درخت حوزه‌های تخصصی

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.

رویارویی با مخاطرات بخش جدایی ناپذیر جوامع انسانی به شمار می رود. عوامل متعددی در ظهور آن ها نقش دارند. عوامل اقلیمی یکی از مهمترین ارکان موثر بر مخاطرات محیطی به شمار می آیند. که در این میان بندالی شدن مهمترین پدیده ایست که سایر پارامترهای اقلیمی را به شکل محسوسی تحت تاثیر قرار می دهد. زمین لغزش ها از جمله مخاطرات مهم مورفوکلیماتیک ایران به شمار می آیند که سالانه خسارات فراوانی را به عرصه های مختلف وارد می سازند. در فروردین 1377 پس از یک دوره بارشی 19 روزه در شمال غرب و غرب استان چهارمحال و بختیاری زمین لغزش هایی رخ دادند. که مهمترین آنها بهمن سنگی آبیکار لبد بود و باعث نابودی روستای لبد و مرگ تمام ساکنین آن گردید بنابراین شناسایی ارزیابی و پیش بینی زمان آستانه تغییر و رخداد آن در هر حوضه به منظور کاهش خسارات وارده به جوامع انسانی لازم و ضروری به نظر می رسد. هدف از این پژوهش بررسی نقش عوامل اقلیمی به ویژه الگوهای همدید و بندال ها در وقوع مخاطرات ژئومورفودینامیکی به عنوان راهنمایی برای پیش بینی های کاربردی می باشد. روش کلی مبتنی بر تحلیل های سینوپتیکی با استناد بر خروجی های حاصل از نرم افزار گرد س وتطییق آن با داده های ثبت شده ی زمینی به روش تحلیلی-کمی با بهره گیری ازنرم افزارهای آماری و زمین آماری جی آی اس و اکسل است. نتایج حاصل نشان داد که مهمترین نقش آفرینی الگوهای همدید و بندال ها در وقوع پدیده ژئومورفودینامیکی در چگونگی نزول و نوع بارش می باشد. عملکرد سامانه های فشار، موقعیت منطقه نسبت به جبهه های سرد و گرم چرخندها و نوع و مکان بندال ها نقش تعیین کننده داشته اند.

برای انجام این پژوهش از داده های روزانه ی بارش 8 پیمونگاه همدید استفاده شد. به کمک دو آستانه ی فراگیری و صدک 98اُم، 107 روز از فراگیرترین و شدیدترین بارش ها انتخاب شدند که به لحاظ زمانی رخداد اینگونه بارش ها مربوط به فصل مرطوب سال است که از مهرماه تا خرداد مشاهده می شوند. داده های فشار تراز دریا بر روی یاخته هایی با اندازه ی یاخته های 5/2 * 5/2 درجه ی قوسی بر روی کرنل 10 تا 100 درجه ی طول شرقی و 0 تا 70 درجه ی عرض شمالی از مرکز ملی اقیانوس و جوشناسی ایالات متحده امریکا استخراج شدند. بر روی ماتریس همپراش داده های فشار تراز دریا در 107 روز، تحلیل مولفه های مبنا انجام شد و 12مولفه که حدود 93درصد از پراش فشار تراز دریا را تبیین می کردند، شناسایی شد. بر روی نمرات مولفه ها تحلیل خوشه ای به روش ادغام وارد انجام شد. یافته ها نشان داد که در فصل مرطوب دو الگوی همدید فشار تراز دریا هنگام رخداد بارش های سیل آسای استان کردستان مشاهده می شود. به کمک دو آستانه ی فراگیری و صدک 99اُم 32 روز همراه با بارش سیل آسا در فصل خشک(از خرداد تا مهرماه) شناسایی شد. انجام تحلیل خوشه ای بر روی نمرات 11 مولفه که حدود 93 درصد تغییرات فشار تراز دریا را تبیین می کردند، منجر به شناسایی یک الگوی همدیدی در تراز دریا شد. بیشترین شار همگرایی رطوبت برای بارش های سیل آسای فصل مرطوب در ترازهای زیرین جو(1000، 925 و 850 هکتوپاسکال) اتفاق افتاده است. منبع رطوبتی در ترازهای زیرین جو دریاهای عرب، سرخ، عمان، خلیج فارس و مدیترانه است. نقش دریای مدیترانه نسبت به دریاهای گرم جنوبی کمتر است و در بین دریاهای جنوب، دریای عرب سهم بیشتری در تغذیه ی رطوبتی بارش های سنگین استان دارد. در ترازهای بالای جوی(700، 600 و 500 هکتوپاسکال) میزان شار همگرایی کمتر است. منبع رطوبتی در این ترازها، دریای سرخ و مدیترانه هستند و نقش دریاهای جنوبی کم رنگ تر است. برای بارش های سیل آسای فصل خشک نیز بیشترین شار همگرایی رطوبت مربوط به ترازهای زیرین جو است ولی منبع تغذیه ی رطوبتی اینگونه بارش ها دریای خزر است. در ترازهای بالای جوی(از تراز 700 به بالا) منبع رطوبت علاوه بر دریای خزر، دریاهای مدیترانه و سرخ نیز هستند.

آگاهی از رفتار مکانی- زمانی بارش در برنامه ریزی های محیطی سرزمین مؤثر است. روش های آمار فضایی امکاناتی را فراهم می سازد که با استفاده از آنها، الگوهای فضایی متغیرهای تصادفی مانند بارش را می توان تحلیل کرد. در این پژوهش، با استفاده از دادة بارش ماهانة 42 ایستگاه سینوپتیک غرب و شمال غرب ایران طی دورة آماری 1990 تا 2010 و با به کارگیری شاخص خودهمبستگی فضایی Moran به تحلیل روندهای فضایی بارش ماهانة این بخش از کشور اقدام شد. برای این منظور، داده های میانگین بیست سالة بارش ماهانة ایستگاه ها به صورت لایة اطلاعاتی مکانمندی با مختصات متریک در محیط GIS بررسی شد. نتایج شاخص خودهمبستگی مکانی بیان کنندة آن بود که بارش در ماه های دسامبر، ژانویه، فوریه و نوامبر به ترتیب دارای بیشترین الگوی خودهمبستگی فضایی مثبت بود که در سطح 01/0 معنادار بود و کمترین تغییرپذیری مکانی را داشت که گویای آن است در این ماه ها تشابه و همگونی فضایی معنا داری بین بارش های ثبت شده در سرتاسر منطقه وجود داشته است و سامانه های بزرگ مقیاس جوی، تأثیر عوامل محلی متفاوت را کم رنگ کرده است؛ در حالی که در ماه های ژوئیه، سپتامبر و اوت به ترتیب کمترین الگوی خودهمبستگی فضایی مشاهده شد که معنادار نیز نبود. ضریب تغییرات فضایی بارش در این ماه ها نیز بسیار زیاد بود که گویای آن است که در این ماه ها بارش ها تحت تأثیر عوامل محلی ناهمگون ایجاد شد و به همین دلیل، هیچ گونه تشابه فضایی معناداری در بارش های ثبت شدة منطقه در ایستگاه های مختلف وجود نداشت.

قطعه بندی مؤثرترین روش برای شناسایی شکل های ژئومورفولوژیکی است که علاوه بر طبقه بندی، خاصیت اکتشافی لندفرم ها را نیز در متن تصویر داراست. در این پژوهش، پس از معرفی انواع روش های قطعه بندی، مخروط افکنة روی تصاویر ماهوارة ژئو- آی و استر استخراج شده است. آن گاه بهترین روش های قطعه بندی در شناسایی مخروط افکنه های حوضة یزد با روش تفسیر بصری معرفی شده است. به منظور تفسیر بصری از تصویر استرِ قطعه بندی شده و انتخاب بهترین روش های قطعه بندی قابل استفاده در ژئومورفولوژی، از نقشة ژئومورفولوژی ژئورفرنس شده و نیز تصویر ژئو- آی بهره گرفته شد. براساس نتایج، از میان انواع الگوریتم های قطعه بندی، دو الگوریتم برای شناسایی و جداسازی مخروط افکنه ها مناسب است: الف) الگوریتم چندمقیاسه در شناسایی مرز هندسی مخروط افکنه ها در تصویر استر؛ ب) قطعه بندی به روش اختلاف کنتراست بر روی تصویر ژئو-آی در شناسایی جزئیات موجود بر سطح مخروط افکنه مانند سایة حاصل از فرسایش خندقی، راه های احداث شده و خشک رودها موفق بوده است. سرانجام به منظور بررسی آزمون پذیری روش های برگزیده، از مخروط افکنه های مشابه در دیگر مناطق مرکزی استان یزد استفاده شد که نتایج مشابه آن قابلیت سازگاری روش های مذکور را در دیگر نقاط نیز به اثبات می رساند.

اطلاع از روند تغییرات کاهشی یا افزایشی بارندگی و دبی در حوضه های آبریز نقش مهمی در مدیریت منابع آب و امور مرتبط با مهندسی آب ایفا می کند. در این تحقیق روند تغییرات بارندگی و دبی در حوضه رودخانه قره سو واقع در استان اردبیل در مقیاس های ماهانه، فصلی و سالانه بین سال های 1351 تا 1382 مورد مطالعه قرار گرفته است. برای بررسی وجود و یا عدم وجود روند از آزمون ناپارامتری من-کندال با حذف اثر کلیه ضرایب خودهمبستگی معنی دار و برای بررسی میزان بزرگی آن از آزمون شیب تخمین گر سن در سطوح معنی داری مختلف استفاده گردید. نتایج تحلیل بارندگی و دبی نشان می دهد که جریان رودخانه قره سو در مقیاس سالانه در هر دو ایستگاه این رودخانه روند نزولی دارد. هم چنین روند نزولی معنی دار در داده های دبی در مقیاس فصلی در فصول بهار، پاییز و زمستان مشاهده شد که در آن شدیدترین روند متعلق به فصل زمستان است. بیش ترین میزان کاهش دبی مربوط به ایستگاه دوست بیگلو در فصل بهار (62/0- متر مکعب بر ثانیه در سال) و کم ترین آن مربوط به همین ایستگاه در فصل تابستان می باشد. به طوری که در داده های بارندگی هر دو ایستگاه در مقیاس های ماهانه، فصلی و سالانه روند معنی داری مشاهده نشد.

یخبندان یکی از مخاطرات طبیعی است که معمولاً با خسارت های فراوان مالی و حتی جانی همراه است. سامانه های گردشی جوی نقش اصلی را در وقوع، شدت و چگونگی توزیع فضایی یخبندان ها به خصوص در مناطق معتدله بر عهده دارند. هدف از این تحقیق، شناسایی و بررسی شرایط همدیدی حاکم در زمان وقوع یخبندان های زمستانه منطقه سیستان است. روش مورد استفاده در این تحلیل رویکرد محیطی به گردشی است. بدین منظور دو پایگاه داده مورد نیاز است. جهت دریافت داده های سطح زمین از داده های اقلیمی ایستگاه هواشناسی سینوپتیک زابل و زهک به عنوان نماینده اقلیمی منطقه استفاده شد و طولانی ترین و شدیدترین یخبندان از نظر طول دوره طی دهه اخیر (2010-2000) انتخاب گردید. پایگاه دوم داده ها و نقشه های سطح دریا، 850، و 500 هکتوپاسکال است که از مرکز ملی پیش بینی محیطی[1] و مرکز ملی مطالعات جوی[2] ایالات متحده آمریکا تهیه گردید. پوشش مکانی داده های جوی بین 30 تا 90 درجه شرقی و 10 تا 50 درجه شمالی می باشد. برای نمایش خطوط جریان هوا از محیط نرم افزاری Grads استفاده شده است. نتایج این مطالعه نشان داد که افت فشار منطقه در اثر فعالیت سامانه چرخندی بالخاش و همچنین نفوذ هم زمان فرود ناشی از جریان های غربی به نواحی غرب ایران عامل ایجاد یخبندان و تداوم آن در منطقه سیستان می باشد. استقرار سامانه چرخندی روی دریاچه بالخاش زمینه برای ریزش هوای سرد عرض های بالا و کرانه غربی فرود را به منطقه سیستان فراهم کرده است. انتقال محور فرود به نواحی شرقی تر و شرایط ذکر شده موجب تداوم پدیده یخبندان شده است. شدیدترین یخبندان ها زمانی رخ می دهند که منطقه سیستان در بخش غربی فرود قرار گرفته و از ریزش هوای سرد عرض های شمالی برخوردار شده باشد. عاملی که این شرایط را پدید آورده است تفاوت فشار در جنوب و شمال منطقه سیستان، به ویژه سامانه کم فشار جنوب شرق سیستان است که باعث هدایت و استقرار کرانه غربی ناوه به منطقه می گردد.

هدف این مطالعه بررسی روند تغییرات سرعت باد سطحی در ایران در دو مقیاس ماهانه و سالانه با روش ناپارامتری من کندال با چهار ویرایش متفاوت شامل الف) روش من کندال مرسوم (MK1)، ب) من کندال پس از حذف اثر ضریب خودهمبستگی مرتبه اول معنی دار (MK2)، ج) من کندال پس از حذف اثر کامل ضرایب خودهمبستگی معنی دار (MK3) و د) من کندال با لحاظ کردن ضریب هارست (MK4) می باشد. داده های مورد استفاده در این مطالعه شامل میانگین سرعت باد در دو مقیاس ماهانه و سالانه در دوره آماری 2005-1966 می باشد. بدین منظور از اطلاعات 22 ایستگاه در سطح کشور ایران استفاده شد. برای تخمین شیب خط روند تغییرات سرعت باد، از روش ناپارامتری تخمین گر سن استفاده شد. نتایج نشان داد که گر چه ترکیبی از روندهای مثبت و منفی در ایستگاه های کشور برای میانگین سرعت باد در هر دو مقیاس سالانه و ماهانه تجربه شده است، ولی تعداد ایستگاه های با روند منفی در مقایسه با تعداد ایستگاه های با روند مثبت بیش تر است. در مقیاس سالانه شدیدترین شیب خط روند منفی متعلق به ایستگاه فسا معادل 074/0- متر بر ثانیه در سال و شدیدترین شیب خط روند مثبت متعلق به ایستگاه زابل معادل 141/0 متر بر ثانیه در سال بود. در مقیاس ماهانه شدیدترین شیب خط روند منفی متعلق به ایستگاه فسا معادل 1/0- متر بر ثانیه در سال و شدیدترین شیب خط روند صعودی معادل 18/0 متر بر ثانیه در سال برای ایستگاه زابل مشاهده شده است. نتایج نشان داد که میانه شیب های خط روند اکثر ایستگاه های ایران در تمام ماه های سال (بجز فوریه و نوامبر) منفی است. بنابراین، در حالت کلی می توان نتیجه گرفت که در اکثر ایستگاه های ایران روند سرعت باد در تمام ماه های سال (بجز ماه های فوریه و نوامبر) نزولی است.

در پژوهش حاضر، با بکارگیری روش های آماری و فنون سنجش از دور، برآورد و پهنه بندی پراکنش بیشینه بارش محتمل در استان فارس مورد بررسی قرار گرفته است. هدف اصلی از انجام این پژوهش، پهنه بندی مقادیر بیشینه بارش محتمل با رویکرد استفاده از داده های ماهواره ای و تعیین نحوه توزیع مکانی این مقادیر می باشد. جهت حصول به این هدف، پهنه بندی مقادیر بیشینه بارش محتمل با استفاده از روش درون یابی وزن دهی معکوس فاصله انجام پذیرفته است. بدین جهت داده های ماهانه بارش مستخرج از ماهواره TRMM در بازه زمانی 15ساله (1998-2012) با تفکیک مکانی 25/0 × 25/0 درجه مشتمل بر 183 نقطه دریافت شد. سپس پراکنش زمانی - مکانی بیشینه بارش محتمل در فصول چهارگانه ترسیم گردید. یافته های پژوهش نشان داد که روند افزایشی از جهت جنوب و خاور استان فارس به سمت نواحی باختری و مرکزی بجز در فصل تابستان وجود دارد. شهرستان های رستم، ممسنی و سپیدان از بیشترین میزان (590-770 میلی متر) در فصل زمستان و شهرستان های لارستان، زرین دشت، داراب و آباده از کم ترین میزان بیشینه بارش محتمل در فصل تابستان (4 میلی متر) برخوردار می باشند. همچنین بیشترین مقدار و شدت بارش روزانه مشاهده شده منطقه مورد مطالعه در 20 فوریه سال 1999 با دامنه بارشی 110-130 میلی متر روی داده است.

اهداف: طوفان تندری یکی از پدیده های آب و هوایی است که توسعه و تکامل آن تحت تأثیر عوامل دینامیکی و ترمودینامیک قرار دارد. هدف اصلی تحقیق حاضر، بررسی ویژگی های آماری و ترمودینامیکی رخداد طوفان های تندری در پهنة ایران است. روش: برای رسیدن به هدف مورد نظر، داده های ساعتی 14 ایستگاه سینوپتیک دارای رادیو سوند طی دورة آماری 19 ساله (2009-1991) از آرشیو سازمان هواشناسی دریافت و با استخراج کدهای مربوط به رخداد طوفان تندری فراوانی مکانی- زمانی آن ها بررسی شدند. در ادامه با استفاده از نرم افزار RAOB و نمودار اسکیوتی شاخص های ناپایداری از قبیل CAPE، LI، TT، SI و KI برای طوفان های تندری تجزیه و تحلیل شدند. یافته ها/ نتایج: نتایج حاصل از پردازش کدهای طوفان تندری نشان داد هرچند در مقیاس های زمانی سالانه، فصلی (بیشینه در فصل بهار 39٪ و کمینه در فصل تابستان با 7٪)، ماهانه (بیشینه در ماه های آوریل، مه و کمینه در آگوست) و ساعتی(بیشینه ساعت های 15 و 12) بیشینه و کمینة رخداد طوفان تندری برای پهنة ایران از زمان وقوع مشترکی برخوردارند، امّا رخداد طوفان تندری در هر ایستگاه و منطقه به شرایط مکانی و زمانی آن بستگی دارد. مقایسة دهه ای این پدیده نشان دهندة فراوانی وقوع بیشتر آن طی دورة 2000 -1991 نسبت به دورة 2009-2000 است. نتایج حاصل از بررسی و محاسبة شاخص های ناپایداری نشان داد که هم زمان با رخداد طوفان های تندری در سطح ایران، میزان همرفت و ناپایداری برای درصد قابل توجّهی از این پدیده در محدودة پایین این شاخص ها قرار دارد. نتیجه گیری: بر اساس نتایج آماری و ترمودینامیکی به دست آمده از این تحقیق می توان گفت که رخداد طوفان تندری در ابتدا وابسته به فصل اقلیمی هر منطقه است و عوامل محلّی همچون همرفت می توانند به عنوان عوامل ثانویه در رخداد طوفان های تندری مؤثر باشند.

برای مطالعة خشکسالی روش های مختلفی وجود دارد. روش تحلیل داده های بارندگی، جزو عمومی روش های تحلیل خشکسالی به شمار می رود؛ لذا پیش بینی دقیق و پیش از وقوع بارش می تواند شرایط را برای ارزیابی وضعیت خشکسالی فراهم نماید. هدف این پژوهش، بررسی تأثیر پیش پردازشِ داده های بارش ماهانة ایستگاه سینوپتیک سنندج بر عملکرد مدل درخت تصمیم در پیش بینی خشکسالی در ایستگاه سینوپتیک سنندج می باشد. در این پژوهش از الگوریتم CART به عنوان یکی از انواع درختان تصمیم رگرسیونی جهت پیش بینی بارش 12 ماه بعد استفاده شده و جهت ارزیابی درخت های ایجاد شده از معیارهای آماری مختلف استفاده شده است. داده های مورد استفاده در این پژوهش مربوط به آمار ماهانة بارندگی، رطوبت نسبی، دمای حداکثر، دمای متوسط، جهت باد و سرعت باد در دورة آماری (1389- 1349) است. نتایج حاصل از پژوهش نشان می دهد که در ایستگاه سینوپتیک سنندجدرخت تصمیم گیریرگرسیونی،مدلینسبتاًکارادرپیش بینی خشکسالی می باشد؛ به طوری که درشبیه سازی هایصورتگرفته،زمانیکهاز میانگینمتحرّکپنجسالة داده هابرایاجرایمدلاستفادهگردید، ترکیب بارشقبلی ودمایحداکثر بهعنوانمناسب ترینحالت با مقدار خطای 06/0 شناساییشده و اعمال میانگین متحرک روی داده های اصلی در بهبود کارایی مدل مؤثر است. در این شرایط، روش درخت تصمیم رگرسیونی ایستگاه سنندج با ضریب اطمینان بالایی میزان بارش را 12 ماه پیش از وقوع بر آورد نمایند.

امروزه خشکسالی یک معضل جدّی و گریبانگیر دربسیاری از کشور های جهان است؛بنابراین پیش بینیِ آن از اهمیت به سزایی برخوردار می باشد. در این تحقیق، کارایی شبکة عصبی مصنوعی و سیستم استنتاج عصبی - فازیتطبیقی به عنوان روش هایی مؤثر برای پیش بینی شدت خشکسالی حوزة ""مُند"" استان فارس مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور از داده های بارندگی ماهانة ایستگاه باران سنجی تنگاب استان فارس با دورة آماری 32 ساله استفاده گردید. شدت خشکسالی در دورة ماهانه با استفاده از شاخص بارندگی استاندارد شده (SPI) تعیین شد؛ سپس به وسیلة مدل های ANN وANFIS و با استفاده از شاخص SPI پیش بینی شدت خشکسالی انجام گردید. از بین داده های موجود، 70 درصد به عنوان داده های آموزش و مابقی به عنوان داده های اعتبارسنجی و داده های آزمون انتخاب شد؛ سپس از طریق معیار های آماری شامل ضریب همبستگی، میانگین مجذور مربعات خطا و ضریب ناش به کارایی عملکرد مدل ها پرداخته شد. نتایج نشان دادد که دقت روش شبکه های عصبی مصنوعی از روش سیستم استنتاج عصبی - فازیتطبیقی بیشتر می باشد؛ همچنین یافته های حاصل از این بررسی نشان می دهد که هرچه پراکندگی داده های ورودی مدل بیشتر باشد مدل استنتاج عصبی - فازی تطبیقی دارای توانایی بیشتری در شبیه سازی این نوع از داده ها می باشد.

تغییرات آب و هوایی با تغییر الگوهای اقلیمی و به هم ریختن نظم اکوسیستم ها ، عواقب جدی بر محیط زیست وارد می کند. تغییر در الگوهای آب و هوایی می تواند به وقوع سیل های شدید، گرما و سرماهای شدید، تکرار بیشتر خشکسالی ها، بالا آمدن سطح آب دریا، گرم شدن جهانی هوا و ذوب شدن یخ های دائمی منجر شود. هر یک از این پدیده ها می تواند ذخایر غذایی یک منطقه را در معرض خطر قرار دهد. تروپوپاز مرز انتقالی بین هوای فعال و مرطوب لایه تروپوسفر و هوای خشک استراتوسفر است. مشاهدات و مدل های اقلیمی نشان دهنده آن است که تروپوپاز در حدود 5 تا 10 مایلی (8 تا 16 کیلومتری) بالای سطح زمین قرار دارد. تغییرات رطوبت درون ستون جو یکی از عناصر مهم در تغییر ارتفاع لایه تروپوپاز و به تبع آن ارتفاع تروپوپاز یکی از عناصر مهم در آشکارسازی تغییر اقلیم در هر منطقه می تواند باشد. در 16 نمونه از سامانه های بارشی اتفاق افتاده در خراسان رضوی در فاصله زمانی 2000 تا 2010 ، در بررسی همدیدی لایه تروپوپاز در زمان های وقوع بارش و 48 ساعت قبل و بعد از بارش می توان اینگونه نتیجه گرفت که گرمای بادرو آزاد شده از طریق میعان و بارش اتفاق افتاده در لایه زیرین و میانی وردسپهر، به تدریج ستون هوای روی خود را گرم تر کرده و در طی روزهای بارشی، جو در ورد سپهر و به تبع ارتفاع تروپوپاز افزایش می یابد. فشار مرکزی هسته پرفشار ارتباط نزدیکی با شدت بارش در روز اوج بارش دارد. به عبارت دیگر هرچه شدت بارش بیشتر باشد، فشار مرکزی پر فشار نیز بیشتر است. به این ترتیب رابطه بسیار خوبی بین رطوبت لایه جو و گرمای بادرو حاصل از آن و ارتفاع تروپوپاز وجود دارد. بنابراین در زمان های وقوع بارش ارتفاع تروپوپاز افزایش و در روزهای عدم بارش ارتفاع تروپوپاز کاهش می یابد. از این رو با بررسی ارتفاع تروپوپاز می توان نوسانات اقلیمی منطقه را بررسی کرد.

تعیین شاخص اقلیمی و الگوهای جوّی برف سنگین شمال غرب در راستای روش شاخص سازی با رویکرد محیط به گردش در اقلیم شناسی همدید است. برای این هدف، داده های روزانه دما و بارش زمستان 12 ایستگاه دیده بانی همدید دوره 1989- 2010 از هواشناسی ایران و ارتفاع ژئوپتانسیل متر تراز 500 ه.پ. در محدوده جغرافیایی 10 تا 65 درجه شمالی و 15 تا 80 درجه شرقی از مراکز پیش بینی محیطی و مطالعات اقلیمی آمریکا استفاده شد. 74 روز بارش برف سنگین و فراگیر در منطقه تعیین، شاخص ها و الگوهای همدید با روش تحلیل مؤلفه اصلی مشخص گردید. مناطق با همبستگی فضایی در طی زمان، مرکز فعالیت ، در سطوح میانی جو به ترتیب: تاوه قطبی، اروپای غربی- سیبری مرکزی، بالکان، آسیای مرکزی و آناتولی می باشند. این مراکز با الگوی فرود عمیق آسیای غربی، مانع اروپا، فراز آسیای مرکزی و سردچال قفقاز مرتبط است، که با همگرایی و صعود هوا با کاهش شدید دما، ریزش برف سنگین منطقه را موجب می شوند. پرفشار سیبری منطبق بر کانون آسیای مرکزی در سطوح میانی جو، عامل مهم در تداوم و تقویت الگوهای جوی فوق است.

بخار آب موجود در جو، با جذب امواج تشعشعی با طول موج بلند بر تعادل دمای زمین تأثیر بسزایی می گذارد؛ ازاین رو، هدف اصلی این پژوهش شناسایی پراکنش فضایی رطوبت نسبی در ایران است. به این منظور، ابتدا به تشکیل پایگاه داده های شبکه ای رطوبت در ایران اقدام شد؛ سپس داده های این پایگاه در دورة آماری سی ساله ای، در بازة زمانی روزانه از 01/01/1982 تا 31/12/2012 میلادی مبنای پژوهش قرار گرفت و یاخته ای به ابعاد 15×15 کیلومتر بر منطقة پژوهش گسترانیده شد. به منظور دستیابی به تغییرات درون سالی رطوبت در ایران، از روش های نو آمار فضایی ازقبیل خودهمبستگی فضایی موران جهانی، شاخص انسلین محلی موران و لکه های داغ با استفاده از امکانات برنامه نویسی در محیط بهره برده شد. نتایج این پژوهش نشان داد که پراکنش فضایی رطوبت در ایران دارای الگوی خوشه ای بالاست. در این بین، براساس شاخص موران محلی و لکة داغ، الگوهای رطوبتی در شمال، شمال غرب و شمال شرق، غرب و جنوب غرب کشور دارای الگوی خودهمبستگی فضایی مثبت (الگوی رطوبتی نمناک) و بخش های جنوب شرقی و مرکزی کشور دارای خودهمبستگی فضایی منفی (الگوی رطوبتی خشک) بوده است. در طی دورة پژوهش، بخش اعظمی از کشور (حدود نیمی از کل مساحت) دارای الگوی معناداری یا خودهمبستگی فضایی بوده است.

استان فارس به سبب تنوع مکان های ژئومورفیک در ارتباط با عملکرد دیاپیریسم، از توانایی بالقوه آمایش ژئوتوریسمی برخوردار است. عملکرد این دیاپیریسم در استان، به صورت پلاگ ها و گنبدهای نمکی رخنمون یافته است. به گونه ای که تعداد 56 پلاگ نمکی در محدوده فارس و در زون زمین شناسی کمربند زاگرس گزارش شده است. اکثر این مکان ها دارای جاذبه زمین شناختی بوده و قابلیت تبدیل شدن به ژئوسایت را دارند. هم چنین با توجه به ارزش علمی، فرهنگی- تاریخی، زیبایی شناختی و اجتماعی- اقتصادی، از گنبدهای نمکی می توان به عنوان مکان های ژئومورفیک نام برد. در پژوهش حاضر سعی بر ورود برآوردهای کمی در مدیریت ژئوتوریسمی کشور شده است. این کار با استناد به اطلاعات و آمار موجود اعم از ژئولوژیک، ژئومورفیک، توپوگرافیک و حوزه های دموگرافیکی استان و با بهره گیری از آنالیزهای اولیه در محیط سیستم اطلاعات جغرافیائی (GIS) انجام گردیده است. متغیرهای مختلفی در مدیریت بهینه ژئوتوریسم دیاپیری استان فارس مورد بررسی قرار گرفته اند که با توجه به ضابطه ها و محاسبات انجام شده به این ترتیب اولویت بندی شده اند: راه (تقریباً 100%)، تجهیزات مراکز شهرستان (98%)، ارتفاع گنبدها (97%)، فاصله گنبدها از آبادی ها (82%). خروجی های این پژوهش، کاربرد ژئوتوریسم دیاپیری در تسریع روند توسعه پایدار منطقه و پیشرفت اقتصادی مراکز شهرستان ها و حتی آبادی های نزدیک این گنبدها، که بستر ژئوسایت ها هستند را نشان می دهد.

رطوبت خاک یکی از مهم ترین متغیرهای محیطی است و شناخت تغییرات مکانی و زمانی آن، بینش ارزشمندی را در مطالعه مراحل مختلف هیدرولوژیکی و مدل های آب و هوایی به همراه دارد. هدف از پژوهش، دسترسی به پایگاه های دور یا بیرون از دستِ رطوبت خاک در مناطق خشک و نیمه خشک است. داده های ماهواره ای لندست8 در منطقه ی خشک و نیمه خشکی از استان خراسان رضوی تهیه و پس از آماده سازی و پیش پردازش، به همراه مقادیر محاسبه شده ی چندین نمایه ی طیفی، تجزیه ی مؤلفه های اصلی و تبدیل داده ی تسلدکپ، به عنوان متغیرهای پیش بینی کننده، مورداستفاده قرار گرفتند. به روشِ آمار مکانی شاخص مورانز توأم با شاخص خوشه بندی حداقل- حداکثر، همبستگی جغرافیایی داده ها بررسی شد. همبسته ترین متغیرها نیز به روش رگرسیون اکتشافی و روش همبستگی دومتغیره، با محاسبه ی عامل تورم واریانس، ضریب پیرسون و ضریب تعیین، در سه سطحِ رطوبتیِ مساوی یا بیشتر از 5%، 4 تا 5 درصد و مساوی یا کمتر از 4%، مشخص شدند. پی ریزی توابعِ تخمین رطوبت سطحی خاک نیز، با هفت روشِ رگرسیون حداقل مربعات جزئی (PLSR)، رگرسیون چندگانه یِ گام به گام، رگرسیون چندگانه یِ پس حذف رو، رگرسیون چندگانه یِ پیشرو، رگرسیون چندگانه یِ وارد شونده، رگرسیون چندگانه یِ عزل و آزمونِ اعتبار متقاطعِ درختی (M5P) انجام گرفت. 188 نمونه خاک هم زمان با گذر ماهواره از منطقه برداشت و 25 درصدِ آن ها با انتخاب تصادفی، در مرحله اعتبارسنجی استفاده شدند. بررسی دقت توابع و معرفی دقیق ترین مدل ها، با محاسبه ی 5 معیارخطاسنجی انجام شد که نتایج حاصل از مقایسه ی آماره های خطاسنجی در گام نهایی، به معرفی سه مدل برای سه سطح رطوبتیِ موردنظر ختم گردید. نتایج نشان دادند که تصاویر ماهواره، توانایی مناسبی برای تخمین رطوبت سطحی خاک دارند و مدل های معرفی شده، از ضریب همبستگیِ مناسبِ بیشتر از 5/0 (504/0 تا 618/0) برخوردارند. نتایج اعتبارسنجی مدل نیز نشان داد که روش تحقیق از دقت مناسبی (425/1 تا 585/0 RMSE=، و خطای نسبیِ 5 درصد)، در تخمین رطوبت سطحی خاک برخوردار است. میانگین خطای اریب در مدل های معرفی شده غالباً کمتر از یک است، بااین وجود مقدار این آماره تمایل به بیش بر آوری را در مدل معرفی شده برای سطح رطوبتیِ 5%≤ و تمایل به کم برآوری را برای دو مدل معرفی شده ی دیگر نشان می دهد. نسبت انحراف کارایی مدل ها (RPD) نیز با احتسابِ انحراف معیارِ (158/1 تا 221/0SD=)، 38/0 تا 93/0 برآورد شد.

چشمه های آب معدنی شهر سرعین نقش بسیار مهمی در تأمین منابع آب و همچنین رونق اقتصادی و جذب گردشگری منطقه دارد. از اینرو مطالعه روند تغییرات کمّی و کیفی آب بسیار حائز اهمیت است. در این مطالعه با استفاده از آزمون ناپارامتری مان کندال نسبت به بررسی و تعیین روند پارامترهای کمّی و کیفی چشمه های 9گانه ی آبگرم معدنی شهر سرعین واقع در شمال غرب ایران در دوره ی آماری 1389-1360 در 3 سطح معنی داری 1%، 5% و 10% اقدام گردیده است. متغیّرهای مورد بررسی شامل دبی و دما با داده های ماهانه 25 ساله و متغیّرهای اسیدیته، میزان سیلیس، هدایت الکتریکی و سختی کل با داده های سالانه 30 ساله می باشد. بدین منظور ابتدا خودهمبستگی معنی دار مرتبه ی اول از سری داده ها حذف و سپس برای هر سری زمانی شیب خط روند با روش تخمین گر Sen محاسبه شد. در نهایت مطابقت کلی نسبتاً قابل قبولی با فرض اولیه تحقیق مبنی بر کاهش آبدهی و افزایش دما به دلیل گرمایش زمین در نتایج مشاهده گردید. اکثرچشمه ها دارای آبدهی با روند منفی معنی داربودند و به عبارتی روند آبدهی چشمه ها کاهشی بوده است. در مورد دمای چشمه ها نیز3 چشمه افزایش دما و 2 چشمه کاهش دما داشته و سایر چشمه ها فاقد روند دمایی می باشند. اسیدیته و میزان سیلیس اکثر چشمه ها در 30 سال دوره ی سالانه افزایش یافته و هدایت الکتریکی و سختی کل اکثر چشمه ها کاهش یافته است.

رودخانه های طبیعی تحت تأثیر عوامل و متغیرهای مختلف، پیوسته ازنظر ابعاد، شکل، راستا و الگو در حال تغییرند. رودخانه ازنظر ژئومورفیک بی تردید پدیده ای پویاست و شواهد مورفولوژیک زمین شناسی حاکی از آن است که بیشتر رودخانه ها در معرض تغییرات مستمر قرار دارند .در این پژوهش مورفولوژی رودخانه دالکی در استان های فارس و بوشهر با مقایسه زمانی – مکانی موردبررسی قرارگرفته است، لذا با توجه به ویژگی های منحصربه فرد این رودخانه و فراوانی مئاندرهای تشکیل شده در طول مسیر رودخانه دالکی تصمیم گرفته شد با استفاده از تکنیک های سنجش ازدور و GIS در یک بازه زمانی 38 ساله و داده هایی شامل نقشه های توپوگرافی 50000/1، 250000/1 و تصاویر ماهواره ای لندست سنجنده های MSS و OLI تغییرات رودخانه موردبررسی قرار گیرد. ابتدا تصاویر ماهواره ای در نرم افزار ArcGIS رقومی گردید و مسیر رودخانه به 4 بخش تقسیم شد و به وسیله برازش دایره های مماس بر قوس پارامترهای هندسی رودخانه مانند ضریب خمیدگی، شعاع نسبی، طول موج، زاویه مرکزی، طول خط مرکزی و میانگین شعاع دایره محاسبه و تغییرات به وجود آمده در 4 بخش در طول مسیر رودخانه با توجه به شکل و الگوی رودخانه مورد مقایسه قرارگرفته است. با مقایسه پارامترهای هندسی به دست آمده در بخش های موردمطالعه نتیجه این شد که ضریب پیچشی درتمام بخش ها افزایش داشته به گونه ای که در بخش 4، رودﺧﺎﻧﻪ در حال گذر از حالت پیچان رودی به سمت حالت پیچان رودی شدید و ﻣﺘﻮﺳﻂ ﺿﺮیﺐ ﭘیﭽﺸی از 84/1 ﺑﻪ 96/1 افزایش پیداکرده اﺳﺖ. بخش های 2،1و3 این رودخانه ازنظر توسعه پیچان رودی در رده پیچان رودی زیاد توسعه یافته قرار دارد و بخش 4 در رده رودخانه شاخ گاوی قرار دارد.

رخدادهای طبیعی فرآیندهای پیچیده ای هستند که بر تمامی بخش های کره زمین تأثیرگذارند که دراین بین زمین لغزش به عنوان یکی از مهم ترین معضلات جهانی باعث خسارات عدیده ای به مناطق مسکونی، جاده ها، زمین های کشاورزی و... می گردد که با شناسایی عوامل مؤثر در وقوع حرکت های توده ای و پهنه بندی آن، می توان کمک مؤثری در تدوین برنامه مدیریت خطر و کاهش خسارات ناشی از وقوع این پدیده نمود. هدف از انجام این پژوهش نیز پهنه بندی خطر زمین لغزش با استفاده از مدل تحلیل شبکه (ANP) در حوضه پیوه ژن دامنه جنوبی بینالود می باشد. بدین منظور، لایه های اطلاعاتی 10 عامل: ارتفاع، بارش، شیب، جهت شیب، زمین شناسی، تراکم پوشش گیاهی، کاربری اراضی، فاصله از جاده، فاصله از رودخانه و فاصله از گسل تهیه شد. سپس جهت تهیه نقشه پهنه بندی از مدل ANP استفاده گردید. نتایج حاصل از این مدل نشان می دهد که عوامل فاصله از رودخانه و فاصله از جاده به ترتیب بیشترین امتیاز وزنی(0.228 و 0.204) و شیب و جهت شیب کمترین وزن(0.012، 0.021) را در حوضه موردمطالعه به خود اختصاص دادند. از تعداد 31 زمین لغزش رخ داده در حوضه مطالعاتی، 17 زمین لغزش در فاصله 50-0 متری و 14 زمین لغزش دیگر در فاصله 150-50 متری از رودخانه به وقوع پیوسته است که نشان از تأثیر مستقیم و مهم فرسایش و زیر شویی رودخانه می باشد. همچنین فعالیت های انسانی نظیر جاده سازی در حوضه موردنظر خطر وقوع زمین لغزش را چندین برابر نموده است به طوری که 22 زمین لغزش در فاصله 0 تا 500 متری از راه های ارتباطی، رخ افتاده و راه ها را مورد هجوم خود قرارداده اند. درنهایت، بر اساس نتایج حاصل از این پژوهش و انطباق داده های زمین لغزشی و مشاهدات میدانی، می توان گفت مدل ANP می تواند به عنوان مدلی مناسب و کارآمد برای پیش بینی پدیده لغزش به کار گرفته شود به طوری که در پژوهش حاضر 5/64 درصد زمین لغزش های حوضه در پهنه های خیلی زیاد و زیاد به وقوع پیوسته است.