درخت حوزه‌های تخصصی

با توجه به محدودیت امکان توسعة ایستگاه های باران سنجی، تعیین بارش در تمام نقاط و به تبع آن تخمین دقیق بارش منطقه ای امکان پذیر نیست. لذا، باید در انتخاب محل و تعداد ایستگاه ها در تخمین بارش منطقه ای دقت کافی به عمل آید. در این تحقیق از آنتروپی انتقال اطلاعات و واریانس تخمین بارش منطقه ای برای تعیین نقاط بهینة توسعة ساختار موجود شبکة باران سنجی استفاد شده است. در ساختار پیشنهادی، نقاط دارای حداکثر واریانس تخمین و حداقل آنتروپی انتقال اطلاعات در سطح حوضه کاندید ایستگاه های جدید در نظر گرفته می شود. مدل بهینه سازی برای ترکیب نتایج این دو روش توسعه داده شده و در نهایت موقعیت پیشنهادی تأسیس ایستگاه های جدید تعیین می شود. در ساختار پیشنهادی، از محیط GIS برای ارائة بهتر نتایج تحلیل های مکانی استفاده شده است. حوضة آبریز کرخه با توجه به اهمیت بالایی که از بعد منابع آبی کشور دارد، مطالعة موردی این تحقیق در نظر گرفته شده است. نتایج بررسی ها و تحلیل های صورت گرفته در این تحقیق نشان دهندة این است که با استفاده از ایستگاه های پیشنهادی در حوضة کرخه که هفده موردند می توان دقت نتایج تحلیل مکانی بارش را به میزان زیادی افزایش داد.

واکاوی تغییرات ویژگی های بارش روزانه در برنامه ریزی منابع آب و الگوهای کشت اهمیت زیادی دارد. در این پژوهش، تغییرات برازنده ترین توزیع فراوانی و فراسنج های آن در طی زمان بررسی می شود. به این منظور از داده های بارش روزانه شبکه بندی شده پایگاه داده بارش آفرودیت خاورمیانه به ابعاد 25/0 25/0 درجه طول / عرض جغرافیایی استفاده شده است. داده های بارش روزانه این پایگاه داده در محدوده ایران طی دوره 1/1/1330 تا 29/12/1385 (معادل20453 روز) خورشیدی به کمک نرم افزار Grads استخراج گردید. برای ردیابی تغییرات در طی زمان، داده ها به دو دوره 28 ساله تقسیم شد. داده های بارش دوره نخست از 1/1/1330 تا 29/12/1357 در یک آرایه به ابعاد 249110226 و داده های دوره دوم از 1/1/1358 تا 29/12/1385 در یک آرایه به ابعاد 249110227 ( ردیف ها تعداد روز و ستون ها تعداد یاخته) قرار داده شد. برای شناسایی برازنده ترین توزیع روزهای بارشی، از آزمون نیکویی برازش کلموگروف- اسمیرنف استفاده شد. با برنامه نویسی در محیط نرم افزار Matlab توابع توزیع تیپ نرمال و گاما بر تک تک یاخته های با بارش برازش داده شد. تابع نظری توزیع گامای دو فراسنجی و نمایی توانسته اند شرایط آماری لازم آزمون نیکویی برازش در سطح اعتماد 95% را به عنوان برازنده ترین توزیع در هر دو دوره احراز نمایند. تغییرات گسترده زمانی و مکانی در توزیع بارش به عنوان یکی از مؤلفه های ردیابی تغییر اقلیم تأیید نمی شود. محاسبه فراسنج های برازنده ترین توزیع با روش گشتاور خطی حکایت از تغییرات جزئی در الگوی پراکندگی فضایی این فراسنج ها دارد. اما این تغییرات از الگوی خاصی پیروی نمی کند. نگاشت تغییر فراسنج انحراف معیار نشان می دهد در بخش وسیعی از ایران مرکزی و غرب کشور در دهه های اخیر اعتماد به بارش کاهش یافته است.

1-مقدمه گرد و غبارها یکی از ویژگیهای سامانههای همدید جوی هستند که در بسیاری از مناطق جهان بویژه مناطق خشک و بیابانی رخداد دارد. کشور ایران و بویژه منطقه جنوب غرب ایران بطور متناوب با پدیده گرد و غبار و مشکلات آن مواجه است. بادهای غربی جریان مسلط ورودی به ایران هستند. غرب ایران را پهنه های بیابانی متعددی همچون بیابان های جنوب عراق، ربع الخالی، بادیه الشام و صحرا تشکیل می دهند. نیمه غربی ایران با توجه به موقعیت جغرافیایی و مجاورت آن با این بیابان ها منطقه ای مستعد برای ورود پدیده گرد و غبار بصورت مکرر است. این پدیده در سال های اخیر از نظر فراوانی رخداد، و گسترش مکانی شدیدتر شده است. هدف اصلی این پژوهش بررسی تغییرات مکانی - زمانی و چگونه شکل گیری پدیده گرد و غبار، شناسایی منابع و مسیر گرد و غبار ورودی به غرب ایران است. با توجه به پیامدهای مختلف زیست محیطی، بهداشتی، اقتصادی و اجتماعی آن؛ در این مطالعه سعی بر آن است تا در ابتدا تحلیلی آماری از پدیده گرد و غبار، فراوانی رخداد آن در گذشته و دهه اخیر انجام گرفته و مناطق منشاء و شرایط جوی شکل گیری، الگوی پراکنش و مسیریابی پدیده گردوغبار بررسی و با روش های ترکیبی مورد واکاوی قرار گیرد. 2- روش شناسی روش پژوهش ترکیبی از تحلیل های آماری- همدیدی و بهره گیری از سنجش از دور است. داده های مورد استفاده شامل: داده های سه ساعتی ایستگاه های زمینی، دمای درخشایی در طول موج های 11 و 12 میکرومتر، داده های GDAS ، میدان دما، جهت و سرعت باد، ارتفاع ژئوپتانسیل و امگا در ترازهای مختلف جو است. ویژگی های دمای درخشایی طول موج های 11 و 12 میکرومتر برای بارزسازی گرد و غبار روی تصاویر مادیس در محیط ENVI 4.5، داده های GDAS برای ردیابی مسیر باد در محیط نرم افزاری مدل HYSPLIT و داده های دما، جهت و سرعت باد، میزان فشار، ارتفاع ژئوپتانسیل و امگا برای بررسی نقشه های ترازهای مختلف جو در محیط GrADS استفاده شد. 3- بحث و نتیجه گیری استخراج فراوانی سالیانه رخداد روزهای همراه با پدیده گرد و غبار در 23 ایستگاه مورد مطالعه در طی دوره آماری سی ساله (2008 –1979 )، نشان داد که ایستگاه های دزفول و بوشهر با بیشترین رخداد گرد و غبار مراکز بحران این پدیده هستند. فصل بهار بیشترین رخداد گرد و غبار را دارد. در ماه های ژوئیه، مه و ژوئن بیشترین و ماه دسامبر کمترین رخداد ثبت شده است. در طول شبانه روز بیشترین رخداد گرد و غبار بین ساعت های 9 صبح تا 6 بعداز ظهر ثبت شده است. مطابق خروجی مدل Hysplit، منطقه مرزی بین سوریه و عراق، غرب و جنوب غرب عراق به ترتیب دو کانون اصلی گرد و غبار برای منطقه غرب ایران هستند. همچنین مسیر شمال غربی _ جنوب شرقی و غربی_ شرقی و در موارد محدودی مسیر شمالی _ جنوبی مسیرهای اصلی ورود این پدیده به منطقه مورد مطالعه هستند. با توجه به نتایج حاصل از پردازش تصاویر ماهواره ای و خروجی مدل، منطقه مرزی بین سوریه و عراق و مسیر شمال غرب جنوب شرقی به عنوان منبع و مسیر اصلی گرد و غبار ورودی به غرب ایران شناخته شد. در دوره گرم سال بر اثر تقویت کم فشار شکل گرفته بر روی عراق و ادغام آن با کم فشار انتقال یافته به جنوب و جنوب غرب ایران و درنهایت قرار گیری در برابر پرفشار شکل گرفته بر روی پهنه آبی مدیترانه سبب شیو شدید فشار و ایجاد بادهای پرسرعت بر روی عراق و سوریه می شوند. با توجه به پایین بودن رطوبت و ویژگی های خشک منطقه هسته گرد و غبار شکل می گیرد. موقعیت مکانی کم فشار سبب مکش شدید هوای بیابان های مجاور و انتقال این پدیده بهمراه بادهای ورودی به ایران می شود. در اواخر دوره سرد فرآیندهای دینامیکی عامل اصلی شکل گیری و انتقال این پدیده محسوب می شوند. شکل گیری ناوه عمیقی در تراز میانی و پیرو آن ایجاد مرکز همگرایی سطحی و فعالیت بین دو مرکز واگرایی بالایی و همگرایی سطحی سبب ناپایداری شدید و صعود هوا روی عراق و عربستان می شود. نتیجه چنین سازوکاری ایجاد جریان های پرسرعت باد و در صورت ضعیف بودن رطوبت با توجه به ویژگی های این مناطق هسته گرد و غبار شکل می گیرد.

در این پژوهش ارتباط بین نوسان بارش در مناطق جنوبی دریای خزر و تغییرات فشار تراز دریا با استفاده از رویکردی محیطی به گردشی در دوره زمانی(1383-1339) بررسی و تحلیل گردید. در این ارتباط در بخش پایگاه داده سطحی، از داده های بارش روزانه 12 ایستگاه سینوپتیک پهنه مطالعاتی بهره گرفته شد و ماتریس سری زمانی روزهای بارشی آنها تهیه گردید. در بخش پایگاه داده های جوی نیز از داده های فشار تراز دریا موجود در پایگاه داده NCEP/NCAR در محدوده 0 تا 120 درجه شرقی و 0 تا 80 درجه شمالی استفاده گردید. در ادامه، ماتریس اولیه شامل مقادیر بارشی روزانه هر ایستگاه و مقادیر میانگین فشار روزانه تراز دریا(slp) متناظر با سری زمانی روزهای بارشی برای(1617=33×49) یاخته شبکه ای در محدوده انتخابی تهیه شد. محاسبه ضریب همبستگی میان مقادیر بارش روزانه با مقادیر میانگین روزانه فشار تراز دریا بر روی یاخته های محدوده مطالعاتی و ترسیم نقشه های ضریب همبستگی بارش - فشار ایستگاهها آشکار نمود که رخداد و تغییرات بارش در کرانه های جنوبی دریای خزر در سطح تراز دریا متأثر از استیلای یک الگوی گردشی فشار بر روی دریاهای خزر، سیاه و مدیترانه است. بر این اساس، نوسان بارش در کرانه های جنوبی دریای خزر با کاهش و افزایش میزان فشار در عرصه کنش این الگو مرتبط و همزمان می باشد.

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.

این مقاله به شناسایی و طبقه بندی همدید مکانی توده های هوای ایران با نگاهی جدید می پردازد بطوری که تا پایان مرحله محاسبات تیپ بندی هوا، از چارچوب روش های SSC[1]و SSCWE[2]پیروی شده ولی موضوع شناسایی توده های هوا و انتخاب روزهای مرجع، با رویکردهای جدیدی مطرح گردیده است. در این پژوهش، از نه عنصرشامل ابرناکی روزانه، دمای کمینه و دمای بیشینه، میانگین فشار سطح دریا، کمبود دمای اشباع (12GMT)، دامنه درجه حرارت روزانه، دامنه نقطه شبنم روزانه، حداکثر و حداقل کمبود دمای اشباع مربوط به 63 ایستگاه سینوپتیک در ایران برای تیپ بندی هوای هر ایستگاه یا به دست آوردن شاخص همدید زمانی استفاده گردید.پس از تقسیم بندی فصلی اقلیم و انتخاب پنجره های فصلی، با تشکیل ماتریسی از داده های هر ایستگاه (9×16071) و با انتخاب مُد P، تیپ بندی هوا با بهره گیری از تکینک بردارهای ویژه و تحلیل مؤلفه های اصلی و سپس تحلیل خوشه ای انجام گردید. پس از آن گروه بندی تیپ های هوای ایستگاه ها در فصول مختلف با استفاده از دمای پتانسیل مجازی که از نظر هواشناسی عنصری پایستار تلقی می شود و همچنین بهره گیری از دو رویکرد محاسباتی جدید در انتخاب روزهای مرجع، 13 توده هوای فصلی با ویژگی های مختلف شناسایی گردید. نتایج به دست آمده نشان داد که روش های انتخاب روزهای مرجع همپوشانی مناسبی با هم داشته و توده های هوای منبعث از آن ها دارای ویژگی های مشابهی می باشند. با توجه به میانگین ویژگی های توده های هوای فصلی ایران، و در مقایسه با طبقه بندی ایالات متحده و برژرون مشخص شدکه دو نوع توده DP و MM از طبقه بندی آمریکایی و سه نوع توده mE، cP و cA از تقسیم بندی برژرون در بین توده های ایران قابل مشاهده نبوده و بنابراین قابل تطبیق نمی باشند. از لحاظ مشابهت الگوهای فراوانی توده ها در فصول مختلف، می توان چهار تیپ الگو را که مبتنی بر فراوانی حضور توده ها در مناطق سرزمینی معینی می باشند با عناوین 1- تیپ ساحل شمالی 2- تیپ میانه جنوبی – جنوب شرق 3-تیپ سواحل جنوبی، شما ل شرق و شمال غرب و 4-تیپ البرز جنوبی و نیمه غربی معرفی نمود که هریک توده های خاصی را در برمی گیرند.

در سال های اخیر مدل های مصنوعی مولد پارامترهای هواشناسی به طور گسترده در سیستم های هیدرولوژیکی، اکولوژیکی و در مطالعات پتانسیل تأثیر اقلیم بر اکوسیستم های زراعی در سراسر جهان مورد استفاده قرار گرفته اند. این مدل ها به عنوان یک تکنیک آماری جهت تولید داده های هواشناسی روزانه در مواقعی که داده های طولانی مدت در دسترس نباشد، توسعه یافته اند. بدین منظور در این تحقیق ارزیابی کارایی سه مدل CLIMGEN، LARS-WG و WeatherManبرای پیش بینیدر مقیاس ریز و در حد ایستگاه های هواشناسیبرای متغیّرهای اقلیمی حداکثر دما، حداقل دما، بارندگی و تابش خورشیدی برای سال های 2009-2000 در سه منطقه گرگان، گنبد و مشهدانجام شد. ابتدا داده های هواشناسی روزانه هر ایستگاه از سال 1975 تا 1999 برای گرگان و گنبد و 1961 تا 1999 برای مشهد به مدل داده شد و داده های روزانه برای سال های 2009-2000 تولید شد. برای ارزیابی مدل های مذکور از مقایسه ی شاخص های آماری مجذور میانگین مربعات خطای استاندارد (RMSE)، شاخص کارایی مدل (EF) و ضریب تبیین (R2) استفاده شد. نتایج مقایسه ی میانگین ماهانه بازه ی 10 ساله داده های تولید شده توسط مدل ها نشان داد متغیّر دما بهتر از سایر پارامترها به وسیله ی هر سه مدل پیش بینی شده است. در بین مدل ها، مدلLARS-WGبیشترین توانایی را برای شبیه سازی پارامتر حداقل دما در منطقه های گرگان و مشهد نشان داد، در حالی که مدلCLIMGEN در گنبد تخمین بهتری داشت. پارامتر حداکثر دما برای اقلیم مدیترانه ای گرگان و نیمه خشک گنبد با مدل CLIMGEN و برای اقلیم خشک مشهد با مدل WeatherMan بهتر شبیه سازی شد. مدل WeatherMan نسبت به سایر مدل ها در شبیه سازی بارش برای منطقه ی گرگان و گنبد و مدل CLIMGENبرای مشهد موفق تر بودند. متغیّر تابش خورشیدی برای منطقه ی گنبد و مشهد به وسیله ی مدلLARS-WG و در اقلیم گرگان با مدل CLIMGEN با کارایی بهتری پیش بینی شد.به نظر می رسد که خروجی های این مدل ها علی رغم تفاوت هایی که دارند، می توانند در مدل سازی گیاهی و همچنین در بحث های تغییر اقلیم مورد استفاده قرار گیرند.

ناحیه بندی توسط عناصر و عوامل اقلیمی یکی از مهمترین موضوعاتی است که به دلایل گوناگون از جمله اهمیت آن در کشاورزی و معماری یک منطقه مورد توجه می باشد. اقلیم هر منطقه نتیجه ی عملکرد عناصر و عواملی است که در محیط حاکم هستند. در این مقاله ناحیه بندی بر اساس میانگین ماهانه دما و بارش در 16ایستگاه سینوپتیک منطقه زاگرس که دارای کامل ترین آمار از بدو تأسیس تا سال2005 بودند با استفاده از 4 روش تحلیل مؤلفه اصلی، نمره Z فصلی دما و بارش، انحراف معیار دمای ماهانه، فصلی و ضرایب اقلیمی (ضریب خشکی دومارتن) و (کلیموگرام پگی) انجام شد. نتایج نمره Z با استفاده از آزمون تحلیل واریانس تست شد. در 3روش ابتدایی، پهنه بندی با استفاده از روش وارد صورت گرفت. یافته ها 3 مؤلفه اصلی که 84/91درصد از واریانس متغیرها را توجیه می کرد شناسایی کرد و 5 ناحیه بدست آمد. نمره Z فصول در بهار و پاییز 5 و در تابستان و زمستان4 ناحیه بارشی و برای دما در تابستان4 ناحیه و در دیگر فصول 3 ناحیه را نشان داد. آزمون تحلیل واریانس این بخش فرض محقق (عدم برابری بین نواحی)را تأیید نمود. براساس انحراف معیار داده های دما 5 ناحیه اصلی بدست آمد. با استفاده از ضریب خشکی دومارتن و کلیموگرام پگی به ترتیب 4و3 ناحیه تأیید شد. در انتها نقشه های نواحی بارشی و دمایی زاگرس با روش Inverse Distans Weighted در محیط نرم افزار جی ای اس تهیه شد.

با توجه به موقعیت جغرافیایی و وضعیت مناسب محیطی، انرژی خورشیدی یکی از کارآمدترین انرژی های تجدید پذیر در ایران محسوب می گردد. این تحقیق به دنبال ارائه مدلی در خصوص شناسایی مکان های بهینه استقرار پانل های خورشیدی در محیط شهری می باشد. پتانسیل فراوان و فضای مناسب پشت بام ساختمان ها با ارتفاع زیاد و قرارگیری آن ها در معرض مستقیم نور خورشید و استفاده نکردن بهینه از این فضاها، لزوم مکان گزینی بهینه استقرار پانل ها خورشیدی را برای تولید انرژی ضروری کرده است. در این تحقیق، ابتدا ویژگی مکان های مناسب استقرار پانل های خورشیدی در محیط شهری و منبع تولید لایه های مورد نیاز شناسایی گردید. لایه های مورد نیاز جهت دست یابی به مکان های مناسب استقرار پانل های خورشیدی بر اساس نقشه های 1:2000در نرم افزار ArcGIS تهیه و مدلسازی فضایی با استفاده از عملگر AND منطق بولین و عمگر ضرب در این نرم افزارانجام شد. همچنین از تکنیک میانگین گیری وزن دار ترتیبی(OWA) برای تلفیق نتایج به دست آمده با دو عامل نوع کاربری و میزان جمعیت استفاده شد. بر اساس مشاهدات میدانی، مدل مد نظر ارزیابی شد و از ضریب تاو-کندالb برای تعیین میزان تطابق میان نتایج به دست آمده در مدل و نتایج مشاهدات استفاده شد. نتایج، حاصل ضریبی برابر 771/0 را نشان می دهد که حاکی از رابطه قوی بین دو متغیر و دقت نسبتاً زیاد مدلسازی انجام گرفته است.

آلودگی هوای تهران یکی از معضلات اساسی این شهر است. این شهر به عنوان یکی از آلوده ترین شهرهای جهان محسوب می شود. بخشی از آلودگی مانند سایر کشورهای جهان بیشتر ناشی از ازدیاد جمعیت، استفاده از سوخت های فسیلی، ترافیک سنگین، زیاد بودن وسایل نقلیه فرسوده، گسترش نامناسب صنایع و بی توجهی به مکان یابی صنایع می باشد و بخش دیگر آلودگی مربوط به وضعیت جغرافیایی شهر تهران می باشد که در دامنه جنوبی ارتفاعات البرز واقع شده و از شمال و مشرق به وسیله کوه های بلند محصور مانده است. به همراه تأثیر اقلیمی مانند بادهای آرام و پایداری هوا، کمبود نزولات جوی و وارونگی هوا در تشدید هوای تهران بسیار موثر می باشد. از بین اینورژن های انتخابی مشاهده می شود زمانی که ارتفاع اینورژن به سطح زمین نزدیک شده است، برشدت آلودگی هوا (شاخص کیفیت هوای ایستگاه ها) افزوده شده است. این مساله در اینورژن های انتقالی به طور چشمگیری بر شدت آلودگی هوا افزوده است. در اینورژن های با منشأ دینامیکی، شرایط اقلیمی حاکم به گونه ای بوده است که پایداری عمیقی در لایه های نزدیک سطح زمین ایجاد نموده است. با توجه به فراینده های نزولی حاکم، در ضخامت زیادی از جو، عمق اینورژن ها افزایش یافته است.

با توجه به موقعیت جغرافیایی ایران، که در منطقه خشک و نیمه خشک جهان واقع شده است، هر ساله شاهد رویدادهای حدی بارش کم (خشکسالی) و رویداد های حدی بارش زیاد (رخداد سیل) هستیم. از این رو، ضرورت بررسی مقادیر حدی بارش و حرکت و فراوانی رخداد این کمیت طی دوره های گذشته و، همچنین، تأثیر گرمایش جهانی بر حرکت مقادیر حدی بارش طی دوره های آتی کاملاً احساس می شود. بنابراین، در این مطالعه نمایه های حدی بارش طی دوره های گذشته (1961-1990) و دوره ی آتی (2011-2040) در دو سناریوِ A2و A1Bبر اساس مدل HadCM3بررسی و مقایسه شده است. این بررسی در سناریوِ A2روند افزایشی رویدادهای حداکثر بارش یک روزه در مناطق شمال غربی (جز استان آذربایجان غربی)، مرکزی و جنوب غربی و شمال شرقی و سواحل غربی دریای خزر را پیش بینی کرده است. همچنین، افزایش روند تعداد روزهای خشک متوالی در مناطق شمال شرقی، مرکزی و جنوبی کشور مشاهده می گردد. نتایج حاصل از سناریوِ A1Bنشان داده است مقدار بارش 24 ساعته در دوره ی آتی در مناطق شرقی و شمال شرقی و مرکزی همچنین نوار باریکی از بخش های غربی، جنوب غربی و شمال غربی کشور با کاهش همراه است. نتایج حاصل از پیش آگاهی برون داد مدل HadCM3و سناریوِ A1Bدر خصوص رویداد های حداکثر بارش پنج روزه روند بسیار مشابه ای با الگوی حاصل از سناریوِ A2داشته است. نمایه ی SDIIدر بخش شمالی و غربی کشور افزایش نشان می دهد و در سایر مناطق کشور روند منفی خواهد داشت. روند مثبت در تعداد روزهای با بارش سنگین به بخش های از استان اصفهان، مرکزی، کهکیلویه و بویراحمد، لرستان، ایلام، چهارمحال بختیاری و خوزستان در غرب و جنوب غرب کشور محدود شده و در سایر بخش ها با کاهش این نمایه روبه رو خواهیم بود. افزایش روند خطی نمایه ی حداکثر تعداد روزهای متوالی تر (CWD) در مناطق غربی، جنوب غربی و شمال شرقی کشور و افزایش تعداد روزهای متوالی خشک در مناطق شمال شرقی، مرکزی و بخش هایی از جنوب کشور و، همچنین، جمع بارش سالانه و روزهای تر در نواحی غربی و جنوب غربی، جنوبی، شمال غربی و بخش هایی از شرق کشور افزایش نشان می دهد

شرایط توپوگرافی سطح زمین به شدت بر پدیده های متوسط اقلیم مؤثرند. چاله ها، کم و بیش کانون انباشته شدن هوای سرد در شب به شمار می آیند و زمینه ی پیدایش واژگونی دمای هوا را فراهم می سازند. نرمال دمای هوا در ایستگاه های همدید و کلیماتولوژی منطقه، چنین شرایطی را برای چاله ی گاوخونی نشان می دهد. در این پژوهش، برای تعیین احتمال رخداد روزهای نشست هوای سرد در چاله ی گاوخونی در فصول مختلف سال از زنجیره ی مارکف استفاده شد. بنابراین، اختلاف کمینه دمای روزانه هوا در دو ایستگاه اقلیمی اصفهان و ورزنه، در دوره ی آماری (2005-1986)، به دست آمد و با توجه به علامت آن (مثبت یا منفی)، روزهای سال به دو دسته، روزهای عادی با کد (صفر) و روزهای انباشت هوای سرد در چاله با کد (1) تقسیم شدند. نتایج نشان داد که 5/71 درصد روزهای سال، با نشست هوای سرد در چاله ی گاوخونی همراه است. شمار روزهای انباشت هوای سرد به ترتیب در فصل پاییز 5/79، زمستان 8/73، بهار 9/71 و تابستان 1/61 درصد بود. در حالت های انتقال شرطی دما، احتمال وقوع حالت P11 بیشتر از سایر حالت ها (P10, P01, P00) است. رابطه رگرسیونی میان مقادیر مشاهده شده و برآورد شده دوره های n روزه نشست هوای سرد، نشان می دهد که میزان دقت و اطمینان مورد نظر برای همه ی فصول، بالاتر از 99 درصد بوده است

وجود واقعیت ها و رویدادهای تصادفی اقلیمی زمینه کاربرد « دانشِ احتمال» را در اقلیم شناسی مهیا کرده است. به طوری که بسیاری از واقعیت های اقلیمی با به کارگیری ابزارها و تکنیک های احتمالاتی قابلیت توجیه و تفسیر بهتری دارد. کاربرد نظریه احتمال در اقلیم شناسی رفتار بسیاری از پدیده های اقلیمی به ظاهر غیر قطعی را به شکل قانون مند ارائه و به تصمیم گیری مدیران و آینده نگری برنامه ریزان کمک می کند. یکی از رویکردها و ضرورت های مطالعات اقلیم شناسی، مطالعه احتمال رخداد چند رویداد درارتباط با یکدیگر است. شانس وقوع یک رویداد به شرط وقوع رویدادی دیگر را «احتمال شرطی» گویند. در تحقیق حاضر، احتمال وقوع شرایط بارشی مختلف در سرزمین ایران، براساس شرایط دمایی متفاوت؛ یعنی: احتمال شرطی حالات بارش به شرط وقوع حالات دما بررسی شده است. در این راستا از دیده بانی های روزانه دما و بارش پایگاه داده ای اسفزاری بهره گرفته شد. نتایج تحقیق به وسیله تحلیل خوشه ای و با استفاده از روش فاصله اقلیدوسی و روش ادغام وارد به صورت نقشه های طبقه بندی احتمالاتی ارائه و تحلیل شد. براساس این مطالعه، سه پهنه اصلی شمالی، مرکزی و جنوبی در کشور تشخیص داده شد. همچنین هفت زیرگروه براساس برخی ویژگی های احتمال شرطی بارش به شرط حالات دمایی برای سه پهنه حاصل شد. هریک از پهنه ها و زیر گروه های مربوط منعکس کننده شرایط اقلیمی و سازوکارهای مؤثر برآن است. از این رو می توان روش به کار رفته دراین تحقیق را رویه ای مناسب برای تحلیل های اقلیمی دانست.

از آن جایی که دمای اعلام شده توسط ایستگاه های هواشناسی تنها قرائت دمای داخل جعبه اسکرین، بدون توجه به سایر پارامترهای جوّی و از جمله رطوبت است، بنابراین نمی تواند بیان کننده احساس واقعی ما از دمای هوا باشد، زیرا هوای گرم در صورت وجود رطوبت بالا، گرمتر احساس می شود به طوری که وقتی دما 35 درجه سانتیگراد باشد در صورت وجود رطوبت نسبی 55% در حدود 43 درجه سانتیگراد احساس می شود. در این مقاله به منظور محاسبه دمای واقعی احساسی، در ماه های گرم سال؛ ژوئیه، ژوئن و آگوست برای یک دوره آماری 10 ساله در 40 ایستگاه سینوپتیک در نیمه جنوبی کشور از روش محاسبه شاخص گرما استفاده و نتایج در محیط نرم افزار ArcGIS به صورت نقشه های همدمای واقعی احساسی پهنه بندی شد و با نقشه های همدمای معمولی مقایسه گردید. نتایج نشان می دهد که در فصل گرم با وجودی که مناطق ساحلی جنوبی کشور دمای کمتری را نشان می دهند اما دمای واقعی احساسی بالاتری دارند که این دمای واقعی احساسی با فاصله گرفتن از ساحل و کم شدن میزان رطوبت کمتر می شود. در مناطق ساحلی جنوبی کشور بالا بودن دمای واقعی احساسی بویژه هنگامی که امواج گرما بوجود می آیند مشکلاتی را برای مردم ایجاد می کنند. با توجه به آستانه های دمای واقعی احساسی، فراوانی مشکلات در 4 طبقه دسته بندی شد که هر طبقه شرایط ویژه ای را بوجود می آورد. شرایط سینوپتیکی یک موج گرما که منجر به بالا رفتن دمای احساسی واقعی شده و قرار گرفتن ایستگاه های ساحلی در شرایط فوق العاده خطر ناک بررسی شد. نتایج نشان می دهد که پیش بینی و صدور هشدار به موقع امواج گرما بر اساس این شاخص از طرف سازمان هواشناسی برای مناطق گرم و مرطوب کشور می تواند منجر به کاهش تلفات ناشی از این رخداد باشد.

اقلیم و تغییرات آن، نقش مهمی در همه ابعاد زندگی انسان ایفا می کند و به همین دلیل پیش بینی اقلیم آینده که متکی بر مدل های گردش عمومی جو انجام می گیرد، از اهمیت خاصی برخوردار است. در این پژوهش، داده های سناریوی A1B مدل های گردش عمومی جو BCM2 و IPCM4، برای ارزیابی تأثیر تغییرات اقلیمی بر دمای کمینه و بیشینه، تابش و بارش در هفت ایستگاه همدید استان خراسان جنوبی به کمک مدل آماری LARS-WG ریزمقیاس شدند. برای این کار سه مرحله واسنجی، صحت سنجی و مدل سازی مدل ها در ایستگاه های منتخب انجام گرفت و کارایی مدل ها از نظر شباهت مقادیر مشاهده شده و مقادیر شبیه سازی شده با استفاده از شاخص های خطا، مانند ریشه میانگین مربعات و ضریب تعیین ارزیابی شد. نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل داده ها در لارس، مکنز، سنس استیمیتور و من کندال، نشان داد که دمای کمینه، دمای بیشینه و تبخیر و تعرق در تمام شهرهای استان خراسان جنوبی (بجز قائن با افزایش بسیار جزئی بارش) طی2060-2011 روند افزایشی خواهند داشت، بقیه ایستگاه ها روند کاهشی بارش را شاهد خواهند بود. همچنین به جزبه جز قائن و فردوس، در بقیه ایستگاه ها روند افزایشی تابش مشاهده خواهد شد. طبق برآوردها، روند افزایشی دما در بیرجند و قائن کمتر بوده و در طبس بیشتر خواهد بود. چنین به نظر می رسد که تغییرات نه چندان شدید فراسنج ها در برخی ایستگاه ها، به دلیل موقعیت ویژه جغرافیایی و توپوگرافی منطقه است.

هدف از این مطالعه بررسی ناهنجاری ها و چرخه های آب قابل بارش جوّ ایران زمین است. بدین منظور داده های فشار و نم ویژه طی دورة 1950-2010 از پایگاه داده های NCEP/NCAR وابسته به سازمان ملی جوّ و اقیانوس شناسی ایالات متحده استخراج و تجزیه وتحلیل شد. برای انجام محاسبات از امکانات برنامه نویسی در محیط نرم افزار Grads و Matlab و نیز برای انجام عملیات ترسیمی از نرم افزار Surfer بهره گرفته شد. نتایج بررسی ناهنجاری های آب قابل بارش جوّ ایران نشان داد که نواحی سواحل به دلیل هم جواری با منابع عظیم رطوبتی خلیج فارس، دریای عمان و دریای خزر دارای ناهنجاری های مثبت و نواحی مرکزی، نواحی مرتفع و شمال غرب و شمال شرق کشور به دلیل دور بودن از منابع رطوبتی و متأثر بودن از ارتفاعات دارای ناهنجاری های منفی است. نتایج حاصل از تحلیل چرخه ها نشان می دهد که چرخه های کوتاه مدت دو تا پنج ساله بیشترین حاکمیت را در کشور داشتند. با وجود این، بیشترین چرخه های کوتاه مدت در نواحی جنوب شرق رخ داده است. بیشتر دانشمندان چرخه های دو و سه ساله را با ال نینو – نوسانات جنوبی و گردش عمومی جوّ و جریانات مداری مرتبط می دانند. همچنین، چرخه های دو تا پنج ساله را به رخداد ال نینو مربوط دانستند.

به منظور پیش بینی خشکسالی در اراضی تحت کشت استان اصفهان، استفاده از مدل توسعه یافته فیزیکی آگروهیدرولوژیکی SWAP برای سال زراعی 1389-1390 مورد اجرا قرار گرفت. داده های ورودی مورد نیاز این سامانه شامل داده های دیده بانی و پیش بینی شده کوتاه مدت و بلند مدت دماهای حداکثر،حداقلو میانگین، سرعت باد درارتفاع2 متری، فشار بخار واقعی آب، باران و تابش به صورت روزانه درطی یک سال، رطوبت نسبیو نیز داده های خاکشناسی، نقشه های کاربری اراضی و ارتفاع و شاخص های گیاهی از تصاویر ماهواره ای است. با شبکه ای کردن مجموعه این داده ها، خروجی سامانه به صورت نقشه توزیع مکانی پیش بینی عملکرد تولید گندم، که به صورت دونقشه وزن خشک کل و وزن خشک دانه گندم تر سیم شده است،تهیه ونتایج آن با عملکرد واقعی محصول گندم در هشت شهرستان استان اصفهان مقایسه گردید.بررسی نتایج نشان می دهد که نسبت مقادیر پیش-بینی شده عملکرد تولید گندم به مقادیر واقعی در بازه1/78 تا 2/88 درصد است.براین اساسکاربر می تواند در فواصل زمانی مختلف قبل از برداشت با استفاده از مدل SWAPعملکرد تولید محصول گندم را پیش بینی نماید.

پدیده گرد و غبار در دهه اخیر یکی از مهمترین چالش های زیست محیطی در ایران، غرب و جنوب غرب آسیا می باشد. این پدیده از فرآیندهای بیابان زایی بوده که در مناطق خشک و نیمه خشک جهان رخ می دهد. سنجش از دور علم و تکنیک به دست آوردن اطلاعات از پدیده های جغرافیایی بدون تماس با آنها می باشد. برای تشخیص پدیده گرد و غبار نیاز به تصاویری با پوشش وسیع و تکرار زیاد است. از این لحاظ، تصاویر مربوط به سنجنده مادیس به دلیل داشتن باندهای طیفی زیاد برای مطالعات مربوط به پدیده گردوغبار مناسب می باشد. شناسایی منشاء تولید کننده ذرات گرد و غبار و پایش آن، با سرعت، دقت و هزینه کم از اهمیت فراوانی برخوردار است. اهداف اصلی این پژوهش شناسایی منشاء تولید کننده ی گردوغبار ورودی به مناطق غرب و جنوب غرب ایران و همچنین پایش حرکت گرد و غبار می باشد. در این پژوهش منشاء رخداد پدیده گرد وغبار مربوط به 18 ژوئن 2012 که در نواحی غرب و جنوب غرب کشور رخ داده است، به کمک تصاویر ماهواره ای و با استفاده از باندهای مرئی و باندهای حرارتی سنجنده مادیس و با به بکارگیری شاخص اکرمن شناسایی شد. معلوم گردید منشاء اصلی آن محل اتصال رودخانه های دجله و فرات بوده که در محدوده شمال و شمال شرق عراق و غرب سوریه می باشد و در ادامه مشخص شد تصاویر سنجنده مادیس به دلیل در دسترس بودن، هزینه کم وتکرار پذیری آن در 2 بازه زمانی در 24 ساعت برای پایش گرد و غبار مناسب می باشد. همچنین تحلیل سینوپتیکی آن برای شناسایی چگونگی حرکت گرد و غبار از منشاء به داخل ایران با استفاه از داده های سینوپتیکی ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکالی، فشار تراز دریا و نقشه های جهت جریان باد 500 و 1000هکتوپاسکالی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تحلیل سینوپتیکی یافتن منشاء و نحوه انتقال گرد و غبار را بهینه کرده و تصمیم گیری مناسب تری را برای پیش بینی مسیر حرکت گرد و غبار ممکن می سازد. در نهایت با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و با بکارگیری ابزار Spatial Analysis Tools نمایش حرکت آن از منشاء تا داخل ایران رهگیری شد.

از جمله مخاطرات محیطی مهم می توان به پدیده های آب و هوایی مخرّب اشاره کرد که سالانه خسارات مالی و جانی بسیاری به بار می آورند. برای پیش بینی و مقابله با آثار زیانبار این پدیده ها، علاوه بر روش های همدیدی معمول، بررسی ساختار ترمودینامیکی جو در لایه های مختلف و تحلیل شاخص های ناپایداری ضروری است. در پیش بینی های عملی هواشناسی، شاخص های بسیاری برای ارزیابی پایداری اتمسفر و پیش بینی ناپایداری به کار می رود. تلاش های کمی برای بررسی این شاخص ها در ایران انجام شده و برای کالیبره کردن و معرفی آستانه ها، کاری انجام نشده است. در این مطالعه، سعی شده جمع بندی کاملی از حدود و آستانهٔ شاخص های ناپایداری برای پیش بینی انواع پدیده های مخرّب تهیه شود. بدین منظور، دقت مجموعه ای از پارامترها و شاخص ها، به طور ویژه برای مشهد محاسبه و بررسی شده است که عبارت اند از: شاخص شوالتر، شاخص مجموع مجموع ها و فشار سطح تعادل، آب قابل بارش، عدد ریچاردسون، شاخص صعود LI، شاخص K، SWEAT، CAPE و CIN. پدیده های آب و هوایی مخرّبی که در طی سال های 1980 تا 2009 در ایستگاه مشهد رخ داده، استخراج و در سه دسته برق، توفان تندری، تگرگ، دسته بندی و استفاده شده اند. روزهایی که این معیارها را نداشته اند، در دسته ای به نام بدون ناپایداری قرار گرفته اند. برای محاسبه مقادیر شاخص ها، از داده های جو بالای حاصل از ارسال رادیوسوند در ایستگاه مشهد استفاده شده است. این داده ها نسبت به وجود یا عدم پدیده های مخرّب تحلیل، و نتایج این تحلیل ها بصورت نمودارهای باکس پلات و نقاط پراکنده برای نمایش بصری روابط و آستانه ها، در پدیده های مختلف ارائه شده است. درنهایت آستانه هر شاخص برای پیش بینی انواع پدیده ها در مشهد معرفی شده، و ترکیب شاخص صعود (LI) و انرژی پتانسیل در دسترس همرفتی (CAPE) و همچنین شاخص صعود و سطح تعادل، به عنوان بهترین شاخص های ترکیبی معرفی شدند.