درخت حوزه‌های تخصصی

بررسی روابط مکانی داده های محیطی به عنوان یکی از مهمترین اهداف آمار فضایی برای تحلیل الگوهای فضایی و درک وابستگی های فضایی به حساب می آید. در این راستا تحلیل اکتشافی داده های فضایی ( ESDA ) به خوبی توانسته است روش هایی را برای تمایز بین الگوهای فضایی تصادفی و غیرتصادفی فراهم آورد. لذا مقاله حاضر تلاش دارد تا با استفاده از ESDA به تبیین الگوهای مکانی یکی از عناصر مهم اقلیمی یعنی فشار بخار آب بپردازد. در این راستا آماره های موران عمومی ( Moran’s I ) و موران محلی (Local Moran’s Anselin) و LISA به عنوان رویکردهای ESDA به منظور تحلیل خودهمبستگی فضایی الگوهای مکانی فشار بخار آب بر اساس عوامل اقلیمی مورد استفاده قرار گرفت. یافته های آماره ی موران عمومی نشان داد که فشار بخار آب در جنوب و جنوبغرب ایران دارای ساختار فضایی بوده و به شکل خوشه ای توزیع شده اند. بررسی های ماهانه نشان داد که فشار بخار آب در ماه های گرم سال نسبت به ماه های سرد از خودهمبستگی فضایی بالاتری برخوردار می باشد و در نتیجه تمایل بیشتری به خوشه ای شدن دارد. همچنین نتایج نشان داد که با گذشت زمان فشار بخار آب در جنوب و جنوبغرب ایران تمایل بیشتری به پراکنده شدن و عدم خوشه ای شدن در فضا پیدا کرده است. آماره موران دومتغیره برای فشار بخار آب و طول جغرافیایی، نشاندهنده خودهمبستگی فضایی قوی و مثبت و یک الگوی خوشه ای می باشد. از طرف دیگر رابطه بین فشار بخار آب و متغیرهای عرض جغرافیایی، ارتفاع و شیب حاکی از یک توزیع فضایی پراکنده و ناهمگنی خصوصیات آنها با مقادیر فشار بخار آب است. نتایج رابطه دو متغیره فشار بخار آب و جهات جغرافیایی شیب نیز، بیانگر ناپیوستگی و تصادفی بودن رابطه بین این دو متغیر است.

مسائل جدی زیست محیطی و گستردگی و پیچیدگی های امروزی روابط متقابل انسان و اقلیم در ابعاد متفاوت زمانی مکانی، ضرورت مطالعه و تهیه نقشه پهنه های اقلیمی را که ابزار توسعه پایدار شمرده می شوند، روشن می کند. مناطق مختلف طبیعی و زیست محیطی دارای تیپ های اقلیمی متفاوتی هستند. در همین ارتباط بسیاری از نواحی کشورمان، به ویژه در منطقه ای که برای این پژوهش در نظر گرفته شده، تیپ های اقلیمی هنوز مشخص و مطالعه نشده اند. تعیین تیپ های اقلیمی منطقه غرب دریاچه ارومیه با استفاده از روش های تحلیل فضایی چندمتغیره، مانند MLC و DataISO و همچنین تحلیل چندمتغیره، مانند تحلیل عاملی و خوشه بندی، هدف پژوهش حاضر است. با توجه به اینکه عوامل و عناصر سازنده اقلیم از نظر ماهیتی متفاوتند، برای پردازش همزمان چنین داده هایی، تحلیل های فضایی ابزار قدرتمندی شمرده می شوند. به همین دلیل در این پژوهش داده های مربوط به عناصر و عوامل سازنده اقلیم منطقه ایستگاه های ارومیه، نقده، سلماس، اشنویه و کهریز و همچنین، ارتفاع و جهات جغرافیایی در تولید نقشه تیپ های اقلیمی به کار گرفته شده است. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد که چهار نوع اقلیم متفاوتِ سرد کوهستانی، مرطوب، نیمه مرطوب و نیمه خشک، در منطقه غرب دریاچه ارومیه حاکمیت دارند.

در این مطالعه به منظور آشکارسازی نقش توپوگرافی بر ساختار باد سیستان، از مدل اقلیمی منطقه محدود RegCM4 استفاده شد. با بهره گیری از مدل، چهار تجربه متفاوت با تفکیک افقی 20 کیلومتر اجرا شد که در هر تجربه شرایط متفاوتی از ناهمواری ها در نظر گرفته شد. در تجربه نخست، ناهمواری ها به شکل واقعی مورد استفاده قرار گرفت. در سه تجربه دیگر، مدل به ترتیب با حذف کوه های خراسان جنوبی، حذف کوه های خراسان (جنوبی، رضوی و شمالی) و حذف تمامی کوه های شرق فلات ایران (کوه های خراسان و افغانستان) به اجرا در آمد. یافته ها بیانگر آن است که باد سیستان یک پدیده اقلیمی چند مقیاسه است که هم در مقیاس همدید و هم در مقیاس های متوسط و محلی قابل تحلیل می باشد. شبیه سازی ها، مبین آن است که، ناهمواری های منطقه علاوه بر تاثیرگذاری بر جهت باد، بر شدت آن نیز تأثیرگذارند. در مقیاس همدید، شیب فشار بین سامانه های کم فشار پاکستان و پرفشار ترکمنستان منجر به شکل گیری یک جریان شمالی گسترده بر روی منطقه می گردد. در مقابل، واداشت های مکانیکی و گرمایشی حاصل از استقرار کوه ها، ویژگی های مقیاس متوسط جریان هوا در ترازهای زیرین، بویژه شکل گیری و تداوم رودبادهای تراز زیرین را در مرزهای شرقی ایران رقم می زنند. نتایج مطالعه بیانگر آن است که، واداشت های مکانیکی ناشی از استقرار کوه ها، عامل اصلی تشکیل و تداوم دو هسته رودباد تراز زیرین یکی در حوالی دشت آتیشان و دیگری بر جانب شمالی دریاچه هامون (باد سیستان واقعی) می باشد. در این میان، شکل گیری و تداوم هسته رودباد بر جانب شمالی دریاچه هامون، بیش از همه، به واداشت های مکانیکی کوه های خراسان جنوبی وابسته است. بررسی گرمایش دررو نیز مبین آن است که، هسته های بیشینه ی گرمایش و سرمایش از ناهمواری های منطقه پیروی می نمایند، به طوری که با حذف کوه ها، ضمن حذف این هسته های گرمایی، ساختار محلی جریان در مرزهای شرقی کشور دچار تغییرات اساسی می گردد.

در بین فراسنج های اقلیمی، بارش به دلیل تعامل پیچیده با عوامل و عناصر اقلیمی از خود رفتاری چندگانه و پیچیده ای بروز می دهد که موجب توجه ویژه محققین بدان شده است. سال هاست رویکرد محققان علوم محیطی از آمار کلاسیک به آمار فضایی معطوف شده است.به همین دلیل اقلیم شناسان نیز باید با مبانی این علم آشنا شوند و توابع تحلیلی آن را مبنای مطالعات خود قرار دهند.در مطالعه حاضر با استفاده ازروش های نوین آمار فضایی مانند خودهمبستگی فضایی موران جهانی، شاخص انسلین محلی موران و لکه های داغ، رفتار مکانی بارش فصلی در غالب چندین آماره ارائه گردیده است.بررسی های آماری نشان داد که فصل تابستان بیش ترین ضریب تغییرات بارش (50/267) ایران را دارا است که توسط شاخص های ضریب درجه اوج و گیتس اورد جی نیز تأییدشده است. بالاترین ناهنجاری مکانی بارش بر اساس شاخص پراکندگی فصول تابستان و پاییز معرفی شده اند. همچنین به استناد خروجی های شاخص اندازه خوشه بزرگ ترینخوشه های بارشی ایران در فصل زمستان ایجاد می گردد که نشان دهنده نظم نسبی بارش ایران می باشد. نتایج آماره های فضایی نیز نشان داد که تغییرات درون سالی بارش در ایران دارای الگوی خوشه ای بالا می باشد. بر اساس شاخص محلی موران و لکه های داغ، بارش در کرانه های ساحلی دریای خزر و بخش های غرب و جنوب غرب ایران (عمدتاً زاگرس) دارای خودهمبستگی فضایی مثبت (خوشه های بارش باارزش بالا) و در بخش هایی از نواحی مرکزی و همچنین بخش هایی از جنوب شرق ایرانو نواحی مرکزی دارای خودهمبستگی فضایی منفی (خوشه های بارش باارزش پایین)بوده است.

این پژوهش با هدف تعیین شاخص فرسایندگی باران (EI30) در اقلیم نیمه خشک استان کرمان انجام گرفت. بدین منظور برای مناطق فاقد ایستگاه های باران نگار از تحلیل رگرسیونی بین این شاخص و بعضی شاخص های زودیافت برای 17 ایستگاه مجهز به باران نگار استفاده شد. مناسب ترین رابطة رگرسیونی بر مبنای شاخص متوسط حداکثر بارندگی ماهانه به میزان (882/0R2= ) بود. سپس، با بررسی تمامی ایستگاه های هواشناسی در استان کرمان (آمار شدت و روزانة بارندگی)، 135 ایستگاه با بیش از 20 سال آمار برای تهیة نقشة فرسایندگی باران انتخاب شد. نتایج نشان داد حداکثر و حداقل شاخص مورد نظر به ترتیب برابر با 74/213 و 91/24 مگاژول- میلی متر بر هکتار در ساعت و در سال برای ایستگاه های سلطانی و دولت آباد اسفندقه بود. در نهایت، با استفاده از تکنیک ارزیابی متقابل، روش زمین آماری کریجینگ ساده مناسب ترین روش پهنه بندی انتخاب و نقشة پهنه بندی شاخص فرسایندگی باران برای استان کرمان در نرم افزار ArcGIS 10.3 تهیه شد. نتایج نشان داد مقدار این شاخص در غرب و جنوب غربی استان دارای بیشترین و در شرق، جنوب و شمال استان دارای کمترین مقدار است. همچنین، معادلات مربوط به همبستگی شاخص های مورد بررسی با شاخص EI30 به دست آمد که نشان دهندة همبستگی قوی این شاخص با شاخص های زودیافت بود.

یخبندان یکی از پدیده های مهم مورد مطالعه در اقلیم شناسی است که از تغییر دما در طول زمان ناشی می شود. در این مطالعه هدف بر این است که از طریق طبقه بندی الگوهای همدید مرتبط با یخبندان های فراگیر ایران، مکانیزم های دینامیکی موجد این پدیده شناسایی شوند. لذا بر اساس یک اصل مکانی روزهایی که 65 درصد و بیشتر از مساحت ایران دمای صفر و زیر صفر درجه سانتیگراد داشته اند به عنوان روزهای همراه با یخبندان فراگیر ایران انتخاب شدند. تعداد این روزها در کل دوره مورد مطالعه به 835 روز رسید. لذا جهت شناسایی و بررسی الگوهای گردشی تراز 500 هکتوپاسکال (فشار سطح دریا)، داده های میانگین روزانه ارتفاع ژئوپتانسیل (فشار سطح دریا) برای محدوده مورد مطالعه استخراج و تحلیل مؤلفه های مبنا بر روی ماتریس آنها اجرا شد. نتیجه این تحلیل نشان داد که با 15 مؤلفه می توان 6/89 درصد تغییرات ارتفاع ژئوپتانسیل و 9/84 درصد تغییرات فشار سطح دریا را در زمان وقوع یخبندان های فراگیر ایران تبیین کرد. سپس برای شناسایی الگوهای گردشی مرتبط با یخبندان های فراگیر ایران، خروجی های تحلیل مؤلفه های مبنا به عنوان ورودی های تحلیل خوشه ای مورد استفاده قرار گرفت و در نهایت پنج الگو برای ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال و سه الگو برای فشار سطح دریا شناسایی شد. نتایج نشان داد رای اینکه یک یخبندان فراگیر در ایران رخ دهد باید در تراز 500 هکتوپاسکال یک پشته عمیق در حوالی دریای سیاه تشکیل و در سطح زمین نیز گسترش زبانه شرقی پرفشار اروپایی و یا گسترش زبانه غربی پرفشار سیبری را داشته باشیم.

در این مطالعه از شاخص درجه سختی هوا، به منظور بررسی شرایط زیست اقلیمی منطقه شمال غرب(استان های آذربایجان غربی، آذربایجان شرقی، اردبیل، زنجان و کردستان) در دوره سرد سال استفاده شد. بدین منظور از داده های میانگین دمای روزانه طی یک دوره زمانی 10 ساله در 22 ایستگاه سینوپتیک که دارای دوره آماری کامل تری بودند استفاده گردید. ماههایی که میانگین دمای آن ها کمتر از 18 درجه سانتی گراد بود، به عنوان ماه سرد در نظر گرفته شدند. بر طبق این معیار، 7 ماه از سال(سه ماه پاییز، سه ماه زمستان و ماه اول بهار) در منطقه به عنوان ماه سرد شناخته شد. با استفاده از نتایج شاخص درجه سختی هوا، نقشه های پهنه بندی آسایش برای منطقه شمال غرب تهیه گردید. نتایج نشان داد که، منطقه به طور کلی در بخش اعظم سال با شرایط سردی روبرو است. همچنین مشخص شد که شرایط سختی هوا با ارتفاع رابطه مستقیم دارد زیرا که هر چه ارتفاع از سطح دریا بیشتر باشد شرایط دمایی سردی بر منطقه حاکم می گردد. به نحوی که مناطقی مانند بیجار و زرینه اوباتو تقریباً در تمامی سال از آسایش اقلیمی به دورند. نتیجه این بررسی نشان می دهد که 13 درصد از کل منطقه در دوره سرد سال از شرایط سختی هوا به دور است و یا به عبارت دیگر از حالت اعتدال برخوردار است. در حالیکه در 87 درصد دیگر شرایط سختی در ماههای سرد حاکم است که درجات کمی سخت تا خیلی سخت مشاهده می شود.

استقرار و پیدایش سکونتگاه ها، بیش از هر چیز تابع شرایط محیط طبیعی (زمین شناسی، توپوگرافی، خاک، ژئومورفولوژی، هیدرولوژی و آب وهوا)، به ویژه ژئومورفولوژی است؛ چراکه پدیده های ژئومورفولوژیک، بر مکان گزینی، پراکندگی، حوزه نفوذ، توسعه فیزیکی و مورفولوژی سکونتگاه ها تأثیر دارند؛ بنابراین، در بسیاری از کارهای مدیریت محیطی و آمایش سرزمینی، مهم ترین و مفیدترین کمک ژئومورفولوژیست، نمایش اشکال و عوارض سطح زمین در نقشه های ژئومورفولوژی است. بدین ترتیب، برنامه ریزان به راحتی می توانند عوارض مناسب و نامناسب را از یکدیگر تشخیص دهند. این مقاله، از طرحی پژوهشی با عنوان «تهیة نقشة ژئومورفولوژی غرب استان گیلان با مقیاس 1:25000» استخراج شده و به هدف ترسیم عوارض سطح زمین، تنگناها و موانع توسعه فیزیکی و همچنین پراکندگی تعداد سکونتگاه های محدوده پژوهش انجام گرفته است. روش پژوهش براساس تحلیل فرم و فرایند در نقشه های توپوگرافی 1:25000 و زمین شناسی 1:100000، تهیه عکس هوایی است. درنهایت، در چند مرحله بازدید صحرایی، تمام اطلاعات و داده ها روی زمین ارزیابی شدند. مطابق نتایج، پدیده های ژئومورفولوژی، در چهار واحد ساحل، جلگه، کوهپایه و کوهستان، از شرق به غرب قرار گرفته اند. همین امر کافی است تا سکونتگاهای شهری و روستایی محدودة پژوهش، از لحاظ پراکندگی و تراکم، حالت یکنواخت و متجانسی نداشته باشند؛ به طوری که از شرق (محدوده ساحل و جلگه) به غرب (محدوده کوهپایه و کوهستان)، هم بر تعداد سکونتگاه ها و هم بر پراکندگی آن ها افزوده شده است. 692 آبادی در چهار شهرستان غرب استان گیلان (آستارا، تالش، رضوانشهر و ماسال) وجود دارد که از این تعداد، 398 آبادی (42/55 درصد) در غرب (محدوده کوهپایه و کوهستان) و 294 آبادی (57/44 درصد) در شرق (محدوده جلگه و ساحل) قرار دارند.

دراین پژوهش ارتباط بین شاخص های NCPI و CACO با بارشهای فراگیر پاییز سواحل خزر مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا از دو سری منبع داده، افرودیت و ایستگاهی استفاده گردید. روزهای که بیشتراز میانگین بلند مدت خود ایستگاه بارش داشتند و دربیش از60(آفرودیت) تا 75 درصد(ایستگاهی) منطقه در این روز بارش با شرط اول رخ داده بود. بعنوان روز بارش فراگیر انتخاب گردید . سپس داده های فشار سطح دریای این روزها ، استخراج و برای گروه بندی نقشه های آن، از تحلیل خوشه ای به روش وارد استفاده گردید. سپس از هر خوشه یک روز به عنوان نماینده آن خوشه، انتخاب شد و موردتحلیل سینوپتیک قرار گرفتند. نتایج حاکی از آن بود که در همه الگو ها یک پرفشار بر بالای خزر یا خود حضور دارد یا زبانه ی پرفشار بر روی خزر کشیده شده است،که موجب ایجاد جریانات به صورت شمالی شده و به دلیل ذاتا سرد خود در برخورد با دریای نسبتا گرم، به تدریج در حال حرکت به سمت جنوب رطوبت جذب کرده و ناپایدار می گردد . البته نباید این نکته را فراموش کرد که در الگوهای بررسی شده در هر سه الگو، عوامل دینامیکی در سطح بالا موضوع فوق را تشدید کرده و به ناپایداری کمک نموده و بارش فراگیر را ایجاد کرده اند. در ادامه، شاخص های پیوند از دور مذکور به صورت روزانه، استخراج شدند و سپس ارتباط آنها با بارش های فراگیر سواحل شمالی کشور مورد بررسی قرار گرفت که حاکی از ارتباط معنا دار سری زمانی این شاخص ها با سری زمانی فصل پاییز است، به گونه ای که NCPI با ایستگاه های مورد تحقیق ارتباط معنا دار مستقیم و CACO با آنها ارتباط معنا دار معکوس نشان می داد. از طرفی بررسی آنومالی شاخص ها در روزهای فاقد بارش و روزهای بارشی، با تحلیل واریانس یک طرفه و آزمون تعقیبی آن توکی انجام، که نتیجه آن حاکی از آنومالی معنا دار شاخص ها در روزهای فاقد بارش و بارشی بود.

در این تحقیق به منظور شناسایی مناطق مستعد رخدادمه و طوفان های گرد و غبار،تعداد روزهای همراه با دید کمتر از 1 کیلومتر و همراه با گرد و غباراز 95 ایستگاه همدید کشور در دوره آماری 1990- 2007 استخراج و سپس نقشه فراوانی رخداد قابلیت دید کمتر ازیک کیلومتر در شبکه جاده ای پس از دورن یابی توسط روش Spline در محیط ArcGIS در گستره کشور تهیه گردیده است.همچنین با تحلیل طیفی باندهای مادون قرمز و مرئی تصاویر سنجنده SEVERI از ماهواره MSG، نقشه درصد ابرناکی هوا درسطح زمین و ضخامت نوری ابرهای با ارتفاع پایین به عنوان شاخص مناطق مه گیر و ابرهای استراتوس با ارتفاع پایین در جاده های کشور برای دوره آماری 1980- 2010 ارائه شده است. برای استخراج توزیع مکانی رخداد طوفان های گرد و غبار نیز از داده های ماهواره ای مادیس و شاخص ضخامت اپتیکی آئروسل (AOT) برای دوره آماری 2000- 2010 استفاده شده است.با توجه به نتایج، بیشترین درصد فراوانی رخداد قابلیت دید کمتر از یک کیلومتر در ناحیه خزری و شمال غربی کشور ناشی از مه و در نواحی جنوب غرب و شرق کشور ناشی از گردوغبار است.بیشترین درجه خطرپذیری به لحاظ پتانسیل مه خیزی در شبکه جاده ای کشور نیز در جنوب و جنوب غرب ناحیه خزری و از منظر رخدادگرد و غبار در غرب تا جنوب کشور و درمحدوده شمال شرقی ناحیه خزری است.

اسلمسا یکی از مدل های تخمین فرسایشی است که توسط استوکینگ در سال 1978 ارائه شد. این مدل به خاطر بکارگیری روش های رابطه سنجی غیر خطی از توانمندی های دقیقی در برآورد میزان فرسایش از یکسو و بکارگیری اعداد کسر پذیر واقعی در محاسبه برخوردار و از دیدگاه آموزشی دارای مزیت های فراوانی است. سؤال اساسی درباره این مدل آن است که آیا می توان با اعمال ترفندی تکنیکی قابلیت جدیدی به این مدل افزود تا سهم هریک از عوامل مؤثر در مدل را در هر نقطه به ما نشان دهد. این مسئله سبب شد تا در قالب یک طرح پژوهشی و با انتخاب حوضه آبریز گلپایگان و اجرای مدل مذکور، نسبت به محاسبه میزان عوامل فرسایش مدل اسلمسا در 214 سلول چهار کیلومتری اقدام و سپس با استفاده از روش بی بعد سازی برداری مقادیر اصلی در مدل، یعنی عناصر X,K,C بی مقیاس و آنگاه با واکاوی لگاریتمی سهم هریک از عوامل در هر سلول محاسبه گردد. این روش به خوبی نشان داد که می توان سهم هریک از عوامل را تعیین و عاملی که دارای تأثیرگذاری بیشتری است در هر واحد کاری (پیکسل) مشخص نمود و نقشه فرسایش منطقه بر مبنای عامل برتر را ترسیم کرد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که 1-با اعمال تکنیک بی بعد سازی آماری در مدل اسلمسا سهم عوامل سه گانه فرسایش را می توان مشخص کرد؛ 2- با اعمال این روش می توان به نقشه اولویت مناطق برای اجرای طرح های کنترل فرسایش دست یافت، به طوری که این اولویت بر اساس سهم عامل برتر در برآورد و تخمین فرسایش استوار شده باشد؛ 3-با سهم گذاری عوامل فرسایشی در مدل می توان تکنیک های مبارزه با فرسایش را در مناطق مختلف تعیین نمود و از یک روش یکسان برای مبارزه و کنترل آن پرهیز نمود.

برای انجام این پژوهش از داده های روزانه ی میانگین دمای پایگاه داده ی یاخته ای اسفزاری ایران زمین، طی بازه ی زمانی 1/1/11340 تا 11/10/1383استفاده شد. برای شناسایی سرماهای فرین ایران زمین از نمایه ی فوجیبه یا نمایه ی بهنجار شده ی دما (NTD) بهره بردیم. سپس نمایه بر حسب بزرگی و گستره مرتب شد و 500 روز را که شدیدترین و فراگیرترین سرماهای ایران بودند، برای تحلیل انتخاب شدند. داده های مربوط به ارتفاع ژئوپتانسیل برای دو تراز 1000 و 500 هکتوپاسکال طی بازه ی زمانی یاد شده از تارنمای www.esrl.noaa.gov مربوط به آزمایشگاه پژوهش های سامانه ی زمین وابسته به سازمان هواشناسی و اقیانوس شناسی ایالات متحده امریکا برداشت شد. سپس برای روزهای برگزیده شده ناهنجاری ضخامت محاسبه و به کمک تحلیل خوشه ای با روش ادغام وارد داده های مربوط به ناهنجاری ضخامت جو دسته بندی شدند. همزمان با رخداد هر الگو نقشه ی مربوط به میانگین ضخامت و ناهنجاری دمای مطلق ایران ترسیم شد. یافته های این پژوهش نشان داد که هنگام رخداد سرماهای فرین ایران 5 الگوی ناهنجاری متفاوت در ضخامت جو دیده می شود. پاسخ ناهنجاری دمای مطلق ایران زمین به الگوهای شناخته شده متفاوت است. شدیدترین سرماهای فرین ایران زمین هنگامی رخ می دهد که بر روی سیبری و شمال شرق ایران هسته ی بسیار قوی ناهنجاری منفی و بر روی دریای بارنتز،گروئنلند و اروپا ناهنجاری مثبت ضخامت جو دیده می شود. میانگین ناهنجاری دمای مطلق ایران زمین هنگام رخداد چنین الگویی 9/5- درجه ی سانتی گراد است.