درخت حوزه‌های تخصصی

شرایط توپوگرافی سطح زمین به شدت بر پدیده های متوسط اقلیم مؤثرند. چاله ها، کم و بیش کانون انباشته شدن هوای سرد در شب به شمار می آیند و زمینه ی پیدایش واژگونی دمای هوا را فراهم می سازند. نرمال دمای هوا در ایستگاه های همدید و کلیماتولوژی منطقه، چنین شرایطی را برای چاله ی گاوخونی نشان می دهد. در این پژوهش، برای تعیین احتمال رخداد روزهای نشست هوای سرد در چاله ی گاوخونی در فصول مختلف سال از زنجیره ی مارکف استفاده شد. بنابراین، اختلاف کمینه دمای روزانه هوا در دو ایستگاه اقلیمی اصفهان و ورزنه، در دوره ی آماری (2005-1986)، به دست آمد و با توجه به علامت آن (مثبت یا منفی)، روزهای سال به دو دسته، روزهای عادی با کد (صفر) و روزهای انباشت هوای سرد در چاله با کد (1) تقسیم شدند. نتایج نشان داد که 5/71 درصد روزهای سال، با نشست هوای سرد در چاله ی گاوخونی همراه است. شمار روزهای انباشت هوای سرد به ترتیب در فصل پاییز 5/79، زمستان 8/73، بهار 9/71 و تابستان 1/61 درصد بود. در حالت های انتقال شرطی دما، احتمال وقوع حالت P11 بیشتر از سایر حالت ها (P10, P01, P00) است. رابطه رگرسیونی میان مقادیر مشاهده شده و برآورد شده دوره های n روزه نشست هوای سرد، نشان می دهد که میزان دقت و اطمینان مورد نظر برای همه ی فصول، بالاتر از 99 درصد بوده است

با توجه به موقعیت جغرافیایی ایران، که در منطقه خشک و نیمه خشک جهان واقع شده است، هر ساله شاهد رویدادهای حدی بارش کم (خشکسالی) و رویداد های حدی بارش زیاد (رخداد سیل) هستیم. از این رو، ضرورت بررسی مقادیر حدی بارش و حرکت و فراوانی رخداد این کمیت طی دوره های گذشته و، همچنین، تأثیر گرمایش جهانی بر حرکت مقادیر حدی بارش طی دوره های آتی کاملاً احساس می شود. بنابراین، در این مطالعه نمایه های حدی بارش طی دوره های گذشته (1961-1990) و دوره ی آتی (2011-2040) در دو سناریوِ A2و A1Bبر اساس مدل HadCM3بررسی و مقایسه شده است. این بررسی در سناریوِ A2روند افزایشی رویدادهای حداکثر بارش یک روزه در مناطق شمال غربی (جز استان آذربایجان غربی)، مرکزی و جنوب غربی و شمال شرقی و سواحل غربی دریای خزر را پیش بینی کرده است. همچنین، افزایش روند تعداد روزهای خشک متوالی در مناطق شمال شرقی، مرکزی و جنوبی کشور مشاهده می گردد. نتایج حاصل از سناریوِ A1Bنشان داده است مقدار بارش 24 ساعته در دوره ی آتی در مناطق شرقی و شمال شرقی و مرکزی همچنین نوار باریکی از بخش های غربی، جنوب غربی و شمال غربی کشور با کاهش همراه است. نتایج حاصل از پیش آگاهی برون داد مدل HadCM3و سناریوِ A1Bدر خصوص رویداد های حداکثر بارش پنج روزه روند بسیار مشابه ای با الگوی حاصل از سناریوِ A2داشته است. نمایه ی SDIIدر بخش شمالی و غربی کشور افزایش نشان می دهد و در سایر مناطق کشور روند منفی خواهد داشت. روند مثبت در تعداد روزهای با بارش سنگین به بخش های از استان اصفهان، مرکزی، کهکیلویه و بویراحمد، لرستان، ایلام، چهارمحال بختیاری و خوزستان در غرب و جنوب غرب کشور محدود شده و در سایر بخش ها با کاهش این نمایه روبه رو خواهیم بود. افزایش روند خطی نمایه ی حداکثر تعداد روزهای متوالی تر (CWD) در مناطق غربی، جنوب غربی و شمال شرقی کشور و افزایش تعداد روزهای متوالی خشک در مناطق شمال شرقی، مرکزی و بخش هایی از جنوب کشور و، همچنین، جمع بارش سالانه و روزهای تر در نواحی غربی و جنوب غربی، جنوبی، شمال غربی و بخش هایی از شرق کشور افزایش نشان می دهد

در این پژوهش سواحل کوه مبارک از نقطه نظر وضعیت جریان و رژیم رسوب گذاری و فرسایش مورد ارزیابی قرار گرفته است. جهت مدل سازی جریان، از نرم افزار MIKE-21با استفاده از اطلاعات آ بنگاری سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح در این منطقه، بهره جویی شده است. همچنین تصاویر هوایی و ماهواره ای سواحل کوه مبارک در طی سال های گذشته جهت ارزیابی تغییرات خطوط ساحلی مورد استفاده قرار گرفته است. در مطالعات انتقال رسوب، تغییرات عمق در پروفیل هایی در شمال و جنوب بندر کوه مبارک نیز با استفاده از اطلاعات دوره های هیدروگرافی مورد ارزیابی قرار گرفته است. جهت شناخت وضعیت هیدرودینامیک و جریان در یک منطقه از ابزار مدل سازی استفاده شده است که با اندازه گیری های میدانی صحت سنجی و کالیبره شده است. در مدل های ارائه شده، جهت جریان غالب در ابتدای این سواحل از سمت جنوب شرقی به شمال غربی و در انتهای آن از جنوب به شمال می باشد. با مقایسه تصاویر هوایی و ماهواره ای در مقاطع زمانی مختلف می توان تغییرات خط ساحل و نقاط فرسایش و رسوب گذاری ساحل را به خوبی تشخیص داد. بنابراین ازتصاویر هوایی سال 1968 و 1995 میلادی و تصویر ماهواره ای Geoeye 2010 میلادی استفاده شده است.

برآورد دقیق خصوصیات کمی و کیفی پدیده های طبیعی، مستلزم صرف زمان و هزینه زیادی می باشد. بنابراین، روش های درون یابی به عنوان راه حل مناسبی در تخمین محل های بدون اطلاعات و نمونه برداری نشده مورد استفاده قرار می گیرند. از آنجا که نقشه های مشتق شده از مدل ارتفاع رقومی زیاد است و این نقشه در تحلیل های مختلف کاربرد دارند و ممکن است با وزن های متفاوت در نتایج یک کار تحلیلی، نقش داشته باشند. اگر منبع اصلی که همان نقشه مدل ارتفاع رقومی است، ایرادی داشته باشد؛ اشکال در کل پروژه زیاد خواهد شد. انتخاب مناسب ترین روش ساخت مدل ارتفاع رقومی که با دقت بالاتری بتواند مدل واقعی تری را از شرایط طبیعی زمین ارائه نماید، موضوع اصلی این تحقیق است. هدف از این تحقیق، مقایسه برخی روش های تهیه مدل ارتفاع رقومی شامل؛TIN, TOPOGRID و نیز مدل ارتفاع رقومی استخراج شده از تصاویر ماهواره ای سه بعدی است. روش های مذکور بر روی داده های حوضه آبخیز نوفرست در 40 کیلومتری شرق شهر بیرجند انجام شده و نتایج آن با همدیگر و نیز با داده های برداشت شده از سیستم های تعیین موقعیت جهانی دو فرکانسه مورد ارزیابی دقت، قرار گرفته است. نتایج حاصل از مقایسه مقادیر حداقل و حداکثر اختلافات و نیز مقایسه مقادیر RMSE بین مدل های ارتفاعی رقومی و داده های سیستم موقعیت جهانی دو فرکانسه 4DGPS در 10 محدوده مطالعاتی نشان می دهد که روش TIN با پنج بار کسب مقادیر، حداکثر اختلاف و کسب نکردن هیچ مقدار حداقلی، بیشترین خطا و مدل رقومی SRTM با سه بار کسب مقادیر حداقلی اختلاف و کسب نکردن هیچ مقدار حداکثری از دقت بالاتری برخوردار می باشد. در این مقایسه روش TOPOGRID و TOPOGRID IN5 و مدل رقومی استخراج شده از تصاویر ASTER در رتبه های بعدی قرار دارند

رودخانه ها و جلگه های حاصلخیز آن ها از دیرباز کانون شکل گیری و رشد تمدن های بشری بوده اند. جلگه خوزستان جلگه ای کم ارتفاع با شیب ملایم است که رودخانه ی کرخه در آن جریان دارد. این رودخانه در طول دوران زمین شناسی به ویژه در عهد چهارم –کواترنر- از تحرک و پویایی خاصی برخوردار بوده است، به طوری که مرتب از مسیر اولیه خود منحرف شده و به مسیر یا مسیرهای دیگری تغییر جهت داده و علاوه بر جابجایی کانون های شهری، موجب تغییر الگوی آبراهه ای نیز شده است. روش شناسی تحقیق حاضر، متکی بر ترکیبی از روش های کتابخانه ای، میدانی و مطالعات تاریخی و بر مبنای روش سیستمی صورت گرفته است. در این پژوهش در یک بازه زمانی33 ساله ابتدا با استفاده از تصاویر چند طیفی ماهواره لندست شامل تصاویر سنجنده های MSS، ETM، ETM+ سال های (2000،2008، 1975)، داده های رقومی25000 :1، نقشه های توپوگرافی و تکنیک GIS و همچنین سامانه موقعیت یاب جهانی«GPS»، اقدام به شناسایی مسیرهای اولیه و قدیمی رودخانه کرخه گردید. سپس به کمک متون کهن تاریخی نظیر ابن بطوطه، ابن بلخی، ابن حوقل و استخری، مسیرهای قدیمی رودخانه مورد بازسازی قرار گرفت. در گام بعدی با استفاده از تکنیک های سنجش از دور، مآندرهای رودخانه کرخه بارزسازی شدند. نتایج این تحقیق، منجر به شناسایی چهار مسیر عمده قدیمی به همراه تعداد زیادی مسیرهای فرعی(66 مسیر) گردید. این در حالی بود که لایه رودخانه کرخه از روی تصاویر ماهواره ای سال 1975م. استخراج و با مسیر رودخانه در سال 2008م. روی هم انداخته شد و تغییرات مسیر رودخانه طی 33 سال در قالب نقشه تغییر مسیر رودخانه کرخه ارائه گردید.

رودخانه ها و جلگه های حاصلخیز آن ها از دیرباز کانون شکل گیری و رشد تمدن های بشری بوده اند. جلگه خوزستان جلگه ای کم ارتفاع با شیب ملایم است که رودخانه ی کرخه در آن جریان دارد. این رودخانه در طول دوران زمین شناسی به ویژه در عهد چهارم –کواترنر- از تحرک و پوی

بارش یکی از اجزای اصلی بیلان منابع آب بوده و پیش بینی آن می تواند در مدیریت تامین آب کشاورزی مدیریت منابع آب موجود در مخازن سدها و ... مفید باشد. درخت تصمیم به عنوان یکی از مدل های پیش بینی، کارایی زیادی در این زمینه دارد و به تولید قانون می-انجامد. در این پژوهش جهت رسیدن به اهداف از ارزیابی کارایی مدل درخت تصمیم جهت پیش بینی بارش در ایستگاه سینوپتیک کرمانشاه و از الگوریتم CART (Classification And Regression Tree) به عنوان یکی از انواع درختان تصمیم رگرسیونی جهت پیش بینی بارش 30 ماه بعد استفاده شده است. داده های مورد استفاده این پژوهش مربوط به آمار ماهیانه بارندگی، تبخیر، رطوبت نسبی، دمای ماکزیمم، دمای متوسط و سرعت باد در دوره آماری(1389- 1349) می باشد. سپس جهت ارزیابی درخت های ایجاد شده در این پژوهش از معیارهای آماری مختلف استفاده شده است که در نهایت نتایج نشان می دهد در ایستگاه سینوپتیک کرمانشاه درخت تصمیم گیری رگرسیونی، مدلی نسبتاً کارا در پیش بینی بارش می باشد که استفاده از میانگین متحرّک نسبت به سایر حالات منجر به افزایش چشمگیر کارایی مدل درخت تصمیم می شود و در صورت تعدیل دامنه تغییرات داده های ورودی قادر است با ضریب اطمینان بالایی میزان بارش را 30 ماه قبل از وقوع برآورد نماید که در شبیه سازی های صورت گرفته، زمانی که از میانگین متحرّک پنج ساله داده ها برای اجرای مدل استفاده گردیده، ترکیب بارش قبلی، دمای ماکزیمم به عنوان مناسب ترین حالت شناسایی شده است.

در این پژوهش وقوع بارش های ایران بر اساس قوانین احتمال به صورت فرآیندهای تصادفی و با استفاده از مدل زنجیره ی مارکوف واکاوی شد. به منظور رسیدن به این هدف از داده های رخ داد و رخ نداد بارش پایگاه داده ی اسفزاری به مدت 43 سال ( 1/1/1340 تا 11/10/1383) استفاده شد. این اطلاعات بر روی 7187 یاخته و 15991 روز می باشد. با استفاده از مدل زنجیره ی مارکوف مرتبه ی اول با دو حالت بارش و بی بارش، آرایه فراوانی تشکیل شد و سپس به روش حداکثر درست نمایی آرایه ی احتمال انتقال محاسبه شد. همچنین با انجام آزمون نیکویی برازش، خی- دو پیروی داده ها از مدل انتخاب شده در سطح بالایی تأیید گردید. با به توان رساندن مکرر این آرایه احتمال پایا و دوره ی بازگشت روزانه حالت های بارش و بدون بارش برآورد شد. دوره ی بازگشت بارش روزانه حدود 7 روز و دوره ی بازگشت خشکی حدود 1 روز برآورد شد. بنابراین احتمال وقوع بارش در هر روز 0/1449 و احتمال عدم وقوع آن 0/8551 به دست آمد. دوره ی بازگشت بارش با تداوم 1 تا 3 روز برای تمام ماه ها محاسبه شد. بیشترین احتمال وقوع روز همراه با بارش طی ماه اسفند 0/27 بوده است. کوتاه ترین دوره ی بازگشت بارش ها با تداوم 1 و 2 روزه طی ماه های اسفند و بهمن به ترتیب 3/7 و 5/6 روز است.

در این تحقیق ویژگی های بارش ایران در طی 44 سال گذشته را با استفاده از روش همسازها مورد بررسی قرار دادیم.در این مطالعه ما ازمشاهدات بارش 428 ایستگاه هواشناسی بین سالهای 1383-1340 استفاده و برای تحلیل ویژگی های فصل بارش از روش تحلیل همسازها استفاده نمودیم. با تحلیل سهم پراش میانگین های ماهانه بارش هر نقطه همسازهای بارش هر نقطه محاسبه و جهت آشکار سازی تاثیر عوامل جغرافیایی ( طول، عرض جغرافیایی وارتفاع) بر پراش های بارش، روابط رگرسیونی بکار گرفتیم. در این تحقیق، ویژگی های بارش با استفاده از در صد پراش (PV)، دامنه (A) و ضریب T توجیه شدند. نتایج حاصله از پهنه های بارش نشان داد که همساز های اول و دوم نقش غالبی در توجیه تغییرات بارش ایران ایفا می کند. به طور کلی همساز اول و دوم بیش از 90 درصد پراش بارش در ایران را توجیه می کنند. سهم پراش همساز اول در بارش سالانه ایران از شمال به جنوب افزایش می یابد و در همساز دوم این رابطه معکوس می شود. بطوریکه در استان های آذربایجان غربی و شرقی و نواحی ساحلی خزر همساز دوم بیش تر از جنوب کشور است. نتایج همچنین نشان دهنده بالاتر بودن ضریب همبستگی عوامل مکانی در همساز سوم نسبت به دوهمساز دیگر بود. این نشان دهنده این است که بارش های فصلی و محلی بیشتر تابع عوامل مکانی نظیر طول جغرافیایی، عرض جغرافیایی وارتفاع است. از نتایج این پژوهش می توان برای مدیریت منطقه ای منابع آب و مقاصد کشاورزی استفاده نمود.

این تحقیق درصدد است قابلیت حالت دمایی یک روز در پیش بینی حالت بارشی روز بعد را بر اساس روش احتمال شرطی مورد بررسی قرار دهد. برای دستیابی به این هدف داده های شبکه ای با تفکیک زمانی روزانه، از 01/01/1340 تا 11/10/1383 و با تفکیک مکانی (یاخته های) 15 15 کیلومتر، مورد استفاده قرار گرفت. براساس توزیع احتمال مربوط به دمای هر یاخته و هر روز، صدک های 25 و 75 توزیع فراوانی دمای روزانه هر یاخته برای هر روز برآورد گردید. در هر یاخته، روزهایی که دمای روزانه آن کم تر از صدک 25 دمای همان روز بود، به عنوان روزی سرد، روزهایی که دمای آن یاخته برابر یا بیش تر از صدک 75 آن یاخته و همان روز بود، به عنوان روزی گرم و دمای روزانه هر یاخته که بین صدک 25 و صدک 75 همان روز قرار گیرد، به عنوان روزی با دمای بهینه در نظر گرفته شد. روزهای فاقد بارش روزهایی که بارش کم تر از میانگین توزیع مربوط به هر یاخته و روز داشته اند، روزهای کم باران و روزهایی که برابر یا بیش تر از میانگین توزیع هریاخته و روز، بارش را تجربه کرده اند، به عنوان روز پرباران در نظر گرفته شد. در گام بعد فراوانی توأم رویدادهای دمایی هر روز و رویدادهای بارشی روز بعد برای هر یاخته در یک ماتریس ارائه شد. سپس ماتریس احتمال توأم هریک از رویدادهای دمایی - بارشی نسبت به هریک از حالات بارشی محاسبه شد. در نهایت احتمال شرطی هر یک از رخدادهای دمایی با حالت بارش روز بعد برای هر یاخته محاسبه شد. در نهایت نقشه ها و تحلیل های مربوط به هر حالت ارائه گردید. براساس یافته های این تحقیق معلوم شد که احتمال توأم رخداد حالات دما و حالات بارش در سرزمین ایران علی رغم کم بود همبستگی و فقدان قابلیت اعتمادِ قابل توجه، حاوی الگوی زمانی – مکانی است. با این وصف پیش بینی بارش هر روز براساس دمای روز قبل محتمل تر از روزهای پیشین است. در برخی مکان ها نظیر سواحل جنوبی ایران به ویژه سواحل دریای عمان و نیز سواحل خلیج فارس در بوشهر روزهای پربارش بعد از روز سرد محتمل تر است. در حالی که در شمال غرب کشور، شمال تنگه هرمز، سواحل خوزستان و نیز ناحیه سیستان روزهای بدون بارش بعد از روز سرد محتمل تر می باشد. روزهای بدون بارش بعد از یک روز معتدل در جنوب و غرب خوزستان و نیز در نواری نسبتاً عریض از غرب تنگه هرمز تا جنوب بلوچستان بیش از 80 درصد مواقع، محتمل است.

تکامل حوضه های زهکشی ارتباطی تنگاتنگ با عوامل زمین شناسی و ژئومورفیک دارد. لذا بررسی ارتباط بین عوامل ساختاری گسل ها و تکامل حوضه های زهکشی در مطالعات هیدرولوژی و هیدروژئولوژی شایان توجه است. حوضه ی زهکشی سراوان حوضه ای کاملاً کشیده که در امتداد گسل سراوان گسترش یافته است. در این تحقیق روش بررسی شاخص های مورفومتریک و زمین شناسی در تکامل حوضه ی زهکشی به کار گرفته شده است. واضح است که مورفولوژی کنونی منعکس کننده ی تأثیر فرایندهای فرسایشی و زمین شناسی به ویژه در کواترنری بوده است. این حوضه واقع در جنوب شرق ایران و در فلیش های این ناحیه توسعه یافته است. زهکشی این حوضه به رودخانه ی ماشکید می پیوندد و نهایتاً به سمت پاکستان هدایت می شود. عوامل و پارامترهای مختلفی مثل توپوگرافی، لیتولوژی و ساختاری در تشکیل و توسعه ی حوضه های آبریز مؤثرند. یکی از عوامل مهم در توسعه ی این حوضه ی زهکشی، تکامل و فعالیّت گسل تراستی سراوان بوده است. گسل سراوان با روند N135-145در حاشیه ی شمالی آبرفت های کواترنری این حوضه قرار دارد. شیب این گسل تقریباً هم جهت با لایه بندی فلیش ها و 45 تا 60 درجه به سمت شمال شرق است. حوضه ی آبریز سراوان یک حوضه ی کشیده با نسبت طول به عرض 07/5 است. نقشه ها و پروفیل های عرضی تهیه شده یک کج شدگی و ناتقارنی واضحی را در حوضه نشان می دهد. شاخص مورفومتریک کج شدگی حوضه (T) حداکثر 72/0 و در بخش آبرفتی حوضه حداکثر 83/0 است. شاخص ناتقارنی AF نیز برابر 28/62 و در بخش آبرفتی این مقدار برابر 74/78 است. ناتقارنی آشکار حوضه و موقعیت گسل در حاشیه ی شمالی حوضه با وجود میانگین شاخصSmf برابر 42/1، نشان می دهد که گسل سراوان یک گسل نسبتاً فعال بوده است. این گسل در طیّ فرایند تکاملی خود توانسته است بر تشکیل و ریخت سازی حوضه ی آبریز سراوان نقش بازی کند. گسل های جوان تر شمالی- جنوبی با ساز و کار امتداد لغز راست گرد (مثل گسل گُشت) موجب انحنای مختصر در روند کلی آبرفت ها در طول حوضه ی آبریز شده اند.

هدف از انجام این پژوهش شناسایی امواج گرما و واکاوی زمانی- مکانی آن ها بر روی گستره ی ایران زمین است. برای انجام این پژوهش از داده های بیشینه و کمینه ی روزانه ی داده های درون یابی شده ی پایگاه داده اسفزاری[1] طیّ بازه ی زمانی1/1/1962 تا 31/12/2004 استفاده شد. قدرت تفکیک مکانی این داده ها 15×15 کیلومتر است. جهت شناسایی امواج گرمایی از شش نمایه بر پایه ی صدک های 90، 95 و 99اُم استفاده شد که شدت، دوام و بسامد رخداد امواج گرمایی را نمایان می کنند. شناسایی و معناداری روند نمایه ها طیّ دوره ی مورد پژوهش به کمک آزمون ناپارامتری من-کندال آزمون شد و شیب و نرخ روند به کمک رگرسیون خطی برآورد شد. یافته ها نشان داد که بسامد رخداد امواج گرمایی در ایران زمین رو به افزایش است. علاوه بر افزایش بسامد، ماندگاری و شدت امواج گرمایی نیز افزایش یافته است. از لحاظ پراکنش مکانی، نوع و نرخ روند بر روی مناطق مختلف هم اندازه و یکسان نیست. بر روی سرزمین های پست، هموار و دشت ها هم از لحاظ شدت و هم به لحاظ دوام و فراوانی، امواج گرمایی روند روبه افزایشی را نشان می دهند. در میان مناطق یاد شده، بیشترین شیب و نرخ تغییرات روند افزایشی در دشت لوت (شمال شرق کرمان)، سرزمین های هموار شمال شرق بندرعباس، دشت کویر و خوزستان مشاهده شد. بر روی بلندی ها و ارتفاعات رشته کوه های زاگرس و البرز و بلندی های پراکنده بر روی گستره ی ایران زمین نرخ روند امواج گرمایی رو به کاهش است. شدت کاهشی بسامد، دوام و شدت امواج گرمایی بر روی این مناطق بیشتر از نرخ افزایشی آن ها بر روی سرزمین های پست و کم ارتفاع است. بر روی ارتفاعات غرب شهرکرد نرخ کاهشی روند نمایه ها به بیشینه ی خود می رسد. بین نوع روند نمایه ها و پراکنش مکانی آن ها بر پایه ی صدک های 95 و 95 و 99اُم تفاوتی وجود ندارد ولی نرخ روند نمایه ها بر پایه ی صدک 95اُم شدیدتر است.

بررسی ویژگی های آب و هوا و شناخت عناصر و پارامتر های اقلیمی یک منطقه، می تواند در امر برنامه ریزی و آمایش آن سرزمین نقش عمده ای ایفا نماید. بارش موثر به عنوان یکی از مهمترین عناصر اقلیمی در نواحی شمالغرب ایران با نوسانات زمانی- مکانی قابل ملاحظه، نقش عمده ای در چگونگی بهره برداری از توان های محیطی، اقتصادی، کشاورزی و غیره.. آن عهده دار می باشد. در این پژوهش جهت مقایسه دوره پایه(گذشته) با داده های شبیه سازی شده، ابتدا آمار بارش موثر روزانه ی 6 ایستگاه اردبیل، قزوین، همدان، کرمانشاه، سنندج و تبریز طی یک دوره ی 30 ساله (1990-1961) تهیه و از طرف دیگر با داده های شبیه سازی شده 2021 تا 2050 که بوسیله مدل گردش عمومی جو HADCM3 و سناریوی A1 تولید گردیده و با استفاده از مدل LARS-WG ریز مقیاس شدند مورد مقایسه قرار گرفتند. روش مقایسه بارش موثر در چارچوب خوشه های مختلف، بر اساس روش تحلیل خوشه ای در قالب 5 خوشه توافقی برای تمام ایستگاهها و دوره های مورد مطالعه انجام پذیرفت. از جمله یافته های این پژوهش وجود تمرکز بیشتر بارش برای دوره های سرد سال(زمستان و پاییز) و افزایش 20.62 میلیمتری بارش سالانه برای میانگین دوره 2021 تا 2050 نسبت به دوره پایه می باشد. همچنین نتایج نشان دهنده افزایش شدت آستانه های بارش موثر برای ایستگاههای اردبیل، کرمانشاه و تبریز در دهه های آینده نسبت به دوره پایه 1961 تا 1990 و کاهش تعداد روزهای همراه با رخداد بارش برای کرمانشاه، سنندج و تبریز در دهه های آینده است. در ادامه خروجی ها نشان می دهند که بارشهای خوشه سوم بدلیل توزیع یکنواخت، نیازمند مدیریت بهره برداری بهینه و بارشهای خوشه 1 بدلیل شدت بالا و رگباری بودن، نیازمند مدیریت ریسک و در بعضی مواقع مدیریت بحران در عرصه های کشاورزی، آبخیزداری و غیره... می باشند.

پدیده هایی نظیر سیل و خشکسالی بر اثر تغییر در فراوانی و ثاثیر گذاری الگوهای گردشی جو در یک منطقه ایجاد می شوند این الگوها نقش اصلی را در رخداد پدیده های محیطی به خصوص در مناطق معتدله دارند . برخی از الگوهای گردشی جو دوره های مرطوب و برخی دیگر باعث ایجاد خشکسالی و کم آبی می شوند . از اینرو طبقه بندی الگوهای بارش زا و خشکسالی زا و شناسایی کانون و شعاع فعالیت هر یک از الگوها در نواحی مختلف ایران می تواند در برنامه ریزیها موثر باشد.در تحقیق حاضر به منظور طبقه بندی الگوهای همدیدی بارش زا و خشکسالی زا ،ابتدا داده های میانگین روزانه مربوط به ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال و فشار تراز دریا از پایگاه NCEP/NCAR طی دوره آماری 2006-1950 استخراج شد . سپس با استفاده از روش های تحلیل مولفه های اصلی و تحلیل خوشه ای تمامی روزهای مورد مطالعه به هیجده گروه تقسیم بندی شد . نقشه های میانگین فشار سطح دریا و ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال برای هر یک از الگوهای های هوا ترسیم گردید. به منظور ارزیابی رابطه الگوهای گردشی جو با بارش، شاخص PI برای 54 ایستگاه محاسبه و تحلیل شد. این شاخص احتمال شرطی وقوع بارش در یک الگوی گردشی را تعیین می کند. نتایج شاخص PI مربوط به الگوهای گردشی جو شرایط بارش زایی و خشکسالی زایی بودن هریک از الگوها را نشان می دهد .نتایج تحقیق حاضر نشان داد که الگوهای گردشی جو CP2 ،CP3 ، CP5،CP6، CP7 ،CP9 و CP10جزء الگوهای خشکسالی زا و الگوهای گردشی جو CP1 ،CP4وCP12 جزء الگوهای بارش زا در سطح ایران زمین می باشند .

وجود واقعیت ها و رویدادهای تصادفی اقلیمی زمینه کاربرد « دانشِ احتمال» را در اقلیم شناسی مهیا کرده است. به طوری که بسیاری از واقعیت های اقلیمی با به کارگیری ابزارها و تکنیک های احتمالاتی قابلیت توجیه و تفسیر بهتری دارد. کاربرد نظریه احتمال در اقلیم شناسی رفتار بسیاری از پدیده های اقلیمی به ظاهر غیر قطعی را به شکل قانون مند ارائه و به تصمیم گیری مدیران و آینده نگری برنامه ریزان کمک می کند. یکی از رویکردها و ضرورت های مطالعات اقلیم شناسی، مطالعه احتمال رخداد چند رویداد درارتباط با یکدیگر است. شانس وقوع یک رویداد به شرط وقوع رویدادی دیگر را «احتمال شرطی» گویند. در تحقیق حاضر، احتمال وقوع شرایط بارشی مختلف در سرزمین ایران، براساس شرایط دمایی متفاوت؛ یعنی: احتمال شرطی حالات بارش به شرط وقوع حالات دما بررسی شده است. در این راستا از دیده بانی های روزانه دما و بارش پایگاه داده ای اسفزاری بهره گرفته شد. نتایج تحقیق به وسیله تحلیل خوشه ای و با استفاده از روش فاصله اقلیدوسی و روش ادغام وارد به صورت نقشه های طبقه بندی احتمالاتی ارائه و تحلیل شد. براساس این مطالعه، سه پهنه اصلی شمالی، مرکزی و جنوبی در کشور تشخیص داده شد. همچنین هفت زیرگروه براساس برخی ویژگی های احتمال شرطی بارش به شرط حالات دمایی برای سه پهنه حاصل شد. هریک از پهنه ها و زیر گروه های مربوط منعکس کننده شرایط اقلیمی و سازوکارهای مؤثر برآن است. از این رو می توان روش به کار رفته دراین تحقیق را رویه ای مناسب برای تحلیل های اقلیمی دانست.

زمین لغزش نشان دهنده ی فرایندهای مورفودینامیک است که در زمین های شیب دار رخ داده و به واحد های مسکونی، صنعتی، باغات و زمین های زراعی آسیب می رساند. در این تحقیق برای پهنه بندی زمین لغزش در حوضه ی رودخانه گیوی چای از مدل شبکه عصبی پرسپترون چند لایه از نوع پیش خور پس انتشار(BP)استفاده شد. جهت ارزیابی شبکه ی عصبی ایجاد شده، داده های 41 زمین لغزش رخ داده به سیستم ارائه شد. در کنار آن برای پردازش زمین لغزش ها در نرم افزار MATLAB،8 لایه متشکل از لایه های شیب، جهت شیب، DEM، لیتولوژی، فاصله از گسل، شبکه هیدروگرافی، کاربری اراضی و پراکنش زمین لغزش با استفاده از مطالعات میدانی، نقشه های توپوگرافی، نقشه های زمین شناسی و تصاویر ماهواره ای در نرم افزار Arc GISترسیم شد. این لایه ها جهت تغذیه به شبکه ی عصبی ایجاد شده و بر اساس بزرگترین مقدار موجود برای هر لایه نرمالیزه شده و در محدوده بین 1 و صفر قرار گرفتند. سپس داده های نرمالیزه شده به یک شبکه ی عصبی مصنوعی پرسپترون سه لایه پیش خور با الگوریتم پس انتشار خطا تغذیه گردید. داده های فوق ابتدا در شبکه آموزش دیده شد و سپس مورد آزمایش قرار گرفت. ساختار نهایی شبکه دارای 8 نرون در لایه ی ورودی، 20 نرون در لایه ی پنهان و 1 نرون در لایه ی خروجی می باشد. در این بین 80 درصد اطلاعات برای آموزش و 20 درصد باقیمانده برای آزمایش در نظر گرفته شد. در نهایت با توجه به وزن خروجی، نقشه ی پهنه بندی زمین لغزش در پنج رده با خطر خیلی زیاد، زیاد، متوسط، کم و خیلی کم ترسیم گردید. نتایج حاصل نشان داد که ساختار زمین شناسی شکل گرفته از آهک های کرتاسه و آندزیت های پرفیری و همچنین دسترسی به منابع رطوبتی بالا باعث شده که ارتفاعات شرقی کوه های بوغروداغ و آلاداغ در محدوده ی کوه های تالش از قابلیت بالایی در رخداد زمین لغزش برخوردار شوند.

ارزیابی و آگاهی ازنحوه تأثیر سازه های احداثی روی پاسخ حوضه درمقابل بارش،به عنوان یکی ازمسائل مهم و اساسی درمدیریت حوضه های آبخیزومطالعات کنترل سیل می باشد. هدف از این تحقیق بررسی میزان تأثیر سدهای اصلاحی احداث شده در بالادست سد تجن بر دبی اوج سیلاب درحوضه آبخیز محمد آباد است. بدین منظور 67 سازه اصلاحی احداث شده در10 زیرحوضه ازحوضه آبخیز محمد آباد در فاصله تقریبی 75 کیلومتری ازشهرستان ساری مورد بررسی قرار گرفت. با ترسیم پروفیل طولی آبراهه های دارای سدهای اصلاحی در قبل و بعد از ساخت این سازه ها، زمان تمرکز آبراهه ها در قبل و بعد از ساخت سدها برآورد گردید. همچنین دبی اوج سیلاب در دو حالت قبل و بعد ازاحداث سازه ها به روش SCS برای هر یک از زیرحوضه ها برآورد شد. نتایج نشان از برآورد بیشترین تغییر در دبی اوج سیلاب در زیرحوضه D با 3/10% کاهش نسبت به قبل از احداث سازه ها دارد. استفاده از آزمون مقایسه میانگین ها به روش T-test نشان داد اختلاف معنی داری بین شیب آبراهه (Pvalue = 0.001) و دبی اوج سیلاب (Pvalue = 0.017) بعد از ساخت سدهای اصلاحی وجود دارد، در حالی که بعد از ساخت سازه ها، تفاوت معنی داری در مقدار زمان تمرکز (Pvalue = 0.107) مشاهده نگردید. همچنین نتایج نشان داد تغییر در دبی اوج سیلاب ارتباط معنی داری در سطح 99% با تغییر درشیب آبراهه و تعداد سازه ها داشته و این در حالیست که رابطه معنی داری در سطح 95% بین تغییر در دبی اوج سیلاب و تغییر در طول آبراهه وجود ندارد.

به منظور پیش بینی خشکسالی در اراضی تحت کشت استان اصفهان، استفاده از مدل توسعه یافته فیزیکی آگروهیدرولوژیکی SWAP برای سال زراعی 1389-1390 مورد اجرا قرار گرفت. داده های ورودی مورد نیاز این سامانه شامل داده های دیده بانی و پیش بینی شده کوتاه مدت و بلند مدت دماهای حداکثر،حداقلو میانگین، سرعت باد درارتفاع2 متری، فشار بخار واقعی آب، باران و تابش به صورت روزانه درطی یک سال، رطوبت نسبیو نیز داده های خاکشناسی، نقشه های کاربری اراضی و ارتفاع و شاخص های گیاهی از تصاویر ماهواره ای است. با شبکه ای کردن مجموعه این داده ها، خروجی سامانه به صورت نقشه توزیع مکانی پیش بینی عملکرد تولید گندم، که به صورت دونقشه وزن خشک کل و وزن خشک دانه گندم تر سیم شده است،تهیه ونتایج آن با عملکرد واقعی محصول گندم در هشت شهرستان استان اصفهان مقایسه گردید.بررسی نتایج نشان می دهد که نسبت مقادیر پیش-بینی شده عملکرد تولید گندم به مقادیر واقعی در بازه1/78 تا 2/88 درصد است.براین اساسکاربر می تواند در فواصل زمانی مختلف قبل از برداشت با استفاده از مدل SWAPعملکرد تولید محصول گندم را پیش بینی نماید.

پدیده گرد و غبار در دهه اخیر یکی از مهمترین چالش های زیست محیطی در ایران، غرب و جنوب غرب آسیا می باشد. این پدیده از فرآیندهای بیابان زایی بوده که در مناطق خشک و نیمه خشک جهان رخ می دهد. سنجش از دور علم و تکنیک به دست آوردن اطلاعات از پدیده های جغرافیایی بدون تماس با آنها می باشد. برای تشخیص پدیده گرد و غبار نیاز به تصاویری با پوشش وسیع و تکرار زیاد است. از این لحاظ، تصاویر مربوط به سنجنده مادیس به دلیل داشتن باندهای طیفی زیاد برای مطالعات مربوط به پدیده گردوغبار مناسب می باشد. شناسایی منشاء تولید کننده ذرات گرد و غبار و پایش آن، با سرعت، دقت و هزینه کم از اهمیت فراوانی برخوردار است. اهداف اصلی این پژوهش شناسایی منشاء تولید کننده ی گردوغبار ورودی به مناطق غرب و جنوب غرب ایران و همچنین پایش حرکت گرد و غبار می باشد. در این پژوهش منشاء رخداد پدیده گرد وغبار مربوط به 18 ژوئن 2012 که در نواحی غرب و جنوب غرب کشور رخ داده است، به کمک تصاویر ماهواره ای و با استفاده از باندهای مرئی و باندهای حرارتی سنجنده مادیس و با به بکارگیری شاخص اکرمن شناسایی شد. معلوم گردید منشاء اصلی آن محل اتصال رودخانه های دجله و فرات بوده که در محدوده شمال و شمال شرق عراق و غرب سوریه می باشد و در ادامه مشخص شد تصاویر سنجنده مادیس به دلیل در دسترس بودن، هزینه کم وتکرار پذیری آن در 2 بازه زمانی در 24 ساعت برای پایش گرد و غبار مناسب می باشد. همچنین تحلیل سینوپتیکی آن برای شناسایی چگونگی حرکت گرد و غبار از منشاء به داخل ایران با استفاه از داده های سینوپتیکی ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکالی، فشار تراز دریا و نقشه های جهت جریان باد 500 و 1000هکتوپاسکالی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تحلیل سینوپتیکی یافتن منشاء و نحوه انتقال گرد و غبار را بهینه کرده و تصمیم گیری مناسب تری را برای پیش بینی مسیر حرکت گرد و غبار ممکن می سازد. در نهایت با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و با بکارگیری ابزار Spatial Analysis Tools نمایش حرکت آن از منشاء تا داخل ایران رهگیری شد.

از جمله مخاطرات محیطی مهم می توان به پدیده های آب و هوایی مخرّب اشاره کرد که سالانه خسارات مالی و جانی بسیاری به بار می آورند. برای پیش بینی و مقابله با آثار زیانبار این پدیده ها، علاوه بر روش های همدیدی معمول، بررسی ساختار ترمودینامیکی جو در لایه های مختلف و تحلیل شاخص های ناپایداری ضروری است. در پیش بینی های عملی هواشناسی، شاخص های بسیاری برای ارزیابی پایداری اتمسفر و پیش بینی ناپایداری به کار می رود. تلاش های کمی برای بررسی این شاخص ها در ایران انجام شده و برای کالیبره کردن و معرفی آستانه ها، کاری انجام نشده است. در این مطالعه، سعی شده جمع بندی کاملی از حدود و آستانهٔ شاخص های ناپایداری برای پیش بینی انواع پدیده های مخرّب تهیه شود. بدین منظور، دقت مجموعه ای از پارامترها و شاخص ها، به طور ویژه برای مشهد محاسبه و بررسی شده است که عبارت اند از: شاخص شوالتر، شاخص مجموع مجموع ها و فشار سطح تعادل، آب قابل بارش، عدد ریچاردسون، شاخص صعود LI، شاخص K، SWEAT، CAPE و CIN. پدیده های آب و هوایی مخرّبی که در طی سال های 1980 تا 2009 در ایستگاه مشهد رخ داده، استخراج و در سه دسته برق، توفان تندری، تگرگ، دسته بندی و استفاده شده اند. روزهایی که این معیارها را نداشته اند، در دسته ای به نام بدون ناپایداری قرار گرفته اند. برای محاسبه مقادیر شاخص ها، از داده های جو بالای حاصل از ارسال رادیوسوند در ایستگاه مشهد استفاده شده است. این داده ها نسبت به وجود یا عدم پدیده های مخرّب تحلیل، و نتایج این تحلیل ها بصورت نمودارهای باکس پلات و نقاط پراکنده برای نمایش بصری روابط و آستانه ها، در پدیده های مختلف ارائه شده است. درنهایت آستانه هر شاخص برای پیش بینی انواع پدیده ها در مشهد معرفی شده، و ترکیب شاخص صعود (LI) و انرژی پتانسیل در دسترس همرفتی (CAPE) و همچنین شاخص صعود و سطح تعادل، به عنوان بهترین شاخص های ترکیبی معرفی شدند.