درخت حوزه‌های تخصصی

وضعیت ویژه اقلیمی و ژئومورفولوژیکی مناطق خشک و نیمه خشک موجب شده است که منابع آب زیرزمینی، منبع اصلی تأمین آب این مناطق تلقی شوند. بر اساس این، مدیریت منابع آبی یادشده مستلزم ارزیابی دقیق کمیت و کیفیت ذخیره های آبی، میزان دسترسی به آن ها در هر منطقه و شناخت فرایندهای محیطی حاکم بر آنهاست. در پژوهش حاضر، ضمن بررسی و مطالعه کیفیت منابع آب زیرزمینی بخش های دولت آباد، دشتاب، صوغان و سلطانی در استان کرمان، اختلاف بین شاخص های کیفی مختلف به شکل کمی اندازه گیری و مقایسه شده است. نتایج آنالیز واریانس، اختلاف معنادار بین شاخص های مختلف را نشان می دهند. نتایج آزمون مقایسه میانگین ها در سطح احتمال خطای کمتر از یک درصد (01/0α<) برای هر یک از شاخص ها، منابع آب زیرزمینی بخش های مختلف را در گروه های متمایزی تفکیک می کنند؛ به طوری که بر اساس شاخص های EC، TDS، Cl، SO 4، Mg، Na، SAR و TH، منابع آب زیرزمینی بخش های دولت آباد و دشتاب در گروه اول و بخش های صوغان و سلطانی در گروه دوم قرار می گیرند. بر اساس شاخص Ca، منابع آب زیرزمینی بخش های مطالعه شده در سه گروه مختلف قرار می گیرند: گروه اول شامل بخش های سلطانی و صوغان، گروه دوم شامل بخش دولت آباد و گروه سوم شامل بخش دشتاب. همچنین، قرارگرفتن منابع آب زیرزمینی همه بخش ها در یک گروه بر اساس شاخص HCO 3نشان می دهد که تفاوت معنا داری در کیفیت منابع آب زیرزمینی مناطق مطالعه شده بر اساس شاخص یادشده مشاهده نمی شود. آزمون آنالیز همبستگی بین شاخص های مختلف سنجش کیفیت منابع آب زیرزمینی در مناطق مطالعه شده، بیشترین میزان همبستگی را در سطح احتمال یک درصد بین شاخص های pH و سطح آب زیرزمینی نشان می دهد.

روزهای گرم از حالت های فرین دمایی و یکی از پدیده های مهم اقلیمی به شمار می آید. تغییرات بلندمدت (روند) این پدیده از پیامدها و نیز شواهد تغییرات دمایی – اقلیمی است. همچنین این روزها می توانند زیست بوم ها و زندگی انسانی را متأثر سازند.از این رو شناخت رفتار روزهای گرم می تواند راهگشای بسیاری از مباحث باشد.در این پژوهش تلاش شده است با استفاده از داده های شبکه ای میانگین دمای بیشینه کشور از سال1340 تا 1386 و به کارگیری روش های آماری، روند بلندمدت شمار روزهای گرم ایران بررسی شود. بدین منظور نمایه روز گرم بر اساس صدک نود برای هر یاخته از شبکه مورد بررسی و در هر روز سال برآورد گردید. به این ترتیب برای هر یاخته در هر روز یک آستانه ی رخداد گرما به دست آمد. سپس روزهایی که دمای آن ها برابر یا بیش تر از این آستانه بود، روز گرم محسوب شدند. میانگین شمار روزهای گرم در کشور 39 روز است. ماه های فصل سرد و نیز فروردین دارای بیش ترین فراوانی میانگین روزهای گرم هستند. فراوانی روزهای گرم روندی افزایشی دارد. شمارِ روزهای گرمِ حدودِ نیمی از گستره کشور روند مثبت داشته است. همچنین میانگین دمای روزهای گرم نیز بررسی شده است. در بیش از نیمی از گستره کشور روندِ میانگینِ دمایِ روزهای گرم، مثبت و در حدود یک سوم از کشور، این روند منفی بوده است. رویدادهای دمایی روزهای گرم ایران دارای یک چرخه 4-3 ساله می باشد. برای واکاوی روند در داده ها از رگرسیون خطی با روش کم ترین مربعات خطا استفاده شد. برای برسی وجود نوسان های معنی دار در داده ها نیز روش تحلیل طیفی به کار گرفته شد.

نیرومحرکه فرسایش آبی نیروی برشی حاصل از سقوط قطرات آب باران می باشد که تحت عنوان عامل فرسایندگی باران در معادله جهانی فرسایش خاک (USLE) نیز مطرح می باشد. ازاین رو آگاهی از میزان و الگوی تغییرات مکانی آن برای بهبود مدیریت سرزمین و ارزیابی ریسک فرسایش خاک در شرایط آینده کاربری اراضی و تغییر اقلیم بسیار مهم و حیاتی است. هدف از این تحقیق بررسی الگوی تغییرات فضایی عامل فرسایندگی باران با استفاده از شاخص فورنیه اصلاح شده در استان هرمزگان می باشد. بدین منظور، اطلاعات نقطه ای شاخص فورنیه اصلاح شده در ۶۷ ایستگاه باران سنجی استان برآورد گردید. تبدیل اطلاعات نقطه ای عامل فرسایندگی به اطلاعات ناحیه ای این عامل، بعد از برازش مدل تغییرنما و انتخاب روش میان یابی برتر در محیط نرم افزارهای ArcGIS و GS+ صورت گرفت. همچنین جهت بررسی ارتباط عامل فرسایندگی باران با متغیرهای ارتفاع، بارندگی و طول و عرض جغرافیایی، ماتریس همبستگی محاسبه شد و معلوم گردید که قدرت فرسایندگی بارندگی در استان هرمزگان تنها با مقادیر بارندگی ارتباط معنادار دارد و با دیگر متغیرها ارتباط معناداری مشاهده نگردید. نتایج نشان داد که ساختار فضایی داده های تحقیق از مدل تغییرنمای خطی تبعیت می کند و روش میان یابی عکس فاصله با توان 3، برترین روش برای پهنه بندی داده های تحقیق تشخیص داده شد. همچنین نتایج نشان داد که دامنه فرسایندگی برای ایستگاه های موردبررسی از 32 MJ mm ha-1h-1yr-1 در ایستگاه جاسک تا 414 MJ mm ha-1h-1yr-1 در ایستگاه سد استقلال متغیر می باشد. همچنین تغییرات عامل فرسایندگی باران استان هرمزگان، از الگوی منظمی پیروی نمی کند به طوری که لکه های نامتناجنس، در مناطق مختلف استان قابل مشاهده است. درمجموع بیشترین فراوانی با حدود 40 درصد از کل مساحت منطقه در دامنه فرسایندگی ۱4۰-۱۰۰ MJ mm ha-1h-1yr-1 قرار دارد و تنها 6/7 درصد از مساحت استان هرمزگان متأثر از بارش هایی باقدرت فرسایندگی بیش از 20۰ MJ mm ha-1h-1yr-1 می باشد.

خشکسالی از جمله بلایای طبیعی است که در مقایسه با سایر پدیده ها، هم از نظر شدت و فراوانی وقوع و هم از نظر وسعت فضایی و میزان خساراتی که به بار می آورد، از اهمیت بیشتری برخوردار است. در این پژوهش دوره های متوالی خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیک، با استفاده از شاخص SPI و SDI در حوضه های صوفی چای و مردق چای، در جنوب شرق دریاچه ارومیه، بررسی شد و تاخیر زمانی بین وقوع دو خشکسالی مشخص شد. بدین منظور از داده های 10 ایستگاه باران سنجی و 7 ایستگاه هیدرومتری استفاده گردید. گستره و پهنه خشکسالی ها در محیط ArcGIS بر اساس کمترین خطای میانگین مربعات، به روش کریجینگ و IDW ترسیم و روند خشکسالی ها با آزمون های من کندال کلاسیک و اصلاح شده بررسی شد. نتایج نشان داد که وقوع دو دوره خشکسالی هواشناسی طولانی مدت و شدید، منجر به وقوع همزمان خشکسالی هیدرولوژیک در این حوضه ها شده است. بین خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیک در سطح 99 درصد ارتباط معنی دار وجود دارد که این ارتباط به صورت همزمان و سپس با یک ماه تاخیر قوی تر است. بر اساس نقشه های پهنه بندی خشکسالی، شمال غرب منطقه مورد مطالعه پتانسیل بیشتری از نظر فراوانی و شدت وقوع خشکسالی هواشناسی دارد که در مدیریت منابع آب حائز اهمیت است.

با توجه به تاثیر دمای هوا بر جوانب مختلف زندگی بشر و لزوم مطالعه ی نحوه ی تغییرات و پیش بینی آن، در این مطالعه با استفاده از تحلیل های آماری تغییرات دمای میانگین، حداقل و حداکثر ماهانه، در طول دوره ی آماری 24 ساله (از ماه ژانویه ی سال 1987 تا ماه دسامبر سال 2010 به طول 288 ماه) در ایستگاه های استان اردبیل بررسی، و در ادامه امکان پیش بینی دما با استفاده از سیستم استنتاج فازی - عصبی تطبیقی ارزیابی شد. نتایج حاصل نشان داد که روند تغییرات دمای ماهانه در ایستگاه های استان اردبیل طی دوره ی مورد مطالعه افزایشی بوده است. شدت افزایش دمای حداقل بیشتر از دمای حداکثر و میانگین بود. بر اساس نتایج پیش بینی، رابطه ی مشخصی بین ویژگی های آماری داده ها و خطاهای پیش بینی وجود داشت. هرچه دامنه ی تغییرات داده ها کمتر، واریانس و انحراف معیار آنها بیشتر بوده و امکان پیش بینی مقادیر داده ها بیشتر است. در اکثر موارد در فصول سرد سال نوسان مقادیر دمای ماه ها در سال های مختلف بیشتر بوده است، مدل در پیش بینی این موارد دچار خطای بیشتری شده است. در اکثر موارد مدل دمای ماه های فصول گرم سال را که روند مشخص تری دارند بهتر پیش بینی کرده است. در کل بر اساس نتایج این تحقیق سیستم استنتاج فازی - عصبی تطبیقی در اکثر موارد کارایی قابل قبولی در پیش بینی دمای میانگین، حداقل و حداکثر ماهانه در ایستگاه های استان اردبیل داشته است.

دمای سطح زمین یکی از معیارهای مهم در برنامه ریزی ناحیه ای و منطقه ای می باشد. دمای سطح زمین در بسیاری از برنامه های کاربردی محیط زیست، کشاورزی، هواشناسی و سایر پروژه ها می تواند مورد استفاده واقع شود.با توجه به محدودیت ایستگاه های هواشناسی، سنجش از دور می تواند به عنوان پایه و اساس بسیاری از داده های هواشناسی مورد استفاده قرار گیرد. یکی از مهمترین جنبه های کاربردی سنجش از دور در مطالعات اقلیم شناسی برآورد دمای سطح زمین می باشد. در این راستا، الگوریتم پنجره مجزا به عنوان یک روش مؤثر در استخراج دمای سطح زمین محسوب می شود؛ که براساس منابع علمی بیشترین دقت را ارائه می دهد. در این پژوهش از تصاویر چند طیفی و حرارتی ماهواره لندست8 برای برآورد دمای زمین در حوضه آبریز مهاباد استفاده شده است. برای نیل به هدف، بعد از انجام تصحیحات رادیومتریک نسبت به مدل سازی و تجزیه و تحلیل تصاویر اقدام شد. بطوری که شاخص پوشش گیاهی، کسری پوشش گیاهی، دمای روشنایی ماهواره، قابلیت انتشار سطح زمین، ستون بخار آب که از معیارهای مؤثر در برآورد دمای سطح زمین با روش الگوریتم پنجره مجزا می باشند، با انجام محاسبه روابط ریاضی مقادیر لازم برای محاسبه دمای سطح زمین بدست آمدند.در نهایت دمای سطح زمین با دقت معادل 4/1 درجه سانتیگراد برآورد شد. مناطق با پوشش گیاهی زیاد و پوشیده از آب (سد) دمای کم و مناطق با پوشش گیاهی کم و خاک لخت دمای بالایی را نشان می دهند که همه در تغییرات دمایی منطقه مورد مطالعه مؤثر می باشند. نتایج تحقیق بیانگر این مهم است که روش الگوریتم پنجره مجزا نتایج قابل اعتماد و مطمئنی را در برآورد دمای سطح زمین ارائه می دهد که می تواند در مطالعات زیست محیطی و علوم زمین مورد استفاده قرار گیرد.

در این پژوهش به منظور شناسایی و تحلیل بارش های حدی و فراگیر در کرانه های شرقی خزر، ابتدا پایگاه داده بارش روزانه این پهنه، تشکیل و نقشه های هم بارش روزانه از تاریخ ۱/۱/۱۳۴۰ تا ۱۰/۱۱/۱۳۸۳ (۱۵۹۹۲ روز) بر روی یاخته هایی به ابعاد ۱۴*۱۴ کیلومتر به روش کریجینگ میانیابی و ترسیم شد. برای هر روز بارش، بیشینه و درصد مساحت زیر بارش محاسبه گردید. بر این اساس، حدی ترین و فراگیرترین بارش ها شناسایی و ۱۰۱ روز از شدیدترین و فراگیرترین بارش های منطقه بر اساس شاخص پایه صدک ۹۹ ام برای بررسی انتخاب شد. سپس، با بهره گیری از رویکرد محیطی به گردشی و تحلیل خوشه ای پایگانی انباشتی به روش ادغام ""وارد"" بر روی نقشه های فشار تراز دریا، ۵ الگویی که در بارش های حدی و فراگیر کرانه های شرقی خزر مؤثر بودند؛ شناسایی گردید. به منظور تحلیل این بارش ها در هر الگو، یک روز به عنوان روز نماینده بر اساس ضریب همبستگی با آستانه ۹۵ درصد تعیین و در این روزها نقشه های فشار تراز دریا، ضخامت جو در ترازهای ۵۰۰-۱۰۰۰ هکتوپاسکال، الگوی گردشی تراز ۵۰۰ هکتوپاسکال، تابع جبهه زایی برای ترازهای ۱۰۰۰ و ۵۰۰ هکتوپاسکال و همگرایی شار رطوبت برای ترازهای ۹۲۵ و ۱۰۰۰ هکتوپاسکال ترسیم و تحلیل گردید. نتایج این پژوهش نشان از نمود آشکار پرفشار بر روی دریای سیاه در اغلب الگوها دارد. بررسی الگوی ضخامت جو نیز نشانگر دو فرود عمیق بر روی شرق مدیترانه و شمال غربی دریای خزر است. تحلیل تابع همگرایی شار رطوبت نیز آشکار ساخت که رطوبت بارش های حدی و فراگیر منطقه عمدتاً توسط جریان های بادی که از روی دریای خزر می وزند تأمین می شود و در درجه دوم دریاهای سیاه و مدیترانه در تغذیه رطوبت این بارش ها مؤثرند.

نیازبشربهانرژیبهطورمداومدرحالافزایش،ومنابعانرژیفسیلیدرحالکاهشاست.استفادهبی رویهازسوخت هایفسیلیباآلودگیمحیطزیست،حیاترابررویزمینتهدیدمی کنند. امروزهیکیازراه کارهابرایحلبحرانانرژیعلاوهبراصلاحمصرف،استفادهازانرژی هایتجدیدپذیرمی باشد. انرژیخورشیدییکیازانرژی هایتجدیدپذیراست. دراینمطالعهاستفادهازGISدرارزیابیانرژیخورشیدیبرایتامینسیستم هایروشناییبزرگراهزنجان - تبریزتوسطتابعتحلیلگرخورشیدی (SolarAnalyst) پرداختهشدهاست. دراینمقالهازداده هایماهوارهایDEMASTERمنطقهموردمطالعهدرمحیطنرم افزارArcGISجهتمحاسبهتابشخورشیدیرسیدهبهسطحزمینبرایششماه(میتااکتبر) استفادهشد. نتایجحاصلازاینتحقیقنشاندادکهمنطقهموردمطالعهباتوجهبهتنوعتوپوگرافیازتابشمتنوعیبرخورداربودهوامکاناستفادهازسیستم هایخورشیدیفتوولتائیکبرایتامینروشناییبزرگراهزنجان - تبریزراتاییدمی کند. ودربحثتعیینمهم ترینعاملمؤثربرتابشدریافتیدرسطح،تابعSolarAnalyst بیش ترینهمبستگیراباعاملارتفاعوکم ترینهمبستگیراباعاملجهتشیبدارد.

تولید و مصرف انرژی برق در کشور، یکی از موضوعات مهم در سیاست گذاری و برنامه ریزی های کلان توسعه ای کشور است. مطالعات نشان می دهد بر اثر پدیده گرمایش جهانی میانگین دمای کره زمین در دهه های آینده افزایش خواهد داشت که این وضعیت موجب افزایش تقاضای برق و مصرف انرژی می شود. بررسی روند برق مصرفی کشور در سال های گذشته، گویای وجود ارتباط معنادار بین میزان برق تولیدی و میانگین دمای کشور در مقیاس های زمانی 5 تا 10 سال است. در این پژوهش با استفاده از آمار دما و برق مصرفی سالانه کشور و به کارگیری ریزمقیاس نمایی آماری برونداد، سه مدل گردش عمومی جوّ HadCM3، NCCCSNو MPEH5 میزان انرژی برق مورد نیاز کشور برای دهه های آتی شبیه سازی شد. در شبیه سازی میزان برق مورد نیاز آینده، رفتار بین برق مصرفی - میانگین دمای کشور مد نظر قرار گرفت. نتایج نشان دادند دمای میانگین کشور در سه دوره 2040-2011، 2070-2041 و 2100-2071 به ترتیب 2/1، 4/2 و 6/3 در مقایسه با دوره پایه 90-1961 افزایش خواهد یافت. این افزایش دما موجب خواهد شد تا میزان تقاضای انرژی برق کشور به ترتیب 51، 4/81 و 2/117 مگاوات نسبت به دوره 90-1386 افزایش یابد. یافته های این پژوهش می تواند در برنامه ریزی های کلان توسعه بخش انرژی کشور، ساخت نیروگاه های جدید و سازگاری با تغییر اقلیم استفاده شود.

دما به عنوان شاخصی از شدت گرما یکی از عناصر اساسی شناخت هوا می باشد و نظر به دریافت نامنظم انرژی خورشیدی توسط زمین دستخوش تغییرات گستردة را شامل می شود. امواج سرما و یخبندان ها یکی از مهم ترین پدیده های مورد مطالعه در اقلیم شناسی است که از تغییرات روزانه دما در طول زمان ناشی می شود. هدف از این مطالعه بررسی و تحلیل تغییرات مکانی هسته های امواج سرمایشی شمال غرب ایران طی دوره های مختلف می باشد. برای این منظور دمای کمینه 42 ایستگاه سینوپتیکی و کلیماتولوژی که دارای بیشترین طول دوره آماری بوده اند از سازمان هواشناسی کشور دریافت شد. در این مطالعه روزی به عنوان موج سرمایی تلقی گردیده است که دارای نمره استاندارد برابر و کوچکتر از 2/1- باشد. مطابق با این تعریف با استفاد از برنامه نویسی در محیط نرم افزار متلب روزهای همراه با موج سرمایی استخراج و به کمک تحلیل الگوی خودهمبستگی فضایی موران مورد بررسی و تجزیه تحلیل قرار گرفت. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که باوجود اینکه هسته های امواج سرمایشی از توزیع پراکندگی برخوردار بوده است اما عمده تمرکز این هسته ها در نواحی شرقی منطقه مورد مطالعه تشکیل الگوی خوشه ای بالا داده است. از طرفی نتایج حاصل از تحلیل دوره ها نشان داد که به سمت دوره های اخیر علاوه کاهش محسوس گستره هسته های امواج سرمایشی، از شدت هسته های امواج سرمایشی برای تداوم های مختلف به ویژه تداوم پنج و شش روزه کاسته شده است.

دیدبانی های مودیس تِرا و آکوا با چگالی مکانی و زمانی مناسب در گستره ی ناهمگون ایران می تواند دانسته های ما را از ویژگی های دمایی ایران افزایش دهد. در این پژوهش خوشه بندی داده های دمای رویه ی زمین باهدف شناسایی پهنه های دمایی و بررسی تغییر ات مکانی و زمانی آن در هر پهنه انجام شده است. تفاوت زمانی برداشت دمای رویه ی زمین در روزهای مختلف برای هر یاخته با استفاده از هم زمان سازی داده های مودیس تِرا و آکوا اصلاح شد و پس از محاسبه ی شیب دمای رویه ی زمین دمای ساعت ۳۰: ۱۲ نیم روز برای هر یاخته ی درون مرز ایران تولید شد. از پایگاه داده ی تولیدشده در مقیاس روزانه، آرایه ای در ابعاد ۱۲*۲۶۸۸*۱۷۶۵ تولید شد که میانگین بلندمدت ماهانه ی دمای رویه ی زمین ایران است. خوشه بندی دمای رویه ی زمین به منظور آشکارسازی پهنه های دمایی ایران به روش وارد روی داده های ماهانه انجام شد. در گام اول خوشه بندی، ایران به دو پهنه ی دمایی سرد و گرم تقسیم شد که خوشه بندی مجدد آن ها چهار پهنه ی بسیار گرم، گرم، معتدل و سرد را در گستره ی ایران نمایان ساخت. خوشه های دمای رویه ی زمین ایران هماهنگی زیادی با ناهمواری ها و عرض جغرافیایی نشان می دهند. بخش های مرتفع تر ایران در رشته کوه های زاگرس و البرز و نیز بلندی های داخلی ایران در خوشه های معتدل و سرد قرار می گیرد درحالی که مناطق پست در عرض های جنوبی و بیابان های داخلی ایران پهنه های بسیار گرم و گرم ایران هستند. هنگام رخداد بیشینه ها دمای رویه ی زمین در پهنه های گرم و معتدل به مقادیر دما در پهنه ی بسیار گرم نزدیک تر می شوند. با توجه به گستره ی پهنه ی گرم که یک سوم مساحت ایران را در برمی گیرد می توان نتیجه گرفت که بخش های زیادی از کشور در صورت افزایش دما قابلیت تبدیل به مناطق بسیار گرم را دارد.

در این پژوهش برای تحلیل تغییرات زمانی- مکانی روند تداوم امواج سرمایشی شمال غرب ایران، از داده های دمای کمینه از سال 1360 شمسی معادل 1980 میلادی برای 42 ایستگاه سینوپتیکی و کلیماتولوژی که دارای بیشترین طول دوره ی آماری بوده اند استفاده شده است. داده های استخراج شده با استفاده از امکانات برنامه نویسی در محیط سرفر میان یابی انجام شد و ماتریسی به ابعاد 5082×11323 (یاخته × روز) برای یک دوره ی آماری 31 ساله به دست آمد. که به عنوان پایگاه داده ای در مراحل بعد مورد استفاده قرار گرفت. برای انجام محاسبات از امکانات برنامه نویسی در محیط نرم افزار متلب و نیز برای انجام عملیات ترسیمی از نرم افزار سرفر استفاده گردید. نتایج حاصل از مطالعه بیانگر این بوده است که موج های سرمایی ضمن اینکه از تغییرات مکانی بالایی برخوردار بوده است، دارای افت و خیزهای شدید روزانه بوده است. این در حالی می باشد که نواحی شرق و شمال شرق مورد مطالعه دارای بیشترین تغییرات مکانی بوده است. بااین وجود در تداوم های شش و هفت روزه از تنوع مکانی ضریب تغییرات کاسته شده است. نتایج حاصل از تحلیل روند بیانگر این بوده است که موج های سرمایی طیّ دوره های مختلفی تغییرات متنوعی را تجربه کرده است بطوری که در دوره ی اول (1989-1980) و سوم (2010-2000) موج های سرمایشی در بیشتر مساحت منطقه ی مورد مطالعه (به ویژه نیمه های جنوب و جنوب شرق) روند کاهشی را تجربه کرده است. این در حالی می باشد که در دوره ی دوم (1999-1990) موج های سرمایی شمال غرب روند افزایشی قابل توجهی داشته است. بطوری که این افزایشی در شرق و جنوب شرق منطقه ی مورد مطالعه قابل محسوس تر بوده است. با این وجود درمجموع می توان گفت که علاوه بر اینکه از روند امواج سرمایشی کاسته شده است، به سمت دوره های اخیر از گستره پوششی کمتری برخوردار بوده است بطوری که در تداوم های دوروزه این ویژگی بیشتر نمایان می باشد.

در بررسی تغییرات مکانی پارامتر های کیفی آب های زیرزمینی برای شناخت وضعیت کیفی آبخوان، منابع آلوده کننده و تعیین مناسب ترین راهکارهای مدیریتی، روش های زمین آماری و GIS ابزار مفیدی هستند. در این پژوهش، توزیع پارامتر هایی نظیرEC ،TDS ، TH و pH در منابع آب زیرزمینی دشت زنجان با استفاده از روش های زمین آماری عکس فاصله (IDW)، توابع شعاعی(RBF)، تخمین گر موضعی (GPI)، تخمین گر عام (LPI) و روش کریجینگ معمولی (OK) در نرم افزار ArcGIS بر اساس نمونه های آب زیرزمینی 34 حلقه چاه ارزیابی و نقشه های پراکنش مکانی هر کدام تهیه شد. پس از بررسی واریوگرام و مشخص شدن مکانی بودن تغییرات پارامتر ها، اقدام به میان یابی پارامتر ها شد و با استفاده از روش اعتبارسنجی متقابل (CV) و ریشه دوم میانگین مربعات خطا (RMSE)، بهترین مدل ارزیابی با کمترین مقدار RMSE انتخاب شد. نتایج نشان داد، پارامترهای EC و pH با استفاده از روش عکس فاصله و پارامترهای TH و TDS با استفاده از روش تخمین گر توابع شعاعی کمترین مقدار RMSE را داشته اند و برای تهیه نقشه توزیع مکانی پارامترهای کیفیت آب زیرزمینی از این روش ها استفاده شد. با توجه به استاندارد آب آشامیدنی سازمان بهداشت جهانی و نقشه های به دست آمده از زمین آمار، پارامتر pH در کل دشت برای شرب بدون محدودیت است و مقدار پارامتر EC در چهار چاه والایش، دیزج آباد، زنجان و مهتر در جنوب شرقی، مرکز و شمال غربی دشت محدودیت دارد که ناشی از فعالیت های کشاورزی در این منطقه است. مقدار پارامتر TDS بجز شمال شرقی در کل دشت دارای محدودیت زیاد از نظر مصرف شرب است. در تعداد کمی از چاه های دشت مقدار TH بدون محدودیت است و مقادیر این پارامتر در دشت زنجان از نظر شرب محدودیت ایجاد می کند و از نظر سختی، آب کلیه چاه ها در طبقه سخت و خیلی سخت طبقه بندی می شوند. به نظر می رسد، دلیل روند کاهش کیفیت آب زیرزمینی برداشت بی رویه از منابع آب زیرزمینی و حفر چاه های غیرمجاز و گسترش فعالیت های صنعتی است.

یکی از مهم ترین مسائل در مناطق خشک و نیمه خشک مدیریت منابع آب است. بنابراین با مطالعه و شناخت رفتارها و احتمال وقوع یا عدم وقوع بارش توان مدیریتی مربوط به منابع آبی را در این مناطق بهبود بخشید. در این پژوهش احتمال وقوع روزهای همراه با بارش در جنوب غرب ایران با استفاده از داده های بارش روزانه ایستگاه های سینوپتیک در دوره آماری 1995-2009 و با استفاده از مدل زنجیره مارکف انجام شد. سپس ماتریس فراوانی، ماتریس تغییر وضعیت و ماتریس پایا محاسبه شد و در نهایت بارش های تداومی و دوره بازگشت بارش های 2 و 5 روزه محاسبه گردید. نتایج نشان می دهد که کم ترین احتمال بارش در مناطق هموار و بیش ترین احتمال بارش در مناطق کوهستانی است. هم چنین بیش ترین احتمال ماهانه مربوط به ژانویه و کم ترین احتمال در تابستان قرار دارد. کم ترین دوره بازگشت و بیش ترین بارش های تداومی در ایستگاه های کوهستانی و بیش ترین دوره بازگشت و کم ترین احتمال بارش های تداومی در مناطق هموار قرار دارد. هم چنین در ماه ژوئن برخلاف سایر ماه ها احتمال روزهای بارانی در دامنه پشت به باد بیش تر است

خشکسالی پدیده ای طبیعی واقلیمی است که همه ساله گریبان گیرمناطق وسیعی درسراسردنیامی شودو وقوع آن امری اجتناب ناپذیراست.این پدیده موجب اختلال دراکوسیستم می شود.اکوسیستم های مرتعی مناطق خشک که بخش چشمگیری ازسرزمین مانیزدرقلمروآن قراردارددرمجموع نظامهای شکننده ای هستندکه دربرابرتغییرات اقلیمی به سادگی درمعرض انهدام قرارمی گیرند.بنابراین شناخت وپایش خشکسالی باشاخص های معتبر، اولین قدم درجهت مدیریت این پدیده محسوب می شود.پایش خشکسالی همان ارائه اطلاعات بهنگام از دوام،شدت وتوسعه جغرافیایی خشکسالی در یک ناحیه است که بااستفاده ازسیستم های سنتی مرسوم دشواراست.فن آوری سنجش ازدورعلی رغم عمرکوتاه خود، به همراه سیستم های اطلاعات جغرافیایی،توانائی خودرادرارائه اطلاعات سودمندوبه موقع درباره پدیده خشکسالی نشان داده است.تحقیق حاضردرمراتع استان اصفهان وبمنظورپایش خشکسالی انجام شده است.دراین تحقیق سعی گردیده از شاخص های NDVI، EVI،NMDI ، LST و TCI مستخرج از اطلاعات سنجنده مودیس و اطلاعات بارندگی ایستگاه های هواشناسی محدوده استفاده گردد. نظر به مقایسه رابطه بین شاخص های ماهواره ای و شاخص خشکسالی اقلیمی و تعیین کارآیی شاخص های ماهواره ای، به منظور برآورد شاخص اقلیمی SPI آمار بارندگی ماهانه نزدیک ترین ایستگاه های هواشناسی به تیپ های مرتعی مورد مطالعه در دوره زمانی 2008-2000 بکار گرفته شد. برای استخراج شاخص های ماهواره ای تصاویر سنجنده مودیس با قدرت تفکیک 500 متر، فاصله زمانی برداشت هشت روز برای بازه زمانی 2000 تا 2012 و در ماه های فوریه تا سپتامبر یعنی ماه های رشد، قبل و بعد از آن تهیه گردید. با توجه به متفاوت بودن بازه زمانی اطلاعات بارندگی و تصاویر ماهواره ای، بازه مشترک مقایسه شاخص سال های 2007-2000 در نظر گرفته شد. اطلاعات سایر سال ها به منظور بررسی صحت نتایج بکار رفت. نتایج شاخص خشکسالی SPI در سایت های مرتعی استان اصفهان طی دوره زمانی 2007-2000 با در نظر گرفتن اطلاعات بارندگی ایستگاه های هواشناسی منتخب در بازه زمانی مختلف نشان داد که سال 2000 خشکسالی شدید،2007 و 2009 ترسالی در محدوده های مورد مطالعه رخ داده است. بررسی شاخص در بازه های زمانی سه، شش, نه، 12، 18 و 24 ماهه نشان داد که نوسانات خشکسالی در بازه های زمانی کوتاه مدت در مقایسه با بازه های زمانی بلند مدت بیشتر است. اما از تداوم کمی برخودارند. به همین دلیل در بازه زمانی کوتاه مدت تعداد وقوع خشکسالی در ماه بیشتر از سایر بازه های زمانی است. با توجه به ارتباط خشکسالی و بارندگی، بررسی نتایج شاخص خشکسالی هواشناسی و مقادیر بارندگی نشان داد که شاخص خشکسالی در بازه زمانی سه و نه ماهه با مقادیر بارندگی در سطح یک درصد همبستگی معنی دار دارند. به عبارت دیگر تغییرات مقادیر بارش ماهانه بر روند تغییرات شاخص SPI در بازه زمانی کوتاه مدت موثر است. مقایسه آماری بین نتایج بدست آمده از محاسبه شاخص-های ماهواره ای با شاخص خشکسالی هواشناسی نشان داد که شاخص SPI در بازه کوتاه مدت با شاخص های حرارتی و شاخص NMDI در سطح یک درصد بیشترین همبستگی را نشان می دهد.

در این پژوهش با استفاده از رویکرد محیطی به گردشی، فراوانی تابع همگرایی شار رطوبتدر زمان رخداد بارش های سنگین شمال غرب ایران بررسی شد. 106 روز از سنگین ترین بارش های شمال غرب ایران از پایگاه داده بارش روزانه کشور، بر اساس آستانه بالای 99 درصد، جهت مطالعه انتخاب شد. فراوانی تابع همگرایی شار رطوبت در محدوده صفر تا 120 درجه طول شرقی و صفر تا 80 درجه شمالی در 6 سطح 500، 600، 700، 850، 925 و 1000 هکتوپاسکال و در چهار دیده بانی در ساعت های 00:00، 06:00، 12:00، 18:00 زولو محاسبه شد. نتایج نشان داد که از میان این سطوح، سطح 850 هکتوپاسکال به دلیل داشتن بالاترین فراوانی تابع همگرایی شار رطوبت بر روی ایران و به ویژه شمال غرب ایران دارای اهمیت بوده است.

خورشید منبع بنیادی انرژی در سامانه اقلیمی زمین است و تغییرات آن نوساناتی را در جوّ زمین ایجاد می کند. شرایط آب و هوایی مناطق مختلف در ارتباط با فعالیت های خورشیدی است و این فعالیت ها یکی از دلایل رخدادهایی مانند خشکسالی ها و سیلاب هاست. پژوهش حاضر با هدف بررسی تأثیر فعالیت لکه های خورشیدی بر دمای حداقل ماهانه استان اصفهان و به شیوه پیکسلی صورت پذیرفته است. در این راستا از آمار دمای حداقل 21 ایستگاه همدید و آب و هواشناسی در داخل و خارج استان طی مقطع زمانی 2010-1961 و همچنین آمار تعداد لکه های خورشیدی طی همان دوره بهره گرفته شد. پس از اطمینان از همگن بودن داده های مورد مطالعه با آزمون Runs Test ، داده های ایستگاهی با میان یابی به داده های پیکسلی با ابعاد 5×5 کیلومتر مربع تبدیل شد. سپس ارتباط سنجی عناصر مورد مطالعه با روش تحلیل موجک پیوسته مورلت و تحلیل موجک متقاطع انجام گرفت. نتایج حاصل از این پژوهش بیانگر آن است که دمای حداقل استان اصفهان از چرخه های زمانی 4-1 و 11-8 ساله برخوردار بوده است که همزمان با فعالیت لکه های خورشیدی است. به خصوص در ماه دسامبر که چرخه های زمانی 11-8 ساله رخ داده و از نمود بیشتری برخوردار است. همچنین بجز ماه فوریه که ارتباط و همبستگی عناصر مورد مطالعه از نوع منفی است، در سایر ماه ها همبستگی مشاهده شده از نوع هم فاز و مثبت معنا دار بوده است.

مخاطرات هیدرولوژیکی در نتیجه تغییر فراوانی و شدت بارش،افزایش دما و تغییرات کاربری اراضی رخ می دهند. استان گلستان در ساحل جنوبی دریای خزر در سالهای اخیر با مخاطره سیلاب در حد شدید روبرو بوده است(سیلاب نکا).جهت بررسی علل رخداد سیلاب ها در این استان حوضه آبی مادرسو با مساحت 4485 کیلومتر مربع انتخاب گردید.در این مورد فرضیات همچون تغییرات اقلیمی(به ویژه تغییر بارش ها)و عناصر اقلیمی دیگری مانند دما و تغییرات کاربری اراضی به عنوان عوامل موثر در بزرگی این سیلاب ها مورد بررسی قرار گرفته اند. داده های استفاده شده شامل داده های دما و بارش در دوره زمانی (1387-1350)،  داده های دبی(1387-1350)،فراوانی لکه های خورشیدی(1387-1350)و تصاویر چند زمانه لندست 5 (1386-1366) می باشند. تکنیک های استفاده شده در این مقاله مشتمل بر آزمون روند داده های اقلیمی و هیدرلوژی در آزمون من-کندال، ریزمقیاس گردانی داده های لکه های خورشیدی با عناصر هیدرواقلیمی با روش رگرسیون و بررسی تغییرات کاربری اراضی به کمک تصاویر چند زمانه لندست با روش فازی می باشد. بر این اساس داده های مجموع و فراوانی بارش ،دما و دبی دارای روند معنی داربوده که با فراوانی لکه های خورشیدی در چرخه های 5/11 ساله  قابل توجیه می باشند.علاوه برآن بررسی تصاویر ماهواره ای حاکی از تغییرات کاربری گسترده اراضی می باشد. حدود 60000 هکتار از اراضی حوضه طی دوره 20 ساله (1386-1367)از جنگل به سایر کاربری های تغییر کرده که با توجه به نقش پوشش گیاهی در ایجاد رواناب،این تغییر کاربری منجر به افزایش رواناب و رخداد سیلاب های بزرگ در حوضه شده است.در نتیجه مشخص گردید که سیلاب های رخ داده در حوضه آبی مورد بررسی بیشتر ناشی از تغییرات کاربری ارضی وبه ویژه تخریب جنگل ها می باشد.بنابراین با اعمال مدیریت آمایش مبتنی بر توان های محیطی حوضه آبخیز ،تقویت جنگلداری و جلوگیری از تخریب آنها جلوگیری نمود و از خسارات ناشی سیلاب در سطح حوضه کاست.

طبقه بندی ایستگاه های هواشناسی موجب اختصاص حجم زیادی از اطلاعات به چند دسته متجانس کوچک تر، سهولت استفاده در مدل سازی و هم چنین کمک شایانی به گسترش اطلاعات نقطه ای به اطلاعات منطقه ای برای نقاط فاقد آمار می نماید. در این تحقیق 112 ایستگاه هواشناسی پس از بررسی های اولیه از بین تمام ایستگاه های سینوپتیک کشور انتخاب و سپس با استفاده از خوشه بندی فازی و شبکه عصبی مصنوعی کوهونن طبقه بندی دمائی آنها مورد بررسی قرار گرفت. میانگین دمای سالانه، طول جغرافیایی، عرض جغرافیایی و ارتفاع ایستگاه ها به عنوان پارامترهای ورودی معیارهای طبقه بندی در نظر گرفته شدند. تعداد بهینه خوشه ها با استفاده از شاخص دیویس-بولدین، محاسبه و ایستگاه های هر خوشه به تفکیک مشخص و با کمک سیستم اطلاعات جغرافیائی روی نقشه مشخص گردید. در ادامه از پهنه بندی اقلیمی کشور بر اساس روش دمارتن جهت ارزیابی دقت هر دو روش استفاده گردید. هر چند نتایج حاکی از دقت قابل قبول هر دو روش می باشد، لیکن خوشه بندی فازی تا حدودی نسبت به شبکه عصبی کوهونن انطباق بهتری را با پهنه های اقلیمی حاصل از روش دمارتن نشان می دهد

توفان های تندری نوعی از توفان است که عموماً با ابرهای همرفتی و معمولاً با سیلاب های لحظه ای و گاهی تگرگ و باد شدید همراه هستند. ابرهای مربوط به توفان های همرفتی در بیشتر مناطق مشاهده می شوند، اما درصد کوچکی از این توفان های همرفتی تولید شرایط هوای سخت و سیل های ناگهانی را می کنند و خسارات زیادی به بار می آورند. یکی از این توفان های تندری مرگ بار، توفان تندری ۲۸ تیرماه ۱۳۹۴ است که دارای خسارات مالی و جانی فراوانی بود. در این پژوهش به بررسی شرایط سینوپتیکی و ترمودینامیکی این توفان تندری پرداخته شده است. هدف از انجام این پژوهش پیش بینی احتمال وقوع توفان تندری، تعیین شدت توفان احتمالی، تعیین مکان توفان همرفتی و ارتباط آن با سامانه های سینوپتیکی بوده است. در این راستا از داده های NCEP/NCAR، تصاویر ماهواره ای NOVA/AVHRR، داده های جو بالا و نرم افزارهای GRADS، ENVI، RAOB و ArcGIS برای رسیدن به اهداف فوق استفاده شد. نتایج این پژوهش نشان داد که شرایط سینوپتیکی مساعد برای وقوع توفان تندری ازجمله کم فشار تراز دریا، ناوه تراز میانی، همگرایی رطوبت و وجود رطوبت در لایه های پایینی جو وجود دارد. همچنین هسته اصلی توفان که بین کرج و قزوین قرار دارد با مرکز بیشینه امگای منفی تراز ۵۰۰ هکتوپاسکال منطبق است. نتایج شاخص های ناپایداری برای ساعت ۰۰UTC نشان داد که شاخص های KO، KI، JI و VT شدت ناپایداری را قوی و توفان همرفتی شدید را پیش بینی کرده اند. ۶ شاخص نیز ناپایداری(توفان همرفتی) متوسط و فقط دو شاخص توفان همرفتی ضعیف را پیش بینی کرده اند. نرم افزار RAOB حداکثر سرعت قائم در این ساعت را ۳۰ متر بر ثانیه برآورد کرده است که نشان دهنده صعود شدید و درنتیجه وقوع توفان تندری شدید است.