهای دارای سرمازدگی هر ایستگاه درسه آستانه ضعیف (1 تا 1- درجه سلسیوس)، متوسط (1/1- تا 3- درجه سلسیوس) و شدید (3- درجه سلسیوس و کمتر) به وسیله ی نرم افزار SPSS شمارش و پس از بررسی رابطه ی تعداد روزهای سرمازدگی با ارتفاع، نقشه های هر پهنه ی سرمازدگی در محیط Arc GIS ترسیم شد. همچنین برای آگاهی از تاریخ پایان سرمازدگی بهاره پسته در استان، تاریخ های افت دما به آستانه های 1، صفر و 1- درجه سلسیوس به عنوان دماهای مؤثر بر پسته در مرحله گل دهی، استخراج و نقشه-های پهنه بندی آن نیز ترسیم گردید. نتایج تحقیق نشان می دهد، باغ های پسته تمام ایستگاه های مورد مطالعه ی استان در بهار به غیر از ایستگاه های طبس و بافق، سرمازدگی ضعیف و بقیه ی ایستگاه ها سرمازدگی ضعیف، متوسط و شدید را تجربه می کنند. بنابراین جنوب و جنوب غرب(ایستگاه های دهشیر، مروست، اشکذر، اردکان، بهادران) از نظر وقوع شدّت سرمازدگی، به ویژه سرمازدگی شدید بهاره پسته، منطقه ی پرخطری برای فعالیت های کشاورزی به خصوص باغ های پسته می باشد. تاریخ افت دما به میزان 1، صفر و 1- درجه سلسیوس نشان دهنده ی آن است که به طور متوسط و به تفکیک شهرستان، افت دماهای 1 درجه از چهارم تا نهم فروردین ماه، دمای صفر درجه از سوم تا هشتم فروردین و 1- درجه سلسیوس از دوم تا نهم فروردین در استان یزد به پایان می رسد.

پایه بسیاری از مطالعات در هواشناسی و اقلیم شناسی داده‌های خام دیده‌بانی می‌باشد و وجود خطا یا عدم سازگاری بین میدانهای مختلف می‌تواند در نتایج مطالعات و پژوهشها اثر قابل توجهی داشته باشد. بدون انجام کنترل کیفی و نظارت داده‌ها، تحلیل عینی نقشه‌های هواشناسی با استفاده از برنامه‌های رایانه‌ای با مشکل مواجه می‌‌شود و محصولات به دست آمده قابل استفاده نیست و چنانچه به عنوان ورودی مدلهای عدیی به کار گرفته شوند، خطاهای فاحشی در برون داد به بار خواهند آورد. برخی از داده‌های هواشناسی که از ایستگاههای همدیدی سطح زمین و جو بالا گزارش می‌شوند به دلایل مختلف دارای خطاهایی هستند و باید قبل از هر گونه استفاده کنترل شده و از داده‌های صحیح جدا شوند. در اینجا فرمول‌بندی و اساس روشی ارایه می‌شود که اطلاعات فوق یا به عنوان داده‌های غلط رد می‌کند. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که با این روش به راحتی می‌توان بر درستی گزارش‌های ایستگاه های هواشناسی سطح زمین و جو بالا نظارت کرد. همچنین در صورت اعمال کنترل کیفی، داده‌های حاصل را می‌توان با اطمینان برای انجام تحلیل عینی در برنامه‌های رایانه‌ای به کار گرفت.

یک مولد آب و هوائی به عنوان ابزاری نسبتاً دقیق و ارزان برای تولید سناریوهای تغییر اقلیم چندساله در مقیاس روزانه به کار برده می شود و تغییرات در متغیرهای اقلیمی و میانگین های اقلیمی را ترکیب می کند. در این تحقیق کارایی مدل LARS-WG جهت تولید داده های روزانه بارش، دمای حداقل و حداکثر و ساعت آفتابی در حوضه آبخیز قره سو استان گلستان در ایستگاه گرگان مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته و با استفاده از آن تغییرات پارامترهای اقلیمی در آینده بررسی شده است. در اولین گام مدل برای دوره 1999- 1970 اجرا گردیده و میانگین های ماهانه مشاهداتی و تولید شده پارامترهای اقلیمی مذکور مقایسه شد. همبستگی مقادیر با استفاده از آزمون T استیودنت نشان داد که در سطح اطمینان 99 درصد تفاوت معنی داری بین داده های واقعی و داده های حاصل از مدل وجود ندارد. مقادیر میانگین های ماهانه مشاهداتی و تولید شده متغیرهای هواشناسی با استفاده از پارامترهای آماری NA، RMSE وMAE نیز مورد مقایسه قرار گرفتند و اثبات شد که مدل کارآیی لازم جهت تولید داده های روزانه در حوضه آبخیز قره سو استان گلستان را داراست. هم چنین نمودارهای پراکنش مشاهداتی و شبیه سازی شده نشان داد که مقادیر دمای حداقل و حداکثر بیشترین همبستگی را داشته و مقادیر مربوط به ساعت آفتابی کمترین میزان همبستگی را داراست. در مرحله بعد پس از اطمینان از کارآیی این مدل در شبیه سازی پارامترهای هواشناسی مذکور در حوضه آبخیز قره سو استان گلستان، داده های سه سناریوی A2 (سناریوی حداکثر)،A1B (سناریوی حد وسط) و B1 (سناریوی حداقل) مدل HadCM3 در دو دوره 2030-2011 و 2099-2080 با مدل آماری LARS-WG کوچک مقیاس گردید. نتایج نشان داد که بر اساس برآورد مدل LARS-WG برای سناریوهای مورد بررسی در دوره های آتی میانگین دمای حوضه آبخیز قره سو به میزان 56/0 تا 04/4 درجه سلسیوس افزایش و مقدار بارش نیز در مقایسه با دوره پایه به میزان 28/10 تا 71/23 درصد افزایش می یابد.

دمای سطح زمین همواره به دلیل عوامل انسانی و طبیعی در حال تغییر است که می تواند منجر به تغییرات قابل توجهی در میزان محصولات کشاورزی و فرایندهای خاکسازی در سطح زمین شود. در این راستا استفاده از سنجش از دور به عنوان یک تکنولوژی کارآمد در مطالعات تغییرات کاربری اراضی و نیز بررسی دمای سطح زمین همواره مورد نظر کارشناسان بوده است. در این مطالعه از روش سبال (SEBAL) (الگوریتم تعدیل یافته انرژی سطح برای زمین) در حوضه آبخیز طالقان به منظور مدل نمودن دمای سطح زمین (LST) و تعیین ارتباط آن با کاربری/پوشش اراضی (LULC) استفاده شده است. برای این منظور از تصاویر TM (1987) و ETM+ (2010) استفاده شده و پس از انجام مراحل مختلف پردازش تصاویر نسبت به استخراج نقشه های کاربری اراضی بر اساس روش ماشین بردار پشتیبان (SVM) در دوره زمانی23 ساله اقدام گردید. دقت طبقه بندی به روش SVM با بررسی از طریق داده های حقایق زمینی، در تصویر TM و ETM+ برحسب ضریب آماری کاپا به ترتیب 83/0 و 89/0 و براساس دقت کلی 37/88 و 86/92 درصد بدست آمده است. بیشترین تغییرات کاربری اراضی در اراضی مرتعی به چشم می خورد که به اراضی مرتعی با اهمیت پایین تر یا اراضی بایر تبدیل شده اند. علاوه بر این، افزایش بیابان زایی و کاهش پوشش گیاهی، روند افزایش دمای سطح زمین (LST) را تحت تأثیر قرار می دهد. بیشترین LST در مناطق مسکونی و اراضی بایر با رخنمون سنگی مشهود است که با گذشت سالیان متمادی نیز روند افزایش دما قابل تأمل است. نتایج این پژوهش در مطالعات حفاظت منابع طبیعی بسیار کاربردی بوده و می تواند راهگشای برنامه ریزی های حفاظت منابع طبیعی قرار گیرد.

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.

نبود منابع آب سطحی دائمی در بسیاری از نقاط کشور باعث اضافه برداشت آب از منابع محدود زیرزمینی شده است. در دشت دوزدوزان که در حوضه آبریز دریاچه ارومیه قرار دارد، به دلیل عدم جریان سطحی دائمی برداشت بی رویه از منابع آب زیرزمینی باعث ایجاد متوسط افت 76 سانتی متر در سال شده است. هدف از این تحقیق پیش بینی سطح آب زیرزمینی در این دشت با استفاده از روش های هوش مصنوعی و زمین آمار می باشد. در ابتدا با استفاده از روش خوشه بندی مرتبه ای (HCA) پیزومترها دسته بندی شدند. با انجام آنالیز حساسیت، داده های ماهانه سطح آب، بارش و تبخیر هرکدام با یک تأخیر زمانی طی دوره 10 ساله (91-82) به عنوان ورودی های مدل انتخاب شدند. پس از نرمال سازی داده ها مدل سازی با شبکه های عصبی (ANNs) انجام شد. به منظور بررسی بیشتر شبیه سازی با مدل فازی ساگنو (SFL) نیز انجام شد. برای مقایسه نتایج دو مدل شاخص های آماری جذر میانگین مربعات خطا و ضریب تبیین به کار گرفته شدند. با توجه به برتری مدل ANNs، مدل کریجینگ و کوکریجینگ عصبی برای پیش بینی مکانی سطح ایستابی انتخاب شدند و پیش بینی مکانی با هر دو مدل انجام شد. نتایج نشان داد که مدل کوکریجینگ با در نظر گرفتن پارامتر ثانویه توپوگرافی نسبت به مدل کریجینگ پیش بینی دقیق تری داشته است. براساس نتایج به دست آمده با افزایش بازه زمانی پیش بینی خطای مدل ترکیبی (کوکریجینگ عصبی) افزایش می یابد که بیش تر به دلیل افزایش خطای مدل شبکه عصبی مصنوعی با افزاییش بازه زمانی پیش بینی می باشد و خطای مدل زمین آمار ( کوکریجینگ) نامحسوس به نظر می رسد.

در پژوهش حاضر به بررسی سیل در حوضه ماسوله پرداخته شده است. ابعاد مطالعه به دبی ایستگاه کمادول در دوره 18 ساله 2003-1984 (81-1363) و بررسی علل سیلاب های دوره موردنظر و الگوهای همدیدی ایجاد سیل محدود می شود. به منظور تحلیل سیل، دبی های متوسط روزانه و حداکثر لحظه ای ایستگاه کمادول بررسی شده و برای کنترل صحت داده ها از ایستگاه چومثقال در پایین دست حوضه و گزارش های ستاد حوادث غیرمترقبه استان کمک گرفته شده است. در دوره مطالعاتی 181 سیل استخراج گردید و از بین سیلاب های موردنظر 61 سیل در فاصله زمانی 81-1375 به منظور بررسی انتخاب شد. پس از بررسی سیلاب ها با توجه به عوامل مؤثر در ایجاد آنها به دو گروه اصلی تقسیم شدند. گروه اول، سیلاب های ناشی از ناپایداری هوا و استقرار سامانه باران زا در سطح حوضه است و گروه دوم سیلاب هایی است که میزان بارش در آنها اندک است اما دبی در فاصله کوتاهی از آبراهه اصلی طغیانی و وحشی قرار دارد، که البته در ایستگاه کمادول میزان آن حتی کمتر از میانگین دوره است. 49 درصد سیلاب های حوضه مربوط به این دسته است. برای بقیه سیل ها نیز با بررسی نقشه های سینوپتیکی مربوط به سطح زمین و تراز 700 و 500 هکتوپاسکال 3 الگوی سیل زا شناسایی گردید. تفاوت عمده این الگوها از نظر موقعیت سامانه های چرخندی و واچرخندی نسبت به حوضه و مسیر حرکت آن از روی منابع رطوبتی است. منشا مدل های چرخندی، دریای مدیترانه و سیاه است و مدل های واچرخندی نیز عمدتاً بر روی دریای خزر و به ندرت نیز از دریای سیاه است. نتایج مطالعه نشان می دهد که سامانه های مذکور برحسب ویژگی و یا توقف خود بر روی حوضه ماسوله از یک تا حداکثر سه روز پی در پی ایجاد سیل کرده اند. و از کل سیلاب های انتخابی 34 مورد آن یک روزه، 13 مورد دو روزه و 14 مورد آن سه روزه است. از نظر توزیع زمانی نیز بیشترین سیل ها در فاصله ماه های سپتامبر (شهریور) تا اکتبر (مهر) و در اواخر زمستان تا اوایل بهار به ثبت رسیده است.

حدوث وقایع فرین اقلیمی از جمله توفان های حاره ای سالانه مخاطرات جبران ناپذیری را در مناطق تحت سیطره خود بر جای می گذارد. شناخت این وقایع و علم به زمان رخداد آن ها می تواند در مدیریت حوادث غیرمترقبه ناشی از آن ها راه گشا باشد. هدف از انجام پژوهش حاضر بازساخت زمانی - مکانی توفان های حاره ای مؤثر بر سواحل جنوبی ایران است. داده های مورد استفاده در این پژوهش شامل داده های بازتحلیل شده مرکز ملی پیش بینی محیطی آمریکا با تفکیک مکانی 2 در ۲ درجه در سال های 1871- 2012 و همچنین داده های مربوط به پایگاه ECMWF با قدرت تفکیک مکانی یک درجه است؛ نتایج نشان داد از نظر فراوانی زمانی در طی سال های 1871- 2015 در مجموع 30 توفان حاره ای سواحل جنوبی ایران را به صورت مستقیم و یا غیرمستقیم تحت تأثیر قرار داده است. بیشترین فراوانی ماهانه مربوط به ماه ژوئن با 21 رخداد و پس از آن ماه ژوئیه با هفت مورد است. از نظر فراوانی مکانی تمامی توفان های شناسایی شده دریای عرب و عرض های تقریبی 15 درجه شمالی را جهت تکوین و در نهایت توسعه خود برگزیده اند و بیشترین تعداد رخداد توفان که در ماه ژوئن اتفاق افتاده است ازنظر حرکت و جابه جایی مسیر جنوب شرق– شمال غرب را انتخاب کرده اند.

براورد و تخمین مقادیر بارش حوضه آبریز قره‌سو بر اساس داده‌های مشاهداتی 21 ایستگاه باران‌سنجی موجود در سطح حوضه و همبستگی آن با داده‌های عوامل جغرافیایی ناحیه‌ای نشان داد که با استفاده از داده‌های ناحیه‌ای می‌توان به مدل نهایی بارشهای فصلی و سالیانه دست یافت . ضرایب همبستگی چندگانه 69 تا 82 درصد در تبیین عوامل جغرافیایی محلی ( زمین- اقلیم) در براورد بارشهای سالیانه و فصلی حوضه، نشانه خوبی از اهمیت پردازش آماری در مطالعات اقلیمی و استفاده از داده‌های زمین ـ اقلیم است . در مطالعه حاضر نیز با استفاده از میانگین بارش سالیانه و فصلی ایستگاههای حوضه، ارتباط عوامل جغرافیایی، یعنی عرض و طول جغرافیایی، ارتفاع از سطح دریا، فاصله از کوه و فاصله از دریا به روش همبستگیهای چند متغیره مدل‌بندی و به پیش بینی و تخمین بارش پرداخته شده است .