درخت حوزه‌های تخصصی

در بسیاری از مطالعات و بررسی های منابع طبیعی و کشاورزی، به دلیل عدم پوشش کامل ایستگاه های اندازه گیری نقطه ای باران ، برآورد بارش منطقه ای یا تخمین بارش در مناطق خشک میان ایستگاه ها ضروری است. بنابراین، آگاهی از میزان متوسّط بارندگی در یک حوضه ی آبخیز، از عوامل اساسی در هیدرولوژی و طرّاحی سازه است. روش های مختلفی برای برآورد بارش وجود دارد که ازجمله ی آن می توان به روش های میان یابی اشاره کرد. در بیشتر موارد، یکی از روش هایِ موجودِ دلخواهِ کارشناس انتخاب و مورد استفاده قرار می گیرد که ممکن است برآورد دقیقی نباشد. هدف از این پژوهش، مشخّص کردن توزیع مکانی بارش سالانه ی حوزه ی آبخیز قم با استفاده از روش های زمین آماری و مقایسه ی روش های موصوف با یکدیگر است. برای این کار، پس از جمع آوری آمار و اطلاعات مربوطه و وارد کردن آنها در محیط نرم افزار GS+و ARC GIS نسخه ی 10، نقشه ی هم باران تهیّه و آنالیز واریوگرام منطقه ی مورد مطالعه انجام شد. سپس برای ارزیابی روش های میان یابی از روش ارزیابی متقابل و دو عامل MAE وMBE استفاده شد. در این مطالعه، دو روش زمین آماری کریگینگ و عکس فاصله با توان های (1تا 3) برای برآورد بارش سالانه با استفاده از آمار سی ساله ی ایستگاه های باران سنجی در استان قم و اطراف آن مورد ارزیابی قرار گرفتند و برای ارزیابی دو روش فوق نیز، از معیار میانگین خطای مطلق (MAE) استفاده شد. نتایج این ارزیابی نشان داد که تغییرات بارندگی سالانه، بیشتر از مدل گوسی تبعیّت می کند. در محدوده ی مورد مطالعه، روش کریگینگ با MAE برابر 22/30 میلی متر، مناسب ترین روش تخمین بارندگی سالانه است و روش عکس فاصله به توان یک با MAE برابر 23/32 میلی متر و عکس فاصله به توان دو با MAE برابر 55/33 میلی متر وعکس فاصله به توان سه با MAE برابر1/35میلی متر در رده های بعدی قرار می گیرند.

یکی از عوامل مهم برای استفاده بهینه از منابع موجود آب در بخش کشاورزی، تعیین آب مورد نیاز در سطح دشت های کشاورزی است و برای برآورد دقیق آن، به اطلاعاتی در خصوص وضعیت پوشش گیاهی، مانند میزان، پراکنش و دمای سطح پوشش گیاهی نیاز است که تهیه آنها به کمک سنجش از دور به سادگی انجام می شود. بنابراین در پژوهش پیش رو به کمک سنجش از دور، تراکم و پراکنش مکانی پوشش گیاهی و دمای پوشش سطح زمین در استان همدان تعیین شد. ابتدا با پیش پردازش اطلاعات 12 تصویر ماهواره Landsat 7 ETM+ (1381-1377)، ضریب بازتاب پوشش سطح زمین و ضریب تابش پوشش سطح زمین در باند های مختلف به دست آمد و شاخص گیاهی NDVI تعیین شد و تراکم و پراکنش پوشش گیاهی و دمای پوشش سطح زمین با استفاده از الگوریتم سبال برآورد گردید. برای تعیین دقت، مقادیر برآورد شده و دمای پوشش سطح زمین محاسبه شده از تصاویر ماهواره ای با مقادیر اندازه گیری شده در عمق 5 سانتی متری خاک در ایستگاه های هواشناسی مقایسه شدند. نتایج نشان داد که دمای سطح زمین برآورد شده از اطلاعات سنجش از دور مطابقت قابل قبولی با آمار ثبت شده در ایستگاه های هواشناسی دارد و بین مقادیر دمای پوشش سطح برآورد شده و اندازه گیری شده، اختلاف معنی داری دیده نمی شود. نتایج کلی نشان داد که الگوریتم سبال با ضریب همبستگی 75/0، ریشه میانگین مربعات خطای 4/5 درجه و میانگین خطای مطلق 2/4 درجه، از دقت قابل قبولی برخوردار است.

پیشرفت و صنعتی شدن جوامع بشری در قرن گذشته باعث تشدید غلظت گازهای گلخانه ای و مشاهده تغییراتی در اقلیم و آب و هوای نقاط مختلف کره زمین شده است. نماد این تغییرات اقلیمی، در تغییر مقادیر طولانی مدت پارامترهای هواشناسی می باشد. از این رو در این تحقیق هدف اندازه گیری میزان روند تغییرات زمانی و تعیین پراکندگی پارامترهای درجه حرارت، سرعت باد، ساعت آفتابی و تبخیر- تعرق در کل کشور می باشد. پس از جمع آوری آمار و اطلاعات 36 ایستگاه سینوپتیک با طول دوره آماری 45 ساله، روند تغییرات زمانی پارامترهای مذکور در مقیاس فصلی و سالیانه برای هر ایستگاه به روش آزمون معنی دار بودن شیب خط روند زمانی محاسبه گردید. خلاصه نتایج بیانگر آن است که درجه حرارت حداقل در فصل تابستان و پاییز، در بیشتر از 75 درصد ایستگاه ها و در فصل بهار و زمستان در بیشتر از 65 درصد ایستگاه ها دارای روند صعودی می باشد، روند درجه حرارت حداکثر نیز در فصل پاییز در 75 درصدی ایستگاه ها، صعودی و در فصل زمستان در 60 درصد ایستگاه ها، نزولی می باشد و پارامتر درجه حرارت نقطه شبنم نیز در فصل بهار، پاییز و زمستان در 80 درصد و در فصل تابستان در 60 درصدی ایستگاه ها دارای روند نزولی است. روند پارامتر سرعت باد در فصل تابستان، پاییز و زمستان در بیشتر از 60 درصد ایستگاه ها مثبت می باشد، پارامتر ساعت آفتابی نیز تقریبا در تمام سطح کشور دارای روند صعودی است و همچنین تبخیر- تعرق گیاه مرجع در مقیاس فصلی و سالیانه در بیشتر از 65 درصد ایستگاه ها دارای روند افزایشی می باشد.

مطالعه تغییرات زمانی و مکانی پارامترهای آب و هوایی یکی از مهمترین مسائل حال حاضر در تحقیقات اقلیمی دنیا به شمار می آید. مطالعه تغییرات پوشش ابر به عنوان یکی از مهمترین پارامترهای آب و هوایی از این نظر حائز اهمیت می باشد که ابرها در راس چرخه آب و هوایی قرار دارند و تغییرات آنها منجر به ایجاد تغییر در توزیع زمانی و مکانی بسیاری از پارامترهای دیگر خواهد شد. در این تحقیق با استفاده از اطلاعات مقدار پوشش ابر ماهانه 90 ایستگاه همدید در ساعات 03, 09 و 15 گرینویچ، برای یک دوره 22 ساله (1986 تا 2007) تغییرات مکانی پوشش ابر در کشور با استفاده از روش تحلیل خوشه ای بر روی داده ها ی حاصل از یاخته های 18×18 کیلومتر انجام گردید. همچنین تغییرات زمانی و نقطه تغییر موجود در سری های زمانی مقدار پوشش ابر نیز با استفاده از روش من- کندال و آزمون پتیت مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که روش خوشه بندی به خوبی قادر به طبقه بندی مقدار پوشش ابر در کشور است. این روش پنچ منطقه مجزا برای مقدار پوشش ابر سالیانه کشور شامل منطقه سواحل جنوبی دریای خزر، منطقه آذربایجان و البرز، منطقه زاگرس غربی و دامنه های جنوبی البرز، منطقه جنوب غربی و شمال کویر مرکزی و منطقه جنوبی و مرکزی ارائه نمود. این پهنه ها با یافته های گذشته محققان در مورد الگوهای سینوپتیکی توده های ورودی هوا و مسیر چرخندهای ورودی به کشور همخوانی خوبی دارد. نتیجه تحلیل های زمانی نیز نشان داد که روند تغییرات مقدار پوشش ابر در اغلب ایستگاه های مناطق سه، چهار و پنچ (نیمه شمالی کشور) از نظر آماری معنی دار می باشد. این روند در تمامی ایستگاه هایی که دارای روند تغییرات معنی دار می باشند، منفی و یا به عبارت دیگر کاهشی می باشد. نتایج همچنین نشان داد که سال تغییر ناگهانی در سری های مقادیر پوشش ابر در اغلب این ایستگاه ها در دهه 1990 اتفاق افتاده است.

در این پژوهش به منظور بررسی الگوی سینوپتیکی یخبندان شدید و دیر هنگام دوره 23 تا 26 فروردین ماه 1388، نقشه های هواشناسی میانگین فشار سطح دریا، 850 و 500 هکتوپاسکال بررسی شده است، و با استفاده از نقشه های همدیدی، موقعیت و جابجایی سیستم های جوی همچون: سیکلون ها، آنتی سیکلون ها و میدان های باد مطالعه شده است. نتایج نشان دهنده آن است که فعالیت سامانه پرفشاری در شمال دریای خزر سبب ریزش هوای سرد عرض های بالا به کشور شده به طوری که باعث وقوع یخبندان در بیشتر ایستگاه های کشور شده است. و میدان باد ترازهای پایین، نقش مهمی در تغذیه رطوبتی سامانه های جوی داشته است که طی دوره فعالیت این سامانه الگوی مناسب میدان باد ترازهای پایین، سبب تغذیه رطوبتی قابل ملاحظه ای به کشور شده، به طوری که در برخی ایستگاه ها ریزش برف مشاهده شد. همچنین نتایج حاصل از پهنه بندی مقادیر حداقل دمای 24 ساعته، نشان داد که طی این دوره، بخش های غربی و جنوب غربی کشور نسبت به دیگر نواحی یخبندان های شدیدتری را تجربه کرده اند.

ه منظور مطالعه سازوکار همدیدی و دینامیکی بارش های سنگین برف در حاشیه جنوب غربی دریای کاسپین ، برای دوره آماری 50 ساله (2012-1963) مجموعاً 80 روز همراه با بارش سنگین برف در 36 موج بارش شناسایی گردید. نتایج نشان می دهد، بارش های فوق، ماحصل شکل گیری دو الگوی مجزای واچرخندهای سطحی با منشأ قاره ای و اقیانوسی به تنهایی و یا به صورت جفت شده با چرخندهای عرض های پایین تر که حامل شارهای گرما و رطوبت هستند، می باشند که در ترازهای میانی وردسپهر با حرکت مداری امواج غربی همراهی می کنند. شدت عملکرد براساس عواملی مانند محل شکل گیری، استقرار و نحوه گسترش توده هوا در سطح زمین، تقویت یا کاهش فشار مراکز چرخندی و واچرخندی، تغییرات پراسنج های دینامیکی (نظیر تاوایی، سرعت قائم، همگرایی) ناشی از واداشت کوهساری و عوامل ترمودینامیکی حاصل از استقرار و عبور از روی منابع آبی ( واداشت شارهای سطحی)در طول فعالیت سامانه ها و تغییرات میدان باد به ویژه سرعت عبور امواج غربی در وردسپهر میانی ، مرتبط دانست. برش قائم میدان باد نشان دهنده شکل گیری منطقه همگرایی در حد واصل دره شاهرود تا شمال دره منجیل و محل دلتای سفیدرود در لایه های زیرین وردسپهر است.

حاصل تعامل عوامل محلی و الگوهای گردشی در بلند مدت، نوع و حالت آرایش نواحی دمایی در هر پهنه جغرافیایی را تعیین می کند. آگاهی از پراکندگی مکانی دما در پهنه های جغرافیایی، زمینه ساز برنامه ریزی و سیاست گزاری های درست محیطی است. این پژوهش با هدف شناسایی و تفکیک نواحی حرارتی ایران به انجام رسیده است. بدین منظور، داده های شبکه ای دمای بیشینه (حداکثر) ایران از پایگاه داده اسفزاری برداشت شده. داده های این پایگاه یک دوره ی 43 ساله در بازه زمانی روزانه از 1/1/1340 تا 29/12/1383 را می پوشاند و اندازه ی یاخته های شبکه 15×15 کیلومتر است. پس آرایه دمای بیشینه ایران به ابعاد 15705×7187 مبنای شناسایی نواحی حرارتی کشور قرار گرفت. برای تفکیک مکانی نواحی حرارتی، یک تحلیل خوشه ای سلسله مراتبی با روش ادغام وارد بر روی آرایه داده ها اعمال گردید. نتایج نشان داد که ایران را می توان بر مبنای دمای بیشینه روزانه به پنج ناحیه حرارتی شامل نواحی کوهستانی مرتفع، کوهستانی و کرانه های خزر، پست مرکزی، پست جنوب شرق، کرانه های جنوبی به ترتیب با متوسط دمای 9/ 18، 9/22، 26، 3/28 و5/31 درجه سلسیوس، تفکیک نمود. بررسی ها نشان داد که آرایش نواحی حرارتی تابعی از پیکربندی ناهمواری و عرض جغرافیایی است. تنوع دمایی در استانهای کرمان، فارس و بویژه لرستان و ایلام قابل توجه است. در حالیکه استانهای سیستان و بلوچستان، یزد، خراسان رضوی، سمنان و بخصوص هرمزگان و بوشهر علی رغم وسعت زیاد از تنوع دمایی برخوردار نیستند.

هدف این پژوهش شناسایی رابطه ی الگوهای گردشی با سیلاب در جنوب غرب ایران می باشد. برای این منظور داده های رواناب روزانه 12 ایستگاه آب سنجی حوضه ی مُند به عنوان حوضه ی نمونه تهیه و رواناب پایه آن به روش دستی جدا شده است. حوضه ی مُند یکی از زیرحوضه های حوضه ی آبریز خلیج فارس می باشد که با مساحت تقریبی 47000 کیلومتر مربع بخش های عمده از استان فارس و بوشهر را پوشش می دهد. داده های ایستگاه های منتخب دوره ی آماری از سال آبی 1341-1340 تا 1379-1378 را شامل می گردند. برای تحلیل همدید رابطه ی الگوهای گردشی با سیلاب، روش همدید گردشی به محیطی انتخاب شده است. برای این منظور از الگوهای گردشی تراز 500 هکتوپاسکال تهیه شده توسط مسعودیان استفاده شده است. نتایج این پژوهش نشان داد ارتباط معنی داری بین الگوهای گردشی تراز 500 هکتوپاسکال منطقه ی خاورمیانه با میانگین درصد روزانه سیلاب در حوضه ی مُند وجود دارد. بطوری که در تمام ایستگاه های منتخب الگوی گردشی شماره ی 2 (فرود دریای سیاه) با 70/35 درصد، الگوی گردشی شماره 7 (فرود سوریه) با 14/29 و الگوی گردشی شماره 1 (فرود شرق مدیترانه) با 24/25 درصد بیشترین درصد رابطه را با سیلاب های حوضه داشته اند. نقشه روز نماینده الگوی شماره 2 یک فراز بر روی اروپا و یک فرود برروی دریای سیاه را نمایش می دهد. مهمترین پدیده همدید بر روی نقشه روز نماینده الگوی گردشی شماره 7، فرودی است که از روسیه شروع و تا سوریه ادامه می یابد. الگوی گردشی شماره 1 نیز شامل یک فرود عمیق بر روی شرق دریای مدیترانه می باشد.

به دلیل شرایط اقلیمی خشک دشت کویر، پهنه های ماسه ای عمده ای در قسمت های مختلف آن پراکنده شده است. در مکان گزینی و جهت گیری این پهنه های ماسه ای، عوامل مختلفی نقش دارند که از مهم ترین آنها می توان به توپوگرافی و جهت باد غالب اشاره کرد. از آنجا که باد یکی از عوامل مؤثر در تولید تپه های ماسه ای و استقرار آنها است، می توان با استفاده از آمار باد ایستگاه های هواشناسی و رسم گل باد، جهت و سرعت باد را تعیین کرد. با توجه به اینکه در محدوده ی دشت کویر، به دلیل شرایط نامساعد طبیعی، ایستگاه های هواشناسی محدود است، بنابراین از داده های دینامیک جو برای مطالعه ی جهت باد در سطح دشت کویر و ریگزارهای مورد مطالعه استفاده شد. برای این امر با توجه به میانگین ارتفاع دشت کویر (درحدود 700 متر)، داده های مربوط به سطح فشار 925 هکتوپاسکال، برای تعیین نوع وزش بادهای فصل تابستان، به منزله دوره خشک دشت کویر مورد استفاده واقع شد. بادهای مداری غالب شرقی غربی و بادهای نصف النهاری شمالی جنوبی در سطح دشت کویر به همراه توپوگرافی قسمت های جنوبی و جنوب غربی، سبب تراکم بیشتر ریگزارها در این قسمت های دشت کویر شده است. با استفاده از داده های حاصل از بادهای مداری و نصف النهاری، جهت بادهای تابستانی در قسمت های مختلف دشت کویر مشخص شد که تا حدود زیادی با جهت گل بادهای ایستگاه های هواشناسی و نوع مورفولوژی عوارض ماسه ای در تصاویر ماهواره ای منطبق است. مطالعه جهت بادهای تابستانی، نشان دهنده وجود دو سامانه فشار متفاوت مؤثر در جهت گیری ریگزارهای واقع در نیمه شرقی و غربی دشت کویر است.

سیلاب ها از فراوان ترین و مخرب ترین بلایای طبیعی به شمار می روند. در این ارتباط پهنه-بندی دشت سیلابی و کاربرد آن در برنامه ریزی آمایش فضا، ازجمله اقدامات مهم غیرسازه ای در زمینه کاهش خسارات سیلاب محسوب می شود. این پژوهش سعی دارد به بررسی خطر وقوع سیل در دشت سیلابی رودخانه زرینه رود با استفاده از مدل هیدرودینامیکی HEC-RAS و سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) بپردازد. همچنین، از توان رودخانه به عنوان شاخصی جهت بررسی اثرات مورفولوژیکی بالقوه سیلاب ها استفاده شده است. داده های پایه برای مدل HEC-RAS شامل داده های فضایی و داده های جریان رودخانه می باشند. مهم ترین داده های فضایی پژوهش از طریق تهیه DEM (با قدرت تفکیک 1 متر) و TIN از روی نقشه-های توپوگرافی مقیاس 1:2000 حاصل شد. متغیرهای جریان، از طریق تحلیل داده های ایستگاه های هیدرومتری موجود بر روی مجرای اصلی و انشعابات آن به دست آمد. به منظور پیش پردازش داده های فضایی و پس پردازش نتایج حاصل از مدل HEC-RAS از الحاقی HEC-GeoRAS استفاده گردید. جهت بررسی اثرات ژئومورفیکی سیلاب ها، مجرای رودخانه با توجه به دانه بندی مواد بستر و الگوی رودخانه به دو بازه تقسیم بندی شد. در بازه اول (از ابتدا تا شهر محمودآباد)، به دلیل کم عرض بودن دشت سیلابی، پهنه های سیل گیر محدود می باشند. در این بازه، توان رودخانه در طی سیلاب ها زیاد است؛ اما مقاومت مواد بستر و کناره ها، مانع عمده ای در خصوص فرسایش کناره و کف کنی رودخانه محسوب می-شوند. در بازه دوم (از محمودآباد تا بالادست سد نوروزلو)، عرض پهنه های سیل گیر افزایش می یابد. توان رودخانه، نسبت به بازه اول پایین تر است؛ اما به دلیل نوع رسوبات بستر مجرا (ماسه تا گراول) و فرسایش پذیری زیاد مواد کناره ها، تغییرات مورفولوژیکی مجرا نیز زیاد می باشد و سیلاب ها، منجر به فرسایش های شدید، مهاجرت مئاندرها، ایجاد میان بُرها و همچنین نهشته گذاری به صورت پشته های نقطه ای در داخل و کناره های مجرا می شوند. نتایج، همچنین نشان می دهد که سیلاب های با دوره های بازگشت مختلف، خطر چندانی برای سکونت گاه های شهری و روستایی ایجاد نمی کنند؛ اما می توانند خسارات زیادی به اراضی کشاورزی وارد سازند. با توجه به ژئومورفولوژی منطقه و عرض پهنه های سیل گیر، سیلاب با دوره بازگشت 25 ساله، می تواند مبنای برنامه ریزی های آمایش دشت سیلابی باشد.

در این پژوهش رابطه بین بارش های پاییزی ایستگاه های منطقه غرب و شمال غرب کشور با الگوی پیوند از دور دریای شمال-خزر در یک دوره آماری 29 ساله (2005-1977) مورد محاسبه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج حاصل از تحلیل همبستگی بین شاخص الگوی پیوند از دور دریای شمال-خزر و بارش های پاییزی ایستگاه های منطقه غرب و شمال غرب کشور نشان داد که فاز مثبت الگوی پیوند از دور دریای شمال-خزر با دوره های افزایش بارش و فاز منفی آن با دوره های کاهش بارش از حد نرمال همراه است. ارتباط نسبتاً خوبی بین بارش پاییزی منطقه غرب و شمال غرب کشور با شاخص الگوی پیوند از دور دریای شمال-خزر مورد محاسبه قرار گرفت. این ارتباط با ضریب همبستگی معنی دار 31/0 در فصل پاییز برای متوسط ایستگاه های مورد م طالعه محاسبه گردید. در بررس ی ماهانه بالاترین ضریب ه مبستگی بارش ماهانه ایستگاه ها و شاخص الگوی دریای شمال-خزر در ماه دسامبر با ضریب همبستگی 52/0 مورد محاسبه قرار گرفت. با توجه به ضرایب همبستگی مورد محاسبه، بارش ایستگاه خوی، بیشترین تاثیرپذیری را از الگوی پیوند از دور دریای شمال_خزر نشان می دهد. این مطالعه ثابت کرد که علاوه بر الگوی پیوند از دور رایج و متداول انسو که تأثیرات آن بر بارش پائیزی قبلاً مورد تأیید محققان قرار گرفته، الگوی جدید پیوند از دور دریای شمال-خزر نیز از الگوهای تأثیرگذار بر نوسانات بارش و وقوع دوره های مرطوب و خشک پاییزه شمال غرب و غرب ایران می باشد.

تحقیق حاضر با هدف ارزیابی میزان صحت داده های باران ماهوارة TRMM در 87 ایستگاه سینوپتیکی ایران در مقیاس های روزانه و ماهانه انجام شده است. بدین منظور، ابتدا داده های روزانة TRMM-3B42 و ماهانة TRMM-3B43 دانلود شد. مقایسة بین داده های ماهواره ای و مشاهده ای در ایستگاه های انتخابی واقع در شش زون اقلیمی ایران (بیابانی، نیمه بیابانی، کوهستانی، نیمه کوهستانی، بیابان ساحلی و مرطوب ساحلی) در دورة آماری 1998-2009 انجام شد. برای ارزیابی داده های ماهواره ای از معیارهای آماری خطا و شاخص های مطابقت استفاده شد. نتایج تحقیق نشان داد که ماهوارة TRMM مقادیر بارندگی روزانه و ماهانه را در 68% از ایستگاه ها بیش از مقادیر مشاهده ای برآورد می کند. به دلیل وجود خطای قابل توجه داده های ماهواره ای، مقادیر تخمینی TRMM در دو مقیاس زمانی به تفکیک زون های اقلیمی و ایران واسنجی شد و ضرایب تصحیح بر اساس روش رگرسیون خطی ارائه شد. بیشترین مقدار ضریب همبستگی در سطح معناداری 01/0 در دو مقیاس روزانه و ماهانه در زون نیمه کوهستانی به ترتیب برابر 86/0 و 99/0 و کمترین مقدار آن ها 49/0 و 78/0 در زون مرطوب ساحلی به دست آمد. داده های واسنجی شدة TRMM در بیشتر زون ها و ایستگاه ها، مشابه یا نزدیک به مقادیر مشاهده ای است و در زون اقلیمی مرطوب شمال ایران، خطای داده های ماهواره ای کاهش نیافت.