درخت حوزه‌های تخصصی

استان کهگیلویه و بویر احمد به دلیل استقرار در پیشانی رشته کوه زاگرس میانی با نوع خاص آرایش کوهستانی موسوم به ناهمواری ژورایی، شامل تاقدیس ها و ناودیس های متوالی که به صورت دشت ها و کوهستان های موازی تجلی یافته و به آرامی از غرب به شرق بر ارتفاع آن افزوده می گردد، تنوع ارتفاعی چهار هزار متری را در منطقه به وجود آورده است. قدر مسلم چنین تنوع ارتفاعی، سبب شکل گیری خرده نواحی اقلیمی در دل کوهستان های این منطقه شده است. لذا تفکیک مکانی و شناسایی ویژگی های خرده نواحی اقلیمی به منظور آشکارسازی توان های اقلیمی هر یک از خرده نواحی استان و انطباق آن با پیکربندی ناهمواری ها، از اهداف اصلی این پژوهش است. برای دست یابی به اهداف یاد شده، داده های متوسط سالانه 36 عنصر اقلیمی مربوط به 15 ایستگاه همدید در داخل و اطراف استان کهگیلویه و بویراحمد، از پایگاه داده های سازمان هواشناسی کشور استخراج گردید. آرایه ی داده ها به حالت R (مکان- متغیّر) آرایش داده شد. سپس توری با ابعاد یاخته 5×5 کیلومتر بر روی نقشه استان گسترانیده شد و به کمک روش میان یابی کریجینگ مقادیر هر یک از متغیّر ها بر روی گره گاه های این تور برآورد گردید. بطوری که 623 یاخته مرز استان را در برمی گرفت. برای حذف بٌعد داده ها، آرایه ی مذکور در معرض فرایند استانداردسازی قرار گرفت. سپس تحلیل مؤلفه ی اصلی با روش همبستگی بر روی آرایه پهنه ای عناصر اقلیمی (36×623) انجام گرفت. و در نهایت 5 مؤلفه ی اصلی شناسایی شد. در مرحله ی بعد یک تحلیل خوشه ای پایگانی انباشتی بر روی آرایه نمرات 5 مؤلفه ی اصلی، انجام شد و استان کهگیلویه به هفت خرده ناحیه ی اقلیمی متنوع تفکیک گردید. تفاوت خرده نواحی به لحاظ دمایی، بارشی، رطوبتی و سایر پدیده های جوی چون روزهای بارشی، برفی، تندری، یخبندان، غباری، آرامش جوی و سرعت باد چشمگیر است. در این میان بیشترین تضاد و تباین بین خرده ناحیه ی اقلیمی یاسوج و بی بی حکیمه دیده می شود. ناحیه ی یاسوج از دمایی معتدل، اقلیمی پربارش و نسبتاً مرطوب، هوایی آرام، کم باد و کم غبار برخوردار است. درحالی که ناحیه ی بی بی حکیمه با اقلیمی گرم، هوایی مرطوب و شرجی، بارش های سنگین، رگباری و سیل آسا، روزهای بارشی کمتر و توزیع نایکنواخت بارش، هوایی نسبتاً ناآرام، بادی و غباری، شرایط اقلیمی نسبتاً خشن و نامطلوبی را در بین سایر نواحی اقلیمی استان، دارا می باشد.

کشور ایران به جهت قرار گیری بر روی کمربند بیابانی نیمکره شمالی، آب و هوای خشک و بیابانی بر قسمت های زیادی از آن مستولی است. به دلیل همین موقعیت جغرافیایی ریزش های جوی در حیات و زندگی انسانی و جانوری آن نقش بسیار مهمی دارد و با توجه به این که منابع رطوبتی کشور در خارج از آن قرار دارد و این ریزش های جوی از سالی به سال دیگر نوسان دارند نقش سامانه های باران زا پررنگ تر می شود. یکی از مکانیسم های مهمی که باعث ایجاد ناپایداری و تراکم می شود چرخندها می باشد. به همین جهت شناخت مراکز چرخندی و مناطق چرخندزایی می تواند در مطالعات محیطی، برنامه ریزی و مدیریت منابع آب و بلایای طبیعی ، پیش بینی های جوی و توسعه اجتماعی اقتصادی کشور بسیار مهم و ضروری می باشد. در این پژوهش از داده های بازکافت شده ارتفاع ژئوپتانسیل NCEP/NCAR در 6 تراز جو(1000، 925، 850، 700، 600، hpa 500 ) برای سال 1371 شمسی استفاده شده است. برای شناسایی و جایابی کنش های چرخندی دو شرط در نظر گرفته شده است که عبارت اند از: 1- ارتفاع ژئوپتانسیل یاخته مورد بررسی نسبت به هر 8 همسایه پیرامونش کمینه باشد. 2- بزرگی شیو ارتفاع ژئوپتانسیل بر روی کرنل مورد بررسی برابر یا بیشتر از 100 متر بر 1000 کیلومتر باشد. در این پژوهش مراکز چرخندی و مناطق چرخندزایی و شدیدترین مرکز چرخندی هر تراز شناسایی شده است. با توجه به محاسبات انجام شده مشخص گردید که بیشینه درصد فراوانی چرخندها در 3 فصل اول سال در تراز hpa 500 و در فصل زمستان در تراز hpa 1000 و کمینه آنها در دو تراز 850 و hpa 700 رخ داده است. همچنین مراکز چرخندزایی که چرخندهای آنها کشور ایران را تحت تأثیر قرار می دهند شامل منطقه چرخندزایی جنوا، جنوب ایتالیا، جزایر سیسیل و ساردنی، جنوب یونان، دریای آدریاتیک، غرب اسپانیا، لیبی و الجزایر، ایسلند می باشد. در پایان یک رابطه همبستگی بین درصد فراوانی فصلی چرخندها با میانگین بارش کشور برقرار شد که نشان می دهد بین درصد فراوانی چرخندها با میانگین بارش کشور رابطه همبستگی مثبت وجود دارد.

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.

در پژوهش حاضر به بررسی و تجزیه وتحلیل کیفیت آب های زیرزمینی دشت ارومیه طی سال های 1380 و 1393 پرداخته شده است. هدف عمده و اصلی در این پژوهش، بررسی تغییرات زمانی و مکانی کیفیت آب های زیرزمینی دشت ارومیه، تهیه نقشه پهنه بندی عناصر برای دوره زمانی موردمطالعه و مقایسه میزان عناصر موجود در آب های منطقه با استانداردهای موجود است. آمار و داد های هواشناسی و همچنین کیفیت آب های زیرزمینی دشت ارومیه، به تعداد 20 چاه نمونه (1380-1393)، از مهم ترین داده های این تحقیق به شمار می روند. نقشه های توپوگرافی 25000 و نقشه های زمین شناسی 100000 و نرم افزارهای GIS مهم ترین ابزار کار به شمار می روند. روش تجزیه وتحلیل مبتنی بر روش های زمین آماری و تحلیل نمودارهای ویلکوکس، پایپر و شولر است. نتایج نشان می دهد در سال 1380 حداکثر گسترش کلراید در بخش مرکزی دشت ولی در سال 1393 مقادیر حداکثر به شرق دشت یعنی به سمت دریاچه ارومیه گسترش پیداکرده است. سدیم در سال 1380 در شمال و مرکز و تا حدی جنوب بالاست ولی در سال 1393 این مقادیر در شرق و شمال شرق زیاد است. مقادیر یون کلسیم نیز در سال 1393 نسبت به سال 1380 در شرق دشت افزایش پیداکرده است. یون بیکربنات در سال 1380 به میزان حداکثر 2/9 در غرب دیده می شود در حالی این میزان در سال 1393 به 2/10 و نیمه شرقی افزایش پیداکرده است. حداکثر هدایت الکتریک آب های زیرزمینی دشت ارومیه در سال 1380 در حدود 1656 میکروموس در سانتیمتر و در مرکز و شمال غرب دشت قرار دارند. درحالی که در سال 1393 این میزان 2300 واحد شده و بیشتر در شرق دشت ارومیه مشاهده می شود. میزان سختی کل آب نیز از بخش مرکزی در سال 1380 به بخش شرقی دشت در سال 1393 منتقل شده است. به طورکلی اغلب عناصر در طی دوره مطالعاتی به لحاظ زمانی و مکانی دچار تغییرات شده اند. ضمن اینکه باوجود شرایط خاص در منطقه، آب های زیرزمینی به لحاظ مصارف سه گانه به ویژه در بخش شرب، از کیفیت مناسبی برخوردار است.

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.

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.

شناسایی ویژگی های بارش روزانه در برنامه ریزی منابع آب و الگوهای کشت اهمیت زیادی دارد، با برازاندن مدل های احتمال بر بارش روزانه می توان به برخی ویژگی های این داده ها در قالبی خلاصه دست یافت. در این پژوهش، 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 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 بیش از 5/0 میلی متر برازش داده شد. تابع نظری توزیع گامای دو فراسنجی و نمایی توانسته اند شرایط آماری لازم آزمون نیکویی برازش در فاصله اطمینان 95% را به عنوان برازنده ترین توزیع احراز نمایند. محاسبه فراسنج های برازنده ترین تابع توزیع فراوانی نشان می دهد با وجود کم بودن مقدار فراسنج میانگین بارش مورد انتطار در بخش قابل توجهی از کشور میزان اعتماد به بارش روزانه کم و نوسان بارش زیاد است. فراسنج های چولگی و کشیدگی حکایت از چوله بودن بارش و عدم تقارن در بارش دارد. از طرف دیگر، پایین بودن مقدار فراسنج شکل، نشان دهنده فاصله زیاد تابع توزیع فراوانی بارش با شرایط نرمال دارد موضوعی که توسط آماره های آزمون آماری نیکویی برازش نیز تأیید شده بود.

در این پژوهش تلاش شد تأثیر پدیده تغییر اقلیم بر پنج پارامتر هواشناسی از جمله دمای حداقل، حداکثر و میانگین، بارندگی و رطوبت نسبی در زیرحوضه تهران- کرج بررسی شود. بدین منظور از مدل گردش عمومی HadCM3 تحت سناریوی انتشار A2 استفاده شد که سه دوره آینده 2039-2010، 2069-2040 و 2099-2070 به عنوان دوره های آینده نزدیک، میانی و دور و 2005-1976 به عنوان دوره پایه درنظرگرفته شد. هرچند مدل های گردش عمومی مناسب ترین ابزار بررسی پدیده تغییر اقلیم شناخته شده اند اما با توجه به وضوح مکانی پایین این مدل ها، استفاده از آن ها در مقیاس منطقه ای امکان پذیر نیست. در این پژوهش روش ریزمقیاس نمایی وزن دهی عکس فاصله با هشت سلول محاسباتی ارایه شد و سناریوهای تغییر اقلیم با استفاده از روش عامل تغییر به دست آمد و با تشکیل سری زمانی سناریو اقلیمی در آینده، محدوده تغییرات و متوسط آن در دوره-های مختلف برآورد شد. در تمامی دوره ها سه پارامتر مربوط به دما نسبت به دوره پایه، افزایش یافته بود بطوری که در دوره 2099-2070 میزان آن نسبت به دو دوره دیگر بیشتر بود. در مورد رطوبت نسبی وضعیت برعکس است؛ به ویژه در ماه های گرم سال این کاهش شدت بیشتری یافته است. این در حالی است که بارندگی تغییرات چشم گیری نداشته است اما کاهش آن در دوره های آینده قابل پیش بینی است. درنهایت تأثیر تغییر اقلیم بر دوره های خشک و تر بااستفاده از روش میانگین متحرک 5 ساله ارزیابی شد که نتایج بدست آمده نشان داد با نزدیک شدن به دوره آینده دور، تأثیر رو به افزایش تغییر اقلیم تأیید می شود.

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.

حالات دما، نوع تأثیر آن بر محیط را تعیین می کند. یکی از حالات بسیار مهم، قابل توجه و مؤثر دما، که به عنوان یک مخاطره جوی به شمار می آید، پدیده یخبندان است. یخبندان به لحاظ تاثیر بر فعالیت های اقتصادی و حیاتی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. به منظور تحلیل آماری یخبندان در ایران، داده های شبکه ای دمای کمینه روزانه ایران، از پایگاه داده اسفزاری ویرایش نخست بهره برداری شد. این داده ها دارای تفکیک زمانی روزانه از 01/01/1340 تا 11/10/1383 (15992 روز) است. تفکیک مکانی داده ها 1515 کیلومتر ( 7187 یاخته ) است. بدین ترتیب داده های شبکه ای دمای کمینه ایران آرایه ای به ابعاد 7187 15992 و با آرایش گاه جای چیده شد. کلیه تحلیل ها بر روی این آرایه انجام شده است. به منظور تحلیل یخبندان ها و بر اساس آستانه صفر درجه سلسیوس روزهای یخبندان و مشخصات توصیفی، آماری و ترسیمی آن ها از میان سطر ها و ستون های آرایه تولید شده استخراج گردید. برای به کار گیری روش ها و دستیابی به اهداف این تحقیق از نرم افزارهای سورفر و متلب استفاده شد. تحلیل سری زمانی متوسط دما در روزها و یاخته هایی که در آن ها یخبندان رخ داده است، نشان داد که کل روزهایی که یخبندان در آن ها رخ داد 9224روز از 15992 روز بوده است. رفتار نوسانی قوی و روند افزایشی ضعیف و نیز ظهور یک جهش رو به بالا از نیمه دوم دوره آماری از ویژگی های این سری زمانی است. الگوی نوسانی مشابه میانگین دمای یخبندان ها ولی فقدان روند معنی داری بر سری زمانی پهنه های زیر یخبندان حاکم است. کرانه های دریای عمان و بخش هایی از خلیج فارس در استان هرمزگان طی دوره آماری مورد بررسی فاقد یخبندان بوده اند. نواحی مرتفع دارای یخبندان هایی با دمای پایین و نواحی کم ارتفاع یخبندان های با دماهای بالاتر را تجربه می کرده اند؛ اما بررسی های آماری رابطه قوی تری برای عرض جغرافیایی نشان داده است. میانگین تعداد روزهای یخبندان در ایران بین صفر و 145روز قرار دارد. تعداد روزهای یخبندان در ایران با ارتفاعات رابطه قابل توجهی دارد. به منظور بررسی شدت یخبندان از نمایه چندک ها بهره گرفته شد. نتایج نشان داد که شدت یخبندان ها از دو متغیر مکانی ( ارتفاع و عرض جغرافیایی) تبعیت بیش تری داشته اند.

آب وهوا یکی از مهم ترین عوامل جغرافیایی تأثیرگذار بر امور دفاعی و نظامی است که همواره باید توسط طراحان حوزه دفاعی و نظامی در انتخاب دکترین ها، تاکتیک ها و حتی در انتخاب نوع نیروهای نظامی، تجهیزات نظامی، البسه، آماد، تعمیر و نگهداری، ساخت تأسیسات مدنظر قرار گیرد. یکی از دغدغه های فرماندهان راهبردی برای برنامه ریزی دراز مدت، آگاهی و شناخت از ویژگی های اقلیمی مناطق مختلف می باشد. برای ارزیابی و پهنه بندی شرایط اقلیم دفاعی در نیمه غربی کشور، 45 ایستگاه سینوپتیک موجود در منطقه که دارای دوره آماری بالای 20 سال بودند، انتخاب شده و داده های اقلیمی مربوط به پارامترهای دما، رطوبت نسبی، سرعت و جهت باد، ابرناکی، میدان دید، بارش باران و برف در دوره روزانه و ماهانه از سازمان هواشناسی دریافت گردید. سپس آستانه های عناصر اقلیمی تأثیرگذار در عملیات نظامی تعیین و احتمالات وقوع پارامترهای تأثیرگذار بر عملیات نظامی محاسبه شد و در نهایت با استفاده از روشAHP وزن دهی و رتبه بندی پارامترها صورت گرفته و شاخص اقلیم دفاعی به دست آمد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که نیمه غربی کشور از بعد اقلیم دفاعی به سه بخش شمالی، میانی و جنوبی تقسیم می گردد. بخش شمالی شامل منطقه آذربایجان (آذربایجان شرقی، آذربایجان غربی، زنجان و اردبیل)، کردستان و همدان، بخش میانی شامل لرستان، کرمانشاه و شمال ایلام و بخش جنوبی شامل خوزستان و جنوب ایلام می باشد. در مناطق مرتفع و نسبتاً مرتفع بخش های شمالی و میانی در بین ماه های اردیبهشت تا آبان شرایط مناسب اقلیم دفاعی(خوب تا عالی) و در بین ماه های آذر تا فروردین شرایط نامناسب اقلیم دفاعی حاکم است. در مناطق کم ارتفاع بخش های میانی و شمالی در ماه های تیر، مرداد، دی و بهمن شرایط نامناسب و در بقیه ماه های سال شرایط مناسب اقلیم دفاعی وجود دارد. در بخش های جنوبی منطقه (خوزستان و جنوب ایلام) در بین ماه های اردیبهشت تا مهر شرایط نامناسب، در ماه های آذر، دی و بهمن شرایط قابل قبول و در ماه های آبان، اسفند و فروردین شرایط مناسب از بُعد اقلیم دفاعی حاکم است.

یکی از مخاطرات طبیعی که امروز موجب سلب آسایش مردم به ویژه در نواحی خشک و بیابانی جهان و ایران می شود، توفان های گرد و غباری است. در این پژوهش با استفاده از داده های سمت و سرعت باد، دید افقی، فشار، دما، رطوبت، ابر و پدیده گرد و غبار ایستگاه های همدیدی منطقه، نقشه های همدیدی سطح زمین، ترازهای 850، 500 هکتوپاسکال، امگا، بردار باد،رودباد،وزش رطوبتی و چرخندگی و داده های جو بالای ایستگاه یزد، توفان های سیاه و گرد و غباری سطوح پایین جو استان در 17 دوره انتخابی نمونه در طول سالهای 1989 تا 2009 بررسی شده است. با توجه به این که این توفان ها در سه فصل رخ می دهند آنها را به سه فصل سال تقسیم و شدیدترین آن ها از نظر کاهش دید افقی، تندی باد و فراگیر بودن در سطح استان تحلیل شده است. نقشه های مورد نیاز از دو روز قبل از شروع گرد وغبار تا روز اوج آن از پایگاه داده های NCEP/NCAR اخذ گردید و در نرم افزار GrADS ترسیم شد. نتایج تحقیق سه نوع توفان گرد وغبار و بادهای شدید در فصول پاییز، زمستان و بهار را نشان می دهد. نوع اول توفان پاییزی (توفان 2 اکتبر 1997 ) وجود گرادیان فشار بین جنوب و نواحی مرکزی ایران و وجود ناوه ای با دامنه ای عمیق در ترازهای 850 و 500 هکتو پاسکال در غرب ایران و استان یزد است که این ناوه نتوانسته از نظر دما و رطوبت به خوبی تغذیه شود. نوع دوم توفان زمستانی(توفان 22 فوریه 2009 )در اثر وجود مرکز کم فشار سطح زمین بر روی استان یزد و همراهی آن با ناوه های عمیق سطوح بالایی و همچنین گذر جبهه سرد از استان و برخورد توده هوای سرد پشت جبهه با توده هوای گرم حاکم بر منطقه است. نوع سوم توفان بهاری (توفان 29 مه 2003 ) استقرار سلول کم فشار در سطح زمین، کج شدگی محور ناوه سطوح فوقانی جو در غرب ایران و حرکت سریع آن و ارسال امواج کوتاه بر روی ایران مرکزی و استان یزد به همراه عبور جبهه سرد ضعیف و خشک از شمال غرب سبب ایجاد جریان های شدید بالا رو، ناپایداری زیاد هوا و توفان سیاه و گرد وغبار بسیار شدید در استان یزد شده و دید افقی را به صفر رسانده است. بیشتر این توفان ها در ساعت های بعد از ظهر و در ماه مه رخ داده و بادهای شدید آن عمدتاً از غرب تا شمال غرب می وزند.

در پهنه‌ مناطق‌ خشک‌ ایران‌، توده‌های‌ بزرگی‌ از ماسه‌های‌ بادی‌ در نقاط مختلفی‌ متراکم‌ شده‌اند. این‌ توده‌های‌ ماسه‌ای‌ در اصطلاح‌ محلی‌ «ریگ‌» نامیده‌ می‌شوند. مطالعاتی‌ که‌ توسط محققین‌ تاکنون‌ انجام‌ شده‌ است‌، دو عامل‌ اصلی‌، شامل‌ جهت‌ وزش‌ باد غالب‌ و نیز عامل‌ توپوگرافی‌ و بادپناهی‌ ناهمواریها را علل‌ اصلی‌ استقرار این‌ توده‌های‌ ماسه‌ای‌ می‌دانند؛ اما با استناد به‌ فرضیه‌ تحقیق‌، سلولهای‌ کم‌ فشار محلی‌ در طول‌ دوره‌ گرم‌ سال‌، عامل‌ اصلی‌ یا مهمترین‌ عامل‌ تمرکز و استقرار این‌ توده‌های‌ ماسه‌ای‌ می‌باشند. محدوده‌ مورد مطالعه‌، مجموعه‌ ماسه‌ای‌ بندریگ‌ کاشان‌، واقع‌ در چاله‌ مسیله‌ و در جنوب‌ دریاچه‌ نمک‌ می‌باشد. متغیرهای‌ مورد بررسی‌ در این‌ تحقیق‌، شامل‌ ویژگیهای‌ باد منطقه‌، قطر ذرات‌ رسوب‌ و مورفولوژی‌ تپه‌های‌ ماسه‌ای‌ می‌باشد. روش‌ تحقیق‌، مبتنی‌ بر یک‌ روش‌ تحلیلی‌ است‌. در این‌ روش‌، بین‌ متغیرهای‌ سه‌گانه‌، از طریق‌ روش‌ حضور و اختلاف‌، همزمان‌ ارتباط برقرار گردیده‌ است‌. ابزار تحقیق‌، نقشه‌های‌ توپوگرافی‌ و عکسهای‌ هوایی‌ بوده‌ و تکنیک‌ کار، مقایسه‌ داده‌های‌ میدانی‌، آمار روزانه‌ باد و دانه‌ سنجی‌ ذرات‌ ماسه‌ بوده‌ است‌. نتایج‌ نشان‌ می‌دهد که‌ یک‌ سلول‌ کم‌ فشار محلی،‌ درست‌ در جنوب‌ دریاچه‌ مسیله‌ در طول‌ دوره‌ گرم‌ سال‌ حاکمیت‌ پیدا می‌کند. به‌ همین‌ سبب‌، راستای‌ وزش‌ بادها در تمامی‌ چاله‌ مسیله‌ نسبت‌ به‌ این‌ نقطه‌ حالت‌ همگرا دارد و بالتبع‌ حرکت‌ همگرای‌ ماسه‌های‌ روان‌ موجب‌ استقرار مجموعه‌ ماسه‌ای‌ بندریگ‌ در موقعیت‌ کنونی‌ شده‌ است‌. بهترین‌ شاهد این‌ مسأله، انطباق‌ مورفولوژی‌ تپه‌های‌ ماسه‌ای‌ در راستای‌ خطوط گرادیان‌ فشار نسبت‌ به‌ نقطه‌ مرکزی‌ می‌باشد.

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.

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.

دشت سراب به دلیل موقعیت جغرافیایی ویژه که در بین تودة آتشفشانی سبلان در شمال و رشته کوه بزقوش در جـنوب قـرار دارد، دارای ذخایر غـنی آب­های زیرزمینـی مـی­باشد. ولی این آب­ها در مسیر حرکـت از پایکوه­های پیرامون به سمت مرکز دشت شور می­شوند. در این راستا، مطالعه حاضر سعی دارد ضمن ارزیابی کیفیت شیمیایی آب­های زیرزمینی دشت سراب از نظر مصارف کشاورزی، با ترسیم پراکنش مکانی شوری آب­های زیرزمینی، تغییرات شوری آنها را در یک دورة ده ساله (1387-1378) بررسی کند. برای این منظور نتایج تجزیه شیمیایی نمونه آب 45 حلقه چاه عمیق و نیمه عمیق، شامل پارامترهای (EC)، (SAR) و (Cl) در خرداد ماه 1378 و 1387 مقایسه شدند و با استفاده از نرم­افزار Arc/GIS پراکنش شاخص­های کیفی مزبور در دشت سراب با ترسیم نقشه­های کیفی (شامل نقشه­های هم ارزش EC، SAR و Cl) نشان داده شدند. نتایج این بررسی نشان می­دهد که آب­های زیرزمینی با شوری کم و خیلی کم به پایکوه­های ارتفاعات اطراف دشت اختصاص دارند و به سمت مرکز و غرب دشت بر میزان شوری آنها افزوده می­شود. همچنین تغییرات شاخص EC در منطقه مشخص می­کند که میزان آب­های زیرزمینی شیرین از خرداد 1378 تا 1387 تنزل یافته است. در عوض در این مدت مقدار آب­های با شوری کم 5/14 درصد افزایش نشان می­دهد. در این دوره از آب­های زیرزمینی شور هم در حدود 7/6 درصد کاسته شده و بر میزان آب­های خیلی شور افزوده شده است.

مدیریت و برنامه ریزی محیطی و بهره گیری از ظرفیت های اقلیمی هر مکان جغرافیایی، در گرو شناسایی پهنه های اقلیمی همگن و تأثیرگذار ترین عناصر اقلیمی در تفکیک مکانی نواحی اقلیمی، است. از اینرو هدف از این پژوهش شناسایی مهمترین عناصر اقلیمی تأثیر گذار بر کلیت اقلیم استان اصفهان و تفکیک مکانی ریز پهنه های اقلیمی این استان با بهره گیری از روش های آماری چند متغیره است. برای دستیابی به این هدف داده های متوسط سالانه 29 عنصر اقلیمی مربوط به 17 ایستگاه همدید در محدوده استان اصفهان بکارگرفته شد. در مرحله بعد به کمک روش میانیابی کریجینگ، مقادیر هر یک از متغیرها بر روی گره گاههای توری با ابعاد یاخته 12x12 کیلومتر برآورد گردید. در نهایت آرایه همبستگی داده های استاندارد شده 29 عنصر اقلیمی بر روی 746 یاخته مکانی استان اصفهان در معرض تحلیل مؤلفه های اصلی قرار گرفت. این تحلیل نشان داد که با 9 مؤلفه اصلی بیش از 99 درصد تغییرات مکانی عناصر اقلیمی استان بیان می شود. در این بین عناصر دمایی بیش ترین نقش را ایفا کرده و عمدتاً در نیمه شرقی استان جلوه گر است. عناصر رطوبتی در مرتبه بعدی قرار دارند و در نیمه غربی استان تظاهر می کنند. در مجموع عناصر دمایی و رطوبتی حدود 70 درصد تغییرات مکانی عناصر اقلیمی استان را تبیین می کنند. اعمال تحلیل خوشه ای پایگانی با روش ادغام وارد بر روی مقادیر نمرات 9 مؤلفه اصلی نشان داد که استان اصفهان را می توان به 10 پهنه اقلیمی تفکیک نمود. این پهنه بندی تا حدود زیادی با واقعیات محیطی استان بویژه پیکربندی ناهمواریها، مطابقت می کند. ریزپهنه های اقلیمی نیمه غربی استان که عمدتاًروند شمال غرب جنوب شرق دارند، از توانهای اقلیمی مناسبی برای برنامه ریزی توسعه و عمران ناحیه ای برخوردار است. درحالیکه یکی از مهمترین توانهای اقلیمی ریزپهنه های شرقی، بهره گیری از تابش خورشید در زمینه تولید انرژی است. در نهایت بررسی ها نشان داد که شرایط اقلیمی ایستگاه اصفهان متوسطی از اقلیم کل استان اصفهان است.