درخت حوزه‌های تخصصی

"در این پژوهش زمان آغاز و پایان بخش گرم و سرد سال در پهنه‎ی ایران زمین بررسی شده است. برای دستیابی به این هدف داده‎های شبکه‎ای دمای بیشینه‎ی‎ ایران با تفکیک مکانی 1515 کیلومتر و بازه‎ی زمانی روزانه از 01/01/1340 تا 29/12/1382 شامل 15705 روز از پایگاه داده‎ی‎ اسفزاری ویرایش دوم برداشت گردید. به کمک آرایه‎ی داده‎های روزهنگام ایران به ابعاد 718715705 میانگین بلندمدت دما محاسبه و هموارسازی شد و بر پایه‎ی میانگین بلندمدت دمای هر یک از نقاط کشور سال به دو بخش گرم و سرد بخش شد. سرانجام نقشه‎های تاریخ‎های بالاترین و پایین‎ترین دمای روزانه، تاریخ‎های آغاز و پایان بخش گرم و میانگین دمای روزانه در بخش سرد و گرم محاسبه و ترسیم گردید. این نقشه‎ها نشان داد که میانگین دمای روزهنگام ایران 2/25 درجه‎ سلسیوس است. دوره‎ی گرم ایران از 28 فروردین تا 3 آبان و دوره‎ی سرد از 4 آبان تا 27 فروردین سال بعد رخ می‎دهد. دوره‎های سرد و گرم در همه جای ایران همزمان آغاز نمی‎شود. در بخش‎های جنوبی و جنوب‎شرقی کشور فصل گرم زودتر آغاز می‎شود و دیرتر به پایان می‎رسد. اوج گرما در ایران در نقاط مختلف با 70 روز فاصله به وقوع می‎پیوندد. در حالی که اوج سرما در سراسر ایران تقریباً همزمان و با 15 روز فاصله رخ می‌دهد."

سرمازدگی و یخبندان از دیرباز باعث ایجاد وحشت در کشاورزان شده و خسارتهای مالی زیادی را بر آنها وارد آورده است. ظاهرا عامل یخبندان، دما می‌باشد ولی در اصل هرگونه نوسان در پارامترهای هواشناسی از قبیل فشار، رطوبت نوع ابر و مه در سطح زمین و لایه‌های بالای جو عامل ایجاد و تغییر دما می‌باشد در این تحقیق یک مورد سرمازدگی که در روز هفتم اردیبهشت در اسان چهار محال و بختیاری اتفاق افتاده انتخاب و در کلیه ساعات از دو روز قبل و بعد از وقوع یخبندان پارامترهای هواشناسی مذکور مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت. هدف نهایی از این تحقیق شناخت عوامل موثر دینامیکی و همدیدی بر روی سرمازدگی و یخبندان در استان چهار محال و بختیاری بود تا بتوان با به کارگیری آن در آینده از وقوع این حادثه جلوگیری کرد و از شدت خسارتها کاست. محاسبات انجام شده نشان داد که میزان گرما هدر رفته در لحظه سرمازدگی در حدود 71 برابر میزان این گرما در حالت عادی بوده است. بر این اساس جهت جلوگیری از وقوع این حوادث از قبل با اعمال این میزان گرما به جو از روشهای مختلف می‌توان تا حدودی از بروز این پدیده جلوگیری کرد. تغییرات ناگهانی فشار، رطوبت و دیگر متغیرهای هواشناسی عامل این پدیده است. استفاده از ارقام غیر مقاوم در این مورد باعث تشدید خسارات می‌گردد. نوع خاک، آبیاری و عملیات زراعی دیگر نقش مهمی در این پدیده دارد.

در این تحقیق الگوهای همدیدی مؤثر در ایجاد سیلاب­های رودخانه بوانات مروست مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به خشک و بیابانی بودن منطقه 5 دوره سیلاب در دوره آماری 9 ساله (2007-1999) اتفاق افتاده که هر کدام مورد تحلیل سینوپتیکی قرار گرفت و تنها دو الگو از شدیدترین آنها (6 دسامبر 2003، 29 مارس 2007) به عنوان نمونه انتخاب و تحلیل شد. برای تحلیل این پدیده از آمار بارش روزانه ایستگاه مروست و ایستگاه­های مجاور و برای تعیین شدت ناپایداری­ها، در مورد شاخص­های ناپایداری، Si، Ki، Li، TTi و Pw از ایستگاه شیراز استفاده شد. همچنین برای تحلیل الگوهای همدیدی بارش، نقشه­های همدیدی سطح زمین و تراز 500 هکتوپاسکال و نقشه­های امگا و وزش رطوبتی و چرخندگی در ساعت صفر و 12 تهیه شد. آرایش الگوهای همدیدی و روند آنها در نقشه­های هوا 2 روز قبل از سیلاب تا روز سیلاب بررسی شد. نتایج تحقیق نشان دهنده 2 الگوی بارشی در منطقه می­باشد: بارش­های سیلابی در 6 دسامبر 2003 به علت سامانه مدیترانه­ای است که به دلیل داشتن منبع غنی رطوبت و دمای بالا شرایط کسب رطوبت از آب­های جنوبی کشور را به بهترین شکل دارا می­باشد و به همین دلیل باعث بارش­های شدید در این دوره شده است و عامل بارش 29 مارس 2007 استقرار پرفشار سیبری و تشکیل سیستم مانع، بر روی جنوب دریای خزر و مرکز ایران است. در همین زمان سامانه­های ناپایدار غربی در برخورد با این سیستم مانع تغییر مسیر داده و با حرکت به سمت عرض­های پایین از آب­های جنوبی رطوبت کسب کرده و از سمت جنوب غرب به داخل کشور نفوذ نموده و بارش­های قابل توجهی را در مناطق جنوب غربی و مرکزی و منطقه مورد مطالعه ایجاد کرده­اند.

تبخیر مؤلفه ای اساسی در چرخة هیدرولوژی است و نقش مهمی در مدیریت منابع آب دارد. در این تحقیق عملکرد مدل های شبکة عصبی مصنوعی (ANN) و ماشین بردار پشتیبان (SVM) در تخمین تبخیر روزانه ارزیابی شده است. داده های روزانة هواشناسی میانگین دما، سرعت باد، فشار هوا، رطوبت نسبی، بارش، دمای نقطة شبنم، و ساعت آفتابی ایستگاه های سینوپتیک تبریز و مراغه، به منزلة ورودی مدل های ANN و SVM، برای تخمین تبخیر روزانه استفاده شد. نخست ده ترکیب مختلف از هفت ورودی و سپس ورودی های منفرد به منظور تخمین تبخیر به کار گرفته شدند. نتایج مدل های استفاده شده نشان داد که هر دو مدل ANN و SVM عملکرد قابل قبولی در تخمین تبخیر دارند. ارزیابی نتایج استفاده از ورودی های تکی نشان داد که به ترتیب کاربردِ پارامترهای میانگین دما و ساعت آفتابی نسبت به پارامترهای دیگر نتایج بهتری در تخمین تبخیر هر یک از ایستگاه ها داشته است. بررسی های این تحقیق نشان می دهد که اگرچه تفاوت معنی داری بین نتایج سه تابع کرنل ماشین بردار پشتیبان وجود ندارد، تابع کرنل پایة شعاعی در مقایسه با توابع کرنل دیگر از دقت زیاد و عملکرد بهتری در تخمین تبخیر روزانه برخوردار است.

میان‎یابی، تعمیم داده‎های نقطه‎ای به داده‎های پهنه‎ای و ترکیب نقشه‎ها سه نمونه از کاربردهای مهم GIS در مطالعات اقلیم‎شناسی می‎باشد. در این پژوهش سعی بر آن است تا با استفاده از توانایی GIS در میان‎یابی و تعمیم داده‎های نقطه‎ای به داده‎های پهنه ‎ای، تخمین توان فرسایندگی باران (با روش فورنیه) را به واقعیت نزدیک‎تر نمود. در روش فورنیه با استفاده از دو پارامتر اقلیمی (متوسط بارش سالانه و میانگین بارندگی پرباران‎ترین ماه سال) و دو پارامتر فیزیولوژیکی (ارتفاع و شیب منطقه)، توان فرسایندگی باران محاسبه می‎شود. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که بین دو روش محاسبه توان فرسایندگی باران اختلاف زیادی وجود دارد، به طوری که در روش استفاده از میانگین‎ها، توان فرسایندگی باران حدود 121 تن در کیلومترمربع در سال برآورد گردید اما با استفاده از توانایی‎های GIS این میزان حدود 267 تن در کیلومترمربع در سال برآورد شد.

اجرای طرح احیای اراضی بیابانی دشت لامرد در استان فارس از طریق عملیّات نهال‌کاری، بذرپاشی و حفاظتی در سطحی معادل هشت هزار هکتار با استفاده از گونه‌های مقاوم به خشکی و شوری نظیر آتریپلکس ، سمر(کهور پاکستانی) از سال 1374 آغاز گردید. با توجّه به اهمیت اجرای طرح مذکور، این تحقیق به منظور بررسی تغییرات خاک و پوشش گیاهی در اثر اجرای طرح انجام شد. در هر منطقه (نهال‌کاری، بذرپاشی و حفاظتی) تعداد پنج پروفیل جهت بررسی خصوصیّات فیزیکی و شیمیائی خاک (بافت، هدایت الکتریکی، اسیدیته، آهک، گچ، نسبت جذب سدیم، املاح محلول سدیم، پتاسیم، کلسیم، منیزیم و کلر) حفر گردید. همچنین خصوصیّات پوشش گیاهی از جمله درصد پوشش، تولید، وضعیّت و گرایش پوشش گیاهی با استفاده از روش‌های معمول در هر یک از برنامه‌های اجرائی تعیین شد. به منظور مقایسة خصوصیّات خاک و پوشش گیاهی در مناطق و عمق‌های مختلف از آنالیز واریانس و جهت گروه‌بندی میانگین خصوصیّات از آزمون چند دامنه دانکن استفاده شد. براساس نتایج حاصله، خاک‌های منطقه مورد مطالعه دارای میزان شوری زیادی است و سایر املاح موجود در خاک در مقایسة با زمان اجرای طرح، به‌ویژه در منطقة حفاظتی (بحرانی) افزایش قابل توجّه داشته و گسترش منطقه حفاظتی به درون منطقه نهال‌کاری و بذرپاشی کاملاً مشهود است. با توجّه به بررسی‌های انجام شده، از دلایل مهّم خشکیدگی نهال‌ها در منطقة نهال‌کاری‌شده طیّ سال‌های بعد از اجرای طرح (علی‌رغم رشد قابل‌توجّه در سال اول) می‌توان به قطع عملیّات آبیاری تکمیلی، برخورد ریشة گیاهان با سخت‌لایه ناشی از آهک (در عمق 60-30 سانتی‌متری) و سطح ایستابی بالا و آب شور، آسیب‌دیدگی ریشه گیاهان به دلیل سله‌بندی شدید خاک سطحی و سنگینی بافت خاک اشاره کرد.

توفان های تندری به طور گسترده ای بر انسان، ثروت و سرمایه او، به ویژه در بخش کشاورزی، هوانوردی، دریایی و غیره اثر می گذارد. در پژوهش حاضر به منظور بررسی توفان های تندری، داده های مربوط به توفان های تندری در یک دوره آماری 15 ساله (2006-1992) از مرکز تحقیقات هواشناسی همدان دریافت گردید. همچنین به منظور تحلیل همدیدی الگوهای توفان، داده های مربوط به فشار تراز دریا (Slp) و 500 هکتوپاسکال از سایت مرکز پیش بینی محیطی آمریکا دریافت و نقشه های موردنیاز در محیط نرم افزاری گردس ترسیم و مورد تحلیل قرار گرفت. نمودارهای ترمودینامیک موسوم به 10 آوریل 2005 و 31 اکتبر 2006، از وب سایت دانشگاه وایومینگ جهت مطالعه اخذ گردید. برای تحلیل دینامیک فعالیت های همرفتی از شاخص های ناپایداری استفاده شده است. رخدادهای توفان تندری با استفاده از نرم افزار Spss به شش خوشه تقسیم گردید. نتایج حاصل از پژوهش نشان داد که در هر دو ایستگاه فرودگاه و نوژه به صورت همدید توفان تندری به همراه بارش رگباری رخ داده و این توفان ها ماهیت جبهه ای و همدیدی داشته است؛ اما در تاریخ 10 آوریل 2005 در ایستگاه فرودگاه توفان تندری به همراه بارش رگباری به میزان 16 میلی متر و در تاریخ 31 اکتبر 2006 در ایستگاه نوژه به میزان 9 میلی متر گزارش شده است که علت این رخدادها همدیدی نبوده و دارای ساختار ترمودینامیکی می باشد. پرفشار سرد و ریزش هوای سرد به لایه های میانی جو در شمال غرب کشور و وجود کم فشار جنوبی در لایه زیرین جو که جریانات گرم و مرطوب عربستان را به منطقه وارد می کند، باعث رشد ابرهای کومولوس و کومولونیمبوس و ایجاد توفان تندری، بارش تگرگ و نیز باران های سیل آسا می گردد.

در دوره ی سرد سال، ریزش برف سنگین باعث بروز مشکلات و خسارات زیادی می شود. وسعت خسارات ناشی از ریزش برف های بسیار سنگین در بخش های مختلف پیامدهای دارد، از جمله تخریب ساختمان ها و تاسیسات، اختلال در بخش هایی نظیر حمل و نقل و توزیع سوخت و انرژی در فعالیت های بخش صنعتی و کشاورزی. همچنین، وقوع پدیده ی یخبندان در چنین شرایطی باعث تشدید خسارات می شود. در دوره ی سرد سال، لزوم شناخت و آگاهی از مکانیسم تشکیل چنین پدیده ای، که ریشه در الگوهای گردش جوی در مقیاس سینوپتیکی دارد، می تواند نقش موثری در مدیریت خطر و بحران داشته باشد. هدف اصلی این مطالعه شناسایی الگوهای گردش جوی مربوط به روزهای همراه با ریزش برف سنگین در حوضه های غرب ایران است. در این مطالعه، روزهایی را که حداقل 15 سانتیمتر برف طی 24 ساعت داشتند و ریزش برف در سطح فراگیری گزارش شده بود به منزله ی روز با ریزش برف سنگین انتخاب شد. سپس، برای شناسایی و طبقه بندی الگوهای گردشی مربوط به روزهای فوق، داده های روزانه مربوط به تراز 500 هکتوپاسکال و فشار تراز دریا ی روزها مذکور از مرکز داده های NCEPتهیه شد. برای طبقه بندی الگوهای روزهای همراه با برف سنگین از روش تحلیل مولفه های اصلی و خوشه بندی استفاده شد. سرانجام، الگو های گردش اصلی ریزش برف سنگین در منطقه ی مطالعه شناسایی شد. الگوهای به دست آمده می تواند در امر پیش بینی روزهای همراه با برف سنگین کارایی داشته باشد.

گرمایش جهانی و به تبع آن تغییر اقلیم، موضوع مهمی است که در دهه های اخیر توسط محققین در سرتاسر دنیا موردمطالعه قرارگرفته است. در این مطالعات تغییرات پارامترهای اقلیمی موردبررسی قرار می گیرد. با توجه به عدم قطعیت فراوان دخیل در برآورد این پارامترها، بهتر است شیوه ای اتخاذ گردد تا تحلیل ها با بررسی باند ناشی از منابع مختلف عدم قطعیت، صورت پذیرد. بدین منظور در این مطالعه تلاش شد با بررسی باند عدم قطعیت ناشی از 15 مدل AOGCM تحت تأثیر سه سناریو انتشار A1B، A2 و B1 به بررسی تغییرات پارامترهای حداقل دما، حداکثر دما و بارندگی در ایستگاه سینوپتیک مشهد واقع در حوضه قره قوم پرداخته شود. از مدل LARS-WG به منظور ریزمقیاس نمایی استفاده گردید. توانایی بالای مدل LARS-WG در شبیه سازی پارامترهای اقلیمی در دوره پایه تأیید شد؛ به طوری که مقادیر مدل نسبت به مقادیر مشاهده شده در تمامی ماه ها دقت خوبی را دارا بوده است. نتایج حاکی از وجود بیشترین باند عدم قطعیت در برآوردهای مربوط به سناریو A1B بود، ولی در مورد کمترین باند عدم قطعیت در مورد پارامترهای مختلف نتایج متفاوتی به دست آمد که برای حداقل دما و بارندگی سناریو B1 و برای حداکثر دما سناریو A2 معرفی گردید.

روزهای گرم فراگیر از جمله رویدادهای ناهنجار اقلیمی به شمار می آیند. رخداد چنین روزهایی عمدتاً بر اثر عوامل همدید است. مطالعه عواملی که منجر به رخداد چنین پدیده ای می شود، می تواند حاوی اطلاعات با ارزشی از شرایط تکوین این پدیده باشد. در این تحقیق از داده های شبکه ای دمای بیشینه کشور از ابتدای سال 1340 تا انتهای سال 1386 و داده های جوی استفاده گردیده و روز 17/12/1382 به عنوان فراگیرترین روز گرم ایران شناسایی شده است. در این روز حدود 7/96 درصد از پهنه ایران، گرمای فراگیر را تجربه کرده است. نتایج حاصل از بررسی داده های جوی نشان می دهد شرایط جوی توأم با این پدیده، عبارتند از: حضور شرایط متباین فشار و به تبع آن جهت جریانات جوی گرم بر روی کشور، حضور یک ناوه در نواحی گرم و خشک و قرار گرفتن ایران در بخش جلویی محور ناوه، قرارگرفتن کشوردر ربع ورودیِ جنوبی رودباد و درنهایت وزش گرم درتمامی ترازهای مورد بررسی جو.

در سال های اخیر، مطالعه فرین ها و حدی ها برای کارشناسان و دانشمندان اقلیم به علت تأثیرات شدید و مخربی که بر فعالیت های انسانی و فرایندهای طبیعی دارند، مورد توجه قرارگرفته اند که در کشور ما نیز به صورت پراکنده به این مهم پرداخته می شود. در این پژوهش سعی شده پیش بینی و تحلیل دماهای کرانگین بالای کرمانشاه با استفاده از داده های بیشینه مطلق سالانه ایستگاه کرمانشاه و ارتباط آن ها با شاخص اقلیمی اطلس شمالی طی یک دوره 50 ساله (2010- 1961) بررسی شود. از روش رگرسیون (پلی نومیال و لگاریتمی) و آماره من- کندال برای آزمون معنی داری روند تغییرات سری های دمایی استفاده شد و نمودار آن با استفاده از نرم افزار مطلب ترسیم گردید. با استفاده از ضرایب همبستگی پیرسون ارتباط آن ها با شاخص NAO و موج گرمایی بررسی گردید. نتایج نشان می دهد که دمای 2 دهه 1970 و 1980 پایین تر و 3 دهه 1960، 1990 و 2000 بالاتر از متوسط طولانی مدت باشند و دهه 1980 سردترین و دهه 2000 گرم ترین دهه معلوم گردید. نتایج کلی این پژوهش بیانگر نوسانات فصلی در سری دماهای کرانگین بیشینه کرمانشاه است که این نوسانات معنی دار نیستند. برای پیش بینی دمای کرانگین بیشینه کرمانشاه مدل هالت وینترز بهترین مدل تشخیص داده شد که حاصل از این مدل نشان می-دهد در سال های 2014 و 2019 دما افزایش ناهنجاری خواهد داشت. بیشترین همبستگی بین نوسان اطلس شمالی و دماها در فصول سرد سال و در بازه زمانی یک ماهه و به صورت منفی نمود پیداکرده، درحالی که ضریب همبستگی در فصول گرم سال با وقفه سه ماهه و از رابطه ای مثبت برخوردار است.

قرارگیری در عرض های جغرافیایی متفاوت و تنوع ناهمواری ها از یک سو و ورود سیستم های سینوپتیکی متفاوت در طول سال از سوی دیگر یکی از عوامل عمده اثرگذار بر اقلیم ایران زمین است. یکی از فراسنج های اصلی تعیین کننده اقلیم هر ناحیه دما، به ویژه درجه روز می باشد. درجه روز عبارت است از تفاوت دمای آستانه نسبت به میانگین دمای روزانه،که آستانه های دمایی نیز برحسب اهداف تحقیق مورد نظر انتخاب می شوند. در این پژوهش جمع میانگین تعداد درجه روزهای سرمایش و گرمایش فصلی و سالانه کشور به ترتیب از طریق آستانه های دمایی 11 / 25 درجه و 14 / 25 درجه محاسبه شد. داده های دمای روزانه از از پایگاه داده های اسفزاری استخراج گردید. این پایگاه داده ها شامل میانگین روزانه دما از تاریخ 1/ 1/ 1340 تا 1381/12/29 بر روی یاخته هایی به ابعاد 15×15 کیلومتر بر سراسر کشور است. به این ترتیب میانگین دمای روزانه در پایگاه داده های اسفزاری آرایه ای است به ابعاد 15992×7187 که در آن سطرها بیانگر زمان(روز) و ستون ها بیانگر مکان(یاخته ها) هستند. نتایج پژوهش بیانگر این است که بیشترین میزان درجه روز سرمایش از آستانه دمایی 11 درجه در فصل تابستان و مربوط به سواحل دریای عمان و جلگه خوزستان به میزان 750 - 600 درجه روز و کمترین آن از آستانه دمایی 25 درجه برای کل ایران در فصل زمستان به میزان صفر درجه روز است. در میزان نیاز به گرمایش نیز بیشترین آن از آستانه دمایی 14 درجه در فصل زمستان و مربوط به ناحیه شمال غرب و ارتفاعات به میزان 750 - 600 درجه روز و کمترین آن در فصل تابستان مربوط به کل کشور با آستانه دمایی 14 درجه به میزان 0 درجه روز می باشد.

در پژوهش پیش رو شاخصی به نام نمایه ی تأثیر خشکسالی (IDI) معرّفی شده است که بیانگر تأثیرات درازمدّت شرایط اقلیمی منطقه ی مطالعاتی، بر وضعیّت پوشش گیاهی مراتع آن منطقه است. نمایه ی تأثیر خشکسالی با تلفیق عواملی چون بارندگی و دما (به عنوان مهم ترین عناصر اقلیمی تأثیرگذار بر پوشش گیاهی منطقه ی مطالعاتی) و شاخص پوشش گیاهی SAVI با استفاده از تصاویر ماهواره ای محاسبه می شود. از مزایای نمایه ی مذکور این است که در GIS قابل محاسبه بوده و خروجی آن به صورت نقشه است و بنابراین می تواند پهنه بندی آثار خشکسالی بر پوشش گیاهی منطقه ی مطالعاتی را انجام دهد. در این پژوهش نمایه ی IDI با تلفیق داده های ایستگاه های هواشناسی دشت یزد اردکان برای تهیّه ی نقشه های بارندگی و دمای دشت (آمار هشت ایستگاه از بدو تأسیس تا کنون) و یک سری زمانی از داده های ماهواره ای سنجنده ی مادیس برای تهیّه ی نقشه ی SAVI مراتع (مشتمل بر 30 تصویر از ماه های دارای حداکثر پوشش گیاهی، بین سال های 2000 تا 2009 میلادی) محاسبه و سپس پهنه بندی شد. نتایج پژوهش نشان می دهد که مناطق شمالی دشت، دارای بیشترین مقدار IDI نسبت به مناطق دیگر هستند. بیشتر بودن مقدار عددی این نمایه در این مناطق، نشان دهنده ی تأثیرپذیری بیشتر پوشش گیاهی مناطق مذکور از پدیده ی خشکسالی ها و شرایط حاد محیطی است. طبقه بندی IDI به کلاس های شدید، متوسط و ضعیف، نشان می دهد که بیشترین مساحت مراتع دشت یزد اردکان به شدّت تأثیر متوسّط اختصاص یافته (حدود 50%) که این نواحی کمابیش در تمامی نقاط دشت پراکنده شده اند. همچنین تأثیر خشکسالی بر 39 درصد از مساحت مراتع منطقه ی مطالعاتی کم و بر 11 درصد باقیمانده شدید بوده است.