تمام بخار آب موجود در ستونی از جو که قابلیت بارش دارد و از سطح زمین تا نقطه پایانی بخارآب در جو ادامه پیدا می کند، آب قابل بارش کلی گویند. آب قابل بارش تحت تأثیر عوامل زیادی از جمله رطوبت تغییر می کند. هدف از این مطالعه بررسی تغییرات زمانی و مکانی آب قابل بارش جو ایران زمین می باشد. بدین منظور داه های فشار و نم ویژه طی دوره1960-2010 از پایگاه داده های ncep/ncar وابسته به سازمان ملی جو و اقیانوس شناسی ایالات متحده استخراج و مورد تجزیه وتحلیل قرارگرفته اند. این داده ها با تفکیک زمانی 6 ساعته (ساعت های، 00، 06، 12 و 18 به وقت گرینویچ) و توان تفکیک مکانی 5/2 × 5/2 درجه قوسی در دسترس است. برای انجام محاسبات از امکانات برنامه نویسی در محیط نرم افزار grads و نرم افزارmatlab و نیز برای انجام عملیات ترسیمی از نرم افزار surfer بهره گرفته شد. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که ضریب تغییرپذیری مکانی آب قابل بارش در محدوده اقلیمی ایران بسیار زیاد و به شدت تحت تأثیر ارتفاعات می باشد؛ به طوری که بیشتر‏ین ضریب تغییرات آب قابل بارش در ارتفاعات به ویژه در امتداد کوه های زاگرس می باشد. کم ترین میزان تغییرپذیری مربوط به نواحی مرکزی و سواحل دریای خزر و خلیج فارس می باشد. بررسی روند بلندمدت نیز نشان داد که آب قابل بارش در ساعت های مورد مطالعه در سراسر ایران دارای روند کاهشی بوده است. این روند در بیش از 70 درصد پهن? کشور به لحاظ آماری و در سطح 95 درصد اطمینان معنی دار می باشد؛ اما در همه ساعات، نواحی جنوب شرق باوجود برخورداری از تغییرات بلندمدت کاهشی، فاقد روند معنی دار بوده است. نتایج بررسی ناهنجاری های آب قابل بارش جو ایران نشان داد که نواحی سواحل به دلیل هم جواری با منابع عظیم رطوبتی خلیج فارس، دریایی عمان و دریای خزر دارای دارای ناهنجاری های مثبت، و نواحی مرکزی، نواحی مرتفع و شمال غرب و شمال شرق کشور به دلیل دور بودن از منابع رطوبتی و متاثر بودن از ارتفاعات دارای ناهنجاری های منفی بوده است. نتایج حاصل از تحلیل چرخه ها نشان می دهد که چرخه های کوتاه مدت 2 تا 5 ساله بیشترین حاکمیت را در کشور داشتند. با این وجود بیشترین چرخه های کوتاه مدت در نواحی جنوب شرق رخ داده است. بیشتر دانشمندان چرخه ها 2 و 3 ساله را با ال نینو – نوسانات جنوبی و گردش عمومی جو و جریانات مداری مرتبط می دانند. همچنین چرخه های 5-2 ساله را به رخداد ال نینو مربوط دانستند. نتایج حاصل از بررسی توزیع احتمالاتی نشان داد که آب قابل بارش در تمام مقیاس(ساعتی، روزانه، ماهانه و سالانه) از توزیع گاما پیروی می کند.

پرفشار جنب حاره، سامانه همدید پویشی (دینامیکی) بزرگی در مقیاس سیاره ای است که مرکز آن بر روی اقیانوس اطلس شمالی قرار دارد. با توجه به موقعیت عرض جغرافیایی که کشور ایران در آن واقع شده است در دوره گرم سال،استقرار و رفتار این پرفشار پویشی (دینامیکی) در جو سبب حاکمیت هوایی گرم وخشک بر گستره وسیعی از قلمرو ایران می شود. از این رو هدف این مطالعه،تبیین همدید تغییرات زمانی – مکانی پرفشار جنب حاره در این دوره (دوره حاکمیت) و به عبارتی کشف مرزشمالی پرفشار جنب حاره بر روی ایران و تعیین زمان انتقال و همچنین میزان گستره آن بر روی ایران می باشد. در این پژوهش، جهت بررسی رفتار زمانی –مکانی پرفشار جنب حاره ابتدا تلاش شد شاخص پشته پرفشار جنب حاره بر روی ایران و برای هریک از ماه های سال برآورد شود. بدین منظور داده های ارتفاع ژئوپتانسیل، مولفه مداری و نصف النهاری باد برای ساعت gmt12 طی دوره 52 ساله (شامل 18993 روز از اول فروردین 1340 برابر 21 مارس 1961 تا 30 اسفند 1391 برابر با 20 مارس 2013) و با تفکیک مکانی 5/2×5/2 درجه قوسی از پایگاه داده مرکز پیش بینی محیطی/ مرکز ملی پژوهش های جوی ایالات متحده امریکا (nsep/ncar) اختیار شد. شاخص تعیین شده نشان داد که موقعیت مرز شمالی پشته در تراز 400 هکتوپاسکال و بالاتر و نیز 850 هکتوپاسکال و پایین تر قابل رؤیت نیست. بنابراین سه تراز در دسترس که حاکمیت پشته در آن قابل تشخیص و نیز داده های آن در دسترس است، ترازهای 700، 600 و 500 هکتوپاسکال است. درهرسه تراز مذکور وضعیت نسبتا̋ مشابه در طول سال دیده می شود. همچنین مشخص شد که در ماه های سرد سال، پرفشار جنب حاره به شکل محور غربی – شرقی و در امتداد مدارات در عرض های جنوبی تر از مرزهای ایران جای می گیرد. این شرایط تا خرداد ماه که پشته مزبور در تراز 700 هکتوپاسکال قابل تشخیص می باشد، ادامه دارد و از آن پس بر روی ایران قابل مشاهده است. در ماه مهر (پاییز) و در تراز 700 و 600 هکتوپاسکال پشته پرفشار، ضمن جابه جایی به سمت عرض های پایین تر (پایین تراز موقعیت ماه های گرم سال)، قرار می گیرد؛ ولی در تراز 500 هکتوپاسکال پشته فوق تنها تا اخر شهریور بر روی کشور مستقر می باشد. نتایج حاصل از بررسی فراوانی پشته پرفشار جنب حاره بر روی منطقه مورد مطالعه نشانگر ماهیت یکسان محل شکل گیری پرفشارهای جنب حاره و زمان انتقال زبانه پرفشار بر روی ایران در ترازهای انتخابی می باشد. بررسی روند پشته پرفشار در مقیاس روزانه، ماهانه و سالانه و همچنین روند فراوانی این پشته بیانگراین است که شیب خط روند پشته فوق بر روی ایران در طی دوره آماری مورد نظر در سطح 95 درصد و بالاتر معنی دار بوده ودر بیش ترین گستره ایران روند روزهای مثبت پرفشار جنب حاره افزایش داشته است. محاسبه تحلیل طیفی بر روی پشته پرفشار جنب حاره نشان داد که وجود دوره بازگشت چرخه 4-3 ساله این پرفشار در هر سه تراز انتخابی، که در سطح 95 درصد معنی دار است می تواند در ارتباط با شرایط سینوپتیکی و عملکرد نوسانات پیوند از دور پدیده جوی- اقیانوسی انسو (enso)¬ باشد.

سامانه اقلیم زنجیره ای از زیرسامانه هاست که به وسیله شارش های انرژی، ماده و تکانه از نظر درونی با یکدیگر وابسته هستند. این نظریه اقلیمی به شرایط مرزی به ویژه شارهای سطح زمین بویژه شارهای تابشی و گرمایی توجه می کند. از سوی دیگر نسبت شارهای گرمایی با بیلان انرژی تابشی و با یکدیگر می تواند نقش هر یک از انرژی های گرمایی را در رفتار سامانه جو بیان کند. همچنین می توان دریافت که چه مقدار از شار تابش خالص به شار گرمای زیرسطحی تبدیل شده و به لایه زیرسطحی هدایت شده است و در چه مواقعی این انرژی به سطح زمین بر می گردد. بعلاوه در مطالعه سامانه ها می توان دریافت که گرمای اصلی سامانه جو در یک مکان و زمان خاص از سال توسط کدام شار گرمایی تامین شده است و عامل مهم و فعال در سازوکار سامانه ها کدام شار گرمایی است. در این پژوهش از داده های ایستگاه های تابش سنجی زمینی، داده های دوباره واکاوی شده و داده های سنجش از دور برای مطالعه توازن انرژی سطح زمین در گستره ایران استفاده شده است. در بخش داده های دوباره واکاوی شده از داده های ساعتی و روزانه در دوره 10 ساله در فاصله سال های 2000 تا 2010 استفاده شده است. در بخش داده های دوباره واکاوی شده از مدل های فیزیکی برآورد توازن شار انرژی و در بخش سنجش از دور از مدل های bisht و tang استفاده شده است. نتایج پژوهش نشان دهنده منطقه بندی جدید و دقیق تر شارهای تابشی و گرمایی برای بهره برداری در انرژی های نوبا تفکیک کمتر از 50 کیلومتر است. بیشینه تغییرپذیری شارهای تابشی نشان می دهد که سواحل دریای کاسپین در استان گیلان و پس از آن نواحیزاگرس جنوبی در حوالی یاسوج و کوهرنگ در فصل زمستان از بیشترین وردش پذیری وضع هوا برخوردار هستند. پراکندگی شار طول موج بلند ورودی و گسیلایی محلی نیز تاثیر توپوگرافی و همچنین نقشه غلطت ذرات جو و آلودگی را برای کشور در دوره های زمانی مختلف ارائه می دهد. بیشینه سپیدایی سیاره ای در زمستان بیشترین گسترش برف را در منطقه بین همدان تا تبریزنشان می دهدوکمترین مقدار انرژی باقی مانده در سطح زمین و کمترین شار هدایت شده به لایه زیر سطحی در این نواحی مشاهده می شود. این امر نشان می دهد که بیشترین وارونگی های دمایی در این نواحی قابل مشاهده هستند. مقدار سپیدایی سیاره ای در طول سال نشان می دهد کهحداقل 30 درصد و حداکثر 65 درصداز شار تابش کل در سطح زمین باقی مانده و صرف ایجاد شارهای گرمایی و گرم کردن آن شده است. در فصل زمستان بیشتر بودن شار گرمای نهان در نواحی جنوب غرب نسبت به عرض های بالاتر نشان می دهد که بیشتر سامانه های ایجاد کننده این بارش ها از جنوب غرب و غرب کشور وارد کشور شده اند. در فصول زمستان و بهار افزایش شار تابش خالص به منزله تقویت شارهای گرمایی و به ویژه شار گرمای محسوس است که با افزایش نسبت شار گرمای نهان به شار تابش خالص افزایش بارش های همرفتی را بدنبال دارد. نتایج بدست آمده در زمینه انتقال انرژی از سطح زمین به جو نشان می دهد که در فصل زمستان،با افزایش نسبت شار گرمای نهان به شار گرمای محسوس، شار گرمای نهان در انتقال انرژی به لایه مرزی نقش موثری دارد. در حالی که در دوره گرم سال،بیشینه نسبت شار گرمای محسوس به تابش خالص دیده می شود و نشان می دهدکه شار گرمای محسوس نقش موثری در انتقال انرژی به لایه مرزی دارد. شارهای گرمایی در طول شب و شار تابش خالص در طول روز نقش بیشتری در ایجاد عدم توازن انرژی سطح زمین دارند و می توان نتیجه گرفت که توازن شار انرژی در کشور به صورت دو قطبی است. برآوردهای نزدیک مدل های ماهواره ای به مقادیر اندازه گیری شده ایستگاهی به ویژه در شرایط آسمان صاف دیده می شود و داده های سنجش از دور به تنهایی نمی توانند درک درستی از وضعیت شارهای تابشی را ارائه نمایند، نیازمند استفاده از داده های ایستگاهی هستند.