درخت حوزه‌های تخصصی

هدف از پژوهش حاضر بررسی تغییرات روزهای همراه با پوشش برف( روزهای برفپوشان) در گروه های ارتفاعی در حوضه ی زاینده رود می باشد. برای این منظور داده های سنجنده ی مودیس ترا و مودیس آکوا برای دوره ی زمانی 1382 تا 1393 به صورت روزانه و در تفکیک مکانی 500 متر از تارنمای ناسا دریافت گردید. همچنین مدل رقومی ارتفاع هماهنگ با سیستم تصویر و تفکیک داده های پوشش برف از تارنمای ناسا دریافت و بر روی حوضه استخراج گردید. برای واکاوی هرگونه تغییری در روزهای برفپوشان در کمربندهای ارتفاعی، نخست فراوانی روزهای برفپوشان برای هر طبقه ی ارتفاعی از 1500 متر تا 3850 متر در گام های 50 متری محاسبه و سپس به کمک آزمون من کندال روند روزهای برفپوشان محاسبه شد. بررسی ها نشان می دهد در ماه های فروردین و اردیبهشت شمار روزهای برفپوشان در کمربندهای ارتفاعی بلند حوضه یک الگوی کاهشی را نشان می دهد. در ماه های آبان و آذر شمار روزهای برفپوشان در بسیاری از کمربندهای ارتفاعی رو به افزایش، اما در ماه های دی و بهمن شمار روزهای برفپوشان در بسیاری از کمربندهای ارتفاعی رو به کاهش است. بررسی روند تغییرات سهم بارش در حوضه نشان می دهد سهم بارش ماه های پاییزی رو به افزایش اما سهم بارش ماه های زمستانه رو به کاهش است. بنابراین به نظر می رسد تغییرات رژیم بارش در حوضه سبب تغییر رژیم برف گیری حوضه شده است و روند کاهش پوشش برف همراه با تغییر رژیم برف گیری، می تواند پیامدهای ناگواری را برای حوضه به دنبال داشته باشد.

ذرات معلق در هوا نقش مهمی در توازن انرژی زمین و جو ایفا می کنند و به عنوان یک عامل مهم در تعیین تغییرات آب وهوایی شناخته می شوند. هرساله طوفان های گرد و غبار اثرات مخربی بر روی سلامت، مزارع، تأسیسات و اکوسیستم ها می گذارند. خراسان ازجمله مناطقی است که به شدت تحت تأثیر این پدیده قرار دارد و بادهای ۱۲۰ روزه سیستان از عوامل تشدید کننده این پدیده بخصوص در مناطق شرقی است. یکی از راه های مطالعه این پدیده روش های سنجش ازدوری است. این تحقیق با هدف بررسی تغییرات زمانی و مکانی شاخص های گرد و غبار بر پایه داده های ماهواره ای در منطقه شرق خراسان انجام پذیرفته است. در این پژوهش جهت مطالعه ذرات معلق جو، از شاخص های UVAI،AAOD و AOD استفاده شده است. برای این منظور از داده های سنجنده TOMS بر روی ماهواره Nimbus ۷ در سال های ۱۹۷۸ تا ۱۹۹۳ و بر روی ماهواره Earth probe در سال های ۱۹۹۶ تا ۲۰۰۵ و از داده های سنجنده OMI بر روی ماهواره Aura از سال ۲۰۰۴ تا ۲۰۱۴ استفاده شده است. نتایج این پژوهش روند صعودی این شاخص ها را در طی سال های ۲۰۱۴-۱۹۷۸ نشان می دهد. همین طور شاخص UVAI بیشترین میزان ذرات معلق را در سال های ۲۰۰۲، ۲۰۰۸ و ۲۰۱۴ و شاخص های AAOD و AOD بیشترین میزان ذرات معلق را در سال های ۲۰۰۸ و ۲۰۱۴ نشان می دهند.

یکی از اثرهای تغییر اقلیم بروز بی نظمی در چرخة هیدرواقلیمی کرة زمین است. این تغییرات در عدم موازنه تراز سطح آب در منابع آب زیرزمینی، سطحی، دریاچه ها و همچنین تغییر در توزیع مقدار و زمان بارش ها و جریان رودخانه نمود پیدا می کند. تحقیق حاضر به منظور شناخت روند تغییرات شاخص های حدی بارش روزانة ایران انجام گرفته است. بدین منظور، از داده های بارش 24ساعتة 47 ایستگاه سینوپتیک طی دورة 1982 2012 استفاده شده است. برای استخراج روندها از شاخص های تیم کارشناسی آشکارسازی و نمایش تغییر اقلیم و شاخص های ETCCDI با استفاده از نرم افزار RClimDex تحت زبان برنامه نویسی  Rبهره گیری شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد در دورة مورد مطالعه همة شاخص های حدی بارش در ایران دارای تغییر و روند است. در بیشتر ایستگاه ها، بارش سالانه کاهش (شامل حدود 92 درصد از ایستگاه ها) و تعداد روزهای خشک (CDD) افزایش یافته است (شامل حدود 72 درصد از ایستگاه ها) و فقط در برخی از ایستگاه ها در نواحی مرکزی و دامنه های زاگرس تعداد روزهای خشک روند کاهشی دارد. از نظر بارش های سنگین و نیمه سنگین و همچنین روزهای مرطوب و فوق العاده مرطوب، سهم تغییرات در ایستگاه های واقع در سواحل شمال و جنوب بیشتر است.

در این مطالعه با استفاده از داده های چرخندگی نسبی مرکز اروپایی پیش بینی میان مدت جوی(ECMWF)، سیکلون های باران زای فصل زمستان (دسامبر، ژانویه و فوریه) ایران مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور، داده های چرخندگی نسبی سطح 700 هکتوپاسکال در بازه زمانی 30 ساله (2009-1979) با تفکیک مکانی 5/1 درجه جغرافیایی و زمانی 6 ساعته، جهت شناسایی، مسیریابی و تحلیل سیکلون ها بکار گرفته شد. با تعریف آستانه مشخص چرخندگی نسبی، مراکز سیکلونی بالقوه شناسایی شد و با روش رهگیری در 8 همسایه مجاور و با داشتن طول عمر حداقل 8 گام زمانی 6 ساعته، سیکلون ها تعریف و مسیریابی گردید. نتایج مطالعه نشان داد که بخش شرقی دریای مدیترانه بخصوص جزیره قبرس، دریای اژه، دریای آدریاتیک، دریای سرخ و منطقه سودان و همچنین کشور عراق از مهمترین کانون های سیکلون زایی زمستانه ایران می باشند. مسیرهای اصلی ورودی سیکلون ها شامل مسیر شمال غرب، غرب میانی و نیز جنوب غرب می باشد. عمر متوسط سیکلون ها چهار و نیم روز، میانگین سرعت جابجایی آنها در حدود 20 کیلومتر بر ساعت و نیز متوسط جابجایی سیکلون ها در حدود 1700 کیلومتر است. از نتایج قابل توجه دیگر کاهش تعداد سیکلون های باران زا در طول سه دهه اخیر می باشد.

یکی از مهم ترین بحران های که جوامع را تحت تأثیر قرار می دهد، تغییرات اقلیمی می باشد و باعث تشدید مخاطره های آب و هوایی می شود. در این میان ابرها و پارامترهای اقلیمی وابسته به آن ها نیز به عنوان ورودی های مهم در مدل های پیش بینی تغییر اقلیم موردتوجه می باشند. تمام ابرها پتانسیل تغییر اقلیم را دارند و در رأس چرخه هیدرولوژی قرار دارند و هرگونه تغییر در مقدار و پارامترهای آن ها  می تواند سرآغاز زنجیره ای از واکنش ها و تغییرات در توزیع زمانی و مکانی دیگر عناصر آب و هوایی گردد. هدف از این تحقیق بررسی  تغییرات فراوانی گونه های ابر باران زا( سطوح پایین جو) ایران می باشد. برای رسیدن به این هدف ابتدا فراوانی رخداد ابرهای سطح پایین جو ایران محاسبه و سری زمانی آن ها تهیه گردید سپس با استفاده از آزمون من - کندال روند تغییرات زمانی رخداد ابرهای پایین محاسبه شد. سپس الگوی مکانی تغییرات ابرهای سطح پایین تحلیل گردید. نتایج تحقیق نشان داد که بیشترین فراوانی کلی رخداد ابرهای سطح پایین جو ایران در قسمت های شمال و شمال غرب کشور وجود دارد، ولی هرکدام از ابرهای سطح پایین دارای پراکندگی مکانی متفاوتی می باشند. فراوانی رخداد ابرهای سطح پایین در بیشتر استان های کشور دارای تغییرات معنی دار است و 23 ایستگاه از 30 ایستگاه مطالعاتی در سطح اطمینان 0.05درصد دارای تغییرات معنی دار می باشد، جهت تغییرات نیز نشان داد که بیشتر ایستگاه ها (17 ایستگاه از 30 ایستگاه) دارای تغییرات افزایشی می باشد. بررسی تفاوت های مکانی تغییرات نیز نشان داد که در قسمت های شمال شرق و قسمت های جنوب غرب تا اصفهان و قم روند کاهشی و در سایر قسمت های کشور روندهای افزایشی معنی دار در ابرهای سطح پایین جو ایران وجود دارد. همچنین اوایل دهه1990 و اواخر 1980 نقطه جهش در سری زمانی ابرهای سطح پایین می باشد.

امروزه شهرنشینی و پیامدهای زیست محیطی آن بر همگان آشکار شده است. از میان عوامل ویرانگر شهری، سیاستمداران و پژوهشگران حوزه علوم محیطی، بیش از هر عامل دیگری به جزایر حرارتی توجه داشته اند. هدف از این پژوهش، شناسایی مناطق بحرانی زیست محیطی جزایر حرارتی شهری اصفهان است. برای دستیابی به این هدف، ابتدا 9 تصویر مربوط به دوره گرم سال، طی دوره آماری 2013 تا 2015 از ماهواره لندست 8 بارگیری و سپس پیش پردازش های لازم، دمای سطح زمین (LST) و شاخص تفاضل بهنجارشده پوشش گیاهی (NDVI) محاسبه شد. در ادامه از شاخص قیاسی وضع بحرانی زیست محیطی (ECI) برای شناسایی مناطق حساس استفاده شد. نتایج نشان داد به دلیل وجود جزایر حرارتی سرد ( 1) بین مرکز شهر و حومه، شیب حرارتی تندی وجود دارد و بزرگ ترین جزیره حرارتی شهری در منطقه 6 شناسایی شد. جزایر حرارتی کانونی و جزایر حرارتی نواری، دو گونه دیگر از جزایر حرارتی شهری هستند که پس از مناطق پیرامونی، در بیشترین مناطق این شهر دیده شد. بیشترین حساسیت زیست محیطی در مناطق جنوبی شهر (منطقه 6 شهری) و کمترین حساسیت زیست محیطی نیز در مرکز شهر (مناطق 1 تا 3 شهری) بود. بر این اساس، توسعه بام سبز و پوشش گیاهی سازمان یافته و متناسب با آب و هوای بومی، بهترین راهکار برای تعدیل جزیره حرارتی و برون رفت از بحران پیش روست.

تبخیر و تعرق از مؤثرترین مؤلفه های بیلان آبی یک حوضه آبریز در مناطق خشک و نیمه خشک جهان است. هدف از این پژوهش، بررسی و مقایسه دقت برآورد تبخیر و تعرق واقعی کاربری های مختلف اراضی به وسیله الگوریتم توازن انرژی در سطح زمین (سبال ) ویژه مناطق ناهموار و کوهستانی، در مقایسه با مقدار محاسبه شده به روش فائو- پنمن- مانتیث با ترکیب دو سنجنده مودیس  و لندست 8  هم زمان در شهرستان ملایر است. الگوریتم سبال با برآورد تمامی مؤلفه های انرژی در سطح زمین همچون شار تابش خالص، شار گرمای خاک و شار گرمای محسوس، قادر به برآورد تبخیر و تعرق لحظه ای و روزانه است. در این پژوهش، از هشت تصویر سنجنده مودیس و تصویر لندست 8 هم زمان، طی سال های 2005 تا 2013 استفاده شد. داده های استفاده شده هواشناسی شامل دمای بیشینه، دمای کمینه، رطوبت نسبی، ساعات آفتابی و سرعت باد، طی همین دوره آماری از ایستگاه سینوپتیک ملایر به دست آمد. برای بررسی ارتباط بین مقدارهای تبخیر و تعرق واقعی و کاربری اراضی در منطقه دردستِ مطالعه، از تابع Zonal Statistic استفاده شد. نتایج نشان داد که در برآورد تبخیر و تعرق روزانه، به طور میانگین 43/0درصد اختلاف میان روش سبال و روش فائو- پنمن- مانتیث وجود دارد؛ بنابراین می توان تبخیر و تعرق ساعتی و روزانه را برای منطقه دردستِ مطالعه با دقتی مناسب برآورد کرد. همچنین، نقشه کاربری اراضی منطقه با روش شیء گرا با دقت 88درصد و ضریب کاپای 85/0 تهیه شد. نتایج نشان داد روش درون یابی پیکسل های مودیس با پیکسل های لندست برای ارزیابی کاربری غالب در پیکسل تصویر مودیس مؤثر بوده است و مقدار بیشینه تبخیر و تعرق واقعی مربوط به کاربری های زراعت آبی و دیم و کمترین تبخیر و تعرق مربوط به کاربری نواحی مسکونی است. کمترین انحراف معیار مربوط به مناطق آبی و بیشترین پراکنش میانگین، مربوط به کاربری مراتع است.

در پژوهش حاضر، تأثیر دمای سطح آب اقیانوس هند بر تغییرات بارش نیمه جنوبی کشور با بهره گیری از داده های ماهانه بارش و داده های بازواکاوی شده در دوره زمانی 2005-1974 بررسی و توزیع مکانی نابهنجاری بارش در ماههای اکتبر تا مه با بهره گیری از روش تابع متعامد تجربیEOF شناسایی شد. سپس مؤلفه های اول و دوم مطالعه شدند که 54 تا 7/82 درصد واریانس کل بارش را در ماه های اکتبر تا مه تعیین می کنند. در ادامه برای بررسی نوسانات بارش، نقشه نابهنجاری دمای سطح آب، شار رطوبتی، ارتفاع ژئوپتانسیل و فشار سطح دریا در دوره های تر و خشک، مؤلفه های اول و دوم EOF تحلیل شد. الگوی نابهنجاری دمای سطح آب اقیانوس هند در دوره ترسالی و خشکسالی، نشان داد تغییرات دمای سطح آب اقیانوس هند، نقش مهمی در نوسانات بارش دارد. برای مؤلفه اول EOF که بیش از50 درصد بارش را در نیمه جنوبی کشور تبیین می کند، در دوره ترسالی شرق اقیانوس هند، نابهنجاری منفی و غرب اقیانوس هند، نابهنجاری مثبت دمایی و در دوره خشکسالی، نابهنجاری مثبت در شرق و نابهنجاری منفی دمایی در غرب وجود دارد. این شیو دمایی بین شرق و غرب اقیانوس هند همراه با تغییر سرعت و جهت جریان شار رطوبتی از شرق به غرب (از غرب به شرق) در دوره ترسالی (خشکسالی) است. برای مؤلفه دوم EOF، نابهنجاری دمای دریای عرب مثبت است؛ ولی در دوره خشکسالی، الگوی غالبی وجود ندارد. سیستم پرفشار عربستان، نقش مهمی در انتقال رطوبت در تراز پایین جو از پهنه های آبی جنوبی به سیستم کم فشار نزدیک ایران دارد و جابه جایی آن به سوی چپ (راست)، سبب انتقال شار رطوبتی از پهنه های آبی جنوبی به نواحی غربی و جنوب غربی (جنوبی و جنوب شرقی) کشور می شود.

خشکسالی یکی از مخاطرات طبیعی و خطرناک است که بطور دوره ای در اثر کمبود رطوبت ناشی از کاهش میزان بارندگی به وقوع می پیوندد. در این مقاله سعی بر آن است که خشکسالی های فراگیر حوضه ی آبی قزل اوزن در دو دهه ی اخیر مورد مطالعه قرار گیرد. برای دست یابی به اهداف تحقیق، از داده های ایستگاه های اقلیمی با طول دوره ی آماری 21 ساله (1370-1390) استفاده گردید. در گام نخست ویژگی های عمومی بارش و دبی حوضه مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله ی بعد با استفاده از نرم افزارهای Matlab ، Excel,Gis و Surfer سایر محاسبات صورت گرفت، سپس بر اساس شاخص موران نمایه ی I ، نقشه های توزیع مکانی فراوانی، احتمال وقوع و  الگوی خودهمبستگی فضایی خشکسالی دبی و بارش ترسیم گردید. بررسی نقشه های خشکسالی حاکی از این است که؛ بین خشکسالی دبی با بارش منطقه قزل اوزن رابطه ی معناداری وجود دارد. نتایج حاصل از تحلیل الگوی خودهمبستگی فضایی موران حاکی از آن است که آثار خشکسالی های دبی و بارش بیشتر در نیمه های جنوبی حوضه تشکیل الگوی بالا را داده است، این در حالی می باشد که در سایر نواحی رابطه خشکسالی های دبی و بارش از یک الگوی تصادفی پیروی می کند.

حوادث و رخدادهای جوی هر از گاهی بسته به وسعت و دامنه زمانی وقوع شان در زمره بحران های طبیعی قابل پیش بینی، مشکلات جدی را در روند زندگی بشر ایجاد می کنند. یکی از پرمخاطره ترین آن ها بارش برف سنگین منطقه جلگه ساحلی گیلان در بهمن 1392 می باشد. در این پژوهش به منظور درک ساختار گردشی جو در زمان وقوع این مخاطره طبیعی، روش تحقیق محیطی به گردشی در نظر گرفته شد. بر این اساس داده های روزانه ایستگاه های هواشناسی استان گیلان برای روزهای 10ام تا 14ام بهمن 1392 مورد مطالعه قرار گرفتند و آمارهای مربوطه استخراج شدند. پس از آن با تعیین روز اوج بارش برف به منظور دستیابی به تهیه نقشه های ترکیبی همدید با استفاده از پایگاه داده مرکز ملی پیش بینی محیطی و مرکز ملی تحقیقات جوی آمریکا، داده های فشار سطح دریا، ارتفاع ژئوپتاسیل، نم ویژه، سرعت قائم، تابش طول موج خروجی، مولفه باد مداری و نصف النهاری در تراز های مختلف جوی دریافت شد. نتایج حاکی از بارشی سراسری در روزهای مذکور در جلگه گیلان می باشد. ایستگاه انزلی بیشترین و منجیل کمترین بارش ها را داشته اند. مهمترین عامل گردشی جو نیز مرکز پرفشار قوی است که در بخش های شمالی اروپا شکل گرفته است. این مرکز با جریانات جنوب سوی خود بر روی دریاچه خزر مستقر شده و با ایجاد اختلافات شدید دمایی بین آب دریا و توده هوای ورودی، با ایجاد همرفت شدید و صعود قوی بر روی منطقه ی مورد مطالعه بارش های شدید و مخاطره آمیز سواحل جنوبی خزر بویژه جلگه گیلان را منجر شده است. بنابراین در راستای برنامه ریزی مدیریت بحران حوادث غیرمترقبه، یک برنامه جامع پیش بینی و ایجاد یک ساختار عملیاتی مناسب دارای قابلیت اجرایی در هنگام وقوع چنین مخاطراتی در سطح ملی با هدف کاهش آسیب ها ضروری 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.

سرما و یخبندان در منطقه ی شمال غرب کشور، همه ساله خسارت های جبران ناپذیری بر بخش های حمل و نقل، تصادف های جاده ای، باغ ها و محصول های کشاورزی وارد نموده و زندگی عادی مردم را در شهر و روستاها فلج می نماید. به منظور تبیین و تحلیل همدید امواج فراگیر سرما در شمال غرب ایران ابتدا روزهای بسیار سرد 18 ایستگاه مورد مطالعه در دوره آماری 23ساله استخراج شد. سپس از بین این آمار 43 موج شدید و فراگیر انتخاب گردید. برای تحلیل سینوپتیکی امواج سرما در نهایت دو موج نماینده بهمن 1370 و دیماه 1386 تعیین شدند. نقشه های فشار سطح زمین و سطح 500 هکتوپاسکال این یخبندان ها از سایت NCEP استخراج شده و تحلیل گردید. نتایج تحقیق نشان داد که علت بیش تر یخبندان های شدید سطح بالا ناشی از استقرار یک فرود عمیق در غرب ایران بوده که هوای سرد مناطق قطبی را به ایران هدایت می کند. استقرار فراز مانع در شرق این فرود سبب ایستایی نسبی این فرود شده و تداوم سرما را در منطقه تشدید می کند. در سطح زمین هم اکثرا پرفشارهای مهاجر غربی و گسترش زبانه پرفشار سیبری بر شدت سرمای هوای سطح 500 هکتوپاسکال می افزاید. بر این اساس می توان حداقل از 5 روز قبل با استقرار این سیستم ها در همسایگی های منطقه مورد مطالعه شرایط سرمایی را پیش بینی کرده ومدیران و کشاورزان را برای مقابله با سرما آماده نمود.

در سال های اخیر با پیشرفت فن آوری های جمع آوری و مدیریت داده، پایگاه داده های بسیار بزرگ پدیدار شده اند. بسیاری از پرس وجوهای تجزیه و تحلیل بر اساس ماهیتشان به تجمیع و خلاصه سازی بخش های بزرگی از داده های در حال تجزیه و تحلیل نیاز دارند. مسئله اصلی در حیطه ی پایگاه داده پردازش کارآمد پرس وجو مخصوصاً در سیستم های لحظه ای [1] است که نیازمند رسیدن به جواب آنی می باشد تا اینکه کاربر زمان زیادی را برای دریافت پاسخ صرف نکند. ( AQP (Approximate Query Processing به عنوان روشی جایگزین برای پردازش پرس وجو در محیط هایی که ارائه یک پاسخ دقیق زمان بر است، با هدف ارائه پاسخ تخمینی، کاهش زمان پاسخ را با حذف یا کاهش تعداد دسترسی ها به داده ی پایه میسر می سازد. پردازش [2] In-Database عملکرد شبکه های کامپیوتری را بهبود بخشیده و به طراحی مناسب پرس وجو ها با نتایج نسبتاً سریع و دقیق کمک می کند. در این پژوهش عملیات تجمیع ( Sum ) در پایگاه داده PostgreSQL   روی داده های رستری بارش به دو روش معمولی و بهینه پیشنهاد شده، انجام شده است. بررسی نتایج نشان می دهد که سرعت اجرای تابع Sum با خوشه بندی، 2/27 برابر اجرای این تابع بدون خوشه بندی است و   میانگین اختلاف عددی پیکسل های حاصل از اجرای تابع Sum بهینه با اجرای تابع معمولی آن 028/0 می باشد. میانگین زمان اجرای پرس وجوهای معمولی و بهینه برای تابع Sum به ترتیب 211 و 754/7 ثانیه می باشد که نشانگر کارآمد بودن روش پیشنهاد شده در این تحقیق می باشد. نتایج تحقیق حاضر که در حقیقت کاهش معنی دار زمان پاسخ آنالیزهای داخل پایگاه داده ای در داده های رستری می باشد، می تواند در ارائه سرویس های رئال تایم تحت وب مانند هواشناسی، ترافیک و ... که نیازمند تحلیل های آنی و جواب لحظه ای می باشند مورد استفاده قرار گیرد. [1]- Real time [2]- درون پایگاه داده

شناسائی و استخراج طول دوره های خشک در نواحی خشک و نیمه خشک از اهمیت خاصی برخوردار است، بنابراین استفاده از مدل های پیش یابی تغییرات اقلیمی برای بررسی رفتار پارامترهای اقلیمی در آینده امری اجتناب ناپذیر است. زیرا با شناخت رفتار زمانی- مکانی عناصر اقلیمی مانند بارش، قادر خواهیم بود شدت اثرات عوامل مخرب محیطی را کاهش دهیم. در این پژوهش عملکردمدل گردش عمومی جو - اقیانوس ( AOGCMs - AR 4 ) در شبیه سازی طول دوره های خشک در گستره ایران مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور مقادیر ماهانه بارش 15 مدل AOGCM که در نسخه 5مدل LARS - WG تعبیه شده تحت سناریوهای مختلف برای دهه های 2050 و 2080 بر روی 45 ایستگاه همدید واقع در گستره ایران زمین ریزمقیاس شدند. بعد از اعتبارسنجی و وزندهی به مدل ها با شاخص های آماری، مشخص شد که مدل Hadcm3 و GFDL-CM2.1 بهترین کارایی و عملکرد را در شبیه سازی طول دوره های خشک دارد. در مقابل خروجی مدل های NCPCM و INM-CM3.0 کمترین همبستگی را با داده های مشاهداتی دارا می باشند. مدل سازی دوره های خشک با محاسبه سناریوهای تغییر اقلیم و لحاظ نمودن منابع عدم قطعیت ها در خروجی مدل های( AOGCM) ، نشان داد که بر اساس بدترین سناریو( A2 ) ، و حدی ترین وضعیت(2080)، میانگین دمای کشور 2/7 درجه سلسیوس افزایش و میانگین بارش با وجود افزایش نقطه ای آن در برخی از ایستگاه ها، با کاهش 33 درصدی در کل کشور روبرو است. در خوشبینانه ترین سناریو( B1 )، نیز میانگین دمای کشور 1/4 درجه سلسیوس نسبت به دوره مشاهداتی افزایش و میانگین بارش نیز با کاهش 14 درصدی همراه است. نتایج حاصل از بررسی عدم قطعیت در بررسی دوره های خشک در ایران نشان داد که در هر دو دهه 2050 و 2080 و بر اساس هر سه سناریو (B1,A1B,A2) ، طول دوره های خشک در تمامی پهنه های ایران افزایش می یابد. بیشترین درصد تغییرات طول دوره های خشک مربوط به پهنه شمال غرب (ارومیه، خوی، کرمانشاه، همدان و لرستان) است.

افزایش قدرت تفکیک مکانی به منظور افزایش میزان اطلاعات در مدل رقومی ارتفاع (DEM) از جمله مهمترین موضوعات در ژئومورفولوژی کمی محسوب می شود. تاکنون مدل های مختلفی به منظور افزایش قدرت تفکیک مکانی ارائه شده است که از بین مدل ها، مدل جاذبه به عنوان جدیدترین مدل، دارای دقت بسیار بالایی می باشد. این مدل برای اولین بار به منظور افزایش قدرت تفکیک مکانی بر روی تصاویر ماهواره ای استفاده شده است. در این تحقیق از مدل جاذبه برای اولین بار به منظور افزایش قدرت تفکیک مکانی DEM استفاده شد. در بررسی حاضر، از دو مدل همسایگی پیکسل های مماس (Touching) و مدل همسایگی چهارگانه (Quadrant) به منظور تخمین مقادیر زیر پیکسل ها استفاده گردید. در مدل جاذبه احتیاجی به کالیبره کردن و آموزش الگوریتم همانند الگوریتم های یادگیری ماشین نیست، این امر موجب می شود که زمان محاسبات برای اجرای الگوریتم کم شود. پس از تولید تصاویر خروجی برای زیر پیکسل ها، در مقیاس های 2، 3 و4 با همسایگی های متفاوت، بهترین مقیاس با مناسب ترین نوع همسایگی با استفاده از نقاط کنترل زمینی تعیین شد و مقادیر RMSE برای آن ها محاسبه شد. تعداد کل نقاط کنترل زمین مستخرج از عملیات نقشه برداری، 2118 نقطه بود. مقدار RMSE برای هر DEM به صورت جداگانه محاسبه شد. نتایج نشان داد که با استفاده از مدل جاذبه صحت تصاویر خروجی بهبود بخشیده شده و همچنین قدرت تفکیک مکانی آن ها نیز افزایش پیدا کرده است. بر اساس نتایج از بین مقیاس ها با همسایگی های مختلف، مقیاس 3 و مدل همسایگی چهارگانه نسبت به سایر روش ها دارای بیشترین دقت با کمترین میزان RMSE (54/5) برای DEM 30 متر و DEM  90 متر (13/9) می باشد.

صاعقه یا آذرخش یکی از مهم ترین پدیده های همراه با توفان های تندری است که سالانه جان بیش از دو هزار نفر را در جهان می گیرد. فعالیت های رعدوبرقی تا حدی به فعالیت های همرفتی محلی بستگی دارند ازاین رو در مقیاس های زمانی و مکانی خیلی متغیر هستند. از طرفی داده های رعدوبرق در ایستگاه های زمینی ثبت نمی شوند و محاسبه دقیق فراوانی و پراکنش فعالیت های رعدوبرقی با داده های سینوپتیک امکان پذیر نیست. ازاین رو در این پژوهش برای تعیین توزیع زمانی و مکانی رعدوبرق ها بر روی ایران از داده های سنجنده LIS ماهواره TRMM در دوره ۱۹۹۸ تا ۲۰۱۳ استفاده شده است. ابتدا فراوانی ماهانه و ساعتی توزیع داده ها محاسبه و با استفاده از تابع تراکم کرنل در نرم افزارGIS مناطق دارای بیشینه تراکم رعدوبرق ها برای مقیاس های سالانه و ماهانه محاسبه شد. نتایج این پژوهش نشان داد که ماه های می و آوریل دارای بیشترین و ماه های ژانویه و سپتامبر دارای کمترین فراوانی رعدوبرق ها هستند. همچنین بیشینه فراوانی رعدوبرق ها بین ساعات ۱۲:۳۰ تا ۲۰:۳۰ و کمینه فراوانی آن بین ساعات ۳:۳۰ تا ۹:۳۰ رخ می دهد. تابع تراکم کرنل هم نشان داده که بیشینه تراکم داده های سالانه رعدوبرق در شمال استان خوزستان و جنوب استان لرستان قرار دارد. دامنه های غربی رشته کوه های زاگرس، البرز مرکزی، کوه های جنوب کرمان، ناهمواری های جنوب سیستان و بلوچستان و بخش هایی از استان های خراسان رضوی و خراسان جنوبی دارای فراوانی بیشتر رعدوبرقی هستند. مناطق مرکزی و عموماً هموار داخلی نیز دارای کمترین فراوانی پدیده رعدوبرق در ایران هستند.

خشکسالی ها از جمله مهم ترین بلایای طبیعی هستند که به سه شکل اقلیمی، هیدرولوژی و کشاورزی دیده می شوند. با توجه به واقع شدن کشور ایران در قلمرو آب و هواهای خشک جهان و در نتیجه حساسیت زیاد کشور به این مسئله، ضرورت مطالعه و بررسی پیرامون مسائل مربوط به خشکسالی مهم تر و بیشتر جلوه می نماید. در همین راستا تحقیق حاضر خشکسالی اقلیمی را مد نظر قرار داده و کاربرد شاخص های معتبر خشکسالی را بر روی مناطق مختلف کشور ارزیابی نموده است. بدین منظور کل پهنه ایران را به صورت مناطق شش گانه بارشی در نظر گرفته و از بین تمامی ایستگاه های موجود که دارای آمار هواشناسی کامل تر و معتبرتری نسبت به بقیه ایستگاه ها بودند، انتخاب شدند. سپس از بین شاخص های خشکسالی اقلیمی شش شاخص RAI,SIAP,PNPI,DI,Z و SPI را برگزیده و خشکسالی هر کدام از مناطق مختلف بارشی به وسیله این شاخص ها تعیین گردید و نتایج را با ضریب همبستگی اسپیرمن بین بارندگی و رتبه شاخص ها با یکدیگر مقایسه نموده و مشخص شد که کدام شاخص برای چه منطقه بارشی بهتر عمل می کند؛ نهایتاً معلوم گردید که شاخص DI با دارا بودن بالاترین ضریب همبستگی اسپیرمن مناسب ترین شاخص برای کل پهنه جغرافیایی ایران است.

پایداری دوره امواج سرد (گرم) با به همراه داشتن روزهای حدی بسیار سرد (گرم)، اثرات زیان باری بر تمامی جنبه های زندگی از جمله کشاورزی و اکولوژی دارند. یک موج گرما (سرما) یک دوره گرم (سرد) است که از چند روز تا چند هفته به طول می انجامد که به ترتیب  با رطوبت بالا و بادهای سرد شدید همراه است و با آستانه های متفاوتی قابل تعیین است. در این مطالعه برای شناسایی رخدادهای حدی سرد (گرم) در سواحل جنوبی دریای خزر با استفاده از داده های دمای حداقل و حداکثر پنج ایستگاه دارای کامل ترین آمار طی دوره مطالعاتی 2010-1961، امواج سرد با صدک 02/0 ام و امواج گرم با صدک98/0 ام شناسایی شد و در ادامه  چند موج سرد و گرم که شدت بالایی داشتند انتخاب و نقشه های مرکب (فشار سطح دریا و تراز 500 هکتوپاسکال) فراگیر آن با استفاده از نرم افزار Grads ترسیم و تحلیل شد. نتایج نشان داد روند تغییرات دما برای دمای حداقل مثبت بوده و برای دمای حداکثر در بیشتر ایستگاه ها با کاهش همراه بوده است. در سال های 1963، 1964، 1969، 1972، 1973، 1989، 1991 و سال 2008 موج های سرد به حداکثر فراوانی خود در هر 5 ایستگاه رسیده و تداوم آن ها در سال های 1972 و  1964 بسیار بالا بوده است. در سال های 1962، 1966، 1980، 1983، 2000 ،2009 و2010 موج های گرم حداکثر فراوانی را داشته اند و پایداری  آنها (تعداد روز) در سال های 1966و  1971 نسبت به دیگر سال های مورد مطالعه بیشتر بوده است. ایستگاه رامسر برای امواج سرد و همچنین گرم بالاترین فراوانی را داشته است. ایستگاه گرگان کمترین فراوانی موج گرم و ایستگاه های انزلی و رشت کمترین فراوانی موج سرد را ثبت نموده اند. سه مرکز پرفشار اروپای شرقی، سیبری، پرفشار کوه های آلپ وکم فشار اورال با مرکزیت روی جلگه سیبری غربی  موج های سرد حدی را رقم زده اند. مرکز فشار کم عربستان، پاکستان و خلیج فارس در مواقع حدی خود ایجاد کننده اصلی موج گرم ناحیه مورد مطالعه بوده است.

سیلاب ها یکی از شدیدترین و مخرب ترین مخاطرات جوی می باشند که همه ساله خسارت جانی و مالی شدیدی را متحمل جوامع در جای جای نقاط مختلف دنیا می کنند. پژوهش پیش رو به دنبال آشکارسازی ویژگی های همدیدی و هیدرومتئورولوژیکی رخداد سیلاب در هروچای به انجام رسیده است. جهت انجام این پژوهش از داده های روزانه بارش ایستگاه های خلخال، خانقاه، آرپاچایی و لمبر و داده های ایستگاه هیدرومتری رودخانه کیوی چای جهت شناسایی بارش رخ داده و سیلاب اتفاق افتاده و برای بررسی همدید این پدیده از داده های تراز سطح زمین (فشار سطح زمین)، داده های سطوح فوقانی جو از قبیل ارتفاع ژئوپتانسیل، امگا، بادمداری، باد نصف النهاری و رطوبت نسبی در ترازهای 500 تا 1000 هکتوپاسکال استفاده به عمل آمد. نتایج به دست آمده بیانگر این می باشد که قرارگیری سیستم کم فشار در سطح زمین، وقوع بلوکینگ و قرارگیری منطقه مورد مطالعه در شرق ناوه در سطوح فوقانی، منفی بودن پیچانه های جوی و امگا در ترازهای مختلف، همراه با تغذیه رطوبتی دریای سیاه و مدیترانه در ترازهای 500 تا 700 هکتوپاسکال، دریای سرخ و خلیج فارس و دریای عمان در ترازهای 850 و دریای خزر در ترازهای 925 و 1000 هکتوپاسکال شرایط لازم جهت تولید ناپایداری بر بالای جو منطقه مورد مطالعه را فراهم کرده است. این شرایط باعث ایجاد رگبار شدید و شدت یافتن دبی رودخانه هروچای گشته و منجر به تولید سیلاب در این منطقه شده است.

برای انجام این پژوهش داده های روزانه بارش 162 پیمونگاه همدید، اقلیمی و بارانسنجی بر روی پهنه استان کردستان و 26 پیمونگاه همدید، اقلیمی و بارانسنجی خارج از مرز استان مربوط به تحقیقات آب و سازمان هواشناسی طی بازه زمانی 1/1/1340 تا  11/10/1391(21/3/1961 تا31/12/2012) استفاده شد. به کمک روش زمین آماری کریگینگ مقادیر بارش روزانه بر روی یاخته های6×6 کیلومتر میان یابی و برای هر روز یک نقشه رقومی ایجاد شد. سپس داده های روزانه مربوط به 811 یاخته که کل استان را پوشش می دادند از نقشه ها استخراج شد. یک پایگاه داده (گاه جای) در ابعاد 811×18914 ایجاد شد که بر روی سطرها روز (زمان) و بر روی ستون ها یاخته ها (مکان) قرار داشت. برای هر ماه از سال بر روی هر یاخته میانگین، آستانه بالا، آستانه پایین و انحراف معیار مدت زمان انتظار رخداد بارش محاسبه شد. برای شناسایی آستانه ها از آزمون t-studentبهره گرفته شد. مقادیر آستانه ها در سطح اطمینان 99 درصد برآورد شد. یافته های این پژوهش نشان داد که پیکربندی ناهمواری ها نقش مهمی در پراکنش مدت زمان انتظار رخداد بارش استان کردستان دارند. مدت زمان انتظار رخداد بارش طی ماه های مختلف سال بر روی پهنه استان کردستان متفاوت است. پراکنش مدت زمان انتظار رخداد بارش طی فصل های مختلف سال به نوعی مسیر عبور سامانه های بارش زا را بر روی استان کردستان نشان می دهند. به طور کلی به لحاظ مکانی هسته های کمینه مدت زمان انتظار رخداد بارش در فصل بهار بر روی شمال غرب، در فصل تابستان بر روی شمال و شمال شرق، در فصل پاییز و زمستان بر روی شمال غرب و غرب استان قرار دارند. طولانی ترین و کوتاهترین مدت زمان انتظار رخداد بارش به ترتیب مربوط به ماه های شهریور و بهمن است. در بهمن ماه بر روی بخش های غربی و شمال غرب استان کردستان مدت زمان انتظار رخداد بارش حدود 3 روز است. درحالیکه در شهریور ماه بر روی مناطق یاد شده مدت زمان انتظار رخداد بارش به بیش از 60 روز می رسد.