کشور ما ایران با بحران کم آبی مواجه است و تلاش برای بارورسازی ابرها یکی از روشهای تولید باران می باشد. از آنجا که اجرای پروژه های عملیاتی بارورسازی ابرها بسیار هزینه بر هستند، باید مراحل امکان سنجی بارورسازی ابرها قبل از انجام عملیات صورت پذیرد. استفاده از مدل های عددی فیزیک ابر یکی از ابزارهای امکان سنجی بارش است. در این تحقیق اثرات بارورسازی با یدید نقره قبل از انجام عملیات تخمین و ارزیابی گردید و با استفاده از مدل عددی فیزیک ابر یک بعدی وابسته به زمان که معادلات دینامیک آن بر اساس مدل اگورا-تاکاهاشی )1972) و پارامترسازی خرد فیزیکی کپه ای بارش طبیعی آن براساس مدل لین و همکاران (1983) و پارامترسازی خردفیزیکی بارش مربوط به بارورسازی آن بر اساس مدل ژن و هنگ-چی (2010) کدنویسی شده، محل بذرپاشی یدید نقره درون ابر، زمان بارورسازی و آهنگ پخش تخمین زده شد. این مدل در محیط ویندوز با استفاده از نرم افزار کامپایلر فرترن در شرایط قبل و بعد از بارورسازی اجرا شد و با مقایسه نتایج، تأثیر بارورسازی با یدید نقره را در الگوی بارش در سطح زمین مطالعه کردیم. غلظت عددی هسته های یخی طبیعی که به عنوان هسته رسوبی فعال می شوند و هسته سازی یدید نقره با کاهش دما افزایش می یابد. با بررسی و ارزیابی حالات مختلف این نتیجه گرفته شد که اگر یدید نقره از بالای ابر در ارتفاع 5/6 کیلومتری با نسبت آمیختگی gg^(-1) 9-10×5/2 و در زمانهای کمتر از 30 دقیقه بعد از تشکیل ابر وارد ابر گردد بارش 20% نسبت به حالت قبل از بارورسازی افزایش یافت. در این ارتفاع، با کاهش دما به زیر 20- درجه سانتیگراد، هسته سازی یدید نقره به بیشترین مقدار خود رسید و چون در زمان اولیه تشکیل ابر وارد گردیده است فرصت کافی برای رشد را پیدا کرده است. یدید نقره از طریق هسته سازی ناهمگن، مقدار یخ ابر را افزایش داده که همین باعث افزایش برف گردید و از طریق ذوب برف و یخ ابر مقدار باران زیاد گردید. از طرفی به دلیل افزایش مصرف ذرات یخ ابر در تولید برف و رشد نکردن آنها برای رسیدن به اندازه تگرگ، فرایندهای مربوط به تگرگ کاهش یافت. از این مدل می توان برای افزایش بارش در مناطق خشک و کاهش تگرگ به منظور عدم تخریب محصولات کشاورزی استفاده نمود.

چکیده اندازه گیری های دقیق بارندگی درانواع مقیاس های مکانی و زمانی نه تنها برای پیش بینی وضع هوا و علوم اقلیمی بلکه برای گستره وسیعی از مدیریت ها از جمله آبشناسان، کشاورزان، مدیریت های بحران، و صنعتگران دارای اهمیت بالایی می باشد. با این حال، درکاربردهای مذکورکمبود صحت دیده بانی های بارندگی در نواحی دور و در حال توسعه جوامع را با چالش مهمی روبه رو کرده است. در بسیاری از کشورهای جهان سوم شبکه های دیده بانی زمینی به صورت پراکنده توزیع شده اند و تراکم توزیع آنها در نقاط مختلف متفاوت است. با این وجود برآوردهای بارش ماهواره ای به طور گسترده ای در اندازه گیری بارندگی جهانی در مقیاس های زمانی ماهانه و تقریبا واقعی برای مطالعات اقلیمی، داده گواری پیش بینی عددی وضع آب و هوا ((nwp ، هشدار سیل، پتانسیل بارندگی حاره ای و پایش منابع آبی استفاده می شود. بنابراین مشابه هر داده دید بانی بررسی محدودیت ها و دقت های این برآوردها ضروری است. در این تحقیق عملکرد الگوریتم ماهواره ای persiann ، که با استفاده از روش قدرتمند شبکه عصبی مصنوعی، داده های ماهواره ای زمین ایستا و قطبی- مداری را ترکیب می کند، در منطقه ایران ارزیابی و صحت سنجی می شود. قدرت تفکیک زمانی داده های الگوریتم ماهواره ای ،persiann 3 ساعته و قدرت تفکیک مکانی آنها ?0.25 با فرمت باینری هستند. برای صحت سنجی این داده ها از داده های v1003r1 محصول زمینی داده های پروژه ادغام داده های دید بانی بارش با قدرت تفکیک بالا در راستای ارزیابی منابع آبی (aphrodite ) با قدرت تفکیک مکانی 0.25 درجه استفاده شده است. این داده ها پس از پردازش های اولیه ، توسط برنامه نویسی با فرترن 90 به داده های ماهانه، روزانه، فصلی و سالانه تبدیل شده است. نتایج بدست آمده حاکی از این است که الگوریتم persiann متاثر از فصل است. بدین صورت که در فصل پاییز و بهار بیشترین همبستگی مکانی و در نتیجه بیشترین تطابق را با داده های زمینی دارد و به خوبی الگوی بارشی حاکم بر فصل پاییز را شناسایی می کند اما مقادیر بارش را در این فصل کمتر از مشاهدات داده های زمینی برآورد می کند و در فصل بهار در بیشتر نقاط کشور عملکردی بالابرآورد دارد. نمودارهای پراکندگی استخراج شده برای میانگین فصلی بارش بین دو داده persiann و داده های زمینی نشان دادند ضرایب همبستگی مکانی بین دو داده در فصل زمستان به صورت 0.52، 0.41، 0.42 و در فصل پاییز به صورت 0.65 ، 0.64، 0.68 و در فصل بهار به صورت 0.68، 0.53 و 0.54 به ترتیب در کل کشور، ناحیه کوه های زاگرس و ناحیه دریای خزر است. کمترین تطابق ( 0.4? ضریب همبستگی) بین دو داده در فصل خشک تابستان مشاهده می شود . همچنین بررسی میانگین بارش سالانه در هر دو نوع داده زمینی و ماهواره ای نشان میدهد که الگوریتم persiann در براورد میزان بارش مذکور تقریبا در کل کشور زیر برآورد است. بیشینه زیربرآورد 2.7 میلی متر بر روز در ناحیه دریای خزر است. نتایج نشان می دهد عملکرد الگوریتم ماهواره ای persiann در از سال 2005 تا 2007 به دلیل افزایش تعداد پارامتر های آموزش شبکه عصبی مصنوعی این الگوریتم، که شامل داده ای نمونه گیری شده از ماهواره های قطبی مدار است، رو به بهبود است. این الگوریتم در برآورد بارش های سنگین زیربرآورد و در فصل بهار و پاییز توانایی بالایی در شناسایی رخداد باران دارد.

اندازه گیری های دقیق بارندگی درانواع مقیاس های مکانی و زمانی نه تنها برای پیش بینی وضع هوا و علوم اقلیمی بلکه برای گستره وسیعی از مدیریت ها از جمله آبشناسان، کشاورزان، مدیریت های بحران، و صنعتگران دارای اهمیت بالایی می باشد. با این حال، درکاربردهای مذکورکمبود صحت دیده بانی های بارندگی در نواحی دور و در حال توسعه جوامع را با چالش مهمی روبه رو کرده است. در بسیاری از کشورهای جهان سوم شبکه های دیده بانی زمینی به صورت پراکنده توزیع شده اند و تراکم توزیع آنها در نقاط مختلف متفاوت است. با این وجود برآوردهای بارش ماهواره ای به طور گسترده ای در اندازه گیری بارندگی جهانی در مقیاس های زمانی ماهانه و تقریبا واقعی برای مطالعات اقلیمی، داده گواری پیش بینی عددی وضع آب و هوا ((nwp ، هشدار سیل، پتانسیل بارندگی حاره ای و پایش منابع آبی استفاده می شود. بنابراین مشابه هر داده دید بانی ارزیابی و صحت سنجی محدودیت ها و دقت های این برآوردها ضروری است. در این تحقیق عملکرد الگوریتم ماهواره ای cmorph ، که با استفاده از روش قدرتمند morphing، داده های ماهواره ای زمین ایستا و قطبی- مداری را ترکیب می کند، در منطقه ایران ارزیابی و صحت سنجی می شود. قدرت تفکیک زمانی داده های الگوریتم ماهواره ای ،cmorph 3 ساعته و قدرت تفکیک مکانی آنها ?25ر0 با فرمت باینری هستند. برای صحت سنجی این داده ها از داده هایمحصول v1003r1 زمینی داده های پروژه ادغام داده های دید بانی بارش با قدرت تفکیک بالا در راستای ارزیابی منابع آبی (aphrodite ) با قدرت تفکیک مکانی ?25ر0 درجه استفاده شده است. آرایش مکانی بارش نشان می دهد که توزیع بارش در ایران با عرض جغرافیایی ارتباط دارد.

در بسیاری از کشورهای در حال توسعه شبکه ی دیدبانی زمینی به صورت پراکنده توزیع شده ، و تراکم توزیع مکانی آن در نقاط مختلف متفاوت است. بنابراین پوشش داده های دیدبانی بارندگی در سطح زمین یکنواخت نبوده و اطلاعات دقیقی از بارندگی و دیگر پارامترهای فیزیک جو در مناطق فاقد ایستگاه های دید بانی زمینی در دسترس نیست. با شناسایی محدودیت های دیدبانی های زمینی و با ظهور ماهواره های هواشناسی در دهه ی 1970، دانشمندان برای رسیدن به پایش کاملی از بارندگی و پارامترهای فیزیک جو تلاش کردند از فنون سنجش از دور از جمله سنجنده های ماهواره ها که پوششی جهانی فراهم می نمایند به عنوان مکملی برای دید بانی های زمینی و نه جایگزینی برای آن ها استفاده کنند. پیشرفت های اخیر تکنولوژی های سنجش از دور ماهواره ای پتانسیل جدیدی برای برآورد بهتر و دقیق-تر در نواحی که اندازه گیری ها و دید بانی های زمینی محدود هستند، ایجاد کرده است. بنابراین شناسایی عملکرد ماهواره های مختلف در سنجش باران و پارامترهای فیزیک جو در کشوری مانند ایران ضروری است. لذا در این تحقیق داده های ماهواره ای trmm-tmi جهت دستیابی به پایش کاملتری از بارندگی و دسته بندی آن به دو نوع بارش همرفتی و پوششی، و استخراج پارامترهای فیزیک جو از قبیل آب محتوای ابر، یخ محتوای ابر، آب بارشی، یخ بارشی و گرمای نهان در 14 پروفایل عمودی جو(از سطح زمین تا ارتفاع 18 کیلومتری بالای سطح زمین) در منطقه ایران مورد استفاده قرار می گیرد. قدرت تفکیک زمانی داده های استفاده شده در تحقیق ماهانه و قدرت تفکیک مکانی آنها ?5/0با فرمت باینری هستند. برای صحت سنجی این داده ها از داده های ایستگاه های زمینی باران سنجی پروژه ادغام داده های دیده بانی بارش با قدرت تفکیک بالا در راستای ارزیابی منابع آبی (aphrodite ) با قدرت تفکیک مکانی 0.5 درجه در منطقه ایران استفاده شده است. نتایج بدست آمده حاکی از این است که عملکرد trmm-tmi متاثر از فصل است. بدین صورت که در فصل پاییز و بهار بیشترین همبستگی مکانی و در نتیجه بیشترین تطابق را با داده های زمینی دارد. همچنین مشخص شد که سیستم های بارشی همرفتی و پوششی بر روی کشور ایران طی فصل های پاییز و زمستان از الگوی بارشی یکسانی تبعیت می کنند. اما الگوهای بارش همرفتی و پوششی در فصول بهار و تابستان نسبت به هم تغییر کرده و تفاوت در مقادیر بارش ها نیز متمایز است. به گونه ای که عمده بارش سطحی را بارش همرفتی که به صورت محلی است به خود اختصاص می دهد.

تگرگ یکی از انواع بارندگی می باشد که محصول حرکت همرفت عمودی شدید هوا است که گاهی با وقوع طوفانهای تندری همراه است. عنصر اقلیمی تگرگ می تواند به محصولات زراعی آسیب های جدی وارد آورد که میزان آنها بسته به ویژگی مکانهای جغرافیائی، نوع محصول، اندازه و شدت رگبارها و مراحل فنولوژیکی گیاه متفاوت می نماید. در این پژوهش منطقه شمال غرب ایران بدلیل دارا بودن ویژگیهای خاص طبیعی از جمله قرار گرفتن در مسیر حرکت سامانه های جوی و وجود واحدهای توپوگرافیک متنوع، بعنوان یک واحد مطالعاتی انتخاب شده است. در این منطقه همه ساله در فصول گرم سال می توان شاهد ظهور و گسترش انواع سامانه های تندری و بارشهای ناشی از آن بود. در این پژوهش ابتدا احتمال بارش تگرگ در ماههای مختلف سال بر اساس داده های آماری 19 ایستگاه سینوپتیک منطقه شمالغرب کشور با روش توزیع احتمالاتی گسسته پواسون برای هر ایستگاه محاسبه و سپس نتایج به محیط gis منتقل شد، در این محیط با روش درون یابی spline نقشه پهنه بندی احتمال وقوع تگرگ در ماههای مختلف سال تهیه گردید. در مرحله بعد، با همپوشانی نقشه های مذکور به روش همپوشانی وزنی ، نقشه رتبه بندی ایستگاههای منطقه بر اساس احتمال وقوع تگرگ استخراج گردید. نتایج حاصل عبارتند از: الف) پدیده تگرگ در تمامی ایستگاههای منطقه می تواند حادث شود. ب) وقوع این پدیده در تعدادی از ایستگاه ها از روند صعودی و در تعداد دیگر نیز از روند نزولی برخوردار است، پ) ماههای مه، آوریل و مارس به ترتیب دارای بالاترین احتمال بارش تگرگ هستند و بقیه ماهها از احتمال بارش ضعیف و جزئی برخوردار می باشند. ج) در طول دوره آماری نازلترین بارش تگرگ و کمترین احتمال بارش به ترتیب در سه ماه اوت، سپتامبر و ژوئیه رخ داده است. د) ایستگاههای مراغه، سردشت، تبریز و خلخال به ترتیب با بالاترین احتمال وقوع تگرگ در طول سال شناخته شدند. ج) ایستگاههای پارس آباد، جلفا، آستارا، خوی، مهاباد و پیرانشهر به ترتیب مناطقی هستند که دارای کمترین احتمال بارش تگرگ در طول سال هستند. خ) احتمال بارش تگرگ ماههای سال همبستگی ضعیف و جزئی با پارامترهای جغرافیایی دارد. و) احتمال بارش سالانه ایستگاههای منطقه، با ارتفاع ایستگاهها دارای همبستگی بالایی هست. ی) آمار سالانه اکثر ایستگاههای منطقه 67 درصد با توزیع احتمالاتی پواسون برازش دارند بطوریکه آمار شش ایستگاه خوی، اهر، تبریز، ارومیه، تکاب و زنجان 100 درصد با توزیع پواسون برازش شدند و فقط ایستگاه پارس آباد با 33 درصد از کمترین برازش برخوردار است.

توفان گرد و غبار پدیدهی غالب در نواحی خشک و نیمه خشک زمین است که تاثیر بسزایی در کیفیت هوا دارد. کشور ایران بر کمربند خشک زمین قرار گرفته است و بیش از نیمی از آن در ناحیهی خشک و نیمهخشک قرار دارد بهطوریکه 18 استان و 82 شهر بهعنوان نقاط بحرانی فرسایش بادی شناخته شدهاند. بر این اساس غرب و جنوبغرب ایران همواره به صورت دورهای تحت تاثیر توفانهای گرد و غبار قرار داشته است. با این حال در سالهای اخیر تعداد، شدت و وسعت این توفانها گسترش چشمگیری داشته است. یکی از شدیدترین این توفانها در 14 تیر 1388 روی داد که 20 استان غربی ایران را در برگرفت و بیش از 52 میلیون نفر را تحت تاثیر قرار داد. از جمله اثراتی که از این رویداد به بار آورد، بسته شدن مدارس و ادارات، لغو پروازها، کاهش دید، افزایش بیماریهای تنفسی و ... را میتوان نام برد. هدف از این تحقیق آشکارسازی این پدیده و تخمین غلظت pm10 در مناطق دور از ایستگاههای اندازهگیری نصب شده توسط سازمان محیطزیست است. منطقه مورد مطالعه، زون 39 ایران به طول جغرافیایی 48 تا 54 درجه شرقی و 24 تا 40 درجه شمالی را در بر میگیرد. در اینجا از تصاویر سنجنده مودیس واقع بر ماهوارههای ترا و اکوا، بهمنظور تخمین غلظت ذرات معلق استفاده شده است. مودیس نصب شده بر این ماهوارهها هر یک یا دو روز، پوشش کاملی از زمین را در 36 باند یا محدوده طول موج ارائه میدهد. در این بین تفاوت دمایدرخشندگی طول موجهای 11 و 12 میکرومتر در هوای غبارآلود میتواند آشکارکنندهی این پدیده در تصاویر ماهوارهای باشد. به این صورت که با افزایش میزان گرد و غبار، اختلاف دمایدرخشندگی دو باند، کاهش مییابد. علاوه بر آن برای تعیین غلظت گرد و غبار از شاخص شدت گرد و غبار استفاده شده که با استفاده از باند 6 مودیس با طولموج 6/1 میکرومتر محاسبه میگردد. در اینجا با استفاده از نرمافزار gis، به تجزیه و تحلیل فایل رستری ایجاد شده پرداختیم و بر اساس ارزش پیکسلها خطوط همغبار را تشکیل دادیم. خط همغبار از اتصال همه نقاطی که دارای غلظت گرد و غبار یکسان هستند، تشکیل میشود. در ادامه با میانیابی بر روی این خطوط همغبار، غلظتهای تخمینی هر شهر از این لایهها استخراج شد. در نهایت 20 غلظت اندازهگیری شده و 20 غلظت تخمینزده شده را به عنوان نمونههایی از دو جامعه در نظر گرفته و در نرمافزار spss، آزمون مقایسه واریانس و آزمون مقایسه میانگین انجام شد که در سطح معنیدار ? =0/05، فاصله اطمینان 361 بهدست آمد.

دما یکی از پارامترهای اساسی برای بررسی و مطالعات مرتبط با علوم جوی و اقلیمی می باشد. تغییرپذیری دما در همه مقیاس های زمانی و مکانی در مقایسه با سایر متغیر های اقلیمی مانند بارش و .... که به صورت ناپیوسته تغییر می کنند به صورت پیوسته صورت می گیرد وکمیتی پیوسته است. مهم ترین مزیت داده های اندازه گیری شده توسط دماسنج ها پوشش زمانی آن هاست بطوری که در بسیاری از نقاط دنیا به دهه های اولیه قرن بیستم بر می گردد. مهم ترین محدودیت این داده ها پوشش مکانی ضعیف آن ها به ویژه بر روی اقیانوس ها، مناطق صعب العبور، کویرها، مناطق کوهستانی، خشکی های نواحی حاره ای و عرض های قطبی است. با توجه به محدودیت داده های مشاهداتی که ذکر شد، که به نظر می رسد در کوتاه مدت قابل رفع نیست، داده های دما که به صورت شبکه بندی شده با قدرت تفکیک بالا بوده و از پوشش مکانی و زمانی بالایی برخوردار هستند اجتناب ناپذیر است. اما لازم است ابتدا داده های دمای حاصل از این شبکه با مقایسه در زمان ها و مکان های یکسان مورد ارزیابی و صحت سنجی قرار داده شود. در این کار داده های شبکه بندی شده سازمان ملی و اقیانوس جوی ایالات متحده برای سال های 2007-1990 برای کشور ایران تهیه و سپس با داده های مشاهداتی حاصل از ایستگاه های همدیدی کشور مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که در اکثر مناطق کشور به جزء برخی مناطق مثل ناحیه خزر که دارای اقلیم خاص خود می باشد و از الگوی کلی جریان های جوی تبعیت نمی کند، تطابق خوبی وجود دارد.

خشکسالی مشخصه معمولی آب و هوا است اگر چه اشتباها بعنوان یک بلای اتفاقی مورد بررسی قرار می گیرد . خشکسالی در نواحی مختلف که دارای آب و هوای متفاوت باشد رخ می دهد. برای پایش و کمی کردن خشکسالیها از طرف متخصصین علوم مختلف نمایه های متعددی ارائه شده است . هدف از کاربرد هر نمایه اندازه گیری سه ویژگی شدت ، مدت و گسترش مکانی خشکسالی می باشد .