درخت حوزه‌های تخصصی

یکی از مسائل مهم در عصر حاضر، مسئله ی تغییر اقلیم می باشد که از مهم ترین نشانه های قابل مشاهده ی آن بارش های سنگین است که گاه مخرب و زیان بار بوده و تأثیرات ناخوشایندی بر محیط زندگی انسان وارد می سازند و به نظر می رسد این بارش ها از یک منشأ معینی بوجود نمی آیند و هر بخش از ایران دارای الگوی متفاوتی است. لازمه ی شناسایی این الگوها، انجام مطالعات کافی از شرایط همدیدی و دینامیکی این رخدادها می باشد. بدین منظور در این تحقیق با بهره گیری از رویکرد محیطی به گردشی و انجام یک تحلیل خوشه ای بر روی داده های بارشی 61 ایستگاه باران سنجی، سینوپتیک و کلیماتولوژی سازمان هواشناسی استان خراسان جنوبی طی دوره آماری بین سال های 1990 تا 2007، چهار الگوی گردشی در تراز500 هکتوپاسکال شناسایی شد. سپس جهت تحلیل بارش ها در هر الگو، یک روز به عنوان نماینده با ضریب همبستگی 95% معرفی شد. همچنین به بررسی منابع رطوبتی و وضعیت رودباد در زمان رخداد بارش ها پرداخته شد. نتایج تحلیل ها نشان داد که دو الگوی گردشی به نام های فرود دریای خزر- احمر و فرود مدیترانه- جنوب اروپا بیشتر بارش ها را توجیه می کنند و بیش از 60 درصد بارش ها در این دو الگو رخ می دهد.از نظر منبع رطوبتی می توان گفت سه منطقه ی دریای مدیترانه،دریای عرب و خلیج فارس در این بارش ها نقش داشته اند. این یافته ها می تواند نقش مهمی در پیش بینی بارش و جلوگیری از وقوع سیل و خسارات ناشی از آن در منطقه ایفا نماید.

در این پژوهش، با استفاده از مدل ریزمقیاس نمایی آماری LARS-WG5.1، تغییرات بارش و دمای ماهانه در جنوب شرق کشور بر اساس خروجی چهار مدل با سه سناریوی مشترک (A1B ، A2 و B1 )، پس از بررسی توان مندی مدل لارس در شبیه سازی اقلیم گذشته، همچنین با درنظرگرفتن عدم قطعیت ها طی سه دورة زمانی آینده (2011-2030، 2046-2065 و 2080-2099) بررسی شد. یافته های پژوهش نشان از افزایش دما بر اساس تمام مدل- سناریوها، طی دوره های آتی دارد، به طوری که میزان این افزایش دما در ایستگاه های واقع در خشکی از ایستگاه های مناطق ساحلی بیشتر است. برعکس رفتار یکنواخت افزایشی در دما، تغییرات فصلی بارش در ایستگاه های مختلف بسیار نوسانی است. مقدار بارش طی فصول سرد سال در تمامی ایستگاه ها روندی افزایشی دارد، در حالی که بارش های بهاره روی ایستگاه های واقع در خشکی نسبت به نواحی ساحلی افزایش بیشتری خواهد داشت، به طوری که در آینده می توان انتظار افزایش وقوع سیلاب های بهاره را در این مناطق داشت. نتایج تحلیل عدم قطعیت ها نیز نشان داد که بهترین عملکرد در شبیه سازی مقدار دمای ماهانه را مدل HADCH3 و ضعیف ترین عملکرد در شبیه سازی مقدار بارش ماهانه را مدل INCM3 نسبت به سایر مدل- سناریوها دارد.

به منظور تخمین سرعت نمو ارقام گلرنگ اراک، زنده رود و گلدشت با استفاده از درجه حرارت و طول روز، از آزمایشات تاریخ کاشت این ارقام طی سال های 1388-1383 در مزرعه تحقیقات کشاورزی کبوتر آباد اصفهان استفاده شد. برای تعیین مدل سرعت نمو هر مرحله، سرعت هر مرحله به عنوان متغیر تابع و متغیر های حرارتی، طول روز و حاصل ضرب متغیر های حرارتی با متغیر های طول روز به عنوان متغیر مستقل در رگرسیون مرحله ای مورد استفاده قرار گرفتند. مرحله ای از رگرسیون به عنوان مدل مناسب انتخاب گردید که ضریب رگرسیون و ضریب تشخیص جزء آن حداقل در سطح احتمال 5 درصد معنی دار بوده و حداکثر ضریب تبیین کل را داشته باشد. تعداد روز از کاشت تا سبز شدن، سبز شدن تا تکمه دهی، سبز شدن تا گلدهی و تا رسیدگی و گلدهی تا رسیدگی از تاریخ های کاشت تأثیر پذیرفت. با افزایش دما، طول مراحل نمو کاهش یافت. طول دوران سبز شدن تا تکمه دهی و تا گلدهی بیشترین تأثیر را از طول روز پذیرفت و با افزایش آن کاهش یافتند. میانگین درجه حرارت تنها متغیری بود که وارد مدل شد و حدود 76 درصد تغییرات سرعت سبز شدن ارقام مورد مطالعه را توضیح داد. حدود 83 درصد سرعت نمو مرحله سبز شدن تا تکمه دهی به وسیله حاصل ضرب درجه حرارت حداکثر در طول روز توجیه گردید. مربع درجه حرارت حداکثر در مربع طول روز حدود 92 درصد تغییرات سرعت نمو مرحله سبز شدن تا گلدهی را بیان نمود. مربع درجه حرارت حداکثر در مربع طول روز با توان چهارم درجه حرارت حدود 81 درصد واریانس سرعت نمو مرحله سبز شدن تا رسیدگی را بیان نمودند. مکعب درجه حرارت حداقل، تنها متغیری بود که سرعت مرحله گلدهی تا رسیدگی را به میزان 47 درصد توضیح داد.

رژیم بارش به توزیع فصلی- ماهانه بارندگی اشاره دارد. با شناخت این ویژگی، می توان به بخش های مهمی از ساز و کار(های) حاکم بر توزیع زمانی بارش پی برد. رژیم بارش می تواند بر عملکرد سایر اجزاء اقلیم تاثیر گذاشته و برآیند آن پیامدهای مثبت یا منفی خواهد بود. در مطالعه حاضر با استفاده از آمار بارندگی ماهانه 73 ایستگاه طی دوره آماری 2005-1966رژیم بارندگی شمال غرب کشور مورد توجه قرار گرفت. در این راستا از سه نمایه بارش (ضریب تغییرات، نمایه یکنواختی و نمایه فصلی) بهره گرفته شد. هر سه نمایه بیان گر ویژگی های کما بیش یکسان از رژیم بارش پهنه مورد مطالعه بود. نتایج نشان داد که کم ترین ضریب تغییرات و بیش ترین یکنواختی بارش در شمال شرق پهنه مورد بررسی رخ می دهد. این بخش دارای رژیم بارش یکنواخت با یک فصل مرطوب می باشد که نشان می دهد سامانه های متنوع باران زایی در این بخش ها از بیشینه فعالیت برخوردارند. در نقطه مقابل آن، بخش جنوب غربی پهنه، دارای رژیم بارش کاملاً متمرکز است که بازتابی از تاثیر فزاینده سامانه های متمرکز در یک فصل است. حدود 80 درصد از پهنه اخیر دارای رژیم بارش فصلی با یک فصل خشک کوتاه است.

تروپوپاز لایة انتقالی از وردسپهر به پوش سپهر است. این لایه تعیین کنندة حد بالایی و ضخامت وردسپهر است. در پژوهش حاضر از داده های ژرفاسنج مادون قرمز اتمسفری (AIRS) سنجندة مودیس آکوا ماهواره (EOS) استفاده شد. این محصول به شکل پارامترهای ژئوفیزیکی است و در شبکه ای به ابعاد 1×1 درجة قوسی توزیع شده است. این داده ها از 180- تا 180 طول جغرافیایی و 90 تا 90 عرض جغرافیایی موجودند که از سامانه تطبیقی پردازش مودیس (MODAPS) دریافت شدند. پس از بارگیری تصاویر مربوط به سال های 2003 تا 2015 میلادی، داده ها وارد نرم افزار MATLAB شد و مقادیر ارتفاعی تروپوپاز برای ماتریسی به ابعاد 12×155 برای هر سال محاسبه شد (155 معرف مقادیر شبکه های محاط در مرز ایران و دوازده ماه های سال اند). نتایج حاصل از پردازش های تصویر وارد محیط نرم افزار ArcGis10.2 شد و نقشه های هر ماه با استفاده از روش کریجینگ به واسطة کمترین مقدار خطا تهیه گردید. نتایج نشان داد در ماه فوریه بیشترین اختلاف ارتفاع بین جنوب و شمال کشور رخ می دهد. تقریباً در همة پهنة کشور منحنی هم ارتفاع موازی و مداری اند. در ماه های گرم سال ارتفاع تروپوپاز در جنوب شرق کاهش می یابد و بالاترین ارتفاع تروپوپاز در مرکز کشور رخ می دهد.

در این پژوهش به مطالعه تغییرات عوامل مختلف هواشناسی در سه ارتفاع 170، 130 و 5 سانتیمتری از سطح و در ساعات 6:30، 12:30 و 18:30 به وقت محلی (3:30+ به وقت گرینویچ)، در روزهای آبیاری و غیر آبیاری در پارک گیاهشناسی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران به مدت 62 روز در فصل تابستان پرداخته شد که از این تعداد بطور متناوب 15 روز آبیاری توسط سیستم آبیاری بارانی انجام پذیرفت (7 روز آبیاری در صبح و 8 روز آبیاری در بعد از ظهر). نتایج بررسی ها نشان داد که آبیاری در صبح (8 تا 11:30) باعث کاهش دمای خشک و دمای حداکثر و افزایش دمای تر و رطوبت نسبی در تمامی ساعات و ارتفاعات مختلف دیده بانی می گردد در حالی که آبیاری در بعد از ظهر (13 تا 16:30) باعث افزایش دمای خشک، دمای حداقل، دمای حداکثر و کاهش دمای تر و رطوبت نسبی در تمامی ساعات و ارتفاعات مختلف دیده بانی می گردد.

گرد و غبار یکی از رویدادهای جوی مناطق خشک و نیمه خشک جهان است که در سال های اخیر افزایش قابل توجه ای داشته و آثار و پیامدهای نامطلوبی را در بخش های مختلف بر جای گذاشته است. در این پژوهش از تصاویر سنجنده مودیس به منظور شناسایی و انتخاب بهترین الگوریتم تشخیص گرد و غبار استفاده شد. بدین منظور سه رویداد گرد و غبار جنوب غرب ایران در سال 2012 با استفاده از پنج الگوریتم مختلف شناسایی شامل BTD آکرمن، شاخص گرد و غبار، میلر، TIIDI و DUST RGB ، بارزسازی شدند و روش ها مورد مقایسه قرار گرفتند. بررسی های به عمل آمده نشان داد که روش های BTD آکرمن، شاخص گرد و غبار و میلر نیازمند تنظیم آستانه برای هر رویداد هستند؛ از این رو آستانه های مناسب برای هر رویداد با استفاده از روش هیستوگرام تعیین و ریزگردها شناسایی شدند. روش TIIDI نیز قابلیت تفکیک گرد و غبار از سایر پدیده ها را بر روی زمین داشت ولی نتوانست گرد و غبار روی آب را به خوبی بارزسازی کند. در روش DUST RGB به خوبی گرد و غبار از بقیه عوارض قابل تشخیص بود. همچنین نتایج طبقه بندی و ارزیابی صحت تصاویر نشان داد که در هر سه رویداد گرد و غبار، روش DUST RGB بالاترین صحت کلی را در میان سایر روش ها دارا می باشد. بنابراین بر اساس نتایج به دست آمده از ماتریس خطا و ارزیابی صحت، روش مذکور به عنوان بهترین الگوریتم شناسایی گرد و غبار انتخاب گردید.

هدف اصلی این مقاله، بیشتر نمایش نوسانات و روند کما بیش یکنواخت سری های دما و سازگاری آن ها با آنچه که در سطح جهانی اتفاق افتاده است، می باشد. به علاوه تخمین جدیدی از روند منطقه ای دمای کمینه و بیشینه سالانه در ایران را بعد از کشف نقاط ناهمگن طبیعی و غیرطبیعی داده های 33 ایستگاه همدیدی کشور که دوره 2010-1960 را پوشش می دهند، ارائه می دهد. 22 ایستگاه دیگر با طول دوره کمتر، برای تایید تغییرات و نوسانات در دوره های مشترک آماری و به عنوان شاهد مورد استفاده قرار گرفتند. به دلیل مشابهت نتایج آزمون های همگنی و جلوگیری از پیچیده سازی مطلب، کار ارزیابی همگنی فقط بر اساس نتایج حاصل از بررسی آزمون همگنی استاندارد نرمال (SNHT) از نوع مطلق، ، نظریات کارشناسی و استفاده از فراداده ها انجام گردید. نقاط ناهمگن تعیین، و موارد طبیعی و غیر طبیعی آن تفکیک گردیدند. پس از تعدیل ناهمگنی های غیر طبیعی سری های زمانی دما، نشان داده شد که کشور می تواند به ده زیر ناحیه برحسب نوسانات، تغییرات و روند دمایی یکنواخت طبقه بندی شود. هم چنین نشان داده شد که کشور ایران با دارا بودن اقلیم های متفاوت، ضمن افت و خیز های نسبی یکنواخت، شاهد روند افزایشی میانگین دماهای کمینه و بیشینه سالانه به ترتیب با نرخ هایی حدود 5/0-4/ و 3/0-2/0 درجه سلسیوس بر دهه بوده است. روند های منفی ارائه شده و هم چنین تفاوت نرخ روند های مشاهده شده در ایستگاه های مجاور و هم اقلیم در مطالعات قبلی صرفا به علت جابجایی و تغییر در شرایط محیطی ایستگاه ها بوده است. نادیده گرفتن این ناهمگنی های دمایی در مطالعات قبلی ، خطاهایی در مشخصه های آماری و عدم قطعیت هایی در روندهای دراز مدت را نیز به دنبال داشته است.

تغییر اقلیم بر روی کمبود دبی جریان رودخانه، سیلاب ها و زوال سیستم آبی تأثیر دارد که با پیش بینی آن می توان مدیریت بهتری بر روی منابع آبی داشت. در این تحقیق با استفاده از مدل های AOGCM و عدم قطعیت مربوط به آن ها روند تغییر اقلیم حوضه آبخیز هراز برای دوره 2030-2011 با سناریو انتشار A2 بررسی شد که در این راستا از شش مدل اقلیمی در ایستگاه های بلده و رینه استفاده شد. حوضه آبخیز هراز با مساحت 4012 کیلومتر مربع در استان مازندران واقع شده است. برای بررسی تأثیر تغییرات اقلیمی بر جریان خروجی حوضه از مدل توزیعی SWAT استفاده شد، این مدل به تغییرات زمین و آب و هوا حساس می باشد. به منظور واسنجی و صحت سنجی مدل از دبی جریان در دوره زمانی 2014-2000 استفاده شد. بعد از اطمینان از کارایی مدل، میزان تغییرات اقلیمی ریزمقیاس شده توسط مدل های مطالعاتی برای هر یک از فاکتورهای اقلیمی ورودی به مدل SWAT اعمال و تغییرات رواناب در دوره های آتی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج مدل های اقلیمی نشان داد که متوسط حداقل و حداکثر دمای سالانه برای دوره آتی به ترتیب 63/0 و 85/0 درجه سانتی گراد افزایش خواهد یافت و متوسط بارندگی سالانه برای منطقه مورد مطالعه به میزان 18 درصد کاهش خواهد یافت. همچنین نتایج مقایسه دبی جریان های شبیه سازی شده نشان داد که میزان دبی اوج برای دوره آتی افزایش خواهد یافت، درحالی که متوسط دبی جریان رودخانه به مقدار 14 درصد کاهش خواهد یافت. بنابراین لازم است جهت جلوگیری از مخاطرات محیطی و برنامه ریزی طولانی مدت به تغییرات اقلیمی نیز توجه شود.

در حاشیه دریاهای گرم، بر اثر افزایش دما و رطوبت نسبی پدیده ی اقلیمی شرجی رخ می دهد که سبب سلب آسایش و بروز مشکلاتی در زندگی روزمره ی انسان می شود. در این مطالعه، طبقه بندی روزهای شرجی در نیمه ی جنوبی ایران بررسی شد و پهنه بندی ویژگی های آماری روزهای شرجی با استفاده از سامانه ی اطلاعات جغرافیایی صورت گرفت. برای دستیابی به این اهداف، داده های ساعتی و روزانه فشار جزئی بخار آب برای یک دوره ی 15 ساله (2009 - 1995) مربوط به 13 ایستگاه منتخب از سازمان هواشناسی کشور اخذ گردید. سپس، روزهای شرجی براساس آستانه ی فشار جزئی بخار آب 8/18 هکتوپاسکال استخراج و در قالب هشت طبقه ی جداگانه تقسیم شد و پهنه بندی ویژگی های آماری روزهای شرجی با روش میانیابی کریجینگ صورت گرفت. نتایج این مطالعه نشان داد که بیشترین روزهای شرجی در مقیاس ماهانه در دو ماه ژوئن و ژولای و کمترین آن در ماه ژانویه اتفاق می افتد. در مقیاس فصلی، نیز بیشترین تعداد روزهای شرجی متعلق به فصل تابستان و کمترین آن مربوط به فصل زمستان است. از لحاظ مکانی نیز جنوب شرق ایران در مقایسه با جنوب غرب بیشترین تعداد روزهای شرجی را دارد. طبقه بندی روزهای شرجی نیز نشان داد که ایستگاه چابهار با بیشترین تعداد روزهای شرجی طبقه ی هشت (کل 24 ساعت شبانه روز دارای شرایط شرجی) حادترین ایستگاه در بین ایستگاه های مورد مطالعه بوده و ایستگاه هایی همچون کرمان، زاهدان و شیراز با داشتن کمترین روز شرجی طبقه ی هشت بهترین شرایط را دارا بوده اند.

در این پژوهش 78 مورد از بارش های تابستانة جنوب شرق ایران انتخاب شد؛ پس از اجرای آزمون خوشه بندی، چهار الگوی سینوپتیکیِ مرتبط با این بارش ها تشخیص داده شد. نتایج پژوهش بیانگر آن است که این بارش ها هم زمان با گسترش زبانه ای از کم فشار گنگ بر روی شرق ایران از سطح زمین تا تراز 850 ه.پ صورت می گیرد و در سطوح میانی و بالایی آتمسفر ناوه ای از موج بادهای غربی بر روی منطقه مستقر نمی شود. در همة الگوها سه هستة واگرایی شار رطوبت بر روی شمال دریای عرب، غرب دریای عرب، و خلیج فارس شکل گرفت: شمال دریای عرب و پس از آن غرب دریای عرب منابعِ مهمِ تأمین رطوبت جنوب شرق ایران در این الگوها بودند. گردش پادساعت گرد هوای مرطوب مونسون در دامنه های جنوبی هیمالیا به شکلی ضعیف فقط در دو الگو مشاهده شد، اما نقشی از آن در تأمین رطوبتِ این الگوها مشاهده نشد، زیرا هم زمان هسته ای قوی از همگرایی شار رطوبت بر روی مرکز و شمال پاکستان قرار می گیرد که جریان پادساعت گرد هوای مرطوب دامنة جنوبی هیمالیا و حتی بخشی از شار همگراشدة رطوبت در جنوب شرق ایران را به درون خود می کشد. نیمرخ قائم آتمسفر منطقه نیز حاکی از همگراشدن رطوبت در سطوح زیرین آتمسفر (750 1000 ه.پ) و واگراشدن رطوبت در سطوح میانی و بالایی آتمسفر منطقه است.

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.