درخت حوزه‌های تخصصی

در هفته ی اوّل جولای سال 2009، طوفان بسیار گسترده ای روی بخش هایی از کشورهای عراق و سوریه شکل گرفت که گردوخاک ناشی از آن، بخش گسترده ای از کشور، ازجمله تهران را به شدّت تحت تأثیر قرار داد. در این مطالعه بر اساس اطلاعات هواشناسی شامل نقشه های هواشناسی سطوح استاندارد ترازهای 1000، 850، 700، و 500 هکتوپاسکالی، گزارش های همدیدی دیدبانی شده، تصاویر ماهواره ای ویژه ی گردوغبار و برخی از محصولات مدل های منطقه ای پیش بینی عددی وضع هوا، شرایط هواشناختی مؤثّر در ایجاد طوفان های گردوخاک، منابع انتشار و مسیر حرکت ذرّات معلّق ناشی از طوفان هفته ی اوّل جولای 2009 بررسی شده است. نتایج حاصله نشان می دهند که چشمه های اصلی تولید گردوغبار در نواحی شرقی سوریه و شمال غربی عراق بوده که با حرکت طوفان به سمت شرق، غلظت ذرّات معلّق افزایش یافته و ایران را تحت تأثیر قرار داده است. الگوهای جوّی مؤثّر بر ایجاد طوفان و انتقال ذرّات معلّق روی کشور عبارتند از: گسترش زبانه ی سامانه ی کم فشار گرمایی از مرکز ایران تا شمال عراق و همچنین بخش هایی از جنوب ترکیه و توسعه ی سامانه ی پُرفشار از روی دریای سیاه تا روی خزر، شمال غرب ایران و جنوب شرق ترکیه. این الگوی میدان فشار سطح زمین، باعث ایجاد شیو فشاری زیاد بین سامانه های کم فشار و پُرفشار مذکور شده است و درنتیجه، سرعت باد در روی چشمه های تولید گردوخاک افزایش یافته و شرایط مناسبی برای تولید گردوخاک فراهم می شود. همراهی این شرایط با عبور امواج ناشی از ناوه ی مدیترانه در تراز میانی جو، افزون بر اینکه نقش مهمّی در شکل گیری طوفان دارد، حرکات صعودی لازم برای بلندشدن ذرّات معلّق و همچنین انتقال این ذرّات به نیمه ی غربی و بخش های مرکزی ایران را فراهم می کند.

در رخداد ناهنجاری های آب وهوایی، نوسانات جوی و اقیانوسی جوی و اقیانوسی مؤثر هستند. یکی از انواع مهم این ناهنجاری ها دماهای ناهنجار و گرماهای کم سابقه به ویژه در فصل گرم سال است. برخی از چرخه های جوی و اقیانوسی در فزونی و تشدید ناهنجاری دما در این فصل مؤثر هستند. این پژوهش با هدف مدل سازی وایازی ارتباط مهم ترین شاخص های اقیانوسی و جوی با ناهنجاری های فراگیر دمای هوا در فصل گرم سال (ابتدای ماه مه تا انتهای ماه سپتامبر) در پهنه ایران انجام شده است. در این پژوهش رابطه همبستگی و توابع بهینه وایازی بین ۱۷ شاخص جوی و اقیانوسی و مقادیر استاندارد شده دما در ۳۰ ایستگاه همدید کشور با دوره آماری بیش از ۵۰ سال داده (۱۹۶۱-۲۰۱۰) و با روش پیرسون و در چهارگام زمانی متفاوت (به ترتیب گام همزمان، یک، دو و سه ماه پیشتر) به منظور تبیین و پیش بینی ناهنجاری دمای هوا در ایران ارائه شده است. بر این اساس تحلیل همبستگی عددی بین شاخص های مورد بررسی و ناهنجاری دمایی ایستگاه ها در فصل گرم سال در پهنه ایران نشان داد، شاخص های NINO۳، NINO۱+۲، NINO۳.۴، NINO۴، GBI، GLOBAL MEAN TEMPERATURE، از مهم ترین شاخص های اقیانوسی-جوی مرتبط با ناهنجاری دمایی فصل گرم در منطقه مورد مطالعه هستند. همچنین در این پژوهش توابع وایازی خطی برای ارتباط شاخص ها و ناهنجاری ماهانه و متوسط دمای ایران ارائه گردیده، که به وسیله آن می توان تغییرات دمایی ایران را تبیین و پیش بینی کرد. صحت عملکرد این توابع با استفاده از مطابقت داده های واقعی و مدل سازی شده (برآورد مقادیر r همبستگی، مقدار RMSE وMBE) با میزان اریبی قابل قبولی مورد تأیید قرار گرفته است.

هدف از این مطالعه واکاوی وردش های جوی بارش های بهاری فراگیر ایران طی نیم قرن اخیر است. بدین منظور داده های بارش روزانة 283 ایستگاه سینوپتیکی طی دورة آماری 1961 تا 2010 از سازمان هواشناسی کشور استخراج و مرتب شد. پس از استخراج بارش های روزانة فصل بهار (فروردین، اردیبهشت، و خرداد)، به منظور شناسایی الگوهای بارش فراگیر، داده های فشار سطح زمین از پایگاه دادة مرکز ملی پیش بینی محیطی و مرکز ملی پژوهش های جوی استخراج شد. سپس با اجرای تحلیل خوشه ای بر روی داده های فشار سطح زمین الگوهای همدید بارش های فراگیر بهاره شناسایی، بررسی، و تجزیه و تحلیل شد. نتایج حاصل از این مطالعه بیانگر آن است که بارش های بهاره، ضمن برخورداری از افت وخیز روزانه، ضریب تغییرات مکانی بسیار زیادی دارند؛ در این بین، به سمت ماه خرداد این تغییرات چشم گیرتر خواهد بود. نتایج حاصل از واکاوی وردش های جوی بارش های بهاری فراگیر ایران نشان داد که چهار الگوی کم فشار عربستان- کم فشار ایران مرکزی، کم فشار اروپا- کم فشار سودان، کم فشار خلیج فارس- پُرفشار سیبری، و الگوی چندهسته ای کم فشار خاورمیانه بیشترین نقش را در بارش های بهاری فراگیر ایران ایفا می کنند.

سالانه حجم عظیمی از ماسه های بادی، مناطق مسکونی و روستاها را مورد هجوم قرار می دهند. در برخی از روستاها که در مسیر حرکت ماسه ها قرار دارند، مقدار حجم رسوبات به گونه ای است که سبب دفن واحدهای مسکونی شده و روستاییان به ناچار مجبور به ترک روستاها و خانه های خود شده اند. هدف از این پژوهش حاضر با دیدگاهی جدید و کاملاً متفاوت از بقیه پژوهش ها، درواقع به دنبال آشکارسازی تغییرات فضایی - زمانی تپه های ماسه ای در منطقه ساحلی غرب زرآباد (کنارک) بوده است. پژوهش حاضر برای رسیدن به هدف ذکرشده ازلحاظ هدف کاربردی و ماهیت روش شناسی بر مبنای روش، توصیفی – تحلیلی و از طریق شیوه مطالعه کتابخانه ای- اسنادی و پیمایشی برای تحقیق در منطقه روستایی غرب زرآباد پرداخته شد. در این تحقیق برای بررسی تغییرات فضایی- زمانی تپه ماسه ای منطقه غرب زرآباد، در دوره زمانی ۲۳ ساله (۲۰۱۴-1991) از نقشه های زمین شناسی، تصاویر ماهواره ای ،GPS، استفاده گردید و به وسیله روش های سیستم اطلاعات جغرافیایی(GIS)، و نرم افزار (ENVI) مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفت. نتایج حاصل از گسترش تپه های ماسه ای نشان می دهد که در سال 1991 تا 2014 مساحت کاربری که به نفع تپه های ماسه ای تغییر کاربری یافته اند، عبارت اند از پوشش گیاهی حدود 108/0 کیلومترمربع، رسوبات رودخانه ای 60/10 کیلومترمربع و زمین های بایر 35/264 کیلومترمربع بوده اند. همچنین بیشترین تغییر مساحت مربوط به تپه های ماسه ای بوده که در سال 1991 (25/561) کیلومترمربع بوده و در سال 2014(45/578) کیلومترمربع رسیده و رشدی معادل (198/ 17) کیلومترمربع را داشته است

برخی مواقع شدت بارش های سواحل شمالی خلیج فارس چنان است که منطقه را دچار بحران می کند. بر این اساس که می توان شرایط اتمسفر را با ارتفاع ژئوپتانسیل، آب قابل بارش و سرعت باد قائم بیان کرد، برای شناسایی الگوهای همدید بارش های سنگین سواحل شمالی خلیج فارس، داده های روزانه این متغیرها از پایگاه داده مراکز ملی پیش بینی محیطی و بارش روزانه ایستگاه های بندرعباس، بندرلنگه، بوشهر و آبادان از سازمان هواشناسی جمع آوری شد. ابتدا الگوهای روزانه با نقشه خودسازمانده به 289 متوسط الگو طبقه بندی شدند. سپس به کمک «ماتریس یو استار» تعداد و مرز اولیه خوشه ها به دست آمد و با الگوریتم «چند میانگین» دقت مرزبندی ها بهینه شد. نتایج نشان داد که چهار بزرگ الگو با اغلب بارش های سنگین ارتباط دارد که شناسایی آنها با عمیق تر شدن ناوه سوریه، جابه جایی پرفشار سیبری به سوی غرب (شماره 4)، کم فشار سودانی، افزایش سرعت و پایین آمدن پایه رودباد جنب حاره (شماره 6)، سامانه سردچالی، کم فشار قوی، کم ارتفاع بسته تا تراز بالایی تروپوسفر (شماره 7) و حضور همزمان مؤلفه های فصل سرد و گرم گردش اتمسفر هنگام تغییر فصل (شماره 9)، امکان پذیر است. یافته های این پژوهش نشان داد که ترکیب نقشه خودسازمانده، ماتریس یو استار و چند میانگین، ابزار مناسبی است که می توان آن را برای طبقه بندی، انتخاب تعداد الگوها و شناسایی الگوهای همدیدی بارش های سنگین به کار برد.

تغییر روند سامانه های کلان مقیاس اقلیمی همچون تاوه قطبی، نقش بسزایی در تغییر اقلیم سطح زمین دارد. در این پژوهش برای نیل به این هدف، از داده های دوباره واکاوی شده ارتفاع ژئوپتانسیل تراز میانی جو از مرکز ملی جو و اقیانوس شناسی ایالات متحده آمریکا استفاده شده است. این داده ها دارای تفکیک مکانی ۵/۲×۵/۲ درجه قوسی و به صورت میانگین روزانه برداشت گردیده است. دوره آماری این پژوهش از سال ۱۹۴۸ تا ۲۰۰۷ میلادی برای نیمکره شمالی بوده و شامل ۱۴۴×۳۶ یاخته است. برای مقایسه میانگین ها، از آزمون تی- تست برای دو گروه وابسته و جهت بررسی روند تاوه قطبی از آزمون روند کندال تاو استفاده گردید. نتایج پژوهش نشان داد که تاوه قطبی در ماه های اردیبهشت، خرداد، تیر، مرداد، شهریور و اسفندماه، دارای روند کاهشی (منفی) در سطح معنی داری ۰۱/۰ است. البته علل کاهش سطح تاوه قطبی در نیمه سرد سال و به ویژه در بهمن ماه و اسفندماه نیز قابل تأمل است. همچنین در تمام ماه های مورد بررسی، سطح تاوه قطبی کاهش یافته و سیر نزولی داشته که عموماً این سیر کاهشی، در نیمه گرم سال بیشتر از نیمه سرد سال است. این تغییرات باعث ناهنجاری در الگوهای آب وهوایی مناطق می گردد.

تغییرات در غلظت هواویزها بخصوص در جو مناطق شهری و صنعتی، یکی از عوامل اصلی در تغییر خرد فیزیک ابرها می باشند. این مطالعه در محدوده زمانی سالهای ۲۰۰۳-۲۰۱۲ میلادی و با استفاده از داده ها و اطلاعات، هواویز، خردفیزیک ابر و رطوبت سنجنده مادیس ماهواره آکوا برای شهر تهران انجام شده است. در این مقاله، هدف اول، تعیین بهترین جایگزین از بین عمق نوری هواویز(AOD) و شاخص هواویز (AI) برای هسته های میعان ابر (CCN) می باشد. دوم، تاثیرات هواویزها بر روی خردفیزیک ابر در شهر تهران مورد بررسی قرار می گیرد. برای بررسی خردفیزیک ابرها، ابرهای نازک و پایین یعنی ابرهای با میانگین فشار بالای ابر بیشتر از ۸۰۰ هکتوپاسکال برای محدوده شهر تهران، بررسی شده اند. دلیل انتخاب ابرهای نازک و پایین به عنوان نماینده ابرهای تهران، کاهش خطاهای ناشی از بازیابی داده های سنجنده مادیس می باشد. نتایج بدست آمده نشان می دهند که، شاخص هواویز جایگزین خیلی بهتری برای CCNها در شهر تهران می باشد. مقدار هواویزها با فشار بالای ابر و دمای بالای ابر همبستگی مثبت و با کسر ابرناکی، ضخامت نوری ابر و مسیر آب ابر همبستگی منفی داشتند. بین شعاع موثر قطرک ابر و شاخص هواویز همبستگی منفی و معنی دار با همبستگی اسپیرمن و عدم همبستگی با ضریب همبستگی پیرسون مشاهده شد. نتایج همبستگی ها نشان می دهند که افزایش هواویزها در شهر تهران در بسیاری از مواقع باعث وقوع پدیده فرابارورسازی و کاهش ابرناکی در این ۱۰ سال اخیر شده است. همبستگی های بین خود کمیت های خردساختار ابر، کاملاً با مطالعات تئوری مطابقت دارند.

پوشش برف معرف میزان آب ذخیره شده است و درنتیجه آب حاصل از ذوب برف نقش مهمی را درایجاد رواناب های سطحی و آب های زیرزمینی در حوضه های آبریز کشور ایفا می کند. آشکارسازی و تعیین ویژگی های مختلف برف و یخ با استفاده از داده های سنجش ازدور، که در هیدرولوژی کاربرد وسیعی دارد، روش نوینی را در به دست آوردن پارامترهای مورد نیاز هیدرولوژی پدید آورده است. در این تحقیق با استفاده از دمای روشنایی واحد گمانه زن مایکروویو پیشرفته A ( AMSU-A )، روی ماهواره های NOAA ، و الگوریتم های مختلف بازیابی (رگرسیون، شبکه های عصبی مصنوعی و...) آب معادل برف در حوضه های آبریز استان کرمان در فصل زمستان طی یک دوره 10 ساله (2015-2006) محاسبه و صحت سنجی شده است. به دلیل عدم همزمانی اخذ داده های ایستگاهی و گذر ماهواره، طی دوره مورد مطالعه، درمجموع اطلاعات دیده بانی شده برای 104 روز از پنج ایستگاه برف سنجی که تقریباً با اطلاعات مایکروویو ماهواره ای همزمان بوده اند از منطقه تحت بررسی گردآوری شده است. براساس نتایج به دست آمده، روش شبکه های عصبی مصنوعی با مقادیر شاخص های خطا (11/0= MSE و05/0= RMSE ) و حجم آب معادل برف (459270000 مترمکعب) و پوشش برف 83/10 درصد روزانه برای 104 روز انتخابی، برآورد بهتری نسبت به روش رگرسیون چندگانه با مقادیر شاخص های (51/7= MSE و 74/2= RMSE ) و حجم آب معادل برف (530347500 مترمکعب) و الگوریتم بازیابی آب معادل برفِ سنجنده ی AMSU-A با برآوردهای مقادیر شاخص های خطا (66/90= MSE و 52/9= RMSE ) و حجم آب معادل برف (338985000 مترمکعب) داشت. این نتایج همچنین نشان می دهند که مشاهدات این گمانه زن پتانسیل بالایی را برای آشکارسازی پوشش برف دارد و استفاده از اطلاعات آن برای محاسبه آب معادل برف در مناطقی نظیر استان کرمان که با محدودیت ایستگاه های زمینی برف سنجی مواجه است پیشنهاد می شود. ازآنجایی که این منطقه قابلیت ریزش برف را در فصل زمستان دارا می باشد بنابراین اطلاعات درباره آب معادل برف در این منطقه برای بسیاری از کاربردهای هیدرولوژی، هواشناسی، اقلیم شناسی و همچنین تولید برق آبی و پیش بینی سیلاب ضروری است.

پلان هر رودخانه، معرّف بسیاری از ویژگی های ژئومورفولوژیکی و دینامیکی آن رودخانه است. شکلنیمرخطولی و عرضیرودومخصوصاًدرجهتقعّرآنبهعواملمختلفیازجملهتمرکزدبی جمعشدهازشبکه هایزهکشیبهمجرایاصلیرود،میزانفرسایشرسوبدرامتداد مجرا،سنگ شناسی،توپوگرافیوویژگی هایتکتونیکیحوضهبستگیدارد. طبیعی است که با تغییر در این شرایط، پلان رودخانه تغییر پیدا می کند. هدفاز این پژوهش بررسی و تحلیل تغییرات ژئومورفیک نیمرخ های طولی و عرضی رودخانه ی قره سو طیّ بازه ی زمانی 1334-1393 بوده کهبا توجه به طویل بودن (حدود 400 کیلومتر)، رودخانه به 5 بازه تقسیم شده و سپس برای رسم مقاطع طولی رودخانه از تصویر ماهواره ای PAN IRS،مدل ارتفاعی(DEM)نقشه توپوگرافی50000/1 منطقه و نرم افزار ArcGISاستفاده شده است. یافته ها نشان می دهد که رودخانه ی قره سو یک نیمرخ طولی نسبتاً منظم و یکنواخت با پیچ و خم های متعددی را می پیماید که شکل کلی آن مقعّر بوده و به سمت پایین دست انحراف بیشتری نسبت به خاستگاه اولیه پیدا کرده است به گونه ای که میزان انحزاف آن در بازه ی پنجم به حدود 50 درجه می رسد. از نظر نیمرخ عرضی نیز رودخانه طیّ 60 سال اخیر روند کاهشی داشته است. در طیّ این دوره ی زمانی بیشترین تغییر در نیمرخ عرضی در بازه ی دو و پنج بوده و کمترین تغییر در نیمرخ عرضی در بازه ی یک اتفاق افتاده است. نتایج حاکی از تمایل رودخانه به افزایش رسوب گذاری و کاهش فرسایش در بیشتر بخش ها بوده که این امر نشان دهنده ی استقرار شرایط تعادل پایدار بر رودخانه است.

امروزه آگاه شدن از وضعیت فرسایش و تغییرات حاصل از آن راهگشای مدیران و برنامه ریزان در امر مهم و حساس حفاظت آب و خاک می باشد، لذا از آنجا که فرسایش خاک از جمله معضلات مهم آبریزهای کشور است، می توان آن را یکی از مهم ترین موانع دستیابی به توسعه پایدار دانست. حوضه آبریز فاروب رومان در کویر مرکزی شهرستان نیشابور واقع شده است. در محدوده مورد مطالعه با توجه به موقعیت کوهستانی نیمه خشک و سرد، و دارا بودن شرایط ناپایدار از لحاظ سیل خیزی حوضه، و نیز کمبود آمار و اطلاعات در زمینه ارزیابی کمی رسوب از مدل تجربی EPM به منظور بررسی میزان فرسایش و رسوب استفاده شده است. براین اساس، حوضه آبریز بر پایه زیرحوضه های 22گانه تقسینم بندی شده و برآورد رسوب سالانه حوضه، بر مبنای این زیر حوضه ها ست.در زیر حوضهF5معادل T/h/y75/10 شده که بیشترین مقدار تولید رسوب را نسبت به سایر زیر حوضه ها دارد. مقدار فرسایش ویژه کل حوضه 58/20 تا 01/3 تن در هکتار در سال و میزان رسوب ویژه بین 69/8تا 15/4 تن در هکتار در سال محاسبه شد. مقدار متوسط فرسایش ویژه کل حوضه برابر 64/8 تن در هکتار در سال برآورد شده است. طبق بررسی های انجام شده وجود سازنده های حساس به فرسایش در مرحله نخست و نوع کاربری،از عمده ترین و مهم ترین عوامل مؤثر در فرسایش محسوب می-شود که سایر فاکتورها را نیز تحت تأثیر قرار می دهند، لذا گزینه مناسب، جهت کنترل فرسایش و رسوب در مناطق به صورت مدیریت مراتع، مدیریت اراضی، عملیات سازه ای می-باشد. امید که با انجام اقدامات پیشنهادی به کاهش خسارات ناشی از فرسایش و تولید رسوب و بهبود وضعیت اکولوژیک منطقه کمک شود.

منطقه مطالعاتی (دشت الشتر)، به فاصله حدود ۵۲کیلومتری از شهرستان خرم آباد (مرکز استان لرستان)، در سمت شمال غرب آن قرار دارد. برداشت بیش از حد از آب های زیرزمینی در سال های اخیر، باعث افت سطح آب زیرزمینی و ایجاد زمینه بروز برخی مخاطرات به خصوص برای منابع آب زیرزمینی شده است. در این پژوهش، میزان افت سطح آب زیرزمینی در دشت مذکور با استفاده از هیدروگراف واحد دشت در طول دوره آماری سال های ۸۸-۱۳۸۱معادل ۴ متر برآورد شد. همچنین، به منظور تعیین مناطق بحرانیِ دچار افت و شبیه سازیِ واکنش های سامانه ی آب زیرزمینی به برداشت آب در آینده، تحت شرایط مختلف، مدل ریاضی آبخوان تهیه گردید. سپس از طریق تلفیق مدل ریاضی و س یستم اطلاعات جغرافیایی، جریان آب زیرزمینی در دشت مورد مطالعه، با استفاده از نرم افزار «جی ام اس» شبیه سازی شد. نتایج پیش بینی سطح آب توسط مدل، برای دوره پنج ساله بعدی نشان می دهد که در پایان دوره مورد پیش بینی، میزان افت، حدود ۵/۳ متر افزایش خواهد یافت. درنهایت، راهکارهایی جهت مدیریت آبخوان از طریق تعدیل برداشت به منظور جبران افت آبخوان، با توجه به ملاحظات اقتصادی ارائه گردید و با کمک نرم افزار «جی دبلیو ام» مورد ارزیابی قرار گرفت. با توجه به ملاحظات هیدرولیکی و اقتصادی ارائه گردید و با کمک نرم افزار «جی دبلیو ام» مورد ارزیابی قرار گرفت. تأمین میزان کسر آب مورد نیاز، از طریق چاه های پیشنهادی جایگزین در خارج از مناطق دارای افت شدید انجام خواهد گرفت.