فهرست مطالب

نیوار - پیاپی 118-119 (پاییز و زمستان 1401)

نشریه نیوار
پیاپی 118-119 (پاییز و زمستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/07/01
  • تعداد عناوین: 12
|
  • مسلم صیدی شاهیوندی*، کمال امیدوار صفحات 1-12
    یکی از شکل های مهم بارش در چرخه آب شناسی مناطق کوهستانی برف است. در این پژوهش پس از جمع آوری آمار و اطلاعات مربوط به روزهای همراه با برف در طول دوره آماری (2018-1989) در ایستگاه های واقع در سطح سه استان کرمانشاه، ایلام و لرستان به بررسی روند روزهای برفی با استفاده از روش های تحلیل آماری و نیز توزیع زمانی و فراوانی روزهای برفی و روند تغییرات آن -ها به تفکیک ماهانه و سالانه پرداخته شد، به منظور آشکارسازی روند تغییرات سالانه روزهای برفی، آزمون های تعیین روند من- کندال و تخمینگر شیب سن مورد بررسی قرار گرفت. این آزمون ها برای سری زمانی 30 ساله مورد بررسی در مقیاس سالانه و ماهانه صورت گرفت. نتایج حاصل از تحلیل روند روزهای برفی به صورت ماهانه و سالانه در زاگرس میانی نشان داد، روزهای برفی در طول دوره ی آماری مورد مطالعه تغییر کرده است که بیشترین و کمترین تغییرات با بیشترین و کمترین فراوانی روزهای برفی در سطح منطقه مورد مطالعه مطابقت دارد، در واقع نواحی جنوب شرقی و شمال شرقی منطقه که دارای بیشترین فراوانی روزهای برفی بوده اند بیشترین تغییرات را نیز داشته اند. در مجموع بر اساس نتایج حاصل از بررسی روند تغییرات روزهای برفی در زاگرس میانی می توان اظهار داشت که روزهای برفی در منطقه مورد مطالعه دارای روند کاهشی است که این روند کاهشی در برخی ایستگاه ها و برخی سری ها (ماه ژانویه و سری سالانه)، در سطح اطمینان 95 درصد معنی دار شده است. بر اساس روش تخمین گر شیب سن نیز تغییرات روزهای برفی در سطح منطقه محسوس و قابل توجه است
    کلیدواژگان: زاگرس میانی، تحلیل آماری، پوشش برفی، ویژگی
  • سید مجتبی صفوی*، حمید مسلمی، مرضیه رضایی، راحله درویشی صفحات 13-24

    وقوع بارش های سنگین و رویدادهای حدی در اثر تغییر اقلیم اثرات مخربی را در زمینه اقتصادی، اجتماعی به جا گذاشته است. بنابراین مطالعه تغییرپذیری و تغییر رفتار رویدادهای حدی جوی بارش سنگین از اهمیت خاصی برخوردار است. در این پژوهش به منظور بررسی تاثیر تغییر اقلیم بر بارش های سنگین و دماهای حدی دوره پایه (2008-1989) با دوره آتی 20 ساله (2030-2011) برای ایستگاه های سینوپتیک بیجار، خلخال، زنجان و میانه واقع در حوضه آبریز سفیدرود پرداخته شد. بارش های سنگین و مقادیر حدی دمای بیشینه و کمینه با استفاده از مدل LARS-WG و سناریوی اقلیمی A1B، A2، B1 برای دوره 20 ساله آینده تولید شد. جهت شناسایی بارش های سنگین و دماهای حدی دوره مشاهداتی و آتی از روش بروکس استفاده شد. مطابق این روش دماهای حدی و بارش های سنگین دوره های پایه و آتی، به چهار دسته پنج ساله تقسیم شده و با استفاده از روش های آماری طبقه بندی گردیدند. نتایج حاصله حاکی از آن است که دماهای حدی در طی سال های آینده از نظر تعداد رخداد، روند نزولی ولی از نظر مقدار، روند صعودی را شاهد خواهیم بود و روند گرم شدن زمین در شاخص های دمای کمینه بیشتر از روند افزایشی مربوط به دمای بیشینه خواهد بود. برای بارش سنگین نیز طی دوره آتی میزان بارش در ایستگاه بیجار و خلخال روند صعودی و در ایستگاه های زنجان، قروه و میانه روند نزولی خواهد داشت و از نظر تعداد رخداد بارش های سنگین به جز بیجار در بقیه ایستگاه ها برای دوره آتی 20 ساله روند صعودی را شاهد هستیم.

    کلیدواژگان: دمای حدی، بارش سنگین، حوضه آبریز سفیدرود، روش بروکس، مدل LARS-WG
  • بابک محمدی* صفحات 25-36
    در این تحقیق تخمین دمای عمق 10 سانتی متری خاک ایستگاه سینوپتیک تبریز واقع در استان آذربایجان شرقی با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی(ANN) و ماشین بردار پشتیان(SVM) انجام گرفته است. از دو روش تحلیل مولفه اصلی(PCA) و آزمون گاما(GT) برای پیش پردازش داده ها و تعیین داده های ورودی استفاده گردید . با توجه به نتایج، برای ایستگاه تبریز 3 متغیر ورودی توسط آزمون گاما انتخاب شد. در روش تحلیل مولفه های اصلی نیز برای ایستگاه سینوپتیک تبریز چهار مولفه اصلی انتخاب شده است. نتایج مدل سازی حاکی از این است که، مدل ماشین بردار پشتیان مبتنی بر آزمون گاما (GT-SVM) با مجذور میانگین مربعات خطای 48/2 در جه سانتی گراد را می توان به عنوان مدل منتخب برای ایستگاه مذکور انتخاب کرد. در نهایت با توجه به نتایج می توان چنین نتیجه گرفت که روش های استفاده شده پیش پردازش داده ها در این تحقیق برای پیش بینی دمای خاک با یکدیگر اختلاف چندانی ندارند و هر دو روش به خوبی عمل کرده اند. همچنین مدل SVM در تمام تخمین ها نسبت به مدل ANN عملکرد قابل قبول تری داشته است.
    کلیدواژگان: استان آذربایجان شرقی، آزمون گاما، تحلیل مولفه اصلی دمای خاک، شبکه عصبی مصنوعی، ماشین بردار پشتیبان
  • آناهیتا خیرخواه*، غلامعلی کمالی، امیر حسین مشکواتی، حسین بابازاده، ابراهیم اسعدی اسکویی صفحات 37-52
    در این پژوهش سعی شده است که نوسانات پارامترهای مختلف هواشناسی در سطوح مختلف احتمالاتی در مراحل مهم در تقویم زراعی بررسی و مطالعه شود. برای انجام این مطالعه ابتدا تقویم زراعی سنتی از طریق گزارشهای مرکز تحقیقات برنج آمل و با کمک مصاحبه با شالیکاران و همکاری کارشناسان امور زراعی برنج تهیه شد. در بین مراحل مختلف در تقویم زراعی، 5 مرحله به عنوان مراحل اصلی شامل: آماده سازی زمین، خزانه، نشاءکاری، گلدهی و رسیدن دانه و برداشت انتخاب شدند . سپس داده های دما، بارش، رطوبت، سرعت باد، ساعت آفتابی و دمای سطح زمین در 9 ایستگاه هواشناسی به عنوان معرف مناطق عمده برنجکاری در استان .برای دوره آماری 2005 تا 2020 از سازمان هواشناسی دریافت گردید. . با توجه به تقویم زراعی و بازه های زمانی برای 5 مرحله نام برده و آستانه های مناسب و شرایط آب و هوایی در آن زمان، مطابقت شرایط مساعد برای عملیات شالیکاری در مراحل مختلف با شرایط واقعی بررسی و مقادیر مورد انتظار هر پارامتر در هر دوره در سطوح احتمالاتی مختلف محاسبه شد. نتایج نشان دهنده میزان و آستانه های احتمالاتی فراسنج های اثر گذار در مراحل 5 گانه تقویم کشت شالیزاری می باشند. نتایج نشان داد که متوسط دما در پنج مرحله نام برده به ترتیب 8/12، 3/14، 7/18، 7/20و 4/31 درجه سانتیگراد می باشد که در محدوده آستانه حرارتی مطلوب برای تمام عملیات زراعی بوده و شرایط مناسبی برای رشد برنج فراهم است.
    کلیدواژگان: برنج، تقویم زراعی، تحلیل احتمالاتی، پارامترهای هواشناسی، مازندران
  • منصوره کوهی، ابراهیم فتاحی، ابراهیم اسعدی اسکویی* صفحات 53-68
    تغییرات در زیست کره از 1970 با گرمایش جهانی منطبق است. طی دهه های اخیر، نواحی اقلیمی در هر دو نیمکره به سمت قطب شمال جابجا شده اند و فصل رشد در مناطق برون حاره ی نیمکره شمالی از دهه 1950 به طور میانگین تا دو روز بر دهه افزایش یافته است. در این پژوهش، تغییرات پیش نگری شده طول فصل رشد (GSL) و تاریخ آغاز فصل رشد در استان یزد با استفاده از سه مدل GFDL، HadGEM و MIROC5 تحت سناریوی RCP8.5 برای دوره 2040-2021 ارایه شد. نتایج نشان داد استان یزد GSL طولانی تری را در اقلیم گرم تر آتی تجربه خواهد کرد. بر اساس پیش نگری انجام شده تحت سناریوی RCP8.5، طول فصل رشد با جابجایی به سمت اوایل فروردین و اواخر زمستان در سه مدل در سه ایستگاه منتخب افزایش خواهد یافت. سناریوهای آتی دما این استان بر مبنای دو مدل GFDL و HadGEM شرایط نامناسب تری را نشان می دهد بطوریکه دما به طور معنی داری افزایش خواهد یافت. به دلیل حساسیت کشاورزی به شرایط آب و هوا و اقلیمی، این اثرات ممکن است بر تولید و بهره وری کشاورزی این استان به طور مستقیم یا غیر مستقیم تاثیر بگذارد.
    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، RCP، یزد، تاریخ کاشت
  • سیده عاطفه محمدی، مجید آزادی* صفحات 69-78
    ارزش اقتصادی و کارایی پیش بینی های احتمالاتی بیشتر از پیش بینی های یقینی متناظر است. در مراکز پیشرفته پیش بینی وضع هوا، صدور پیش بینی های احتمالاتی از اهمیت زیادی برخوردار است. در این پژوهش، ابتدا یک سامانه همادی 18 عضوی تشکیل شده است که هر یک از اعضای آن یک اجرای مستقل از مدل WRF با یک پیکربندی فیزیکی خاص است. به علت وجود محدودیت های سخت افزاری، دستیابی به یک سامانه همادی با تعداد اعضای کمتر و حفظ کارایی یک هدف اصلی است. در روش پس پردازش آماری BMA با توجه به تاریخچه خطای مدل در یک دوره آموزش به هر عضو همادی یک وزن تخصیص داده می شود. در این مطالعه، با حذف اعضاء با وزن کمتر، اندازه سامانه همادی به 7 عضو کاهش پیدا کرده است. مقایسه پیش بینی احتمالاتی به دست آمده از هر دو سامانه همادی نشان داد که سامانه همادی 7 عضوی دارای عملکردی مشابه با سامانه همادی 18 عضوی است. همچنین نتایج نشان می دهند که پیش بینی احتمالاتی صادر شده برای بارش تجمعی 24 ساعته از مهارت کافی برخوردار است.
    کلیدواژگان: پیش بینی عددی وضع هوا، پیش بینی احتمالاتی، سامانه همادی، مدل WRF، روش پس پردازش همادی BMA
  • مهدی اصلاحی*، فرناز پوراصغر، یونس اکبرزاده، محمد امیدفر، عباس شاهماری، ناصر منصوری درخشان صفحات 79-88
    در این تحقیق نقاط سیل خیز استان آذربایجان شرقی با استفاده از اطلاعات خسارات ناشی از سیل مدیریت بحران و آب منطقه ای برای بازه 1397-1378 شناسایی شده و نقشه توزیع مکانی و فراوانی رخداد سیل ترسیم شد. بیشترین فراوانی وقوع سیل در نیمه غربی استان به ویژه شهرستانهای مرند، شبستر و تبریز رخ داده است که در این میان سیل های با فراوانی بیش از 10 روز مربوط به شهرستانهای تبریز، شبستر، مرند، جلفا و سراب می باشد. به منظور تعیین الگوهای همدیدی برای هر روز بارش سیل آسا و شدید در استان نقشه های سطوح فوقانی جو و همچنین شاخص های ناپایداری جو به همراه نقشه skew-T مورد بررسی قرار گرفت. سامانه ها براساس منشا سامانه طبقه بندی و 7 سامانه که عبارتند از پرفشار سیبری، دریای سیاه، مدیترانه و دریای سرخ و همچنین ترکیبی از این سامانه ها شناسایی شد. بیشترین فراوانی سامانه ها مربوط به سامانه ی مدیترانه با 78 مورد و سامانه مدیترانه و دریای سیاه با 54 مورد در رتبه دوم است. سامانه بارشی از نظر عامل صعود هوا به دو دسته دینامیکی و حرارتی تقسیم می شوند و فراوانی سامانه های منجر به سیل به طور کلی 58 درصد مربوط به سامانه های دینامیکی و 42 درصد آنها مربوط به سامانه های حرارتی ناشی از تشکیل ابرهای همرفتی محلی می باشند.
    کلیدواژگان: سیل، نقاط حادثه خیز سیل، سامانه همدیدی
  • محمدحسین حجاریان، سارا عطارچی*، سید کاظم علوی پناه صفحات 89-106

    یکی از مهم ترین مسایل برنامه ریزی شهری، وجود نقشه های کاربری اراضی و پوشش زمین است. در دسترس بودن نقشه های کاربری اراضی موجب استفاده بهینه از امکانات و ظرفیت های موجود در مناطق شهری و برنامه ریزی هدفمند می شود. این مطالعه، تاثیر فیلتر های کاهش اسپکل بر طبقه بندی کاربری اراضی با داده های ترکیبی سنتینل1 و سنتینل2 در بندر ماهشهر مورد بررسی قرار داده است. فیلتر های پرکاربرد باکسکار ، میانه ، فراست ، گامامپ ، لی ، لی بهبودیافته ، لی سیگما  و همسایگی تطبیقی مبتنی برشدت  بر روی تصاویر سنتینل1 اعمال شد، با روش تلفیق گرم-اشمیت داده های سنتینل 1 در هر دو قطبش VV,VH با باندهای سنتینل2 ترکیب شد. سپس با طبقه بندی کننده جنگل تصادفی اقدام به تولید نقشه کاربری اراضی شد. بالاترین عملکرد فیلتر را در ترکیب قطبش VH با باندهای سنتینل2 ، فیلتر IDAN با صحت کلی 76.64% و ضریب کاپا 0.72 ارایه می کند. همچنین در ترکیب قطبش VV با باندهای سنتینل2، فیلتر میانه با صحت کلی 76.6% و ضریب کاپا 0.7 بالاترین عملکرد را ارایه می کند. با توجه به محیط مورد مطالعه و حضور مناطق دارای رطوبت به این منظور ترکیب دو قطبش VV,VH بدون استفاده از باندهای سنتینل2 نیز مورد مطالعه قرارگرفت. بالاترین عملکرد را فیلتر باکسکار با صحت کلی 95.56% و ضریب کاپا 0.94 ارایه کرد. با توجه به نتایج، نقش داده های سار با هر دو قطبش در جداسازی بهتر مناطق دارای رطوبت بسیار با اهمیت است.

    کلیدواژگان: بندر ماهشهر، سنتینل1، اسپکل، جنگل تصادفی، کاربری اراضی
  • مصطفی سلگی*، مهدی محمد مهدیزاده، عباسعلی علی اکبر بیدختی، اسماعیل حسن زاده صفحات 107-122
    ساختار های پخش دوگانه (Double Diffusion Convection)، در دو نوع انگشت نمکی (Salt-Fingering) و همرفت پخش (Diffusion Convection)، به دلیل گرادیان های قایم دما و شوری با ضرایب پخش متفاوت رخ می دهند و گردش ترموهالینی در تنگه هرمز موجب می شود تا غالبا در طول سال ساختار نمکی در سطح و در بخش های شمالی و میانی تنگه و ساختار همرفت پخش در عمق و بخش های جنوبی تنگه هرمز تشکیل شود. در این مطالعه شکل گیری ساختارهای پخش دوگانه و نقش آنها در تغییرات دمایی و انرژی گرمایی آب در تنگه هرمز بررسی شده است. این اثرگذاری به شرایط شکل گیری ساختارهای پخش و میانگین دما و انرژی گرمایی توده آب بستگی دارد. به دلیل نوسانات حاصل از ساختارهای پخش دوگانه در روزهای گرم سال، 5-2 درصد تغییر در دما و انرژی گرمایی آب مشاهده می شود، بطوریکه بیشینه تغییرات تا 5 درصد (تغییردر انرژی) در بخش های جنوبی تنگه رخ می دهد. تبادل گرمایی در طول فرآیند همرفت بیشتر از ساختار انگشت نمک (بیش از 10 برابر) است. با این وجود انرژی گرمایی در محل توده سرد و همرفت قوی کمینه است، و ساختار همرفت پخش با افزایش تبادل انرژی با محیط، ضعیف می شود. این تبادل گرمایی موجب می شود تا انرژی درونی آب تا حدود 250 ژول کاهش یابد. در حالیکه در طول رشد ساختار نمکی دما و انرژی گرمایی محیط (در مقیاس کوچک) افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: پخش دوگانه، انگشت نمک، همرفت پخش، تنگه هرمز، دما، انرژی گرمایی
  • محمد فرتوت عنایت*، کورش محمدپور، علی اصغر عبداللهی، بیتا جدی صفحات 123-136
    تالاب بین المللی هامون به عنوان دوازدهمین ذخیره گاه زیست کره مسکون ایران نقش مهمی در فعالیت های اجتماعی، اقتصادی، امنیتی، سیاسی و زیست محیطی جنوب شرق ایران دارد.در پژوهش حاضر با استفاده از سامانه گوگل ارث انجین و شاخص NDWI1 سنجنده مادیس و راستی آزمایی آن با تصاویرماهواره های لندست و سنتینل2 وضعیت نوسانات آبی تالاب های سه گانه هامون با تحلیل 1032 تصویر در سال های 2000 تا 2022 بررسی شد.نتایج نشان داد تالاب هامون«هیرمند» ناپایدارترین شرایط آبی را نسبت به دو تالاب دیگر داشته و به طورمیانگین میزان 31.5 کیلومتر مربع معادل 1.3 درصد از مساحت کل آن در دوره مورد مطالعه در حالت آبگیری بوده است.به عبارتی در این مدت 98.8 درصد مساحت آن خشک و به طور متناوب 226 ماه معادل 18.8 سال به صورت کامل خشک بوده است. بیشینه مساحت آبگیری این تالاب نیز در این مدت 183 کیلومتر مربع معادل 7.3 درصد از کل مساحت آن بوده است. همچنین تالاب هامون «صابری» با میانگین بیشینه مساحت آبگیری 243.7 کیلومتر مربع معادل 15.6 درصد از کل مساحت این تالاب در دوره مورد مطالعه، پایدار ترین شرایط آبی را داشته است و در این دوره 194 ماه معادل 16.2 سال به صورت متناوب دارای آب بوده است. همچنین بیشترین مساحت تحت آبگیری این تالاب با میزان 797 کیلومتر مربع معادل 51.1 درصد کل مساحت آن در سال 2020 ثبت شده است. این سطح آبگیری در منطقه خشک شمال سیستان و بلوچستان که میانگین بارندگی در آن 50 میلی متر است، می تواند منبع مهمی برای تامین آب بخش های مختلف لحاظ شود
    کلیدواژگان: تالاب هامون، تصاویر ماهواره، محیط زیست، آب، اقتصاد و امنیت
  • الهام مبارک حسن*، مهناز کریم خانی صفحات 137-154
    استان خوزستان تحت تاثیر توفان های گردوخاک است. هدف از این مطالعه تعیین مهم ترین عامل های اقلیمی و شرایط سطحی در انتقال و ‏انتشار گردوخاک های داخلی این استان می باشد. با استفاده از داده های سنجش از دور از سه منبع مختلف داده شامل ‏MERRA-2‎، ‏GLDAS‏ و آکوا، ‏میانگین ماهانه غلظت جرمی گردوخاک سطحی و گردوخاک ستون هوا و همچنین برخی متغیرهای اقلیمی شامل دما و باد سطحی، رطوبت ویژه و آهنگ ‏بارش باران و شرایط سطحی شامل رطوبت خاک و پوشش گیاهی از سال 2011 تا 2019 تهیه و توزیع آن ها ترسیم و تحلیل شد. نتایج تحقیق نشان می دهد، ‏استان خوزستان با متوسط شاخص پوشش گیاهی 15/0 مستعد فرسایش بادی و گردوخاک محلی است. همچنین غلظت جرمی گردوخاک سطحی و ‏گردوخاک ستون هوا از جنوب غرب به شمال شرق استان کاسته می شود که دلیل آن را می توان ساختار کوهستانی و همچنین افزایش فاصله مناطق شمال ‏شرق استان از کانون های بیرونی گردوخاک دانست. در توزیع ماهانه غلظت جرمی گردوخاک سطحی با دما و سرعت باد به ترتیب همبستگی 84/0 و 96/0 ‏داشته و با بارش، رطوبت خاک و شاخص پوشش گیاهی به ترتیب ضریب همبستگی 84/0-، 81/0- و 54/0- دارد. گردوخاک سطحی بیشترین همبستگی ‏را با عوامل اقلیم دارد که نشان دهنده تاثیر گردوخاک فرامحلی هستند. در توزیع سالانه، رابطه غلظت جرمی گردوخاک سطحی با پوشش گیاهی منفی به ‏دست آمد. همپنین ارتباط گردوخاک ستون هوا با پوشش گیاهی منفی و بارش مثبت بود.‏
    کلیدواژگان: گردوخاک، NDVI، رطوبت خاک، MERRA-2 و ماهواره آکوا
  • دنیا صادق نژاد*، ابراهیم فتاحی، غلامعلی کمالی، زهرا قصابی صفحات 155-165
|
  • Moslem Seidy Shahivandi *, Kamal Omidvar Pages 1-12
    One of the most important forms of precipitation in the hydrological cycle of mountainous regions is snow. In this research, after collecting statistics and information related to days with snow during the statistical period (1989-2018) in stations located in the three provinces of Kermanshah, Ilam and Lorestan. Also, the time distribution and frequency of snowy days and their change process were discussed monthly and annually, In order to reveal the trend of annual changes in snowy days, Man-Kendall trend determination tests and Sen's slope estimator were investigated. These tests were carried out for the 30-year time series examined on an annual and monthly scale. The results snow days trend in Middle Zagros showed that the snow days have changed during the statistical period of the study, that the highest and lowest changes correspond to the highest and lowest frequency of snowy days in the studied region, In fact, the southeastern and northeastern regions of the region, which had the highest number of snowy days, have also had the greatest changes. In general, based on the results of the investigation of the trend of snow days in the Middle Zagros, it can be stated that the number of snow days in the study area has a decreasing trend, and this decreasing trend in some stations and some series (months of January and series annually), has become significant at the 95% confidence level. Based on the Sen's slope estimator method, the changes of snow days in the region are noticeable and significant
    Keywords: Middle Zagros, statistical analysis, Snow cover, Characteristics
  • Mojtaba Safavi *, Hamid Moslemi, Marzeyh Rezai, Raheleh Darvishi Pages 13-24

    The occurrence of heavy rains and extreme events due to climate change has had devastating effects on the economic, social context. Therefore, studying the variability and behavior of heavy rainfall events and heavy rainfall is of particular importance. In this study, we investigated the impact of climate change on heavy rainfall and baseline temperatures (1989-2008) with a 20-year future period (2011-2030) for five stations in Bijar, Khalkhal, Zanjan and Mianeh in Sefidrood catchment. Heavy rainfall and maximum and minimum temperature values were generated using the LARS-WG model and climate scenario A1B, A2, B1 for the next 20 years. Brooks method was used to identify heavy precipitation and future temperatures of observation and future periods. According to this method, the upper temperatures and heavy rainfall of the base and future periods were divided into four groups of five years and were classified using statistical methods. The results show that the upper temperatures over the next few years will see an increase in the number of events, a downward trend but in terms of quantity, and the global warming trend in the minimum temperature indices will be higher than the maximum temperature related trend. . Heavy rainfall will be upward during the next period in Bijar and Khalkhal stations and in Zanjan, Qorveh and Middle stations.

    Keywords: Brooks’s approaches, Extreme Temperatures, Heavy precipitation, LARS-WG model, Sefidrud’s basin
  • Babak Mohammadi * Pages 25-36
    In this research, an estimate of the depth of 10 cm in the soil of the Synoptic Station of Tabriz in East Azerbaijan province was carried out using artificial neural network (ANN) and backward vector machine (SVM). Two main component analysis (PCA) and gamma (GT) tests were used for pre-processing data and input data. According to the results, for Tabriz station, 3 input variables were selected by gamma test. In the main components analysis method, four main components for the synoptic station of Tabriz were selected. The results of modeling indicate that the gamma-based gamma-ray machine (GT-SVM) model with a mean square error of 2.48 ° C can be selected as the selected model for the station. The most important variables known to estimate the temperature of the soil were the average temperature, sunshine, wind speed and relative humidity, respectively, by gamma test. Finally, according to the results, it can be concluded that the methods used for pre-processing the data in this study do not differ significantly in soil temperature prediction, and both methods have worked well. Also, the SVM model in all estimations has a more acceptable performance than the ANN model.
    Keywords: Eastern Azerbaijan Province, Gamma Examination, Main Analysis of Soil Temperature, Artificial Neural Network, Support Vector Machine
  • ANAHITA Kheirkhah *, Gholam Ali Kamali, Amirhossein Meshkvati, Hossein Babazadeh, Ebrahim Asadi Oskouei Pages 37-52
    It has been tried to investigate and study the fluctuations of different meteorological parameters at different probability levels in the important stages of the agricultural calendar. To conduct this study, first, the traditional agricultural calendar was prepared through the reports of the Amol Rice Research Center and with the help of interviews with rice farmers and the cooperation of rice agricultural experts. Among the various stages in the agricultural calendar, 5 stages were selected as the main stages including: land preparation, treasury, transplanting, flowering and ripening of seeds and harvesting. Then, the data of temperature, precipitation, humidity, wind speed, sunshine hours and surface temperature in 9 weather stations as representative of the main rice growing areas in the province for the statistical period of 2005 to 2020 were received from the Meteorological Organization. . According to the agricultural calendar and the time frames for the 5 mentioned stages and the appropriate thresholds and weather conditions at that time, the compatibility of the favorable conditions for rice cultivation operations in different stages with the actual conditions of investigation and the expected values ​​of each parameter in each period It was calculated at different probability levels. The results show the amount and possible thresholds of the effective parameters in the 5 stages of the rice cultivation calendar. The results showed that the average temperature in the five mentioned stages is 12.8, 14.3, 18.7, 20.7 and 31.4 degrees Celsius, respectively, which is within the optimal thermal threshold range for all agricultural operations.
    Keywords: : rice, agricultural calendar, Probabilistic analysis
  • Mansuoreh Kohi, Ebrahim Fattahi, Ebrahim Asadi Oskouei * Pages 53-68
    Changes in the land biosphere since 1970 are consistent with global warming: climate zones have shifted poleward in both hemispheres, and the growing season has on average lengthened by up to two days per decade since the 1950s in the Northern Hemisphere extratropic. In this research, projected change of growing season length (GSL) and the start date of the growing season over Yazd province are investigated using three GCMs (GFDL, HadGEM and MIROC5) under the RCP8.5 scenario during 2021-2040. The results indicate Yazd province will experience extended GSL in a warmer world. The thermal growing season has been projected to increase owing to the earlier onset of growth in late winter and spring. Therefore, the prolongation of GSL under the RCP8.5 is attributed to earlier onset. Future temperature and precipitation scenarios based on GFDL and HadGEM models under the RCP8.5 scenario show more unfavorable conditions for this province. Because of the sensitivity of agriculture to weather and climate conditions, these impacts can have substantial direct and indirect effects on production and profitability.
    Keywords: climate change, RCP, Yazd, planting date
  • Atefeh Mohamadi, Majid Azadi * Pages 69-78
    Numerical weather prediction (NWP) models are not completely accurate and error free, and there is always some uncertainty. The errors in weather forecasting stem from the limitations of human theoretical understanding of the atmosphere and the operational capacity to produce forecasts. It is necessary to make a forecast, along with an estimate of its uncertainty. This is accomplished by creating ensemble systems of weather forecasts differing in the initial conditions or physical formulation of NWP models. There are several methods for post-processing of ensemble forecasting, including Bayesian Model Averaging (BMA) and Ensemble Model Output Statistics (EMOS) that they are more popular because of higher efficiency and accuracy. In this research, first, an 18-member ensemble system is formed, which each member is an independent run of the WRF model with different physical configurations. BMA method was used to estimate the density function of predicting 24-hour cumulative precipitation. Due to some hardware limitations and access to an ensemble system with fewer number and more efficient members, the size of the ensemble system has been reduced to 7 members. Using the BMA method, a weight is assigned to each ensemble member. The size of the ensemble system is reduced by removing the members who had less weight. The probabilistic prediction verification obtained from the 7-member ensemble system in a test period from 15 January 2020 to 15 May 2020 has been checked using reliability diagram. The results show that the probabilistic predictions are sufficiently skilled for 24-hour cumulative precipitation.
    Keywords: Numerical Weather Prediction, probabilistic forecast, Ensemble system, WRF Model, BMA ensemble post-processing method
  • Mehdi Eslahi *, Farnaz Pourasghar, Younes Akbarzadeh, Mohammad Omidfar, Abbas Shahmary, Naser Mansouri Derakhshan Pages 79-88
    In this research, the flood-prone areas of East Azarbaijan province were identified using the flood damage information of regional water and crisis management for the period of 1378-1397, and a map of the spatial distribution and frequency of flood events was drawn. The highest frequency of floods occurred in the western half of the province, especially in the cities of Marand, Shabestar and Tabriz, among which the floods with a frequency of more than 10 days are related to the cities of Tabriz, Shabestar, Marand, Jolfa and Sarab. In order to determine synoptic patterns for each day of torrential and heavy rainfall in the province, maps of the upper levels of the atmosphere as well as indices of atmospheric instability were examined along with the skew-T map. The systems were identified based on the origin of the classification system and 7 systems, which include the high pressure of Siberia, the Black Sea, the Mediterranean and the Red Sea, as well as a combination of these systems. The highest number of systems is related to the Mediterranean system with 78 cases and the Mediterranean and Black Sea system with 54 cases in the second place. Precipitation systems are divided into two dynamic and thermal categories in terms of the air rising factor, and the frequency of systems leading to flooding is generally 58% related to dynamic systems and 42% of them related to thermal systems caused by the formation of clouds. They are local convection.
    Keywords: flood, flood prone areas, synoptical system
  • Mohammad Hossein Hajarian, Sara Attarchi *, Seyyed Kazem Alavi Panah Pages 89-106

    Land use and land cover maps are essentially needed for socio-economic development and environment protection. Accurate and up to date maps play an important role in urban planning. Synthetic Aperture Radar (SAR) sensors provides unique information from the Earth surface due to their imaging capabilities in all-weather condition. However, inherent speckle effect limits their application. In this study, the effect of speckle filtering on the land use/land cover (LULC) classification map in Bander-Mahshahr, Iran has been studied. Dual-polarimetric Sentinel 1-A (VH,VV) and multispectral Sentinel-2B were fused for classification purposes. Different speckle removing methods such as Boxcar, Median, Frost, Refined Lee, Lee Sigma, Intensity-Driven Adaptive-Neighborhood, Gamma Map, and Lee filters were applied on the Sentinel-1A dataset. The Gram–Schmidt (GS) fusion process was chosen to integrate the multispectral Sentinel-2 data and VH, VV bands of Sentinel-1 data. Then, the LULC (land use/land cover) was produced with a random forest classifier. IDAN filter has reached the highest overall accuracy (i.e., 76.64%) and Kappa coefficient (i.e., 0.72) on the combined VH polarization image and sentinel-2 bands. Also, in combining VV polarization with Sentinel 2 bands, the median filter provides the highest performance with overall accuracy of 76.6% and Kappa coefficient of 0.7. As the study area is located in a coastal environment and there is frequent cloud cover, the combination of two polarizations VV and VH without using Sentinel-2 bands was also studied. The highest performance was provided by the boxcar filter with an overall accuracy of 95.56% and a Kappa coefficient of 0.94. The obtained results confirm the high capabilities of SAR images in LULC mapping in a coastal city

    Keywords: Mahshahr Port, Sentinel 1, speckle, Random forest, land use
  • Mostafa Solgi *, Mahdi Mohammad-Mahdizadeh, Abbas Ali Ali Akbari Bidokhti, Smaeyl Hassanzadeh Pages 107-122
    Double Diffusion Convection (DD) structures, in two types of Salt-Fingering (SF) and Diffusive Convection (DC), occur due to vertical temperature and salinity gradients with different diffusion coefficients. And thermohaline circulation in the Strait of Hormuz often causes the formation of SF on the surface and in the northern or middle parts of the strait and DC structure in the depth and southern parts of the Strait of Hormuz. In this study, the formation of DD structures and their role in temperature changes and thermal energy of water in the Strait of Hormuz have been investigated. This effect depends on the formation conditions of diffusion structures and the average temperature and thermal energy of the water mass. Due to the fluctuations resulting from the DD structures in the hot days of the year, a 2-5% change in the temperature and thermal energy of water is observed. So that the maximum changes up to 5% (change in energy) occur in the southern parts of the strait. The heat exchange during the DC process is higher than that of SF (more than 10 times). However, the thermal energy is minimal at the place of the cold mass and strong convection, and the DC structure is weakened due to the increased energy exchange with the environment,. This heat exchange causes the internal energy of water to decrease by about 250 J. While during the growth of SF, the temperature and thermal energy of the environment (on a small scale) increases.
    Keywords: double diffusion, Salt-Fingering, Diffusive convection, Strait of Hormuz, Temperature, Thermal Energy
  • Mohammad Fartoot Enayat *, Kourosh Mohammadpour, Ali Asghar Abdollahi, Bita Jeddi Pages 123-136
    International Hamoon wetland has played an important role in social, economic, security, political and environmental activities in southeastern Iran as the 12th residential wetland. In this research, using the Google System inheritance of the Engine and the NDWI Index of Madis Sensor and its verification with Landsat and Satinel satellite imagery 2, the state of blue fluctuations of Hamoon triple wetlands with 1032 images in 2000 to 2022 was investigated The results show that the Hamoon wetland has had the most unstable water conditions compared to two other wetlands, and an average of 31.5 square kilometers, equivalent to 1.3% of its total area in the study period was in dewatering.In other words, 98.8% of its area is dry and alternately 226 months of 18.8 years was completely dry. The maximum water area of this wetland was 7.3% of its total area during this period of 183 square kilometers. Also, the Hamon wetland with the average of 243.7 square kilometers of 243.7 square kilometers equivalent to 15.6% of the total area of the wetland in the study period has been the most stable blue conditions, and in this period 194 months, 16.2 years has been alternately watered. Is. Also, the highest area of the wetland was recorded at 797 square kilometers of 51.1% of its total area in 2020. This dewatering level in the dried area of northern Sistan and Baluchestan, which is 50 mm aggregates, can be an important source of water supply.
    Keywords: Hamoon Wetland, Satellite Imagery, Environmental, Water, economy & security
  • Mahnaz Karimkhani Pages 137-154
    Khuzestan province is affected by dust storms. The purpose of this study is to identify ‎the most significant climate and surface factors in the emission and transfer of dust in this province. By means ‎of remote sensing data including MERRA-2, GLDAS as well as Aqua, the ‎monthly average mass concentration of surface dust, air column dust and climate and surface ‎variables from 2011 to 2019 have been prepared and analyzed. The result revealed that the ‎region with an average vegetation cover index of 0.15 is susceptible to wind erosion and local dust. Also the ‎result demonstrated that the dust surface concentration and the dust column density declines from the ‎southwest to the northeast of the region due to the increased distance from the cross-border dust sources and ‎also the mountainous structure of the northeast. Analyzing of the annual distribution, showed a negative ‎relationship between the dust surface mass concentration and vegetation, and also positive/negative relationship ‎between dust column density and vegetation/ precipitation. In the monthly distribution of dust ‎ surface concentration and wind speed a positive correlation of 0.84 and 0.96 obtained, respectively. while ‎negative correlation values of -0.84, -0.81, and -0.54 were found Respectively. Therefore, dust surface concentration has the highest correlation with climate factors, which indicate the impact of cross-border ‎dust. Based on the results obtained, the annual distribution, showed a negative relationship with the dust surface concentration and vegetation. In addition, the relationship between dust column density and ‎vegetation and precipitation showed negative and positive values, respectively.‎
  • Donya Sadeghnezhad *, Ebrahim Fatehi, Gholam Ali Kamali, Zahra Ghassabi Pages 155-165
    The amount of precipitation plays an essential role in the occurrence of floods. The more accurate the rainfall forecast is, the better the flood can be predicted. Numerical weather forecasting models such as WRF usually do not have suitable outputs for predicting the amount of precipitation in the first hours of implementation; This is intensified in the summer season on the southern shores of the Caspian Sea in the provinces of Gilan and Mazandaran. Because most of the heavy rains in this season occur in the form of convection and in small spatial and temporal dimensions. Using the extrapolation of GPM, TRMM satellite products to predict short-term rainfall up to 24 hours can be a suitable method to achieve the amount of rainfall with more appropriate resolution and accuracy. In this research, the occurrence of two daily precipitation systems of more than 40 mm in summer on the southern shores of the Caspian Sea was investigated. The results showed that the use of GPM, TRMM satellite products for short-term rainfall forecast up to 24 hours is more accurate compared to the model output. Statistical analysis showed a good correlation between model prediction and ground data and satellite data