درخت حوزه‌های تخصصی

تعامل عمیق، پیچیده و مداوم بارش با سایر عناصر و عوامل اقلیمی سبب تغییر و تنوع این عنصر در بُعد زمان و مکان و نیز جلب توجه و هدایت مطالعات اقلیم شناسان و حتی علوم مرتبط با اقلیم شناسی شده است. یکی از رویکردهای مطالعاتی، توصیف تنوع مکانی بارش براساس آماره های مکانی است. بدین دلیل نیاز شناخت مبادی و مبانی این قبیل مطالعات از ضرورت های اولین در اقلیم شناسی است. در مطالعه حاضر هدف بر این است که ضمن معرفی مبانی آمار مکانی، با استفاده از روش های آماری، رفتار عمومی بارش ایران زمین در امتداد مکان ارائه گردد. دراین راستا از داده های بارش روزانه 1437 ایستگاه همدید ، اقلیم شناسی و باران سنجی از 1/1/1340 تا 11/10/1383 استفاده شده است. در ابتدا براساس روش کریجینگ پراکندگی مکانی بارش مورد بحث قرار گرفت. سپس سه مشخصه اندازه های توزیع مکانی، همبستگی مکانی و مدل سازی رگرسیونی در معرض توجه قرار گرفت. نتایج نشان داد که مرکز ثقل(گرانیگاه) بارش های سالانه در مختصات شمالی و شرقی رخ می دهد. تغییرات مکانی این مرکز ثقل در مسیر سامانه های عمده بارش ایران زمین است. ناپایستگی مکانی مرکز ثقل در راستای محور شمال غرب جنوب شرق و گویای جابه جایی بیش تر این مرکز در امتداد مذکور است. همبستگی مکانی گویای رابطه مکانی در شعاع حدود 12 کیلومتری است. مدل برازنده بر داده های مکانی گویای بزرگی اثر شیب و جهت گیری آن بر میزان بارش است.

آبخوان های کارستی از مهم ترین منابع تأمین آب مورد نیاز برای شرب و کشاورزی در استان کرمانشاه است. وقوع خشکسالی های دو دهه گذشته، سبب کاهش شدید میزان آبدهی این آبخوان ها شده است و این امر تأثیر زیادی بر جوامع انسانی منطقه داشته است. هدف از این پژوهش ارزیابی تأثیر پذیری رژیم آبدهی و همچنین شناخت روند رژیم آبدهی چشمه های کارستی حوضه رودخانه الوند از رخداد خشکسالی در طول چندین دهه گذشته است. آمار ماهانه بارش و دبی ایستگاه های باران سنجی و هیدرومتری، داده های اصلی پژوهش هستند و بر اساس مشابه بودن شرایط اقلیمی، ویژگی های زمین شناسی و ژئومورفولوژی کارست سه چشمه سرابگرم، ماراب و ورده ناو به عنوان چشمه های شاخص انتخاب شدند. از شاخص SPI برای تحلیل خشکسالی ها و از روش های آماری استانداردسازی دبی و بارش، RAPS، محاسبه شاخص و تعیین خشکسالی هیدرولوژیکی و ارتباط آن با خشکسالی هواشناسی برای ارزیابی و برآورد تأثیرپذیری رژیم آبدهی چشمه ها از رخداد خشکسالی استفاده شد . نتایج پژوهش نشان داد، هر سه چشمه به کاهش بارش حساس است؛ اما زمان واکنش به کاهش بارش در سه چشمه یکسان نیست؛ همچنین تأخیر زمانی بین رخداد خشکسالی هواشناسی با کاهش آبدهی چشمه ها وجود دارد و از 1377 تا 1389 روند نزولی در رژیم آبدهی چشمه ها مشاهده می شود. تأثیرپذیری آبدهی چشمه ها از خشکسالی به توسعه یافتگی سیستم های کارستی، حجم ذخیره دینامیکی (اثر حافظه) آبخوان، مدت و شدت خشکسالی بستگی دارد و رخداد دو دوره خشک شدید، اثر حافظه آبخوان ها را تعدیل کرده و باعث شده است که از سال 1378 تا 1389 خشکسالی هیدرولوژیکی ملایمی در رژیم آبدهی چشمه ها غلبه داشته باشد.

در تحقیق حاضر تلاش شد در چارچوب روش محیطی به گردشی، الگوهای همدید ایجادکننده بارش های شدید تابستانه در سواحل جنوبی دریای خزر شناسایی شود. بدین منظور با استفاده از آمار بارش روزانه 40 ایستگاه سینوپتیک و کلیماتولوژی منطقه برای دوره 20 ساله 1991 تا 2010 و به وسیله روش صدک، 29 روز دارای بارش بیش از 15 میلی متر که حداقل در 30 درصد ایستگاه های منطقه رخ داده بودند به عنوان روز دارای بارش شدید شناسایی شدند. با استفاده از روش های تحلیل عاملی و تحلیل خوشه ای 3 الگوی همدید به عنوان عوامل ایجاد بارش در این 29 روز به دست آمد که الگوی اول 3/48 درصد، الگوی دوم 30 درصد و الگوی سوم 7/21 درصد از روزهای بارش شدید منطقه مورد مطالعه را به خود اختصاص داده اند. به منظور تحلیل همدید این الگوها از نقشه های فشار تراز دریا (Slp)، تراز 500 هکتوپاسکال، اُمگا (حرکات قائم جو)، تاوایی و جریانات رطوبتی تراز 850 هکتوپاسکال مربوط به دو روز قبل از هر بارش تا روز بارش استفاده شد و در نهایت مشخص شد عامل اصلی وقوع بارش های تابستانه در سواحل دریای خزر نفوذ سامانه پرفشار و در پی آن شکل گیری جریانات خنک و مرطوب شمالی در سواحل جنوبی دریای خزر و همچنین وقوع همرفت گسترده در منطقه می باشد. هر سه الگو بر وقوع این شرایط تأکید دارند و تفاوت آن ها در محل استقرار سامانه پرفشار و در نتیجه تعداد روزهای بارشی و شدت بارش می باشد.

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.

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.

مخروط افکنه ها یکی از مهم ترین لندفرم های کواترنری شمرده می شوند که می توان از آنها به عنوان پدیده ایی ژئومورفیک، در شناخت میزان فعّالیّت های تکتونیکی بهره جست. در این پژوهش نخست، مخروط افکنه های حوضه ی آبخیز دق سرخ در ایران مرکزی از نظر تعداد، مساحت و نحوه ی پراکنش در ارتباط با ویژگی های فیزیکی حوضه های آبریز بالادست، همچون مساحت، طول، ارتفاع کم، متوسّط و مطلق محاسبه شد. سپس تلاش گردید بر اساس رابطه های موجود، ارتباط معناداری میان میزان فعّالیّت های تکتونیکی و حجم مخروط افکنه ها و مساحت حوضه ی آبریز آنها برقرار شود. در گام بعد با استفاده از 6 شاخص ژئومورفیک، میزان فعّالیّت های تکتونیکی منطقه (Lat) ارزیابی شد. پارامترهای (S)، (R)، (h) با استفاده از نرم افزارهای Arc GIS وAuto CAD به دست آمد. نتایج پژوهش نشان داد، گرچه بین عوامل حجم مخروط افکنه ها (V) و مساحت حوضه ی آبخیز بالادست (BA)، می تواند روابط معنادار بالایی وجود داشته باشد، اما در محدوده ی مطالعاتی، مساحت حوضه های بالادست مخروط افکنه ها (BA) تأثیر معناداری بر حجم آنها (V) ندارد؛ بنابراین با مطالعه ی ویژگی های زمین شناسی، استخراج لایه ها و روی هم اندازی محدوده های حوضه های آبریز بالادست، محدوده ی مخروط افکنه ها و گسل ها، مشخّص شد. بررسی ها نشان داد وجود گسل در حوضه های بالادست مخروط افکنه ها تأثیر زیادی در افزایش حجم آنها ایفا کرده، به گونه ای که در هر حوضه، بالاترین مقدار عامل V مربوط به مخروطی است که در حوضه ی بالادست آن گسل وجود دارد. بنابراین عامل تکتونیک نقش اصلی در افزایش یا کاهش حجم مخروط افکنه ها داشته و مساحت حوضه ی بالا دست(BA) ، به عنوان یک عامل فرعی شمرده می شود.

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.

امروزه اعتبار سنجی نتایج حاصل از تحلیل های مکانی GIS، تبدیل به یک چالش بزرگ در دنیای GIS شده است. تحلیل عدم قطعیت در زمینه های مختلف توجه به کیفیت داده و موضوعات مرتبط با آن از قبیل خطا، مدل های عدم قطعیت، انتشار خطا، حذف خطا و عدم قطعیت در داده ها، بیش از هر زمان دیگر احساس می شود. مدل های ارتفاع رقومی از مهمترین داده های جغرافیایی می باشند که مبنای تحلیل های مکانی مختلفی را تشکیل می دهند. این پژوهش با هدف بررسی میزان خطا و عدم قطعیت، داده های ارتفاعی حاصل از ماهواره های SRTM و ASTER را مد نظر قرار داده است.در این راستا، ابتدا با استفاده از شاخص های آماری ME، STD و RMSE مقدار خطای داده های مدل های ارتفاع رقومی شناسایی محاسبه شد. در ادامه عدم قطعیت خطای داده ها با روش مونت کارلو شبیه سازی و الگوی انتشار خطا با روش درونیابی نتایج استخراج شد. نتایج  این مرحله نشان می دهد که مدل رقومی استخراج شده از روج استریویی ASTER با وجود داشتن تفکیک مکانی بهتر، مقادیر بالاتری از خطا را شامل می شود و عملاً فاقد جزییات مدل رقومی ارتفاع معادل 30متر است. سپس با حذف الگوی انتشار خطا از مدل های رقومی، DEM ثانویه تولید گردید. با محاسبه مجدد شاخص های توصیف کننده خطا و مقایسه این مقادیر با مقادیر اولیه، نتایج حاکی از آن است که هر دو مدل ارتفاع رقومی بعد از حذف الگوی انتشار خطا دقت بالاتری را از خود نشان می دهند.از شاخص TPI جهت تعیین موقعیت توپوگرافی حوضه استفاده شد و حوضه به 6 طبقه تقسیم و میزان خطا در هر یک از طبقات قبل و بعد از شبیه سازی محاسبه گردید. نتایج حاکی از کاهش میزان خطا در تمامی طبقات قبل و بعد از شبیه سازی در هر دو مدل ارتفاع رقومی است.  نتایج حاصل از این تحقیق در خصوص مدلسازی عدم قطعیت داده های مدل های رقومی ارتفاع به عنوان یکی از داده های پایه در مطالعات علوم زمین بسیار کاربردی بوده  و می تواند راهگشای مطالعات آتی برای کاهش عدم قطعیت و افزایش صحت نتایج  تحقیقات آتی باشد.

در این پژوهش به بررسی اثرات احداث سد مخزنی گیلان غرب بر ژئومورفولوژی جریانی رود گیلان غرب در بخش بالادست و محدوده مخزن آن پرداخته شده است. اهداف این پژوهش، بررسی تغییرات ژئومورفولوژیکی ناشی از احداث این سد در بستر، کناره ها و مقاطع رود گیلان غرب؛ تجزیه وتحلیل تغییرات مورفولوژیکی قبل و بعد از ساخت سد و نمایش نوع و جهت تغییرات مورفولوژیکی، به دلیل آبگیری سد در بالادست و محدوده مخزن است. داده های اسنادی، داده های هیدرو اقلیمی، نقشه های موضوعی و داده های حاصل از پیمایش میدانی، داده های مورد استفاده در این پژوهش هستند. روش پژوهش، پایش تغییرات است که با استفاده از تصاویر ماهواره ای و عکس های هوایی و ترسیم و تفسیر نیمرخ های توپوگرافی در سه دوره زمانی قبل، حین و بعد از ساخت سد و در بخش های بالادست و محدوده مخزن سد انجام شده است. نتایج نشان می دهد که شیب بستر رود در بخش بالادست و محدوده مخزن، پس از ساخت سد کاهش یافته است. محاسبه ضریب پیچشی رود حاکی از افزایش سینوزیته مجرا در بالادست سد است که تغییر تدریجی الگوی رود در این بخش به سمت پیچانرودی شدید را نشان می دهد. همچنین احداث سد، سطح اساس جدیدی در منطقه ایجاد کرده که موجب گسترش فرسایش شیاری و خندقی در دامنه های مشرف به دریاچه سد و نیز، بروز فرسایش قهقرایی در مجاری فرعی شده است. تابع تغییرات سطح آب و فعالیت های نئوتکتونیکی گسل راندگی گیلان غرب، تراس های آبرفتی جدیدی در حال تشکیل هستند. علاوه بر این، نیمرخ های طولی و عرضی رود در دوره بعد از ساخت نسبت به دوره قبل از آن تغییر یافته و نیمرخ عرضی در بالادست از شکل وی (V) به شکل یو (U) تغییر یافته که دال بر کاهش فرسایش در بستر و افرایش فرسایش کناره هاست.

در این پژوهش داده ها برای ۴۴ ایستگاه سینوپتیک در گستره ایران طی دوره ۴۰ ساله از سال ۱۹۶۴ الی ۲۰۰۳ از سایت اینترنتی www. irimet.net استخراج شد. اهداف تحقیق عبارتند از : تعیین روندهای افزایشی و کاهشی دماهای شبانه ی ایستگاههای ایران، وضعیت پهنه بندی با استفاده از آنالیز خوشه ای، بررسی رژیمها و نوسانات دماهای شبانه ایران طی دوره آماری و در سریهای زمانی متفاوت (سالانه، فصلی، ماهانه، دهه ای) نتایج اینکه دماهای میانگین حداقل در اغلب ایستگاهها روند افزایشی داشته است. دماهای شبانه ایران در حال حاضر ۲ درجه سانتیگراد به طور متوسط گرمتر از ۴۰ سال قبل می باشد. مناطق پست ایران در دوره گرم سال شبهای گرمتری را تجربه می کنند. فصول پاییز و زمستان بیشترین روند افزایشی دمای حداقل داشته اند. کوهستان روندهای سرمایشی قوی تر بوده است مناطق بدون روند مشخص در دوره زمانی مختلف بیشتر در شمال غرب کشور است. استقرار پهنه ها ارتفاع نقش بیشتری را نسبت به عرض جغرافیایی دارد. رابطه قوی بین عرض جغرافیایی و ارتفاع از یک سو و دماهای میانگین حداقل از سوی دیگر است.

مغزه ٦٨٨ سانتی متری به دست آمده از طریق چاه پیمایی و استفاده از مغزه گیر پیت کورر روسیه از دریاچه زریبار، واقع در استان کردستان، مورد تجزیه وتحلیل های رسوب شناسی، شامل دانه بندی قرار گرفت. تعداد سه نمونه در مؤسسه تحلیل شتابنده ال. تی. دی (IAA) ژاپن، به روش رادیوکربن ١٤ (AMS) تعیین سن شد. نتایج به دست آمده از مطالعات و تحلیل داده ها، شرایط آب وهوایی گرم و مرطوب، افزایشِ بارش های بهاری و میزان رطوبت قابل دسترس، افزایشِ سطح و عمق آب دریاچه، همراه با شرایط آب کاملاً شیرین را در٦٨٧۰ تا ٨٩۵۰ و ۳١٧۰ تا ۵۵۰۰ سال قبل نشان داد. همچنین حاکمیت آب وهوایی گرم وخشک، کاهش در میزان بارش و رطوبت قابل دسترس، وقوع خشکسالی، پایین رفتگی سطح آب دریاچه و کاهش عمق آن طی۵۵۰۰ تا٦٨٧۰ و ١۳۰۰ تا ۳١٧۰ سال قبل و وجود تغییرات نامنظم در سطح آب دریاچه در اواخر هولوسن در ١۳۰۰تا ۳١٧۰ سال قبل، در نتیجه تغییرات بارشی، سرریزهای اتفاقی دریاچه و فعالیت های انسانی است. همچنین میزان نرخ متوسط رسوب گذاری در دریاچه، طی دوره هولوسن برابر با ٩۵/0 میلی متر در سال محاسبه شد و حاکی از نرخ رسوب گذاری ملایم در طول دوره هولوسن است.

گنبد نمکی، دشتی حد فاصل دو گسل پی سنگی کازرون (شمال) و برازجان (جنوب) است. این دو گسل بخشی از سیستم گسلی راستالغز راستگرد قطر- کازرون هستند که بخش شمالی این سیستم گسلی در خشکی ایران زمین واقع است. هدف از این پژوهش، بررسی مورفولوژی کوه نمک دشتی با استفاده از روش های میدانی، عکس های هوایی، ماهواره ای، نقشه توپوگرافی و تهیه نقشه 1:50000 زمین شناسی و سپس بررسی و شناخت پدیده های درونی و بیرونی مؤثر در شکل دهی مورفولوژی گنبدنمکی دشتی است.تعدادی از ساختارهای مورد مشاهده در منطقه، مرتبط با فرایند گنبدزایی به وجود آمده اند و در مقابل برخی از مورفولوژی ها ربطی به فرایندهای تکتونیکی تشکیل گنبد ندارند. از جمله ساختارهای مرتبط با گنبد نمکی می توان به انواع مختلف کارست ها، نمک شارها، گسل های معکوس محیطی که دور تا دور محدوده گنبد دیده می شوند، ساختار سفره (Nappe)، چین های روده ای که در داخل لایه های ژیپسی تشکیل شده اند، چین های در ارتباط با گسل و دیگر ساختارها اشاره کرد و همچنین تعدادی از ساختارها در ارتباط با گنبدزایی نیستند؛ مانند چشمه های نمکی، آبشارها، دره های گل کلمی، ستون های فرسایشی، تنگه ها و... . تعدادی از این مورفولوژی ها در اثر انحلال و تعدادی در اثر تکتونیک منطقه ایجاد شده اند و دلیل تشکیل گروهی دیگر از این مورفولوژی ها هر دو پارامتر انحلال و تکتونیک منطقه است.