شناخت ویژگی های طبیعی هرمنطقه،بخصوص آب وهوامی تواند درامربرنامه ریزی وآمایش آن سرزمین نقش عمده ای ایفا نمایدوپهنه بندی اقلیمی (یعنی شناسایی پهنه هایی که دارای آب وهوای یکسانی باشند)جهت دستیابی به توسعه ی همه جانبه درابعاد مختلف زمانی-مکانی ضروری می باشد.استان خراسان جنوبی درناحیه ی شرق ایران بخاطرعوامل محلی وگوناگونی توپوگرافی،دارای تنوع اقلیمی است.دراین تحقیق سعی شده برای پهنه بندی اقلیمی دقیق استان خراسان جنوبی،باتوجه به نارسایی های موجوددرروشهای طبقه بندی سنتی ،ازروشهای نوین ناحیه بندی مانندتحلیل عاملی وتحلیل خوشه ای استفاده شود.برای این منظورتعداد33متغیراقلیمی از10ایستگاه هواشناسی استان انتخاب گردید.سپس طی فرایندمیانیابیidw،ماتریس پهنه ای داده هابه ابعاد33×105بدست آمدومبنای ناحیه بندی قرارگرفت.بررسی اقلیم استان باروش تحلیل عاملی نشان دادکه اقلیم استان ساخته ی 6عامل است که این عوامل به ترتیب اهمیت عبارتنداز عامل بارش، عامل ابری ورطوبت، عامل بادی،تابشی وغبار،عامل دمایی وتوفان،عامل یخبندان وعامل دمایی ودید.تحلیل خوشه ای روی 6عامل اقلیمی وجود6ناحیه ی اقلیمی رادراستان نشان داد.

خشکسالی یکی از مخاطرات اقلیمی بوده که کشور ایران را در بین 10 کشورمواجه با این رخداد قرار داده است. شناخت علمی آن به منظور برنامه ریزی، مدیریت ومقابله با مشکلات ناشی از این رخداد ضروری می باشد. با توجه به گستردگی مکانی وتنوع آب و هوایی کشور ایران استعداد وقوع خشکسالی در تمام اقلیم های کشور وجود دارد. قرار گرفتن استان خراسان رضوی درمنطقه آب و هوایی خشک و نیمه خشک ایران و در ارتباط با خشکسالی های مکرر سالهای اخیر، همچنین بحرانی شدن منابع آب، این استان به عنوان منطقه مورد مطالعه انتخاب گردید. هدف این پژوهش شناخت الگوهای سینوپتیکی رخداد خشکسالی ها در استان خراسان رضوی می باشد به این منظوراز میان ایستگاه های هواشناسی سینوپتیک داخل استان ایستگاه هایی که دارای سابقه آماری کافی بوده اند ده ایستگاه انتخاب گردید و برای انجام این پژوهش، داده های بارش ماهانه برای 9 ماه از سال طی دوره آماری 2007-1993 مورد استفاده قرار گرفت. با استفاده از شاخص spi دوره های 3 ماهه خشک مشخص شد و از بین ماههای خشک خشکسالی های فراگیر در منطقه در مجموع17مورد پدیده خشکسالی شدیدکمتر از5/1- =spi تعیین گردید. به منظور شناسایی الگوهای سینوپتیکی که موجب خشکسالی می شوند، برای هر ماه خشک در سال های متفاوت، داده های ژئوپتانسیل متر تراز 500 هکتوپاسکال، سطح زمین، امگا و تاوایی از سایت ncep/ncar جمع آوری و برای شناسایی و ایجاد ماتریس در محدوده بین عرض 10 تا 70 درجه شمالی و طول 10- تا 80 درجه شرقی استفاده گردید. ماتریس متشکل از925سلول می باشد که به منظور کاهش و انسجام داده ها همچنین مشخص کردن عامل های خشکسالی از روش تحلیل مولفه های اصلی استفاده شد. بدین جهت برای طبقه بندی الگوهای گردش جو آرایه s بکار گرفته شد و نتایج نشان داد تعداد 5 مولفه اصلی مجموعاً بیش از 95درصد واریانس را پوشش می دهد. عامل اول بیش از44 درصد واریانس را شامل می شود در ادامه یافته های تحقیق نشان داد رفتارپرفشار جنب حاره ای، عدم تشکیل ناوه بادهای غربی بر روی دریای مدیترانه و همچنین تشکیل جبهه قطبی در مدار بالا سبب پایداری هوا و عدم انتقال رطوبت به منطقه مورد مطالعه بوده و شرایط خشکسالی در طی ماههای مذکور را فراهم نموده است. ازاین پژوهش می توان برای شناسایی الگوهای گردشی جو و پیش بینی الگوها، که کمک می کند تا بهتر بتوانیم با این رخداد اقلیمی(خشکسالی) روبرو شویم، استفاده کرد.

به منظور شناسایی تغییر اقلیم در ایران، الگوهای فشار سطوح بالای جوی مطالعه شد. ابتدا با استفاده از داده های ارتفاعی روزانه سه سطح عمده جوی 500، 700 و 850 هکتوپاسکال در دوره 1948-2010 برای محدوده 10 تا 70 درجه شمالی و 10 تا 80 درجه شرقی، مراکز فعالیت شناسایی شدند. روش تحلیل مولفه های اصلی برای تعیین مراکز فعالیت استفاده شد. نتایج نشان داد 7 مولفه عمده با یکدیگر نزدیک به 90 درصد واریانس را توجیه می کنند. در ادامه با استفاده از دا ه های روزانه دما و بارندگی در ایستگاههای سینوپتیک بالاتر از 30 سال دوره آماری در ایران، کانون های کنترل کننده اقلیم ایران تعیین گردید. همبستگی ها بین پارامترهای مهم اقلیمی ( دما و بارندگی) و نمرات عاملی نشان داد که سه کانون مهم، اقلیم دوره سرد سال در ایران را کنترل می کنند. این کانون ها شامل سیبری، شمال دریای خزر و مدیترانه شرقی می باشند. همچنین مکانیسم کنترل کننده اقلیم ایران توسط هر کدام از کانون های کنترل تعیین شد. با استفاده از نمرات عاملی، روزهای مرکب بالاتر از صدک 95/0 به عنوان نماینده الگوی فشار فاز مثبت کانون کنترل و پایین تر از صدک 5/0 نماینده الگوی فاز منفی می باشد . تغییرات کانون های مهم کنترل کننده اقلیم ایران با استفاده از تحلیل سری های زمانی هر کانون مشخص شد. نتایج نشان داد که سری های زمانی کانون های مهم کنترل کننده اقلیم ایران در طول دوره مطالعه تغییر معنی داری را نشان نمی دهد و فقط در اطراف میانگین نوسان دارند. همچنین برای دقت بیشتر این سری های زمانی به مدل های باکس جنکینز وارد شدند که خود همبستگی منفی بالایی مرتبه اول در سری زمانی همه کانون ها وجود دارد و این نشان می دهد که کانون های کنترل اقلیم ایران از نوسان سالانه برخوردارند. نتایج نهایی نشان داد که تغییر اقلیمی در سطوح بالای جو ایران اتفاق نیفتاده است و تغییرات در اقلیم سطح زمین در ایران مرتبط با فعالیت های انسانی بوده که نیاز به مطالعه دارد.

گردو غبارها از جمله مخاطرات طبیعی هستند که سالانه خسارتهای زیادی در مناطق مختلف ایجاد می کنند. خراسان جنوبی یکی از مناطقی است که با توجه به نزدیکی به کویر از این رخداد تاثیر می پذیرد و شناسایی الگوهای فشار موثر در وقوع این پدیده ها جهت برنامه ریزی و پیش بینی ضروری است. به منظور شناسایی روزها ی گرد و غبار در استان خراسان جنوبی، داده های روزانه میزان دید افقی و باد، از ایستگاههای سینوپتیک استان طی دوره آماری 2007-1991 استفاده شد. بر اساس تقسیم بندی شایو و دونگ روزهای همراه با گرد وغبار استخراج شدند و تعداد 58 روز گرد و غباری مشترک در استان انتخاب شد. به منظور شناسایی الگوهای فشار منجر به پدیده گرد وغبار ،داده های روزانه ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال از مرکز ملی پیش بینی محیطی امریکا/ مرکز ملی پژوهش های جوی (ncep/ncar) ،در محدوده 5 تا 65 درجه شمالی و 20 تا 75 درجه شرقی تهیه گردید. در این مطالعه روش تحلیل مولفه اصلی در حالت s و خوشه بندی سلسله مراتبی به روش وارد استفاده شد. درمرحله بعد، داده های مربوط به مولفه ارتفاع ژئوپتانسیل، فشارسطح دریا ، باد مداری ونصف النهاری به صورت روزانه دریافت شد و نقشه های ترکیبی تاوایی نسبی، ارتفاع ژئوپتانسیل وفشارسطح دریا برای هرکدام از گروهها تهیه و تحلیل شد.برای تحلیل نقشه های روزهای توفانی و توفانی شدید چند روز فراگیر انتخاب شدند. بررسی آماری پدیده گرد و غبار در استان خراسان جنوبی بیانگر آن است که بیشترین روزهای گرد و غبار در استان در فصل بهار و کمترین گردوغبارها در فصل پاییز بوقوع می پیوندد. در مجموع مقیاس ماهانه ایستگاههای استان ، بیشترین روزهای گرد و غباری مربوط به ماه می و کمترین روزهای گرد و غباری مربوط به ماه اکتبر می باشد. ایستگاه بشرویه و بیرجند به ترتیب بیشترین و کمترین روزهای گرد و غباری را داشته اند.همچنین نتایج نشان داد که در طول دوره آماری مورد مطالعه 25 مورد توفان اتفاق افتاده و دو مورد توفان شدید رخ داده است. بررسیها نشان داد سه الگوی همدیدی، عامل اصلی پدیده گرد و غبار در استان خراسان جنوبی می باشد. چنانکه در این سه الگو عامل گرد و غبار، اختلاف فشار بین جنوب شرق ایران و شمال ایران در سطح زمین و نزدیک شدن ناوه ای که در غرب منطقه مورد مطالعه قرار می گیرد در الگوی دوم و سوم می باشد.همینطور این الگوها در روزهای توفانی و توفانی شدید وجود دارد و با اختلاف فشار شدیدی مشاهده می شود.

به منظور شناسایی منابع غبار توفان های گردوغباری منطقه جنوب غرب ایران، از یک روش ترکیبی استفاده شده است. برای انجام تحقیق حاضر ابتدا از داده های ساعتی در 6 ایستگاه هواشناسی واقع در استان خوزستان برای یک دوره 23 ساله (2009-1987) جهت بررسی ویژگی توفان های گردوغباری از جمله فراوانی، شدت و تداوم استفاده شد. سپس با استفاده از نتایج بررسی های آماری، توزیع فضایی توفان های گردوغباری در گستره ی استان خوزستان مورد ارزیابی قرار گرفت. در مرحله بعد با بهره گیری از داده های جوی فراهم شده از مرکز ملی پیش بینی محیطی/ مرکز ملی پژوهش جو (ncep/ncar) ویژگیهای همدیدی هر یک از توفان های گردوغباری برای دوره ای از دو روز قبل تا زمان اوج توفان ها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در نهایت ردیابی ذرات و تعیین منابع اصلی گردوغبار برای هر یک از توفان های گردوغباری نیز با بهره گیری از نسخه آنلاین مدل لانگرانژینی hysplit و با استفاده از روش ردیابی پسگرد به انجام رسید. نتایج بررسی های آماری نشان داد که سال 2008 در طی دوره 23 ساله (2009-1987) بیشترین فراوانی وقوع توفان های گردوغباری را در منطقه جنوب غرب ایران دارا بوده است. دو فصل بهار و تابستان بیشترین رخداد گردوغبار را به خود اختصاص داده اند. ماه جولای بیشترین و ماه ژانویه ، نوامبر و دسامبر کمترین رخداد را دارا بوده اند. همچنین نتایج حاصل از بررسی توزیع فضایی گردوغبار بیانگر آن است که هر چه از سمت غرب منطقه به سمت شرق پیش رویم از میزان گردوغبار کاسته می شود. نتایج تحلیل همدیدی بیانگر آن است که توفان های گردوغباری دوره گرم منطقه جنوب غرب ایران در قالب دو الگوی گردشی شامل: الگوی زوجی و الگوی کم فشار قابل طبقه بندی می باشند. همچنین نتایج تحقیق بیانگر آن است که در دوره گرم سال پرفشار عربستان و کم فشار زاگرس بیش از هر مولفه دیگری در شکل گیری توفان های گردوغباری منطقه جنوب غرب ایران نقش ایفا می نمایند. بررسی توفان های دوره سرد در منطقه جنوب غرب ایران مبین آن است که توفان های گردوغباری دوره سرد در قالب سه الگوی گردشی شکل می گیرند: الگوی ناوه غربی، الگوی ترکیبی ناوه غربی – پرفشار عربستان و الگوی کم ارتفاع بریده. در این دوره می توان عبور ناوه غربی و بر همکنش آن با پرفشار عربستان را در سطح منطقه علت اصلی ایجاد توفان گردوغباری دانست. خروجی های مدل hysplit نیز نشان داد که منطقه مرزی بین سوریه و عراق ، غرب و جنوب غرب عراق، منطقه شمال شرق و شمال عربستان به عنوان منابع اصلی غبار جنوب غرب ایران شناسایی شدند که یک مسیر شمال غرب – جنوب شرق برای دوره گرم و همچنین یک مسیر جنوب غرب – شمال شرق برای دوره سرد را طی می کنند.

با هدف شناسایی مراکز فعالیت مرتبط با بارش برف سنگین در شمال غرب ایران در دوره آماری مورد مطالعه از اطلاعات 12 ایستگاه هواشناسی در دوره آماری مشترک (1989-2010) استفاده شد. به این منظور داده های دما و بارش مربوط به فصل زمستان در مقیاس روزانه بررسی شده سپس از میان آنها طبق آستانه تعریف شده برای برف سنگین روزهای همراه با بارش برف سنگین شناسایی شد. و از بین آنها ،تنها روزهایی که در دو ایستگاه و بیشتر بارش برف سنگین داشتند به همراه روزهای قبل و یا بعد از آنها ، چنانچه بارش برف سنگین در آنها رخ داده بود ، شرکت داده شدند. به این ترتیب تعداد 74 روز به عنوان روزهای همراه با بارش برف سنگین در کل منطقه مورد مطالعه استخراج شدند.در ادامه با استفاده از داده های ارتفاع سطح 500 هکتوپاسکال ماتریس اولیه در محدوده بین عرض 10 تا 65 درجه شمالی و طول 15 تا 80 درجه شرقی تشکیل شد. و با استفاده از روش تحلیل مولفه اصلی (pca)، عامل هایی که در مجموع حداقل 78 درصد واریانس کلیه داده ها را توجیه می کردند، شناسایی شدند. نتایج نشان داد مراکز فعالیت مرتبط با بارش برف سنگین در شمال غرب ایران، سیبری (دریاچه آرال تا بایکال)، اروپای جنوبی، حاشیه شرقی دریای خزر(منطقه توران)، شمال دریای سیاه و شرق ترکیه می باشند. سپس براساس نمرات عاملی، نقشه الگوهای جوی در سطوح مختلف برای هر کدام از عامل ها و در فاز قویتر رسم شد. بررسی نقشه ها نشان داد که در تمام الگوهای جوی در تراز میانی ناوه ای در شرق دریای مدیترانه و در عقب منطقه مورد مطالعه عمیق شده ، که در تراز زیرین سبب ایجاد همگرایی و مقادیر منفی امگا و در نتیجه جریانات صعودی بالاخص در تراز 850 هکتوپاسکال گردیده است. همچنین نتایج بیانگر این موضوع است که ترازهای 500، 850 و 700 هکتوپاسکال به ترتیب جهت بررسی آرایش تراف ها و ریدج ها، مقادیر امگا و مقادیر دما بهترین سطوح برای مطالعه علل وقوع بارش برف سنگین در منطقه مورد مطالعه می باشند.

درفصل سرد چهارمحال و بختیاری اغلب دارای ریزش برف فراوان است و این مهم به دلیل کوهستانی بودن استان در حمل و نقل جاده ایی بعضا حادثه آفرین و مخاطره آمیز است. برای بررسی سینوپتیکی بارش برف سنگین در محور کوهرنگ – لردگان ابتدا دادهای روزانه ی دما و بارش ایستگاههای سینوپتیک استان چهارمحال و بختیاری، شامل لردگان، کوهرنگ، شهرکرد ، بروجن از سال1987-2010 از سازمان هواشناسی کل کشور اخذ شد و بعد از انتخاب روزهای برف سنگین با معیار میزان بارش بیش از 15 میلیمتر و دمای زیر صفر و مقایسه کد دیدبانی اعلام برف 70-75، در نهایت تعداد 136 روز مشترک بارش برف سنگین در استان مبنای تحقیق تعیین شد. در این پژوهش روش تحلیل مولفه ی اصلی با آرایه s بر روی ماتریس داده های ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال انجام گردید. برای این منظور یک ماتریس در ابعاد 525×136 (136روز و 525 تلاقی) تشکیل و به عنوان ورودی تحلیل مولفه ی اصلی (pca) استفاده شد. درنهایت روزهای برف سنگین بر اساس هفت مولفه اصلی با روش وارد(ward ) خوشه بندی گردید. نتایج نشان داد هفت الگوی سینوپتیکی، ریزش برف سنگین در منطقه مورد مطالعه را موجب می شوند. در ادامه نقشه های سینوپتیکی متوسط برای هر الگو از نظر دینامیکی بررسی گردید. نتایج حاکی است، یک ناوه در سمت غرب ایران تشکیل و منطقه مورد پژوهش در جلوی محور این ناوه و محل صعود و ناپایداری قرار دارد، همزمان در تراز 1000 هکتو پاسکال یک مرکز پرفشار در شمال غرب ایران مشاهده می شود، این تیپ در الگوهای مختلف تغییر مکانی جزیی را نشان می دهد. در همه الگوها روی منطقه مورد مطالعه با تاوایی مثبت(حرکت چرخندی) و جنوب خلیج فارس با تاوایی منفی(حرکت واچرخند) مشاهده شد، همزمان بر روی خلیج فارس یک شیو فشار شدید بوجود آمده است. در نیمرخ امگایی نیز یک حرکت صعودی در بالای تراز 900 هکتو پاسکال وجود دارد که در الگو هااز قدرت و وسعت متفاوتی دارد.نقشه های رطوبت و خطوط جریان مشخص شد، مقدار قابل توجهی از رطوبت مورد نیاز برای این بارش ها از دریای مدیترانه شروع و با گذر از خلیج فارس و دریای احمر تقویت می شوند. در نیمرخ دمایی در همه الگو ها نیمرخ دمایی زیر صفر در سطح زمین شروع و با روند کاهش در تراز های بالای در تراز 500 به حدود 35- درجه سانتی گراد می رسد. همچنین هم دما صفر درجه در همه الگوها در جنوب منطقه و بر روی خلیج فارش مشاهده شد. کل شرایط دمایی نیز هم در سطح زمین هم در تراز های بالا برای نزول برف مساعد بوده است و با توجه به کوهستانی بودن منطقه امکان اسقترار برف برای روزهای متمادی وجود دارد.

دراین تحقیق با استفاده از تصاویر باند 6 سنجنده tm ماهواره لندست به بررسی تغییرات زمانی– مکانی جزیره حرارتی در شهرمشهد پرداخته ایم. تصاویرگرفته شده شامل 4 تصویر در بازه زمانی1371-1390 هجری شمسی میباشد که همراه با داده های هواشناسی که از سازمان اقلیم شناسی گرفته شد به بررسی و تحلیل داده ها وهمچنین تعریف مدل در نرم افزار erdas برای شهر مشهد پرداختیم.در بررسی های انجام شده مشخص شد که در شهر مشهد در مکانهایی ازجمله پارک ملت ، باغ ملک آباد و باغات آستان قدس رضوی به دلیل وجود پوشش گیاهی وسیع از نوع درخت ورطوبت دارای درجه حرارتهای پایین هستند و مکانهایی که عاری از پوشش گیاهی و رطوبت میباشند و ساختمانهای وسیع آنجارا اشغال کرده اند ویا جنس زمین در انجا یا از نوع سنگ ویاخاک بدون رطوبت است مانند منطقه ثامن و منطقه 12 که دمای سطح زمین بالااست.به طور کلی میتوان منطقه 12 را به عنوان مرکز تشکیل جزیره حرارتی در طی چهار سال مورد مطالعه بخصوص 2 سال اخیر (1388.1390) به دلیل موارد ذکرشده نامیدو دومین مرکزتشکیل جزیره حرارتی مربوط به منطقه 8 به دلیل وجود بزرگراه شهید کلانتری از نظر پوشش سطح آسفالت و حجم ترافیک ووجود دو منطقه نظامی با زمینهای بایر بدون پوشش گیاهی و رطوبت است.درطی بررسی فصل گرم سال از سال 1371تا 1390 دمای سطح زمین در منطقه روند کاهشی را نشان میدهد که می¬توان علت آن را تنها در پوشش گیاهی ندانست و به دنبال عوامل دیگری بود.