پارامترهای اقلیمی از مهمترین عوامل موثر بر رشد و نمو گیاهان می باشندکه شاخص ترین آن ها دما است. تاکنون روش های مختلفی جهت تعیین نیاز گرمایی ذرت برای مناطق مختلف پیشنهاد شده است که مهمترین آن ها شامل gdd ، htu ،ptu وchu است. دما نیز با تأثیر در تاریخ های کاشت مختلف برروی عملکرد و نیاز حرارتی تأثیر می گذارد. با انتخاب بهترین تاریخ کاشت و مناسب ترین هیبرید، می توان افزایش محصول را داشت. جهت بررسی تأثیر این دو عامل و همچنین تعیین بهترین روش محاسبه ی شاخص حرارتی، این آزمایش در ایستگاه مرکز تحقیقات اصفهان به صورت اسپلیت پلات در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. تاریخ کاشت به عنوان پلات اصلی و رقم پلات فرعی در نظر گرفته شد. مراحل مختلف رشد شامل سبز شدن، 6 برگی، ظهور گل تاجی، ظهور دانه گرده و کاکل دهی و رسیدگی فیزیولوژیکی مورد بررسی قرارگرفته و نیاز حرارتی برای هر یک از مراحل به روش های مختلف ذکر شده، محاسبه و ثبت گردید. تعداد روز مورد نیاز از زمان کاشت تا زمان رسیدگی فیزیولوژیکی در ارقام زودرس در تاریخ کاشت اول نسبت به تاریخ کاشت دوم، افزایش یافت. ولی در ارقام دیررس این افزایش در تاریخ کاشت دوم دیده شد. در تاریخ کاشت سوم برخی از تیمارها ، به دلیل برخورد با سرمای پاییزه، به مرحله ی رسیدگی فیزیولویکی، نرسیدند. رقم دیررس s.c720 با 09/8 تن در هکتار دانه و رقم متوسط رس k.sc647 با 408/7 تن در هکتار دانه، بیشترین عملکرد دانه را داشتند. رقم d.c370 به دلیل حساسیت به بیماری ویروسی دارای کمترین عملکرد در تاریخ کاشت اول بود. در هر سه تاریخ کاشت، ارقام دیر رس بیشترین و ارقام زود رس کمترین نیاز حرارتی را دارا بودند. روش chu ، با توجه به ضریب همبستگی بالا (697/0 و 552/0) که با عملکرد به ترتیب در مراحل 6 برگی و رسیدگی فیزیولوژیک داشت، بهترین شاخص حرارتی ارقام مختلف ذرت از نظر رسیدگی در تاریخ های مختلف کاشت در منطقه اصفهان ارزیابی شد. بر اساس نتایج این مطالعه، تاریخ کاشت دوم ( 30 خرداد ) برای حصول حداکثر عملکرد در شرایط آب و هوایی اصفهان و رقم k.sc647 در بین سایر ارقام موجود برای این تاریخ کاشت ، توصیه می شود.

با توجه به نیاز روز افزون تأمین غذا در کشورهای در حال توسعه و محدودیت اراضی تنها راه افزایش عملکرد محصولات در واحد سطح است. کاشت گیاهان منطبق با اقلیم هر منطقه روشی است که موجبات استفاده حداکثری از شرایط موجود را فراهم می کند. از این جهت دو محصول عمده خراسان رضوی، یعنی چغندرقند و پنبه از نظر تطابق با شرایط اقلیمی استان مورد بررسی واقع شدند. در این مسیر هرکدام از پارامترهای اقلیمی به عنوان تابعی از طول، عرض جغرافیایی و ارتفاع محل معرفی شد. سپس با توجه به معادلات حاصل کل استان برای هر پارامتر اقلیمی با استفاده از gis و به روش تحلیل مکانی پهنه بندی شد و برای هر کدام از آنها نقاط مساعد و نامساعد استان مشخص شد. پس از بررسی هر کدام از پارامترهای اقلیمی مشخص شد در مورد چغندرقند ارتفاعات بیشتر از 2000 متر برای کشت دارای محدودیت شدید هستند. به طور کلی تمام استان از نظر اقلیمی بدون توجه به شرایط آب برای کشت چغندرقند شرایط قابل قبولی دارند. در مورد پنبه در برخی پارامترها ارتفاعات بین 1500 تا 2000 متر نیز ایجاد محدودیت کرده اند. جز در موارد حداکثر مطلق دمای گرمترین ماه و رطوبت نسبی زمان برداشت که در بخش های خیلی گرم استان واقع در غرب سبزوار، جنوب بردسکن، و شمال وغرب گناباد برای کشت پنبه ایجاد محدودیت شدید می کنند. در بقیه موارد تمام نقاط کم ارتفاعتر از 1500 متر مناسبند. به طور کلی می توان پنبه و چغندرقند را به عنوان دو گیاه متناسب با شرایط اقلیمی پیشنهاد داد. البته این تناسب در مورد پنبه خصوصا در بخش های مرکزی و شمالی استان به دلیل واقع شدن ارتفاعات در این بخشها و نفوذ سامانه های کاهنده دما به این بخشهای استان کمتر است. البته هر دو محصول در خراسان رضوی به صورت آبی کشت می شوند و از نظر شرایط آبی با این منطقه تناسبی ندارند.

بر آورد تبخیر و تعرق در مواردی از قبیل برنامه ریزی آبیاری، توازن هیدرولوژیکی، طراحی و مدیریت سیستم های آبیاری و پیش بینی میزان عملکرد محصول ضروری است. بنابراین محققین بسیاری تلاش کرده اند تا مقادیر تبخیر و تعرق را در مقیاس های مختلف زمانی و مکانی به دست آورند. سنجش از دور از جمله تکنیک های جدیدی است که می تواند بدین منظور استفاده شود. از این رو در این تحقیق سعی شده است تا توزیع مکانی تبخیر و تعرق واقعی روزانه در منطقه مشهد با استفاده از تصاویر سنجنده مودیس در روزهای 14 خرداد، 10 تیر و 4 مرداد سال 1388 و به کارگیری الگوریتم توازن انرژی سطح خشکی (سبال) با احتساب اثرات توپوگرافی به دست آید. همچنین به منظور برآورد دمای سطح زمین با استفاده از تصاویر ماهواره ای، که از جمله پارامترهای مهم در محاسبه ی تبخیر و تعرق می باشد، از پنج الگوریتم روزنه مجزای کول و کاسیلیس (1997)، کر و همکاران (1992)، مک کلاین و همکاران (1985)، یولیویری و همکاران (1994) و ویدال (1991) استفاده شد. نتایج به دست آمده از محاسبه ی دمای سطح زمین نشان داد که الگوریتم کول و کاسیلیس (1997) در میان سایر الگوریتم های مورد استفاده نتایج بهتری را ارائه می کند. نتایج حاصل از برآورد تبخیر و تعرق نیز نشان داد که تصاویر سنجنده مودیس و الگوریتم سبال قادر هستند مقدار تبخیر و تعرق واقعی را در مقیاس روزانه در منطقه مشهد به خوبی برآورد نمایند. براساس نتایج به دست آمده، نواحی با پوشش گیاهی متراکم و دمای پایین دارای مقادیر بالای تبخیر و تعرق بوده و مناطق دارای دمای بالا و پوشش گیاهی پراکنده و کم از مقدار تبخیر وتعرق کمی برخوردارند.

در پیش بینی های عملی هواشناسی، شاخص های بسیاری برای ارزیابی پایداری اتمسفر و پیش بینی ناپایداری بکار می رود. یکی از مسائل مهم، کمبود اساسی مطالعه در این زمینه می باشد. تلاش های کمی برای بررسی این شاخص ها در ایران انجام شده و برای کالیبره کردن و معرفی آستانه ها، کاری انجام نشده است. در این مطالعه، سعی شده است ضمن معرفی پارامترها و شاخص های ناپایداری، جمع بندی کاملی از حدود و آستانه ی آن ها برای پیش بینی انواع ناپایداری ها تهیه شود. بدین منظور، دقت مجموعه ای از پارامترها و شاخص ها، با بررسی آماری سوندینگ های زمان وقوع ناپایداری به طور ویژه برای مشهد محاسبه و بررسی شده است که عبارتند از: شاخص شوالتر، شاخص مجموع مجموع ها و فشار سطح تعادل، آب قابل بارش، عدد ریچاردسون، شاخص صعود li ، شاخص k، sweat، cape و cin. ناپایداری های شدیدی که در طی سالهای 1980 تا 2009 در ایستگاه مشهد رخ داده، براساس معیارهای خاص بین المللی و با استفاده از کدها و روش های دیدبانی جهانی از دفاتر و گزارش های هواشناسی استخراج، و در سه دسته برق، توفان تندری، تگرگ، دسته بندی و استفاده شده اند. روزهایی که این معیارها را نداشته اند، در دسته ای به نام بدون ناپایداری قرار گرفته اند. اگر در یک روز چند پدیده وجود داشت، پدیده ی با اهمیت بالاتر(کد بزرگتر) به عنوان پدیده آن روز انتخاب شده است. برای محاسبه مقادیر شاخص ها، از داده های جو بالا حاصل از ارسال رادیوسوند در ایستگاه مشهد استفاده شده است. این داده ها نسبت به وجود یا عدم ناپایداری شدید تحلیل شده اند و نتایج این تحلیل ها بصورت نمودارهای باکس پلات و نقاط پراکنده برای نمایش بصری روابط و آستانه ها، در ناپایداری های مختلف ارائه شده است. درنهایت آستانه ی هر شاخص برای پیش بینی ناپایداری های مختلف در مشهد معرفی شده، و ترکیب شاخص صعود(li) و انرژی پتانسیل در دسترس همرفتی(cape)، و همچنین شاخص صعود و سطح تعادل، بعنوان بهترین شاخص های ترکیبی معرفی شدند.

هدف این پژوهش، تحلیل فراوانی منطقه ای بارش های حداکثر سالانه یک روزه(am1r) و دو روزه(am2r) با استفاده از نظریه گشتاورهای خطی و روش باران نمایه در پهنه خراسان رضوی بوده است. بدین منظور ابتدا آزمون های پایه آماری شامل: همگنی، استقلال و داده پرت بر روی داده های am1r و am2r در 123 ایستگاه ثبت بارش استان انجام شد. با استفاده از روش تحلیل خوشه ای و رعایت الگوهای توپوگرافی و بارش متوسط سالانه، این استان به 4 ناحیه تقسیم شده و همگنی هیدرولوژیکی این نواحی با انجام آزمون ناهمگنی کنترل و تایید گردید. برای انتخاب تابع توزیع مناسب برای داده های am1r و am2r ، پارامترهای توابع توزیع gev، glo، pe3، ln3 و gptبرای هر ناحیه برآورد گردید. نیکویی برازش این توابع با استفاده از دیاگرام نسبت گشتاورهای خطی و آزمون کلموگروف- اسمیرنوف (k–s) بررسی و تابع توزیع gevبه عنوان تابع برگزیده انتخاب شد. سپس چندک های ناحیه ای توزیع gev به ازای دوره بازگشت های مختلف برای داده های am1r و am2r محاسبه گردیدند. به طور کلی در تمامی نواحی همگن، روابط به دست آمده به منظور برآورد am1r و am2r، در دوره بازگشت های کمتر از 200 سال از نزدیکی نسبتا خوبی با آمار واقعی برخوردار بودند. میانگین خطای مطلق بین مقادیر بی بعد توزیع تئوری و مشاهدات ایستگاه های هر ناحیه مطلوب است که نشان دهنده دقت بالای برآوردها می باشد(بزرگترین mae معادل 0386/0 میلی متر می باشد). همچنین رابطه همبستگی خطی مقادیر am1r و am2r در 90 ایستگاه خراسان رضوی برای دوره بازگشت 100 ساله بدست آمد. رابطه رگرسیونی و ضرایب آن در سطح 5 درصد معنی دار هستند. به لحاظ الگوی مکانی بزرگترین مقادیر am1r و am2r با دوره بازگشت 100ساله در ارتفاعات مرکزی استان بخصوص در ارتفاعات تربت حیدریه، جنوب شرقی رشته کوه های بینالود و ناحیه کوچکی در شرق و شمال استان دیده می شود. همچنین کمترین مقادیر am1r وam2r مربوط به دشت های سبزوار، نیشابور، مشهد، درگز و دشت های جنوبی استان می باشند. از لحاظ الگوی ماهانه نیز بیشترین فراوانی وقوع am1r و am2r در نواحی a، b و d در ماه اسفند و در ناحیه c در ماه فروردین می باشد.

شرایط اقلیمی به طور بارزی بر رشد و عملکرد گیاهان زراعی تأثیر گذار هستند و تغییر اندک شرایط جوی ممکن است اثر زیادی بر عملکرد داشته باشد. برای تصمیمات مدیریتی مناسب جهت سازگاری با تغییر اقلیم، ابتدا بایستی میزان اثرات این پدیده را ارزیابی کنیم و سپس آن را بررسی کنیم که برای هر منطقه چه محصولی را در چه تاریخی کشت کنیم تا کمترین آسیب را از تغییر اقلیم متحمل شویم. لذا در این تحقیق به ارزیابی عملکرد سیب زمینی در منطقه مشهد می پردازیم. در این تحقیق از دو مدل گردش عمومی جو (ipcm4 و hadcm3) تحت سه سناریوی تغییر اقلیم (a1b ،a2 و b1 ) و سه دوره زمانی 2039-2010 ، 2069-2040 ، 2070-2099 استفاده شد. داده های حاصل از این مدل ها توسط مولد تصادفی داده lar-wg به صورت روزانه و در مقیاس ایستگاهی ریز مقیاس شدند. داده های اقلیمی تولید شده به همراه داده های حاصل از عملیات میدانی انجام شده بر روی گیاه سیب زمینی به عنوان ورودی به مدل هوا-محصول dssat داده شد. این مدل با استفاده از مدل substor عملکرد، بیومس و شاخص سطح برگ را پیش بینی کرد. نتایج نشان داد که عملکرد در طی 100 سال آینده نسبت به دوره آینده کاهش می یابد. در بررسیهای انجام شده در این تحقیق بیشترین عملکرد (10263) مربوط به دوره ی اول از سناریوی a1b در مدل ipcm می باشد و کمترین عملکرد (2) در دوره ی سوم از سناریوی a2 و مدل hadcm اتفاق افتاد. بیشترین بیومس (21805) در دوره ی سوم از سناریوی a2 در مدل ipcm4 و کمترین مقدار بیومس (5924) در دوره ی دوم از سناریوی a2 در مدل hadcm3 برآورد شده است. بیشترین مقدار شاخص سطح برگ (58/26) در دوره ی سوم از سناریوی a2 در مدل ipcm4 و کمترین مقدار شاخص سطح برگ (74/1) در دوره ی دوم از سناریوی a2 در مدل hadcm3 برآورد شده است. بیشترین دمای حداکثر (5/39) برای دوره ی سوم از سناریوی a2 و مدل hadcm و کمترین دمای حداکثر (35) در دوره ی اول از سناریوی a1b در هر دو مدل hadcm و ipcm برآورد شد. بیشترین دمای حداقل (3/24) در دوره ی سوم از سناریوی a2 در مدل hadcm و کمترین دمای حداقل برای دوره ی اول از سناریوی b1 مدل hadcm تخمین زده شد. بیشترین بارش تجمعی برآورد شده در طول فصل رشد (35/37) در دوره ی سوم از سناریوی a2در مدل hadcm3 و کمترین بارش تجمعی برآورد شده در طول فصل رشد (95/32) در دوره ی سوم از سناریویa1b در مدل ipcm4 دیده می شود.

اقلیمی محصولات مختلف، می توان قابلیت کشت دیم آنها را ارزیابی نمود و عوامل اقلیمی محدود کننده کشت دیم را تعیین کرد. در بخش دوم، محاسبات در طول دوره رشد محصولات اصلی دیم استان انجام شده است. نتایج حاصل از این بخش، پتانسیل کشت دیم هر یک از محصولات را در نقاط مختلف استان نشان می دهند. همچنین ایستگاههای مختلف برای کشت دیم این محصولات مورد مقایسه قرار گرفته اند. محاسبات در بخش بارش شامل تعیین شاخصهای فصل بارش، خصوصیات بارش و فراوانی روزهای خشک و بارانی و برآورد باران موثر می باشد.برای بررسی درجه حرارت نیز شاخصهای فصول یخبندان و گرما و فراوانی وقوع یخبندان و تنش گرمایی تعیین شده است. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که در همه ایستگاهها کشت دیم با محدودیت بارش هم از نظر مقدار و هم از لحاظ پراکنش مواجه است و این محدودیت در گناباد، سرخس، سبزوار و تربت جام بیشتر است. همچنین عدم توزیع بهینه بارشهای ماهانه در ارتباط با کشت دیم و عدم اطمینان از دریافت بارش کافی در ایام مورد نیاز گیاه، محدودیتهایی را برای کشت دیم در همه ایستگاهها باعث می شود. وقوع یخبندان و تنش گرمایی نیز در همه ایستگاهها، کشت دیم را محدود می کند. بیشترین محدودیت یخبندان در ایستگاههای قوچان، تربت حیدریه، مشهد و نیشابور است. ایستگاههای سرخس، سبزوار و گناباد از نظر تنش گرمایی بیشترین محدودیت را نشان می دهند.

خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژی می تواند تغییراتی در جریان رودخانه، رسوب و کیفیت آب داشته باشد.تحقیق حاضر در خصوص تاثیر خشکسالی های هواشناسی و هیدرولوژی در سه پارامتر کیفی آب(ec، sar، tds) است. حوضه مَرغَک در استان چهارمحال و بختیاری به عنوان مطالعه موردی انتخاب شده است. داده های باران سنجی و آب سنجی این حوضه شامل دو ایستگاه باران سنج و یک ایستگاه آب سنج به مدت 40 سال(1348-1388) استخراج و تحلیل شده اند.ابتدا غربال داده ها انجام و صحت آنها تایید شد. سپس هفت قانون احتمالی مناسب( لوگ نرمال دو و سه پارامتری، گامبل نوع 1، حدی تعمیم یافته، پارتو تعمیم یافته و گامای دو و سه پارامتری) بر داده های بارش و روان آب سالانه برازش و تحلیل فراوانی شد. روش های برآورد متنوع(گشتاورهای معمولی، وزن دار ، خطی و تعمیم یافته، حداکثر درست نمایی و آنتروپی) برای دقت بیشتر در تحلیل فراوانی گنجانیده شد.توزیع برتر انتخاب و به نرمال استاندارد تبدیل شد. سپس سال های خشک ،تر و نرمال بارش و روان آب بدست آمد. 327 نمونه دبی-کیفیت آب در دسترس بود. داده ها غربال و رگرسیون بین دبی و sar،ec،tdsدر فضای تمام لگاریتمی(تبدیل به خطی) انجام شد. الگوها اسیب شناسی و در نهایت برای سه حالت خشک، نرمال و تر رگرسیون ها بدست آمدند. شیب و عرض از مبدا رگرسیون ها در سه حالت فوق متفاوت بودند. که نشان از تاثیر سال های خشک، نرمال و تر در کیفیت آب رودخانه است. رگرسیون موهومی معنی دار بودن این تفاوت را نشان داد البته تفاوت خیلی شدید نبود.علت یابی با تحقیقات میدانی و زمین شناسی انجام شد. توسعه شهری، کشاورزی و صنعت در این حوضه قابل ملاحظه نیست. اما قسمتی از ساختارهای زمین شناسی می تواند علت تغییر کیفیت آب در سال های خشک، نرمال و تر باشد.

در این پژوهش از تصاویر سنجنده مودیس و لندست برای ریز مقیاس سازی مکانی و زمانی تبخیر- تعرق واقعی در دشت مشهداستفاده شد. نتایج ریز مقیاس سازی مکانی در این پژوهش نشان داد که استفاده از گسیلمندی سطحی در محدوده وسیع (?_0) و دمای سطح زمین سنجنده مودیس (lst) به عنوان فاکتور مقیاس بهترین عملکرد را در ریز مقیاس کردن مکانی تبخیر- تعرق واقعی داشتند. از طرفی دیگر نتایج ریز مقیاس سازی زمانی تبخیر- تعرق واقعی در این پژوهش نشان داد که استفاده از روش رگرسیون- ورودی عملکرد مناسبی در ریز مقیاس کردن زمانی تبخیر- تعرق واقعی به دست آمده از تصاویر سنجنده لندست در دشت مشهد داشت.