درخت حوزه‌های تخصصی

رودخانه بیدخوان کالدرای آتشفشان غیرفعال بیدخوان را زهکش می کند که در 40 کیلومتری جنوب شرق بردسیر کرمان واقع شده است. هدف این تحقیق تعیین منشأ عناصر و ترکیبات محلول در آب و ارزیابی تأثیر هوازدگی شیمیایی بر کیفیت آب آن است. بدین منظور تعداد 12 نمونه از نقاط مختلف مسیر این رودخانه برداشت و هدایت الکتریکی (EC)، pH و درجه حرارت آن ها در صحرا و غلظت یون های اصلی و چند فلز سنگین با روش های استاندارد آزمایشگاهی تعیین گردید. پس از کنترل صحت و دقت نتایج آنالیز، از ن مودار پایپر، نسبت های یونی و ت کنیک های آماری (آنالیز چند متغیره، آنالیز خوشه ای و ماتریس همبستگی) برای تحلیل و تفسیر داده ها استفاده شد. برمبنای آن، تمامی نمونه ها در محدوده آب های با سختی موقت قرار داشته و تیپ آ ن ها بی کربناته کلسیک و بی کربناته منیزیک می باشد. نسبت های یونی هوازدگی سیلیکات را نشان می دهند. در تفسیر فاکتورها، کاتیون های لیتیم، استرانسیم، باریم، کلسیم، سدیم و منیزیم و آنیون های بی کربنات، سولفات و کلرید در فاکتور 1 قرار گرفتند که منشأ کاتیون ها هوازدگی سیلیکات، منشأ عمده کلرید آب باران، منشأ بی کربنات گاز دی اکسید کربن هوا و خاک و منشأ سولفات آب باران و احتمالاً تا حدی هوازدگی پیریت در نظر گرفته می شود. آهن، منگنز و آلومینیوم هر سه در فاکتور 2 قرار دارند که به معنی منشأ یکسان است (هوازدگی سیلیکات های تیره). لذا منبع اصلی کاتیون های اصلی و فلزات سنگین هیدرولیز سیلیکات های منطقه است. براساس ترکیب شیمیایی آب، هم سیلیکات های روشن و هم تیره، نقش داشته اند. این امر با تنوع جنس سنگ های تشکیل دهنده این آتشفشان هماهنگی دارد.

فرسایش پاشمانی اولین مرحله پدیده فرسایش و عامل اصلی از دست رفتن حاصلخیزی خاک است که ارتباط مستقیمی با بافت خاک دارد. هدف از پژوهش حاضر مطالعه آزمایشگاهی فرسایش پاشمانی در کلاس های بافتی مختلف  تحت شدت های بارش متفاوت با استفاده از دستگاه شبیه ساز باران است. برای این منظور 83 نمونه خاک از سه کلاس بافتی سبک، متوسط و سنگین خاک های منطقه شهرکرد استان چهارمحال و بختیاری استفاده شد. برخی ویژگی های فیزیکوشیمایی خاک شامل اسیدیته ، شوری، بافت خاک، ماده آلی، کربنات کلسیم در نمونه ها اندازه گیری شد. شدت های 65، 95 و 120 میلی متر در ساعات با دستگاه باران ساز موجود در پژوهشکده ی حفاظت خاک و آبخیزداری بر کلاس های بافتی خاک اعمال شد. قطر قطرات باران با روش گلوله ی آردی و فرسایش پاشمانی با استفاده کاسه های پاشمان طراحی مورگان (1978) اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که بین نرخ پاشمان در کلاس های بافتی در شدت های 65 و 120 میلی متر در ساعت تفاوت معنی داری وجود داشت درحالیکه در شدت 95 میلی متر بر ساعت تفاوت معنی داری بین نرخ پاشمان در کلاس های بافتی دیده نشد. درصد رس خاک با ضریب همبستگی 388/0- بیشترین ارتباط را با نرخ پاشمان در شدت های مختلف داشت. ماده آلی با شدت های 65 و 95 میلی متر همبستگی معنی دار بترتیب 375/0- و 255/0- داشت درحالیکه با شدت 120 میلی متر در ساعت همبستگی نشان نداد که می تواند بدلیل انرژی جنبشی زیاد و قطرات سنگین باران در شدت 120 میلی متر در ساعت باشد.

تنش های آبی ناشی از تغییرات اقلیمی ،افزایش دما و کاهش سطح پوشش برف از چالش های امروزه جهان است. با توجه به اینکه آبدهی رودخانه کارون به شدت تحت تأثیر ذخایر برف در بخش های شمالی آن است، پیامدهای هیدرولوژیک افزایش دمای کمینه در چهار ایستگاه بروجن، لردگان، یاسوج، و کوهرنگ با کمک داده های هیدرومتری ( 2014-1978) و تصاویر ماهواره ای 2014-2000 بررسی شد. نخست با آزمون من- کندال روند داده ها تعیین شد و سپس دمای کمینه دوره 2040-2011 منطقه در  مدل CMPI5 با سناریوهای RCP4.5 و RCP8.5 برآورد شد. نتایج نشان داد  دمای کمینه در ماه های سرد دارای روند افزایشی و تعداد روزهایی با دمای صفر و کمتر، سطح پوشش برف و میزان آبدهی حوضه دارای روند کاهشی است. یافته های مدل CMPI5 نیز نشان داد دمای کمینه در ایستگاه های مطالعاتی بین 8/0 تا 4/4 درجه سلسیوس به ویژه در فصل سرد افزایش می یابد که در تداوم روند فعلی است. همچنین، مشخص شد در آینده، با توجه به روند دمای کمینه، سطح پوشش برف و آبدهی رودخانه در فصل بهار بین 35 تا 60درصد کاهش و فقط بین 7 تا 15درصد در ماه های نوامبر و دسامبر افزایش خواهد داشت.

امروزه فرسایش آبی به عنوان یکی از مسائل مهم در کشاورزی و آبخیزداری مطرح است و محققان با انجام تحقیقات مختلف به دنبال راهکارهایی برای به حداقل رساندن آن هستند. شاخص فرسایندگی باران مهم ترین عامل تأثیرگذار بر فرسایش خاک بوده و تابعی از خصوصیات فیزیکی باران می باشد. جهت کمّی کردن عامل فرسایندگی باران شاخص های مختلفی توسعه داده شده اند که انتخاب شاخص مناسب با توجه به شرایط اکولوژیکی منطقه حائز اهمیت است. تحقیق حاضر به منظور تخمین ضریب فرسایندگی باران بر اساس بررسی ارتباط بین شاخص های مبتنی بر مقدار و عامل فرسایندگی معرفی شده توسط ویشمایر و اسمیت (EI 30 ) و پهنه بندی ضریب فرسایندگی باران با روش های مختلف قطعی و زمین آمار در استان فارس انجام شده است. بررسی روابط رگرسیونی بین عوامل ذکرشده، نشان داد که شاخص فورنیه با ضریب تبیین 80/0، همبستگی بالایی با ضریب فرسایندگی (R ) دارد. در نتیجه بر اساس معادله حاصل شده،R  هر ایستگاه محاسبه شد. در نهایت روش تابع پایه شعاعی با مدل نواری کاملاً منظم بر اساس جذر میانگین مربعات خطا پایین تر و ضریب تبیین بالاتر نسبت به روش های دیگر انتخاب شد . براساس نقشه ضریب فرسایندگی باران بیشترین میزان فرسایندگی در قسمت شمال استان و کمترین مقدارآن در ناحیه ی شرق و شمال شرق می باشد. همچنین 44 د رصد استان دارای فرسایندگی متوسط و 10 درصد در معرض فرسایش زیاد می باشد.

بسیاری از شرایط هیدرولوژیک در دریاها به تغییر دما بستگی داشته و میزان این پارامتر عامل تعیین کننده مهمی در شرایط محیطی هر منطقه می باشد. تغییرات دما و باد سطحی سبب تغییر چگالی آب دریا شده و تغییر چگالی در میزان پایداری و اختلاط ستون آب دریا مؤثر است .دراین تحقیق اثر متقابل دمای سطح آب دریا (SST) بر سرعت باد سطحی درمنطقه خزر جنوبی (استان مازندران) بررسی شده است. ابتدا داده های دمای سطح آب دریا،توسط سنجنده AVHRR ماهواره NOAA وداده های سرعت بادسطحی،توسط ماهوارهQuikSCAT برای منطقه ای به ابعاد 220 ×340 کیلومتر مربع در خزر جنوبی گردآوری شد. پس از تجزیه وتحلیل داده های ماهواره ای دمای سطح دریا ، تغییرات ماهانه و فصلی آن توسط نرم افزار Tecplot برای این منطقه رسم گردید.مشخص شد که میانگین دمای فصلی(بهار و تابستان) سواحل شرقی خزرجنوبی c ْ87/0 ازنواحی غربی آن بیشتراست. برای بررسی اثر متقابل دمای سطح دریا برسرعت باد سطحی، چهار ایستگاه A وD (درناحیه غربی)،B وC (درناحیه شرقی)درخزرجنوبی انتخاب گردید.سپس نمودار سری زمانی دما، اختلاف دمابین چهار ایستگاه، سری زمانی سرعت بادو سری زمانی اختلاف سرعت باد بین چهار ایستگاه ازسال 2000تا2005 برای فصل های بهار و تابستان رسم و مقایسه شد. نتایج نشان می دهد که برای فصل تابستان،در80% و برای فصل بهار، در 66% مواردبا افزایش اختلاف دما بین چهار ایستگاه، اختلاف سرعت نیزافزایش می یابد.در این دو فصل بدلیل کاهش فعالیت سیستم های جوّی، اختلاف دمای دو ایستگاه تأثیر قابل توجهی درتقویت اختلاف سرعت باد دارد. میانگین اندازه اختلاف سرعت باد در دوره آماری2005-2000 در ایستگاه ها برای فصل بهار ، m/s 7/.و برای فصل تابستان ،m/s 37/1 می باشد.

در این پژوهش با استفاده از داده های ایستگاه گرگان بین سال های 2010-1980 روند بارش بررسی شد. به منظور استخراج روند بارش از آزمون های میانگین متحرک و من-کندال استفاده شد. هم چنین به وسیله شاخص SPI دوره های خشکسالی استخراج و احتمال رویداد هر یک از حالات مختلف ترسالی و خشکسالی با زنجیره مارکوف محاسبه شد. در ادامه به وسیله تصاویر NOAA-AVHRR نوسانات پوشش گیاهی تحت تأثیر روند بارش بررسی و به وسیله زنجیره مارکوف احتمال گذر هر یک از طبقات بررسی شد. نتایج نشان داد در میان سال های 2007-2001 و 1994-1990 دوره ترسالی و سال های 1986-1982 و 2010-2005 دوره خشکسالی رخ داده است. تحلیل شاخص خشکسالی روند بارش در این زمان را تأیید کرده و نشان داد سال های 2005-2001 شرایط مرطوب و از سال 2005 شرایط خشکی حاکم بوده است. با توجه به ماتریس احتمالاتی مارکوف احتمال گذر خشکسالی شدید به خشکسالی شدید 6/0 و احتمال گذر از خشکسالی شدید به خشکسالی متوسط 13/0می باشد. با همین روند پوشش گیاهی نیمه متراکم از سال 1985 به مقدار 494479 هکتار تا سال 2000 به 380120 هکتار کاهش داشته است که کمترین مقدار در طی سال های مورد مطالعه می باشد. از سال 2000 تا 2005 تراکم و مساحت پوشش گیاهی افزایش یافته، ولی تحت تأثیر خشکسالی اخیراٌ کاهش نشان می دهد و با احتمال 48/0 طبقه بدون پوشش گیاهی در شرایط خود باقی می ماند. احتمال تبدیل مربوط به پوشش گیاهی ضعیف به زمین فاقد پوشش به مقدار 41/0 می باشد. بر این اساس احتمالاً 214060  هکتار به زمین فاقد پوشش گیاهی تبدیل شود.

لایه مرزی به علت پیوند مستقیم با زندگی انسان اهمیت بسزایی دارد. در این پژوهش با دریافت داده های ساعتی و میانگین روزانه از مرکز اروپایی پیش بینی میان مدت هوا و دپارتمان علوم جوی دانشگاه وایومینگ برای دوره 1988 تا 2017، با کاربرد نرم افزارهای Excel و R و با به خدمت گیری توابع محاسباتی روش بسته پیشرفته، مجموعه توابع چندبُعدی و ابزار ECMWF در محیط ArcMap تغییرات ارتفاعی لایه مرزی شهر تهران در بازه سالانه تهیه شد. نتایج نشان داد که سقف متوسط ارتفاع لایه مرزی در حدود 850متری سطح زمین قرار دارد و در شرایط شبانه به طور متوسط تا حدود 80متری و در شرایط روزانه تا حدود 2300متری سطح زمین پایین و بالا می رود. این متغیر در کل دوره سالانه در حدود 5 متر افزایش ارتفاع داشته است. به لحاظ الگوی فضایی، کمینه ارتفاع در هر یک از سه متغیر موردبررسی در شمال شرقی تهران و بیشینه آن در جنوب و جنوب غربی تهران رخ داده است. ضمن اینکه این متغیر با برخی متغیرهای اقلیمی دیگر نظیر دمای سطحی رابطه معناداری (8143 / 0) دارد. همچنین، براساس یافته ها، روش بسته پیشرفته مقبولیت بسیار زیادی در محاسبه ارتفاع لایه مرزی با استفاده از داده های رادیوسوند دارد.

از عوامل کنترل کننده فراسنج های  جوی، پوشش سطحی است که از پیامدهای تغییر در آن، ایجاد تغییر در ماهیت اقلیمی یک منطقه است. از مصداق های  تغییر در پوشش سطحی در ایران، تغییر سطح آب دریاچه ارومیه و خشک شدن بخش های  وسیعی از آن است. هدف از این مطالعه آشکار سازی اثرات خشک شدن دریاچه ارومیه در فراسنج های  جوی دما، بارش در شمال غربی کشور است. بدین منظور در این مطالعه دو طرحواره مطرح گردید که اولی به شبیه سازی وضعیت اقلیمی منطقه با توجه به وجود دریاچه و دومی به شبیه سازی وضعیت اقلیمی منطقه با توجه به عدم وجود دریاچه، می پردازد. برای شبیه سازی ها از مدل های  [1]TAPM و [2]RegCM4 استفاده شده است. مدل سازی ها برای سال های  2003 و 2006 اجرا گردید و نتایج نشان می دهد که مدل RegCM4 از نتایج قابل قبول تری نسبت به دیگر مدل مورد استفاده، برخوردار است. به طور یکه هم دقت مدل در شبیه سازی متغیرهای جوی بیشتر بوده و هم اثر دریاچه در ماهیت دما و بارش منطق به طور  واقعی تری شبه سازی نموده است. بر اثر خشک شدن دریاچه ارومیه میزان بارش (میانگین 10 درصد) در منطقه کاهش پیدا می کند که این کاهش در فصل بهار بیش از دیگر فصول است. متوسط دما در دوره سرد سال کمتر از 5/0 درجه کاهش و در دوره گرم سال 5/0 درجه افزایش میابد. لازم به توضیح است که اثر دریاچه در ماهیت اقلیمی مناطق غربی و شرقی دریاچه به یک اندازه بوده و تفاوت قابل توجهی ندارد.   [1]- The Air Pollution Model [2] - Regional Climate Model

توفان های تندری نوعی از توفان است که عموماً با ابرهای همرفتی و معمولاً با سیلاب های لحظه ای و گاهی تگرگ و باد شدید همراه هستند. ابرهای مربوط به توفان های همرفتی در بیشتر مناطق مشاهده می شوند، اما درصد کوچکی از این توفان های همرفتی تولید شرایط هوای سخت و سیل های ناگهانی را می کنند و خسارات زیادی به بار می آورند. یکی از این توفان های تندری مرگ بار، توفان تندری ۲۸ تیرماه ۱۳۹۴ است که دارای خسارات مالی و جانی فراوانی بود. در این پژوهش به بررسی شرایط سینوپتیکی و ترمودینامیکی این توفان تندری پرداخته شده است. هدف از انجام این پژوهش پیش بینی احتمال وقوع توفان تندری، تعیین شدت توفان احتمالی، تعیین مکان توفان همرفتی و ارتباط آن با سامانه های سینوپتیکی بوده است. در این راستا از داده های NCEP/NCAR، تصاویر ماهواره ای NOVA/AVHRR، داده های جو بالا و نرم افزارهای GRADS، ENVI، RAOB و ArcGIS برای رسیدن به اهداف فوق استفاده شد. نتایج این پژوهش نشان داد که شرایط سینوپتیکی مساعد برای وقوع توفان تندری ازجمله کم فشار تراز دریا، ناوه تراز میانی، همگرایی رطوبت و وجود رطوبت در لایه های پایینی جو وجود دارد. همچنین هسته اصلی توفان که بین کرج و قزوین قرار دارد با مرکز بیشینه امگای منفی تراز ۵۰۰ هکتوپاسکال منطبق است. نتایج شاخص های ناپایداری برای ساعت ۰۰UTC نشان داد که شاخص های KO، KI، JI و VT شدت ناپایداری را قوی و توفان همرفتی شدید را پیش بینی کرده اند. ۶ شاخص نیز ناپایداری(توفان همرفتی) متوسط و فقط دو شاخص توفان همرفتی ضعیف را پیش بینی کرده اند. نرم افزار RAOB حداکثر سرعت قائم در این ساعت را ۳۰ متر بر ثانیه برآورد کرده است که نشان دهنده صعود شدید و درنتیجه وقوع توفان تندری شدید است.

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.

فرورانش صفحه عمان به زیر پوسته ایران موجب پیدایش کمربند برافزایشی زمین ساختی فعال مکران شده است. الگوی تغییرات مکانی-فضایی زمین ساختی مکران را می توان؛ با بررسی لندفرم های این ناحیه و ازجمله اندازه گیری شاخص های ژئومورفیک مشخص کرد. در این پژوهش با محاسبه کمیت های مورفوتکتونیک حوضه ها (شکل، طول، تقارن و عدم تقارن و ... حوضه؛ تراکم و نسبت انشعاب و ... شبکه زهکشی؛ نسبت مساحت و طول رده آبراهه ها) در حوضه های زهکشی جگین، سدیج، کهیر و باهوکلات، الگوی رفتاری حوضه ها به نیروهای نوزمینساختی مشخص شده اند. استخراج شاخص ها و مقایسه کمی مکانی آن ها با استفاده از داده های توپوگرافی(مدل های رقومی ارتفاعی) و نقشه های زمین شناسی در قالب مدل های موجود در نرم افزارها صورت گرفته است. علاوه بر شاخص های متداول عدم تقارن آبراهه( AF )، ناهنجاری ( a ∆ ) و تراکم ناهنجاری سلسله مراتبی( Ga )، تقارن توپوگرافی عرضی( T )، پیچناکی رودخانه( S )، شکل حوضه ( BS ) از شاخص های سطحی نسبت مساحت رده و طول آبراهه ها نیز جهت ارزیابی کنش- واکنش زمین ساخت- فرم حوضه ها استفاده شده اند. نتایج کمی حاصل نشان می دهند که: حوضه جگین بر اساس میزان ناهنجاری در تقارن و شکل حوضه ؛ حوضه باهوکلات بر اساس ناهنجاری های سلسله مراتبی ( a ∆ ) و تراکم سلسله مراتبی، و توپوگرافی عرضی؛ و حوضه کهیر بر اساس پیچناکی دارای بیشترین فعالیت تکتونیک هستند.  دلیل ناهنجاری شاخص ها در حوضه ها را می توان ناشی از عملکرد تکتونیک فعال بر منطقه دانست. با تأثیر پذیرفتن پارامترهای زمین شناسی و  ایجاد آنومالی های تکتونیک، جنس زمین تغییریافته و فرسایش  در حوضه ها دگرگون خواهد شد. اما بر اساس شاخص نسبت مساحت رده ها و طول آبراهه ها حوضه باهوکلات بیشترین فعالیت زمین ساختی را دارد. بنابر نسبت مساحت رده آبراهه ها، طول آبراهه ها و شاخص تقارن توپوگرافی میزان تغییر شکل زمین ساختی کمربند برافزایشی مکران از غرب به شرق افزایش می یابد. این در صورتی است که، شاخص عدم تقارن آبراهه روندی کاهشی داشته و سایر شاخص ها در جهت غربی-شرقی الگوی خاصی را  نداشته و بسته به حوضه موردنظر متفاوت هستند.

فرسایش خاک یکی از مهم ترین مسایل زیست محیطی، کشاورزی و تولید غذا در جهان محسوب می شود و تأثیرات مخربی به تمام اکوسیستم های طبیعی و تحت مدیریت انسان دارد لذا یافتن راه حل های سریع و به موقع الزامی به نظر می رسد. از جمله این راه حل ها کاربرد مدل ICONA می باشد که توسط انجمن علمی حفاظت از طبیعت اسپانیا ارایه شده است. در میان بسیاری از روش ها برای پیش بینی فرسایش با استفاده از GIS و RS، نتایج شبیه سازی این مدل به صورت همگانی پذیرفته شده است. این تحقیق سیمای فرسایش آبی حوضه آبخیز طالقان رود را به شکل موردی بررسی قرار داده و وضعیت فرسایش خاک و پهنه بندی آن را نشان میدهد. این مدل دارای هفت مرحله می باشد که در ابتدا نقشه شیب، و نقشه زمین شناسی و در ادامه از همپوشانی لایه شیب و زمین شناسی،لایه فرسایش پذیری خاک تهیه می شود. در مراحل بعدی، نقشه کاربری با استفاده از تکنیک های سنجش از دور و نقشه پوشش گیاهی با استفاده از شاخصNDVI تهیه شده است. در ادامه، با همپوشانی لایه کاربری اراضی و پوشش گیاهی نقشه حفاظت خاک بدست میآید.در گام آخر؛ لایه فرسایش پذیری خاک و لایه حفاظت خاک همپوشانی شده و نقشه خطر فرسایش پذیری را می سازند. نتایج این پژوهش نشان داد که از کل سطح حوضه، 9.3% کلاس خطر فرسایش خیلی کم، 12.7% کلاس خطر فرسایش کم، 22.4% کلاس خطر فرسایش متوسط، 18.9% کلاس خطر فرسایش زیاد و 36.7% کلاس خطر فرسایش بسیار زیاد را به خود اختصاص داده اند.