درخت حوزه‌های تخصصی

امواج گرمایی از جمله مخاطرات مهم آب و هوایی دنیا خصوصاً ایران هستند و به نظر می رسد وقوع آن ها در سال های اخیر به واسطه تشدید گرمایش جهانی از فراوانی بیش تری نسبت به گذشته برخوردار شده است. پژوهش حاضر به بررسی کم و کیف وقوع و تحلیل سینوپتیک امواج گرمایی در استان کرمان پرداخته است. برای این کار ابتدا داده های دمای بیشینه روزانه ماه ژوئیه (به عنوان گرم ترین ماه سال) 4 ایستگاه سینوپتیک کرمان، بم، انار و سیرجان در یک دوره آماری 24 ساله (1986-2009) از سازمان هواشناسی کشور اخذ و مورد استفاده قرار گرفته اند. جهت طبقه بندی امواج گرمایی، داده های دما استاندارد شده و بر اساس آن، آنومالی های 0 تا 75/0 به عنوان موج گرم، 75/0 تا 5/1 موج گرم شدید و بالاتر از 5/1 به عنوان موج ابر گرم تعیین شدند. اعداد آستانه 2/41، 1/42 و 1/43 درجه سانتی گراد به ترتیب آستانه موج گرم، گرم شدید و ابر گرم برای مجموع ایستگاه ها مورد محاسبه و حداقل تداوم آن دو روز مد نظر قرار گرفته است. بر این اساس در طی دوره آماری مورد مطالعه، 7 موج گرمایی مشخص شد که از بین آن ها 3 موج گرم شدید و 1 موج ابر گرم شناسایی گردید. موج ابر گرم تیرماه 1377 جهت تحلیل سینوپتیک انتخاب شد. موج 3 روزه مذکور با میانگین دمایی 11/43 درجه سانتی گراد، شدیدترین موج گرمای استان کرمان در طول دوره آماری مورد مطالعه بوده است. ن تایج تحلیل سینوپتیک موج اب ر گرم نشان داد که استقرار کم فشار گنگ در سطح زمین و حاکمیت پرارتفاع جنب حاره ای آزور در سطوح بالا و هم چنین ضخامت زیاد جو بر روی منطقه مورد مطالعه، موجب فرونشینی هوای گرم و گرمایش بیش از حد سطح زمین شده و موج ابر گرم یاد شده را به وجود آورده است.

هدف اصلی در این تحقیق بررسی تغییرات و نوسانات عناصر اقلیمی در چهار ایستگاه سینوپتیک در استان سیستان و بلوچستان در سالهای گذشته و تجزیه و تحلیل آماری و پیش بینی و شبیه سازی آن برای سالهای آینده(2040-2009) می باشد. در پژوهش داده ها را با استفاده از خروجی های مدل گردش عمومی جو ECHO-G با سناریوی A1 که هم اکنون در دانشگاه هامبورگ آلمان و مرکز تحقیقات کره جنوبی مورد استفاده قرار می گیرد جهت ریزگردانی بر روی ایستگاههای منتخب استان استفاده گردید و نتایج آن مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در مرحله تجزیه و تحلیل پیش از تولید داده و تحلیل آنها صحت سنجی مدل با دو روش آماری و مقایسه ای مورد ارزیابی قرار گرفت. ارزیابی صحت مدل بر ایستگاههای مورد مطالعه حاکی از آن بود که مدل در ایستگاهها به خوبی توانسته پارامترهای کمینه دما، بیشینه دما و تابش را شبیه سازی نماید و تنها در شبیه سازی بارش ایستگاهها به خصوص ایستگاه زابل نارسایی کمی داشته است. تحلیل داده های تولید شده در دوره اقلیمی آینده و مقایسه آن با دوره گذشته حاکی از افزایش بارش در ایستگاهها و همچنین افزایش فراوانی تعداد بارش های سنگین در محدوده های ایستگاهها بود. در دوره اقلیمی آینده مولفه کمینه دما بیش از بیشینه افزایش یافته که منجر به کاهش دامنه شبانه روزی دما و کاهش آسایش دمایی در سالهای آتی برای استان است. افزایش در تعداد روزهای داغ و کاهش در تعداد روزهای یخبندان(به خصوص در ایستگاههای زابل و زاهدان) در دوره اقلیمی آینده از نتایج دیگر تحلیل داده ها در دوره آینده بود. عنصر تابش نیز در ایستگاه زاهدان در تمامی ماهها و در سایر ایستگاهها در اغلب ماهها در دوره اقلیمی آینده نسبت به دوره گذشته افزایش می یابد.

در این مطالعه، به بررسی تغییر پذیری و تحلیل نوسان های بارش های حدی غرب و شمال غرب کشور با استفاده از آزمون های آماری تحلیل طیفی و من کندال در نیم سده گذشته پرداخته شده است. فراسنج های مورد مطالعه عبارتند از نمایه های دور پیوندی NAO، AO، ENSO و MEI، کلف های خورشیدی و مراکز فشار شامل کم فشار مدیترانه، کم فشار دریای سیاه، کم فشار سودان و پرفشار سیبری است. بدین منظور از 8 ایستگاه همدید، که دارای آمار 50 سال اخیر (1961-2010) هستند، و همچنین از 10 نمایه حدی بارش استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که تنها در ایستگاه سنندج روند نمایه های حدی بارش افزایشی بوده است. گرچه برخی از نمایه ها در ایستگاه هایی محدود دارای روندی افزایشی بوده اند، اما بطور کلی نتایج نشان می دهد که بارش های حدی این منطقه در طی 50 سال گذشته دارای روندی کاهشی است که این روند کاهشی در ارتباط با رفتار نمایه های دورپیوندی AO، NAO و ENSO و همچنین مراکز فشار تأثیرگذار بر بارش منطقه اعم از پرفشار سیبری، کم فشار سودانی و کم فشار مدیترانه است و سبب کاهش در بارش ها در غرب و شمال غرب کشور می شوند. نتایج تحلیل طیفی نشان می دهد که چرخه فرین های بارش در درجه اول در ارتباط با چرخه شدت و ضعف مرکز کم فشار مدیترانه و چرخه های 2 تا 3 ساله آن است. همچنین در بین نمایه های دور پیوندی، بیش از همه چرخه بارش های حدی در ارتباط با چرخه 3 تا 5 ساله نمایه انسو می باشد، بگونه ای که در تمام ایستگاه ها نمایه انسو با بارش های حدی منطقه مورد مطالعه دارای ارتباط است. لازم به توضیح است که تأثیر کلف های خورشیدی بر بارش های منطقه مورد مطالعه بسیار محدود بوده و تنها در ایستگاه ارومیه، چرخه نمایه مقدار سالانه بارش روزهای تر متناظر با چرخه 11 ساله لکه های خورشیدی می باشد.

این پژوهش به منظور تعیین روش برتر پس پردازش آماری بر بارش حاصل از اجرای الگوی RegCM4 در شمال غرب انجام گرفت. داده های مورد نیاز اجرای الگوی RegCM4 شامل داده های بازتحلیل وضع جوی (NNRP1)، داده های دمای سطح دریا (SST) و داده های سطح زمین (SURFACE) از مرکز ICTP دریافت شد. به منظور اجرای این الگو، آزمون تعیین طرحوارة همرفت و جداسازی افقی مناسب انجام گرفت که با استناد به آن، طرحوارة Kuo به نسبت دو طرحوارة Grell و Emanuel خطای کمتری را در اجرای الگو سازی بارش منطقه داشت. جداسازی افقی نیز سی کیلومتر انتخاب شد. پس از اجرای الگو، برونداد بارش با استفاده از روش های شبکة پرسپترون چندلایه (MLP) و میانگین متحرک (MA) پس پردازش شد. براساس نتایج، اعمال پس پردازش روی داده های بارش خام سالانة الگو، موجب کاهش میانگین اریبی خطای داده های به دست آمده و رسیدن به رقم 9/8 میلی متر شد؛ در حالی که این آماره برای برونداد خام سالانة الگو 3/124 میلی متر بود. در مقیاس های زمانی فصلی و ماهانه نیز میانگین اریبی خطای بارش شبیه سازی به ترتیب برابر 1/31 و 4/10 میلی متر بود که پس از اعمال پس پردازش به روش های یادشده، این آماره به ترتیب به 3/0- و صفر میلی متر رسیده است. روش برتر پس پردازش نیز در تمام مقاطع زمانی، MA بوده است.

پژوهش پیش رو به منظور شناسایی الگوهای سینوپتیک سطح زمین و ارتفاع ژئوپتانسیل تراز پانصد هکتوپاسکال رخداد توفان تندری در دشت اردبیل طی بازة بیست ساله (1992-2012) به انجام رسیده است. در این پژوهش، از داده های فشار سطح زمین، ارتفاع ژئوپتانسیل تراز پانصد هکتوپاسکال و روش خوشه بندی سلسله مراتبی وارد با فاصلة اقلیدسی استفاده شده است. نتایج خوشه بندی، چهار الگو در سطح زمین و چهار الگو در تراز پانصد هکتوپاسکال را به دست داد. الگوهای سطح زمین شامل ۱. شکل گیری کم فشارهایی بر روی هندوستان و سیبری و پرفشارهایی بر روی اروپای شمالی و غرب چین؛ ۲. شکل گیری کم فشارهایی بر روی درة گنگ، خلیج فارس و شمال اروپا و پرفشارهایی بر روی سیبری و غرب چین؛ ۳. شکل گیری کم فشارهایی بر روی هند و خلیج فارس و پرفشارهایی بر روی سیبری و غرب چین؛ ۴. شکل گیری پرفشار در آسیای مرکزی و رخداد جبهه در شمال غرب کشور است. الگوهای ارتفاع ژئوپتانسیل تراز پانصد هکتوپاسکال شامل الگوهای 1. شکل گیری ناوه بر روی شرق مدیترانه و قرارگیری اردبیل در شرق ناوه؛ 2. شکل گیری بلوکینگ امگایی شکل بر روی شمال خزر و قرارگیری اردبیل در جنوب غرب آن؛ 3. رخداد بلوکینگ بریدة کم فشار بر روی مرکز و شرق ترکیه و قرارگیری اردبیل در شرق ناوة ایجاد شده از آن؛ ۴. رخداد بلوکینگ دوقطبی در اروپای مرکزی و قرارگیری منطقة بررسی شده در شرق ناوه است.

یخبندان پدیده زیان بار اقلیمی است که فعالیت های مختلف انسانی و فرایندهای زیستی را تحت تأثیر قرار می دهد. تصاویر ماهواره ای به دلیل پیوستگی و تکرار پذیری داد ه های آن، روش مناسبی برای بررسی یخبندان است. در این پژوهش با استفاده از تصاویرNOAA-AVHRR به تعیین الگوریتم بهینه برای شناسایی و استخراج پهنه های یخبندان بهاره و پاییزه در استان کردستان در سال های 2001 تا 2010 پرداخته شده است. پس از تعیین روزهای یخبندان در هفت ایستگاه هواشناسی منطقه، 24 تصویر گذر شبانه برای بررسی دما و صد تصویر گذر روزانه برای محاسبة شاخص NDVI و قابلیت انتشار انتخاب و ارزیابی شد. برای محاسبة دمای سطح زمین، باندهای حرارتی چهارم و پنجم تصاویر گذر شبانه در سه الگوریتم پرایس، کول و اولیویری به کار گرفته شد. براساس نتایج، الگوریتم کول در برآورد دمای سطح زمین به دلیل خطای کمتر و نیز همبستگی های قوی و معنی دار در مقایسه با دماهای مشاهداتی، عملکرد بهتری نسبت به دیگر الگوریتم ها داشت. بنابراین، این الگوریتم در تهیه نقشه های نهایی پهنه بندی یخبندان استان کردستان استفاده شد. نگاه کلی به نقشه ها، تأثیر مهم ارتفاعات را بر وقوع یخبندان های شبانه در منطقه -هم از نظر شدت و هم از نظر گسترش- به خوبی نشان می دهد.

برای اجرای این پژوهش، مقادیر بارش شبکه ای سه ساعتی نسخة ERA-Interim پایگاه دادة مرکز پیش بینی میان مدت جوی اروپایی (ECMWF) بر روی گسترة ایران با تفکیک مکانی 125/0 درجة قوسی طی بازة زمانی 01/01/1979 تا 31/12/2013 استخراج شد. طی این بازة زمانی، داده های بارش مشاهده شده بر روی پیمونگاه های همدید و پایگاه دادة ملی اسفزاری نیز آماده شد. یافته ها نشان داد که نه تنها از نگاه هماهنگی زمانی، بلکه به لحاظ مقدار نیز همانندی بسیار زیادی بین مقادیر برآورد شدة بارش پایگاه دادة ECMWF با مقادیر مشاهده شدة بارش دو پایگاه ایران وجود دارد. از نگاه مکانی، بر روی رشته کوه های زاگرس، جنوب غرب و شمال شرق کشور هماهنگی زمانی و همانندی مقادیر نسبت به دیگر مناطق گسترة ایران بیشینه است. مقدار اریبی (Bias) و ریشة دوم میانگین مربعات خطا (RMSE) بر روی هسته های پربارش سواحل جنوبی دریای خزر و زاگرس میانی نسبت به دیگر مناطق زیاد است؛ ولی مقدار خطای برآورد بارش پایگاه ECMWF در مقایسه با مقدار بارش دریافتی بر روی این مناطق، بسیار ناچیز است. نمایه های احتمال آشکارسازی (POD) روزهای بارانی، نسبت هشدار اشتباه (FAR) روزهای غیربارانی و آستانة موفقیت (CSI) پایش روزهای بارانی و غیربارانی بیان کنندة عملکرد مناسب پایگاه دادة ECMWF در شناخت درست آنها بر روی زاگرس، سواحل جنوبی دریای خزر و شمال شرق کشور است.

اهداف: تغییر اقلیم به افزایش و یا کاهش جهت دار میانگین پارامترهای اقلیمی در یک دورة طولانی مدت گفته می شود. تغییر پارامترهای اقلیمی سطحی با تغییر الگوهای جوی مرتبط است. شناخت تغییر اقلیم ایران با شاخص های مهم جوّی، هدف مطالعه است. روش : برای تعیین شاخص های اقلیمی ایران، پنجرة جغرافیایی مناسب با عرض 10 تا70 درجة شمالی و طول 10 تا 80 درجة شرقی تعیین شد. داده های روزانة ارتفاع ژئوپتانسیل متر تراز 500 ه.پ. دورة سرد از 1948 تا 2010 از مراکز ملّی پیش بینی محیطی و تحقیقات اتمسفری استفاده شد. روش تحلیل مؤلفة اصلی و باکس جنکینز به ترتیب برای تعیین شاخص اقلیمی و تحلیل سری زمانی این شاخص ها استفاده شد. یافته ها/ نتایج: نتایج تحقیق نشان داد شاخص های اقلیمی دورة سرد ایران به ترتیب در منطقة آسیای مرکزی، اروپای شرقی و اروپای غربی استقرار دارند. این مراکز با آرایش خاصّ الگوهای جوی، اقلیم دورة سرد ایران را کنترل می کنند. سری زمانی روزانه و سالانة این مراکز تغییر معنی داری ندارند و نوسان با افزایش و کاهش حول میانگین را نشان می دهند. بهترین مدل برای پیش بینی سری های زمانی، مدل اتورگرسیو (AR) است و سری های پیش بینی با سری های اوّلیة شاخص ها با این مدل بیشترین هماهنگی را دارند. امروزه مدل های اقلیمی، نقش انسان در تغییر اقلیم سطحی را غالب می دانند.

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.

مقالة پیش رو در جست وجوی الگوهای مکانی روندهای مقدار بارش دورة سرد سال برای ایران طی سال های 1950 تا 2009 است. به این منظور، از داده های ماهانة بازسازی شدة مرکز اقلیم شناسی بارش جهانی با جداسازی مکانی 5/0Í 5/0درجه در ایران (از 44 تا 5/63 درجة طول شرقی و 25 تا 40 درجة عرض شمالی) استفاده شد. ارزیابی داده های شبکه ای با استفاده از 190 ایستگاه کشور با بهره گیری از روش رگرسیون وزن دار جغرافیایی مبین 76/0 =R2 بود. تحلیل اکتشافی زمین آمار با استفاده از روش های خودهمبستگی فضایی عمومی و محلی صورت گرفت. نتایج خودهمبستگی فضایی عمومی نشان داد که داده های بارش کشور در تمام ماه ها، دارای خودهمبستگی فضایی مثبت معنی داری (الگوهای خوشه ای) است. آزمون خودهمبستگی فضایی محلی نشان داد که هر ماه، اقلیم بارشی خود را دارد. تحلیل روند مقادیر موران عمومی با استفاده از آزمون ناپارامتریک تاو کندال نشان داد که تغییرات الگوهای مکانی بارشی در هیچ یک از ماه ها، روندهای کاهشی و افزایشی چندان معناداری ندارند. مقایسة زمان رویداد مقادیر شاخص موران عمومی پایین با زمان خشکسالی ها بیان کنندة ارتباط تنگاتنگی بین تغییرات مقادیر شاخص موران تضعیف شده و وقوع خشکسالی های فراگیر ایران است. پیشنهاد می شود شواهد کم آبی های کشور در توزیع زمانی- مکانی دیگر متغیرهای اقلیمی همچون دما و تبخیر جست وجو شود.

آگاهی از رفتار مکانی- زمانی بارش در برنامه ریزی های محیطی سرزمین مؤثر است. روش های آمار فضایی امکاناتی را فراهم می سازد که با استفاده از آنها، الگوهای فضایی متغیرهای تصادفی مانند بارش را می توان تحلیل کرد. در این پژوهش، با استفاده از دادة بارش ماهانة 42 ایستگاه سینوپتیک غرب و شمال غرب ایران طی دورة آماری 1990 تا 2010 و با به کارگیری شاخص خودهمبستگی فضایی Moran به تحلیل روندهای فضایی بارش ماهانة این بخش از کشور اقدام شد. برای این منظور، داده های میانگین بیست سالة بارش ماهانة ایستگاه ها به صورت لایة اطلاعاتی مکانمندی با مختصات متریک در محیط GIS بررسی شد. نتایج شاخص خودهمبستگی مکانی بیان کنندة آن بود که بارش در ماه های دسامبر، ژانویه، فوریه و نوامبر به ترتیب دارای بیشترین الگوی خودهمبستگی فضایی مثبت بود که در سطح 01/0 معنادار بود و کمترین تغییرپذیری مکانی را داشت که گویای آن است در این ماه ها تشابه و همگونی فضایی معنا داری بین بارش های ثبت شده در سرتاسر منطقه وجود داشته است و سامانه های بزرگ مقیاس جوی، تأثیر عوامل محلی متفاوت را کم رنگ کرده است؛ در حالی که در ماه های ژوئیه، سپتامبر و اوت به ترتیب کمترین الگوی خودهمبستگی فضایی مشاهده شد که معنادار نیز نبود. ضریب تغییرات فضایی بارش در این ماه ها نیز بسیار زیاد بود که گویای آن است که در این ماه ها بارش ها تحت تأثیر عوامل محلی ناهمگون ایجاد شد و به همین دلیل، هیچ گونه تشابه فضایی معناداری در بارش های ثبت شدة منطقه در ایستگاه های مختلف وجود نداشت.

مطالعه انجام شده در این پژوهش نشان می دهد سامانه های سودانی در ترسالی و خشک سالی نیمه جنوبی ایران نقش مهمی را ایفا می کند. بررسی نابهنجاری گرته های همدیدی در ماه های خشک و تر نشان گر دو گرته متفاوت حاکم در منطقه است. در گرته ترسالی، شرق مدیترانه، غرب دریای سرخ، نیمه غربی شبه جزیره عربستان، جنوب و جنوب غرب ایران، شمال دریای خزر همراه با نابهنجاری های منفی فشار و ارتفاع در سطح زمین و در تمام لایه-های وردسپهر است، که نشان گر عمیق بودن ناوه شرق مدیترانه و دینامیکی بودن سامانه های کم فشار سودانی است. همچنین بر روی شمال شرق و شرق عربستان نابهنجاری های مثبت فشار و ارتفاع در سطح زمین و لایه های زیرین و میانی وردسپهر حاکم است که هوای گرم و مرطوب نواحی غرب اقیانوس هند را به درون سامانه سودانی تغذیه می کند. حرکت شرق سوی سامانه سودانی سبب انتقال حجم وسیعی از شار رطوبت و شار گرمای نهان به نواحی جنوب و جنوب غرب ایران می شود که منجر به ریزش بارش های هم رفتی بسیار بالایی به میزان چهار برابر میانگین سالانه در جنوب و جنوب غرب ایران شده است. در سال های خشک نابهنجاری های دما و ارتفاع متفاوت با دوره ترسالی است؛ بدین معنی که نواحی شرق دریای مدیترانه، سراسر غرب دریای سرخ، نیمه غربی شبه جزیره عربستان، نواحی جنوبی ایران و بر روی سواحل جنوبی دریای خزر نابهنجاری های مثبت در سطح زمین و در کلیه ترازهای وردسپهر دیده می شود. علاوه بر این، نواحی شمال شرقی و شرق شبه جزیره عربستان از نابهنجاری های منفی و یا نابهنجاری های مثبت بسیار کم برخوردار است و نشان می دهد که سامانه سودانی چندان فعال نبوده و رطوبت به نحو شایسته ای از نواحی غرب اقیانوس هند به درون سامانه سودانی انتقال نمی یابد.

برای مطالعة خشکسالی روش های مختلفی وجود دارد. روش تحلیل داده های بارندگی، جزو عمومی روش های تحلیل خشکسالی به شمار می رود؛ لذا پیش بینی دقیق و پیش از وقوع بارش می تواند شرایط را برای ارزیابی وضعیت خشکسالی فراهم نماید. هدف این پژوهش، بررسی تأثیر پیش پردازشِ داده های بارش ماهانة ایستگاه سینوپتیک سنندج بر عملکرد مدل درخت تصمیم در پیش بینی خشکسالی در ایستگاه سینوپتیک سنندج می باشد. در این پژوهش از الگوریتم CART به عنوان یکی از انواع درختان تصمیم رگرسیونی جهت پیش بینی بارش 12 ماه بعد استفاده شده و جهت ارزیابی درخت های ایجاد شده از معیارهای آماری مختلف استفاده شده است. داده های مورد استفاده در این پژوهش مربوط به آمار ماهانة بارندگی، رطوبت نسبی، دمای حداکثر، دمای متوسط، جهت باد و سرعت باد در دورة آماری (1389- 1349) است. نتایج حاصل از پژوهش نشان می دهد که در ایستگاه سینوپتیک سنندجدرخت تصمیم گیریرگرسیونی،مدلینسبتاًکارادرپیش بینی خشکسالی می باشد؛ به طوری که درشبیه سازی هایصورتگرفته،زمانیکهاز میانگینمتحرّکپنجسالة داده هابرایاجرایمدلاستفادهگردید، ترکیب بارشقبلی ودمایحداکثر بهعنوانمناسب ترینحالت با مقدار خطای 06/0 شناساییشده و اعمال میانگین متحرک روی داده های اصلی در بهبود کارایی مدل مؤثر است. در این شرایط، روش درخت تصمیم رگرسیونی ایستگاه سنندج با ضریب اطمینان بالایی میزان بارش را 12 ماه پیش از وقوع بر آورد نمایند.

امروزه خشکسالی یک معضل جدّی و گریبانگیر دربسیاری از کشور های جهان است؛بنابراین پیش بینیِ آن از اهمیت به سزایی برخوردار می باشد. در این تحقیق، کارایی شبکة عصبی مصنوعی و سیستم استنتاج عصبی - فازیتطبیقی به عنوان روش هایی مؤثر برای پیش بینی شدت خشکسالی حوزة ""مُند"" استان فارس مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور از داده های بارندگی ماهانة ایستگاه باران سنجی تنگاب استان فارس با دورة آماری 32 ساله استفاده گردید. شدت خشکسالی در دورة ماهانه با استفاده از شاخص بارندگی استاندارد شده (SPI) تعیین شد؛ سپس به وسیلة مدل های ANN وANFIS و با استفاده از شاخص SPI پیش بینی شدت خشکسالی انجام گردید. از بین داده های موجود، 70 درصد به عنوان داده های آموزش و مابقی به عنوان داده های اعتبارسنجی و داده های آزمون انتخاب شد؛ سپس از طریق معیار های آماری شامل ضریب همبستگی، میانگین مجذور مربعات خطا و ضریب ناش به کارایی عملکرد مدل ها پرداخته شد. نتایج نشان دادد که دقت روش شبکه های عصبی مصنوعی از روش سیستم استنتاج عصبی - فازیتطبیقی بیشتر می باشد؛ همچنین یافته های حاصل از این بررسی نشان می دهد که هرچه پراکندگی داده های ورودی مدل بیشتر باشد مدل استنتاج عصبی - فازی تطبیقی دارای توانایی بیشتری در شبیه سازی این نوع از داده ها می باشد.

این پژوهش گامی در جهت شناسایی الگوهای زمانی و مکانی بارش در سرزمین عراق است. به منظور این واکاوی، از داده های شبکه ای پایگاه داده ی آفرودایت که مربوط به یک دوره ی 57 ساله (2007-1951) است، استفاده شد. این داده ها شامل سه ماتریسِ موقعیت جغرافیایی یاخته ها، داده های اصلی(بارش) و ماتریس تقویم بود. سپس به کمک نرم افزار متلب میانگین های سالانه، فصلی و ماهانه ی داده ها محاسبه گردید و 17 نقشه ی مکانی متشکل از یک نقشه سالانه، چهار نقشه فصلی و دوازده نقشه ماهانه با استفاده از روش ""نزدیک ترین همسایگی"" در محیط نرم افزار ""سرفر"" ترسیم گردید. همچنین به منظور واکاوی زمانی نخست میانگین وزنی داده های فراسنج بارش محاسبه و سپس 17 سری زمانی متشکل از سری زمانی سالانه، فصلی و ماهانه ترسیم گردید. نتایج حاصل از این واکاوی ها نشان داد که بارش در سرزمین عراق از توزیع زمانی و مکانی یکنواختی برخوردار نیست. بارش عراق از شمال به جنوب و از شرق به غرب دارای کاهش محسوسی است. عرض جغرافیایی و پراکنش ناهمواری ها عامل اصلی این توزیع نایکنواخت است. همچنین نتایج حاصل از آزمون ناپارامتری من-کندال در سطوح اطمینان 95% و 99% بر روی سری های زمانی 17 گانه نشان داد که در طول دوره ی آماری 57 ساله هیچ گونه روندی در بارش سالانه این سرزمین وجود ندارد.

با توجه به روند احتمالی افزایش خشکسالی در جهان در اثر تغییراقلیم، بررسی این پدیده در هر منطقه برای دوره ی آتی ضروری می نماید. در این تحقیق داده های ریزمقیاس شده ماهانه شبیه سازی شده دما و بارش استان آذربایجان شرقی در دوره 2022-2013 میلادی، توسط 16 مدل AOGCM، تحت سه سناریوی انتشار A1B, A2, B1 تهیه شدند. پس از بررسی شرایط (فراوانی و شدت) خشکسالی گذشته (1999-1950) در منطقه، به منظور لحاظ کردن عدم قطعیت سناریوهای انتشار، با استفاده از روش مقیاس الگو (Pattern Scaling)، داده ها برای 46 سناریوی انتشار دیگر محاسبه شده، و وضعیت خشکسالی استان در دوره ی آتی با شاخص بارش استاندارد شده (SPI) بررسی گردید، و در نهایت نقشه های پهنه بندی این شاخص با به کارگیری روش کریگینگ در هر سال با در نظرگرفتن سناریوی میانه برای اقلیم منطقه، به دست آمد. نتایج نشان داد در سال 2021 خشکسالی بسیار زیاد در نواحی شرقی استان رخ خواهد داد و می توان این سال را خشک ترین سال دوره قلمداد کرد، بطوری که در مجموع 375/59 درصد استان دارای شرایط خشک خواهد بود. برای سال های 2013، 2017 و 2018 نیز در برخی نقاط خشکسالی پیش بینی می شود، در حالی که سال 2019 در تمامی نقاط از شرایط نزدیک به نرمال برخوردار خواهد بود. سال 2020 نیز در دوره ی ده ساله مرطوب ترین سال خواهد بود، به گونه ای که این سال تنها سالی است که رطوبت بسیار زیاد را تجربه خواهد کرد. پس از 2020، سال 2014 با پوشش 50 درصد استان با سطوح رطوبتی، مرطوب ترین سال خواهد بود. در کل، استان آذربایجان شرقی به جز سال های 2013، 2017، 2018 و 2021، در 6 سال دیگر از شرایط نزدیک به نرمال و بالاتر تبعیت خواهد نمود. با پیش بینی مقادیر بارش و تعیین شرایط خشکسالی، می توان راهکارهای سازگاری با تغییر اقلیم در این خصوص را پیشنهاد نمود.

در چند دهه اخیر افزایش دمای زمین باعث بر هم خوردن تعادل اقلیمی کره زمین شده و تغییرات اقلیمی گسترده ای را در اغلب نواحی کره زمین موجب گردیده است که از آن به عنوان تغییر اقلیم یاد می شود. هدف این مطالعه، پیش بینی تغییرات اقلیمی استان سیستان و بلوچستان با استفاده از ریز مقیاس نمایی آماری است که در آن داده های سناریوی A2 مدل گردش عمومی جو ECHO-G اجرا می شود. برای ارزیابی، تغییرات اقلیمی و خشکسالی استان سیستان و بلوچستان در دوره آماری 1391تا 1410 توسط مدل LARS-WG ریز مقیاس شدند. در این مطالعه از داده های دمای کمینه، دمای بیشینه، تابش و بارش مدل ECHO-G و داده های واقعی 7 ایستگاه استان شامل چابهار، ایرانشهر، خاش، سراوان، زابل، زهک و زاهدان استفاده شده است.نتایج کلی بررسی ها برای دوره مذکور گویای افزایش 8 درصدی بارش در استان و کاهش تعداد روزهای یخبندان و افزایش میانگین سالانه دما در حدود 3/0 درجه سلسیوس می باشد. بیشترین افزایش ماهانه دما مربوط به فصل زمستان به میزان 9/0 درجه سلسیوس خواهد بود. همچنین تعداد روزهای خشک در شهرستان سراوان افزایش و در بقیه شهرستان ها کاهش می یابد و بطور کلی خشکسالی های این استان در دوره 1410-1391 کاهش می یابد.

تحلیل های احتمالی، روش هایی مفید برای شناخت و پیش بینی پدیده ایی نظیر بارش می باشند. از جمله ی این روش ها می توان به زنجیره مارکوف اشاره کرد. زنجیره ی مارکوف حالت خاصی از مدل هایی است که در آنها حالت فعلی یک سیستم به حالت های قبلی آن بستگی دارد. با این روش می توان احتمال وقوع و دوره ی بازگشت پدیده های اقلیمی نظیر بارش را محاسبه نمود. از اینرو در پژوهش حاضر با استفاده از آمار بارش روزانه مربوط به 58 سالِ(2013-1956) ایستگاه همدیدی شیراز، تواتر و تداوم روزهای بارانی در این شهر با به کارگیری مدل زنجیره مارکوف مورد مطالعه قرار گرفت. آمار فوق براساس ماتریس شمارش تغییر حالات رخداد روزهای خشک و تر (روزهای فاقد بارش و روزهای بارش) مرتب شده، سپس ماتریس تغییر وضعیت براساس روش درست نمایی بیشینه محاسبه گردید. ماتریس مزبور نیز با توان های مکرر، پایا و دوره بازگشت روزانه بارش مورد ارزیابی و تحلیل قرار گرفت. در ادامه دوره های بازگشت روزهای بارش 2 تا 5 روز و دوره بازگشت روزهای خشک 1 روز نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس دوره بازگشت تداوم روزهای بارانی 2 تا 5 روزه برای دوازده ماه سال نیز محاسبه گردید. نتایج حاصل نشان داد که احتمال وقوع بارش(روزهای تر) در هر روز 1167/0 درصد و احتمال عدم وقوع بارش(روزهای خشک) 8833/0 درصد می باشد. همچنین مشخص شد که بیشترین احتمال وقوع روزهای با بارش، طی فصل زمستان بویژه ماه های ژانویه و فوریه بوده است. برای نمونه دوره بازگشت 2 روز بارانی متوالی در ماه ژانویه حدود 5 روز برآورد گردید. از این رو مشاهده گردید که بارش شیراز از توزیع زمانی ناهمگنی برخوردار است. به عبارت بهتر بارش شیراز یکنواخت نمی باشد و متمرکز است.

هدف این مطالعه بررسی روند تغییرات سرعت باد سطحی در ایران در دو مقیاس ماهانه و سالانه با روش ناپارامتری من کندال با چهار ویرایش متفاوت شامل الف) روش من کندال مرسوم (MK1)، ب) من کندال پس از حذف اثر ضریب خودهمبستگی مرتبه اول معنی دار (MK2)، ج) من کندال پس از حذف اثر کامل ضرایب خودهمبستگی معنی دار (MK3) و د) من کندال با لحاظ کردن ضریب هارست (MK4) می باشد. داده های مورد استفاده در این مطالعه شامل میانگین سرعت باد در دو مقیاس ماهانه و سالانه در دوره آماری 2005-1966 می باشد. بدین منظور از اطلاعات 22 ایستگاه در سطح کشور ایران استفاده شد. برای تخمین شیب خط روند تغییرات سرعت باد، از روش ناپارامتری تخمین گر سن استفاده شد. نتایج نشان داد که گر چه ترکیبی از روندهای مثبت و منفی در ایستگاه های کشور برای میانگین سرعت باد در هر دو مقیاس سالانه و ماهانه تجربه شده است، ولی تعداد ایستگاه های با روند منفی در مقایسه با تعداد ایستگاه های با روند مثبت بیش تر است. در مقیاس سالانه شدیدترین شیب خط روند منفی متعلق به ایستگاه فسا معادل 074/0- متر بر ثانیه در سال و شدیدترین شیب خط روند مثبت متعلق به ایستگاه زابل معادل 141/0 متر بر ثانیه در سال بود. در مقیاس ماهانه شدیدترین شیب خط روند منفی متعلق به ایستگاه فسا معادل 1/0- متر بر ثانیه در سال و شدیدترین شیب خط روند صعودی معادل 18/0 متر بر ثانیه در سال برای ایستگاه زابل مشاهده شده است. نتایج نشان داد که میانه شیب های خط روند اکثر ایستگاه های ایران در تمام ماه های سال (بجز فوریه و نوامبر) منفی است. بنابراین، در حالت کلی می توان نتیجه گرفت که در اکثر ایستگاه های ایران روند سرعت باد در تمام ماه های سال (بجز ماه های فوریه و نوامبر) نزولی است.

اطلاع از روند تغییرات کاهشی یا افزایشی بارندگی و دبی در حوضه های آبریز نقش مهمی در مدیریت منابع آب و امور مرتبط با مهندسی آب ایفا می کند. در این تحقیق روند تغییرات بارندگی و دبی در حوضه رودخانه قره سو واقع در استان اردبیل در مقیاس های ماهانه، فصلی و سالانه بین سال های 1351 تا 1382 مورد مطالعه قرار گرفته است. برای بررسی وجود و یا عدم وجود روند از آزمون ناپارامتری من-کندال با حذف اثر کلیه ضرایب خودهمبستگی معنی دار و برای بررسی میزان بزرگی آن از آزمون شیب تخمین گر سن در سطوح معنی داری مختلف استفاده گردید. نتایج تحلیل بارندگی و دبی نشان می دهد که جریان رودخانه قره سو در مقیاس سالانه در هر دو ایستگاه این رودخانه روند نزولی دارد. هم چنین روند نزولی معنی دار در داده های دبی در مقیاس فصلی در فصول بهار، پاییز و زمستان مشاهده شد که در آن شدیدترین روند متعلق به فصل زمستان است. بیش ترین میزان کاهش دبی مربوط به ایستگاه دوست بیگلو در فصل بهار (62/0- متر مکعب بر ثانیه در سال) و کم ترین آن مربوط به همین ایستگاه در فصل تابستان می باشد. به طوری که در داده های بارندگی هر دو ایستگاه در مقیاس های ماهانه، فصلی و سالانه روند معنی داری مشاهده نشد.