فهرست مطالب

پژوهش های اقلیم شناسی - پیاپی 35-36 (پاییز و زمستان 1397)

نشریه پژوهش های اقلیم شناسی
پیاپی 35-36 (پاییز و زمستان 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/12/20
  • تعداد عناوین: 8
|
  • حبیبه حلمی، بهرام بختیاری، کوروش قادری صفحات 1-18
    خشکسالی پدیده ای است که احتمال وقوع آن در همه نقاط کره زمین و با هر شرایط اقلیمی وجود دارد. پیش بینی خشکسالی می تواند نقش مهمی در مدیریت منابع آبی و بهره برداری بهینه از آن ها ایفا کند. در این مطالعه، برای پیش بینی خشکسالی، کاربرد دو روش هوشمند سیستم استنتاج فازی-عصبی (ANFIS) و کنترل گروهی داده ها (GMDH) چند نمونه اقلیمی مختلف ایران مورد ارزیابی قرار گرفته است. به این منظور از شاخص بارش استاندارد شده (SPI) در سه مقیاس 6،3 و 12 ماهه استفاده شد. آمار و اطلاعات بارندگی طی یک دوره 20 ساله (2015-1996) در 7 ایستگاه سینوپتیک ایران با اقلیم های متفاوت بکار گرفته شد و جهت بررسی عملکرد مدل ها از سه معیار ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، ضریب تبیین (R2) و میانگین قدرمطلق خطا (MAE) استفاده شد. نتایج نشان داد که در روش ANFIS مقدار ضریب تبیین در کمترین حالت مربوط به SPI سه ماهه (SPI-3) با 59/0 و بیشترین آن در SPI دوازده ماهه (SPI-12) با مقدار 97/0 می باشد. در روش GMDH، مقادیر ضریب تبیین در هر سه مقیاس SPI و در تمامی اقلیم ها بین 90/0 تا 99/0 بدست آمد که نشان دهنده دقت قابل قبول این مدل بود. . همچنین نتایج حاکی از عملکرد مناسب SPI در مقیاس دوازده ماهه بودند. . در واقع، بهبود عملکرد مدل های ساخته شده با افزایش مقیاس زمانی محاسبه SPI، رابطه مستقیمی دارد. در نهایت نتایج مربوط به مقایسه مقادیر مشاهداتی و پیش بینی شده ی هر سه مقیاس زمانی با استفاده از روش GMDH در تمامی اقلیم ها نشان داد که پیش بینی خشکسالی با این روش قابل اطمینان و امکان استفاده از این روش برای پیش بینی های آتی میسر می باشد. بطور کلی نتایج تولید شده توسط هردو روش ANFIS و GMDH دارای دقت قابل قبولی می باشند اما پاسخ های بدست آمده از روش GMDH بهتر بوده و به عنوان مدل برتر در پیش بینی خشکسالی در این پژوهش معرفی می گردد

    کلیدواژگان: پیش بینی، دوره خشکی، ایران، GMDH، SPI، ANFIS
  • علی طباطباییان، محمدرضا پیشوایی، پیمان محمودی صفحات 19-40
    شاخص های چرخندگی از جمله شاخص های غیر فرارفتی گردش جوی و معرف نوع و شدت سامانه های فشاری در نقشه های همدیدی می باشند و معمولا در زمان و مکان میانگین گیری می شوند. در این پژوهش دو هدف اصلی دنبال می شود: هدف اول ایجاد شاخص های چرخندگی بلند مدت در جنوب ایران با استفاده از مدل گردش منطقه ای (RCM) و هدف دوم بررسی پاسخ های اقلیمی به شاخص های چرخندگی ایجاد شده است که بیانگر تاثیرات گردش جوی منطقه ای بر عناصر اصلی اقلیمی (دما و بارش) می باشند. شاخص های چرخندگی در تراز دریا و جوبالا (500 هکتوپاسکال) از نقشه های میانگین ماهانه استخراج شدند. این نقشه ها توسط مرکز فرایابی های اقلیمی (CDC) تهیه و توسط سازمان پژوهش های جوی و اقیانوسی (NOAA) ایالات متحده منتشر می شوند. به منظور بدست آوردن اندازه مناسبی از نقشه های همدیدی طول جغرافیایی 10 درجه غربی تا 80 درجه شرقی و عرض جغرافیایی 10 درجه شمالی تا 80 درجه شمالی انتخاب شدند تا پوشش مناسبی از سطوح اطراف که از نظر همدیدی به طور مستقیم یا غیر مستقیم بر الگوهای گردش جوی تاثیرگذار هستند به دست آید. این شاخص ها در 8 ناحیه از جنوب ایران(اهواز، شیراز، بوشهر، کرمان، بندرعباس، جاسک، زاهدان و چابهار) ایجاد گردیدند. معیار به دست آوردن این شاخص ها انحنا و گرادیان خطوط تراز می باشد که نشان دهنده نوع و شدت گردش است. سری های زمانی شاخص های چرخندگی در سطح زمین و جو بالا با خطایی کمتر از 10درصد ایجاد شدند. این شاخص ها برای منطقه ای به شعاع تقریبی 350-300 کیلومتر از هر مرکز معتبر می باشد. محدوده تغییرات این شاخص از 2- تا 2+ (با تفکیک 1/0) است که به ترتیب نشان دهنده اثر پرفشارها و کم فشار ها (یا الگوهای پشته و ناوه) در گردش جوی است. ترکیب شاخص های چرخندگی در سطح زمین و جو بالا در هر مرکز به طور پیشرفته ای، وضعیت اقلیم شناسی همدیدی منطقه را توضیح می دهد. نتایج به دست آمده الگوهای متضاد گردش جوی در نیمه گرم سال (آوریل تا سپتامبر) را در دو سطح نشان می دهد. با توجه به شاخص های چرخندگی ایجاد شده در نیمه گرم سال کم فشار حرارتی و در سطح 500 هکتوپاسکال پرارتفاع جنب حاره ای حاکم می باشد. در نیمه سرد سال (اکتبر تا دسامبر و ژانویه تا مارس) جریانات خارجی گردش جوی اجازه عبور از منطقه را پیدا می کنند. پاسخ های اقلیمی به شاخص های چرخندگی نشان می دهد که به طور کلی دما بهتر از بارش با شاخص های چرخندگی واکنش نشان می دهد.

    کلیدواژگان: شاخص چرخندگی، ایران، مدل گردش منطقه ای، دما، بارش
  • حسن ترابی پوده، رضا دهقانی، سعید رستمی صفحات 41-52
    خشکسالی یکی از پدیده های آب و هوایی است که در همه شرایط اقلیمی و در همه مناطق کره زمین به وقوع می پیوندد. پیش بینی خشک سالی نقش مهمی در طراحی و مدیریت منابع طبیعی، سیستم های منابع آب، تعیین نیاز آبی گیاه ایفا می نماید. در این پژوهش جهت تخمین شاخص بارش استاندارد 12 ماهه چهار ایستگاه باران سنجی نورآباد، الشتر، درود و بروجرد واقع در استان لرستان از مدل شبکه عصبی موجک استفاده شد و نتایج آن با سایرروش های هوشمند از جمله شبکه عصبی مصنوعی مقایسه گردید. برای این منظور از پارامتر بارش در مقیاس زمانی ماهانه در طی دوره آماری (1372-1392) بعنوان ورودی و شاخص بارش استاندارد بعنوان پارامتر خروجی مدلها انتخاب گردید. معیارهای ضریب همبستگی، ریشه میانگین مربعات خطا و میانگین قدر مطلق خطا برای ارزیابی و عملکرد مدلها مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد هر دو مدل قابلیت خوبی در تخمین شاخص بارش استاندارد دارند، لیکن از لحاظ دقت، مدل شبکه عصبی موجک در ایستگاه دورود ضریب همبستگی 811/0 و کمترین ریشه میانگین مربعات خطا 068/0 میلی متر و کمترین میانگین قدر مطلق خطا 051/0 میلی متر، در ایستگاه بروجرد ضریب همبستگی 885/0 و کمترین ریشه میانگین مربعات خطا 056/0 میلی متر و کمترین میانگین قدر مطلق خطا 048/0 میلی متر، ایستگاه الشتر ضریب همبستگی 827/0 و کمترین ریشه میانگین مربعات خطا 045/0 میلی متر و کمترین میانگین قدر مطلق خطا 039/0 میلی متر و در نهایت در ایستگاه نورآباد با ضریب همبستگی 849/0 و کمترین ریشه میانگین مربعات خطا 050/0 میلی متر و کمترین میانگین قدر مطلق خطا 046/0 میلی متر در مرحله صحت سنجی نسبت به سایر ساختارها جهت مدل سازی شاخص بارش استاندارد درمقیاس زمانی ماهانه عملکرد بهتری نسبت به شبکه عصبی مصنوعی از خود نشان داده است. در مجموع نتایج نشان داد استفاده از مدل شبکه عصبی موجک می‏تواند در زمینه تخمین خشکسالی موثر باشد که در نوبه خود برای تسهیل توسعه و پیاده سازی استراتژی های مدیریتی جهت جلوگیری از ایجاد خشکسالی مفید است.

    کلیدواژگان: بارش، خشکسالی، شاخص بارش استاندارد، شبکه عصبی موجک
  • مهسا معماریان فرد، شکوفه ستارزاده صفحات 53-70

    یکی از منابع اصلی آلودگی هوا در کلان شهرها، ترافیک و معضلات مرتبط با سیستم حمل و نقل می باشد. توسعه شبکه ترافیک و افزایش انواع مختلفی از وسایل نقلیه با سرعتهای مختلف با احتمال عملکرد ناقص سوخت، موجب افزایش آلودگی هوا شده که این امر اجتناب ناپذیر می باشد. همچنین این آلودگی سلامت عمومی شهروندان شهرها را با خطر مواجه کرده است. بر این اساس، الگو سازی آلودگی هوا به منظور پیش بینی مکانی غلظت آلاینده های هوا در مناطق شهری ضروری می باشد. در این تحقیق، به مطالعه موردی الگو سازی پخش آلاینده منوکسیدکربن (CO) درحواشی بزرگراه نیایش واقع در کلانشهر تهران برای دوره زمانی آبان ماه، سال 1394پرداخته شده است. این تحقیق با استفاده از نرم افزار CALINE4 و روش های سیستم اطلاعات جغرافیایی، به منظور ارائه نتایج، انجام شده است. غلظت COدر دامنه انتخابی برای نقاط مختلف با فاصله 500 متری از جوانب محور بزرگراه با در نظر گرفتن کلاسهای مختلف پایداری جو پیش بینی گردید. نتایج متاثر از هندسه بزرگراه، داده های ترافیکی و شرایط هواشناسی دوره مورد مطالعه می باشد. تطبیق نتایج برداشت شده توسط مشاهدات میدانی با الگوی پیشنهادی در چند نقطه انجام گرفت. نتایج الگو نشان می دهدکه با پایدار شدن جو و کاهش سرعت باد، غلظت CO در نقاطی که در جهت موافق وزش باد تحت تاثیر قرار دارند، به خصوص ناحیه شمال بزرگراه، افزایش می یابد. همچنین در نقاط واقع در خلاف جهت باد، غلظت CO به میزان حداقل باقی می ماند. غلظت آلاینده های پیش بینی شده با ازدیاد فاصله از بزرگراه به صورت نمایی کاهش یافته و در پایدارترین حالت جوی، در فواصل 25، 50، 100، 150و 300 متری از بزرگراه، غلظت CO به ترتیب به میزان 18% ، 48%، 57%، 73% و 96% زوال می یابد. در این مطالعه همچنین طیف پخش غلظت CO با استفاده از روش سیستم اطلاعات جغرافیایی برای پایدارترین حالت جوی دوره مورد مطالعه، آبان ماه، بدست آمد. نتایج نشان می دهد که غلظت آلاینده CO در دو ناحیه که اولی از محل نزدیک به تقاطع بزرگراه نیایش با خیابان ولیعصر تا خیابان سئول ودومی شامل بزرگراه نیایش در حدفاصل بین بلوار فرحزادی و بزرگراه اشرفی اصفهانی می باشد، دارای غلظت بیشتری نسبت به بقیه مناطق بزرگراه می باشد . بر اساس این نتایج، نواحی یادشده را می توان به عنوان ناحیه پرمخاطره اعلام نمود و باید با تغییرات شرایط مرزی مختلف، شدت تمرکز آلاینده منوکسید کربن را در این نواحی کاهش داد.

    کلیدواژگان: آلودگی هوا، الگوی پخش CO، شرایط جوی، CALINE4، سیستم اطلاعات جغرافیایی، بزرگراه نیایش
  • مرتضی پورزارع، علی حنفی صفحات 71-82
    پیش بینی نواسانات تراز آب دریا ابزاری کارآمد به منظور مدیریت جامع دریا و حفاظت مناطق ساحلی است. در دهه های اخیر تغییر پارامترهای اقلیمی سبب بروز تغییراتی در دمای سطح کره ی زمین، بارش، سرعت باد، ارتفاع امواج و تراز آب دریاها شده است. جریان های جزر و مدی یکی از عوامل عمده در شکل زایی و فرسایش ساحلی و نیز ایجاد مخاطرات محیطی در منطقه ی جنوب شرق کشور است که می تواند تحت تاثیر تغییرات آب و هوایی قرار گیرد. در این پژوهش ابتدا به بررسی روندتغییرات ترازسطحآب دریا در ایستگاه های جزر و مدی سواحل شمالی دریای عمان پرداخته شده و سپس ارتباط بین پارامترهای اقلیمی فشار هوا، نیروی باد و دمای هوا بر روند تغییرات تراز دریا مورد مطالعه قرار گرفته است. داده های مورد استفاده در این تحقیق شامل اطلاعات مربوط به پارامترهای اقلیم و نیز داده های مربوط به تراز آب دریای عمان در ایستگاه های جاسک و چابهار است که به ترتیب طی دوره آماری 20 ساله (2016 – 1997) از سازمان هواشناسی و مرکز کمیسیون بین المللی اقیانوس شناسی دریافت و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج حاصل از پژوهش نشان داد که در طی دوره ی مربوطه میانگین تراز دریا در بندر جاسک و چابهار به ترتیب 80میلی متر و 30میلی متر افزایش یافته است. همچنین ضریب تغییرات میانگین تراز دریا در طول دوره ی آماری مورد مطالعه به ترتیب با حدود 460میلی متر در بندر جاسک و حدود 400میلی متر در بندر چابهار متغیر بوده است. همچنین نتایج حاصل از همبستگی و تحلیل رگرسیون بین پارامترهای مستقل فشار، دما و تنش باد بر پارامتر وابسته میانگین تراز دریا نشان داد که بین میانگین های ماهانه پارامترهای تراز دریا، دما، فشار جو و سرعت باد همبستگی معنی داری وجود دارد. در هر دو ایستگاه مورد مطالعه بین پارامترهای اقلیمی سرعت باد و دمای هوا با تراز دریا همبستگی مستقیم و بین فشار هوا و تراز دریا همبستگی معکوس وجود دارد. یعنی افزایش دمای هوا و سرعت باد باعث افزایش تراز سطح دریا و افزایش فشار هوا (الگوی پرفشار) باعث ایجاد جوی پایدار و کاهش تراز سطح دریا می گردد.

  • فرشته کمیجانی، شهرزاد ناهید صفحات 83-100
    در این تحقیق داده های اندازه و سمت باد اندازه گیری شده در 7 ایستگاه هواشناسی موجود در طول ساحل شمالی خلیج فارس (شامل: آبادان، بوشهرساحلی، دیر، کنگان جم، کیش، بندرلنگه و بندرعباس) با هدف تعیین الگوی تغییرات باد منطقه در یک دوره بلند مدت مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور الگوی کلی ماهانه، فصلی و سالانه ی باد و به طور همزمان روند تغییرات آن در ساعات مختلف شبانه-روز از روش های مختلف تحلیل شده است. بررسی ها نشان داد که در مناطق مختلف سواحل شمالی خلیج فارس، شکل گیری بادها به عوامل مختلفی همچون موقعیت خط ساحل، شرایط مختلف فصلی و وجود عوارض ساحلی مانند کوه ها بستگی دارد. به گونه ای که با پیش روی از نیمه ی غربی به شرق خلیج فارس از قدرت بادهای نظام مند کاسته شده و نسیم های دریا و خشکی به واسطه ی نزدیک شدن کوه ها به ساحل تاثیرات بیشتری بر الگوی باد منطقه می گذارند. در فصل زمستان، بادهای نظامند حاکم بر نیمه غربی خلیج فارس ناشی از حضور کم فشارهای غربی هستند در حالی که طی تابستان، الگوی تغییر بادهای این منطقه ناشی از گسترده شدن کم فشار حرارتی شمال غرب هند است. در فصل تابستان، ، یک نظام کم فشار میان مقیاس بر روی الگوی باد برای نیمه شرقی خلیج فارس اثر گذار است که بادهایی با جهت شمال شرقی تا جنوب شرقی را در این منطقه ایجاد می نمایند. در حالی که بادهای نظام مند در غرب منطقه اهمیت بیشتری دارند برای ایستگاه های شرقی خلیج فارس حاکمیت با نسیم دریا و نسیم خشکی است. نتایج نشان داد که در این منطقه نسیم دریا و خشکی در تمام سال وجود دارند و سرعت آنها با حرکت به سمت شرق کاهش حدود 2 الی 3 متر بر ثانیه ای را تجربه می نماید. از دیگر نتایج به دست آمده این است که به طور متوسط نسیم دریا در تابستان پرتکرار و قوی تر از سایر فصول بوده و در مقایسه با نسیم خشکی تندی بیشتری نیز دارد. با این وجود در فصل زمستان به علت طولانی بودن شب نسبت به روز، درصد فراوانی وقوع نسیم خشکی بیشتر از نسیم دریا به دست آمده اما همچنان از شدت کمتری نسبت به نسیم روزانه برخوردار است.

    کلیدواژگان: خلیج فارس، باد غالب، باد نظام مند، نسیم دریا، نسیم خشکی
  • جعفر محرمی آزاد، ناصر صفایی صفحات 101-112
    در این مقاله، به بررسی فرآیندهای سازمان هواشناسی و نحوه دسته بندی آنها درقالب آیتمهای سازمانیپرداخته شده است.این آیتمها در هر سازمان نقشه فرآیندها و نحوه انجام کار و وظایف سازمان رانشان می دهد.در سطح کلان فرآیندها در غالب فرآیندهای مدیریتیفرآیندهای محوری(اصلی) فرآیندهای پشتیبانی دسته بندی و در سطوح پایین تر به اختصار به نحوه انجام آنها و جریان اطلاعاتدر سازمان پرداخته می شود. خط مشی عمومی، مجموعه ای از تصمیمات به هم وابسته است که به وسیله گروه ها(کارشناسان) با هدف دستیابی به اهداف خاص یا به دست آوردن ابزار مناسب برای دستیابی به آن اهداف اتخاذ می شود.این تصمیمات با توجه به نحوه انجام فرآیندها و بازنگری نحوه انجام آنها اتخاذ می شود.
    کارکرد اصلی استراتژی، خلق مزیت رقابتی برای سازمان است و این کاراز راه خلق ارزش (با تعیین فرآیندهای کلیدی عامل موفقیت) برای کاربران انجام می شود.استراتژی را می توان از منظر ویژگی های آن تعریف کرد، یا چگونگی شکل گیری آن را توضیح داد و یا به نقش آن در موفقیت سازمان اشاره داشت.ازمنظر فرآیند ، استراتژی عبارتست از: ایجاد شایستگی های متمایز کننده در سازمان برای خلق ارزش.
    روند اجرا و بررسی های انجام گرفته در مقاله ابتدا از طراحی نقشه فرآیندهای سازمان به منظور انتقال سازمان از حالت "وظیفه گرا" به "فرآیندگرا" آغاز شده، سپس هر یک از سنجه های فرآیند به شاخصهای کلیدی عملکرد در نقشه استراتژی اتصال یافته اند، آنگاه ارتباط هر یک از فرآیندها در نقشه فرآیندها با نقشه استراتژی در نمونه عملیاتی طرح مدیریت دانش جهت مدیریت عملکرد فرآیندها براساس کارت امتیازی متوازن در سازمان هواشناسی کشور مشخص شده است.
    کارت امتیازی متوازن که توسط آقایان کاپلان و نورتن از چهار منظر اصلی تشکیل شده است ولی با مطالعات فراوان از منظر ی دیگر نیز سازمان مورد بررسی قرار گرفت و نهایتا این مدل که توسعه یافته مدل اصلی کارت امتیازی متوازن می باشد بعنوان مدلی جهت ارزیابی سازمان هواشناسی تدوین شده است در این مقاله از طریق این مدل به بررسی و چگونگی تهیه و تولید داده پرداخته ایم و نهایتا به نمونه ای موفق از جمع آوری داده بشکل هوشمند در سازمان هواشناسی کشور پرداخت شده بطوریکه توانسته ایم نرخ نمونه برداری داده را از ساعت به دقیقه افزایش دهیم.

    کلیدواژگان: ایستگاه خودکار هواشناسی، داده های دیدبانی هواشناسی، نقشه فرایند، استراتژی، کارت امتیازی متوازن
  • پویا عاقل پور، مهدی نادی صفحات 113-126
    مدلسازی و پیش بینی متغیرهای هواشناسی اهمیت ویژه ای در برنامه ریزی محیطی دارد. سری های زمانی از جمله مدلهایی است که در این راستا می توان از انواع فصلی آن مثل SARIMA استفاده نمود. در این تحقیق از این مدل برای مدلسازی و پیش بینی دمای میانگین ماهانه 5 ایستگاه همدیدی در اقلیم های مختلف کشور استفاده شده است. داده های ایستگاه های آبادان، اصفهان، انزلی و دو ایستگاه تبریز و مشهد با اقلیم مشابه طی سال های 1951-2011 میلادی، توسط تابع ACF از حیث وجود روند فصلی مورد بررسی قرار گرفتند و پس از اعمال درجه تفاضلگیری فصلی، وارد مدل SARIMA شدند. خروجی های مدل توسط معیار بیزی شوارتز، جذر میانگین مربعات خطا و ضریب تعیین ارزیابی شدند. نتایج نشان داد بهترین مدل ها برای این 5 ایستگاه فوق به ترتیب مدل های SARIMA(1,0,1)(1,1,1)12،SARIMA(2,0,2)(3,1,1)12، SARIMA(1,0,0)(1,1,1)12، SARIMA(1,0,2 )(1,1,1)12 و SARIMA(0,0,1)(0,1,1)12 بوده و پارامترهای مدل جهت پیش بینی مقادیر ماهانه دوره ی 2012-2014 استخراج شد. تغییرات خطای پیش بینی در افق های 6، 12، 18، 24، 30 و 36 ماهه در دوره ی سه ساله ی پیش بینی بررسی شده و توانایی بالای مدل در پیش بینی گام های بلندمدت در آینده مشخص گردید. در بین ایستگاه های مورد بررسی بهترین برآورد مربوط به ایستگاه آبادان در اقلیم فراخشک گرم بود که مقادیر شاخص های خطا به صورت 41/322=SBC،°c22/1=RMSE و 98/0= بدست آمد. پس از آبادان، این مدل به ترتیب درایستگاه های انزلی در اقلیم مرطوب معتدل، اصفهان در اقلیم فراخشک سرد، و تبریز و مشهد در اقلیم نیمه خشک سرد دارای عملکرد مطلوب تری است.

    کلیدواژگان: سری های زمانی، دمای ماهانه، پیش بینی بلند مدت، مدل های تصادفی، تابع خود همبستگی
|
  • Habibeh Helmi, Bahram Bakhtiari, Korosh Qaderi Pages 1-18
    The results of model evaluation during training and testing demonstrated significant accuracy differences between various models. Results showed that in the ANFIS, minimum of R2 in SPI-3 was 0.59, in hyper-humid climates (Ramsar and Bandar-e-Anzali) and maximum of R2 in SPI-3 was 0.78, in hyper-arid climate (Zahedan) and humid climate (Yasuj). Also minimum of R2 in SPI-6 was 0.75, in semi-arid climate (Hamedan) and maximum of R2 in SPI-6 was 0.87, in hyper-arid and arid climates (Zahedan and Mashhad). In SPI-12, minimum of R2 was 0.88, in hype-arid and semi-arid climates (Zahedan and Hamedan) and minimum of R2 was 0.97 in arid climates (Mashhad). Also, results of ANFIS showed that membership functions type and climates type don't have effect on ANFIS performance and when model is using precipitation in two delay step and SPI in 3 delay step, it has acceptable and high accuracy results. In the GMDH, R2 is between 0.91-0.99 in all three SPI scales (SPI-3, SPI-6 and SPI-12) and in all climates which it indicates the acceptable accuracy of this model. In order to evaluate the results of GMDH models, the best models related to M4 and M9 that input variables are {SPI(t-1), SPI(t-2), SPI(t-3), SPI(t-4), SPI(t-5)} and {SPI(t-1), SPI(t-2), SPI(t-3), SPI(t-4), SPI(t-5), P(t-1), P(t-2)}. RMSE values indicated that it increases when climate type is changing. Hyper-humid and humid climates have RMSE more than other climates. It related to precipitation effect in models performance. M5 and M6 models that use just precipitation in the previous months have low performance in drought forecasting. Also results indicate that SPI is appropriate for 12-month scale. In fact, the performance of the models has direct relationship with the increasing of the SPI time scale. Finally, The results of the comparison of observed and calculated values of three SPI scales (SPI-3, SPI-6 and SPI-12) using the GMDH model in all climates showed that drought forecasting is reliable when this method used and it'll use possibility for future drought forecasting. In general, the results are accurate when using ANFIS and GMDH but the performance of the GMDH model is better than other model. Also, execution speed and GMDH calculations are far more than the ANFIS. Finally, in this study, GMDH propose as the best model for drought forecasting

    Keywords: Forecasting, Drought, GMDH, ANFIS
  • Ali Tabatabaian, Mohammad Reza Pishvaei, peyman mahmuodi Pages 19-40
    Based on the results obtained in all of the studied centers in the semi-warm year, contrasting pressure systems are dominant in two levels. That is, in the sea level, thermal low pressure is dominant and at 500 hpa level, subtropical high pressure is dominant. The mean correlation coefficient in eight studied centers between the monthly surface cyclonicity indices (SCI) and the monthly upper cyclonicity indices (UCI) is -42.5, which this contrast is more evident in southwest of the country with the mean correlation coefficient of -0.55.
    With regard to created cyclonicity indices, the initiation of thermal low pressure on activity on the surface of the earth in the south and southeast parts of the country is earlier than the southwest regions of Iran. The initiation of this thermal system is March (with a mean of + 0.7) in the south and southeast regions and May (with a mean of +0.7) in the southwest. The peak of this low-pressure activity was in July, which its value was + 1.5 in the south and southeast and + 1/2 in the southwest regions. The thermal low-pressure system in the south of Iran has been active until September, and this thermal system weakened and disappeared since the beginning of October. This thermal system is stronger in southeast of Iran than other regions in the warm half of year with a mean of +1.
    In the warm season in the middle atmosphere (500 hpa level), we see subtropical high pressure system in south of Iran. The initiation of the system's activity has been around May and peak of its activity was in July. The system is gradually weakening in October and disappearing in November. The created cyclonicity indices show that subtropical high pressure system is stronger in south and southwest regions with mean of -1.0 compared to that in eastern regions in the warm half of year. In the cold half of year when the inter-tropical convergence zone displaces to lower latitudes, western flows are allowed to pass through south of Iran by disappearing of thermal low-temperature and subtropical high pressure at the above atmosphere. According to cyclonicity indices created on the surface of the earth and the above atmosphere, it was observed that anticyclone type of atmospheric flow has weak dominance to cyclone type of atmospheric flow in whole region in the cold half of year. On the surface of earth, this was more evident for southwest part of country (with mean of -0.6).
    According to the results obtained, it was shown that in general, temperature shows better correlation cyclonicity indices, compared to precipitation (according to calculated coefficients). This result suggests that precipitation has high temporal and spatial variations compared to the temperature. Generally, temperature in the cold half season of the year is correlated better UCI indices and the effect of these two indices on the temperature in the warm half of year is almost the same. Given the fact that most of precipitations occur in the cold half of year in this region, in the region occurs in the cold season, results show that among these two indices, UCI indices  control the major part of precipitation in south of Iran. This index has a significant effect on precipitation with a positive effect and temperature with a negative effect. It means that cyclonic dominance at the 500 hpa level would lead to precipitation and reduced temperature.  Such a situation occurs during the winter with the presence of dynamic high pressure systems in the region.
    Keywords: Cyclonicity index – Iran_Regional Circulation Model – temperature_precipitation
  • hassan Torabipodeh, Reza Dehghani, Saeed Rostami Pages 41-52
    Drought is a natural and irreversible phenomenon that results from a reduction in rainfall over a given period of time. This phenomenon begins slowly and its impact gradually and over a relatively long period of time appears in different sectors, such as water resources, agriculture, the environment, and so on. Therefore, it is difficult to determine precisely the time of the onset and end of this phenomenon, due to the nature of the drought, it is difficult to detect the beginning and the end of the drought. Drought prediction in water resource systems plays an important role in reducing drought damage. Traditionally, in the last few decades, drought has been widely used to predict fit and mathematical models. For prediction of drought, a variety of approaches have been introduced in hydrology, in which intelligent models are the most important ones. In this study, monthly rainfall data of Nahrabad, Alshtar, Dorood and Boroujerd stations in Lorestan province were used to evaluate the accuracy of models in drought prediction. For modeling, wavelet network and artificial neural network models were used and the results were compared to each other for the accuracy of the studied models.
    Materials and methods
    In this research, four rain-impact stations of Nurabad, Alshatr, Dorood and Borujerd in Lorestan province were selected as the study area and drought analysis was carried out using SPI standard rainfall index at a 12-month time scale at these stations. . For this purpose, rainfall parameter was selected on monthly basis during the statistical period (1394-1374) as input and standard rainfall index as the output parameter of the models.
    Wavenet called wavelet-based neural network which combined with wavelet theory and neural networks have been created.It also have supportive of the benefits and features of neural networks and charm and flexibility and strong mathematical foundations and analysis of multi-scale wavelet . a combination of wavelet theory with neural network concepts to the creation of wavelet neural network and feedforward neural shock  can be a good alternative for estimating approximate nonlinear functions .Feedforward neural network with sigmoid activation function is in the hidden layer While at the nerve shocked wavelet ,wavelet functions as activation function of hidden layer feedforward networks are considered, In both these networks and scale wavelet transformation parameters are optimized with their weight.
    Artificial neural networks inspired by the brain's information processing systems, design and emerged intoTo help the learning process and with the use of processors called neurons trying to understand the inherent relationships between data mapping between input space and optimal space. Hidden layer or layers, the information received from the input layer and output layer are the processing and disposal.Based on the artificial neural network structure, its major features high processing speed, the ability to learn the pattern,The ability to extend the model after learning, flexibility against unwanted errorsNo disruption to   error on the part of the connection due to weight distribution network. The first practical application of synthetic networks with the introduction of Multilayer Perceptron network wasConsultants. for training this network back propagation algorithm is used.The basis of this algorithm is based on error correction learning ruleThat  consists of two main routes.By adjusting the parameters in the MLP model error signal and input signal occurs.Determine the number of layers and neurons is the most important issues in simulation with artificial neural network.
    The criteria of correlation coefficient, root mean square error and of mean absolute error were used to evaluate and performance compare of models.
    Results and Discussion
    The results showed that both models have a good ability to estimate the standard rainfall index, but in terms of accuracy, the wavelet neural network model has shown better performance than artificial neural network.
    The results also showed that the wavelet neural network model has less error than the artificial neural network, and this model (wavelet neural network) has shown an acceptable accuracy in estimating most of the values. On the other hand, the results of the drought index test showed that in both models, the Drood station is more consistent with observational values.
    Conclusion
    Overall, the results showed that the use of wavelet neural network model can be effective in drought estimation, which in turn is useful for facilitating the development and implementation of management strategies to prevent drought.
    Keywords: Precipitation, Drought, Standardized Precipitation Index, Wavelet Neural Network
  • mahsa Memarianfard, shokofeh satarzadeh Pages 53-70

    One of the main sources of air pollution in metropolitan areas is the traffic and the associated problems in the transportation system. Traffic network development and increasing the number of different types of vehicles with different speeds, leading possibility of incomplete fuel burning, can increase air pollutant concentration which is often inevitable; moreover, has endangered the health of civilian in cities. Accordingly, air pollution modeling to predict spatial concentration of air pollutants across the cities is required. In this research, a case study of carbon monoxide emission, near Niayesh expressway in Tehran megacity, for duration of 23rd October 2015 to 21st November 2015, has been conducted. This research is carried out by using CALINE4 software, presenting the results upon GIS-based methods. The CO concentration across the selected domain is predicted at different points by the distance of 500 m at the sides of expressway axis considering different atmospheric stability classes. The results are affected by path geometric of expressway, traffic data and weather conditions during the study period. The proposed model calibration has been obtained by predicting model results with some measured point values. The results of the proposed model have presented the CO pollutant concentration increase in the areas affected along the wind direction, especially in the north side of the expressway while there is stabilized atmosphere and wind speed is decreasing. Furthermore, the CO concentration is remained at minimum level along opposite wind direction. The predicted pollution concentrations with increasing distance from the expressway show  exponentially reduction trend and have been decreased at distances of 25, 100, 150, and 300 meters from expressway axis as 18%, 48%, 57%, 73%, and 96%, respectively.  In this study, the CO concentration in GIS system was predicted, for duration of 23rd October 2015 to 21st November 2015, which is the most stable period of atmospheric condition. The obtained results represent that the CO concentration along two zones of Valiasr street to Seoul street and Farahzadi Boulevard to Ashrafi Esfahani highway are more than the rest. Accordingly, the conditions of two named zones are introduced as high hazardous zones which are in need of pollutant reduction by the changes in boundary conditions.

    Keywords: Air Pollution, Distribution Model of CO, Atmospheric Conditions, CALINE4, Geographical Information System, Niayesh Expressway
  • Morteza pourzare, ali Hanafi Pages 71-82
    The tidal phenomenon leaves the most important effect on the coastline range. By the movement of coastline tension due to tide, waves and coastal currents find the opportunity to exert changes on coastline by the formation of geomorphic shapes in the coast.
    As mentioned earlier, three factors including pressure, wind force, and temperature have been considered in the field of presenting a model for forecasting sea level and sea level model is presented according to these variables. The results show that there is a high correlation between monthly parameters of sea level, temperature and atmosphere pressure. On average, monthly sea level in the stations of Jask and Chabahar in the research periods indicated very high seasonal changes with climate parameters such as temperature, pressure and wind rate. Increasing trend of sea level and temperature and decreasing trend of pressure in Oman Sea show gradual changes of climate of this research. Multi-correlation coefficient between parameters of MSL, P, W and T shows that there is a significant correlation between these parameters, and as we expected, there is a reverse correlation between MSL and P that is related to reverse effect of barometric pressure on the sea level.
    During 20 years period in the stations of Jask and Chabahar increasing trend of sea level in Jask and Chabahar are 80 mm and 30mm respectively. Yet, the highest range of sea level changes in Jask (about 460mm) in comparison to Chabahar (about 400mm) can be related to the changes of wind blow. The highest rate of Wind direction for Jask port is from south and west. . In multi variable correlation between the variables of temperature, pressure and wind rate with sea level in both stations, correlation between temperature and wind with sea level is direct and reverse between pressure and sea level. The rate of increase for tidal gauge datum is about 0.33 mm in every month. So, we can anticipate about 396 mm uprising of water in northern coast of Oman for the next century. According to tidal gauge information in Chabahar, the amount of sea level rise is about 0.12 mm every month. So, it is necessary to have a concise and exact investigation about the procedures related to environments of coastlines and research about tidal condition of region and parameters affecting climate.
    Keywords: sea level, statistical models, climate indicators, the northern coast of Oman Sea
  • Fereshteh Kamijani, Shahrzad Nahid Pages 83-100
    Results show that the Persian Gulf's coastline structures and features (e.g. mountains) play key roles in determining wind characteristics in northern side of the Persian Gulf. By advancing from west to east part of the Persian Gulf, general wind pattern is controlled by various wind components (systematic or land-sea breeze components). While, systematic wind are govern in western head's wind structure, land-sea breeze play a key role for determining wind features in the eastern sections, where systematic component is impact inconsiderable. Decreasing of mountains distance from beach in eastern rather (Daier station to Bandar Abbas) than western coasts (Abadan station to Daier) is main reasons to decrease the systematic wind energy by its friction with mountains. The land-sea breeze effects on local wind structures increase due to positive impact of mountains that intensified it in eastern parts. In the other hand, land and sea breezes influence intensify when systematic wind is calm. Land and sea breezes speed decrease slightly about 2ms-1 to 3ms-1 from west to the east. Through the seasonal analysis, it is deduced that summer's sea breeze is more intense and the possibility of its occurrence is much more frequently than other seasons. Also it is more sharply rather than land breeze during all seasons. Since nighttime is longer than daytime, land breeze occurred more than sea breeze with less speed values during winter.

    Keywords: Persian Gulf, dominate wind, systematic wind, sea breeze, land breeze
  • Jafar Moharamai Azad, Naser Safaei Pages 101-112
    In this paper, we examine the processes of the meteorological organization and how they are categorized as organizational items. These items in each organization map the processes and the way in which the organization performs its tasks and tasks. At the macro level, processes are dominated by the processes of the central processes the main categories of support processes are categorized and at lower levels, they will briefly describe how they are conducted and the flow of information in the organization. Public policy is a set of decisions that are tied up by experts to achieve specific goals or to obtain the appropriate means to achieve those goals. These decisions are made according to how the processes are performed and how they are done. To be the core function of the strategy is to create a competitive advantage for the organization, and it can be used to create value (by defining the key factors of the success factor) for users. Strategies can be defined from the standpoint of its characteristics or how it is shaped or its role in the success of the organization. The process, strategy is intended to create distinctive competencies in the organization to create value. The process of conducting and reviewing the paper was initially initiated from the design of the organization's process map in order to transfer the organization from task-oriented to processor, then each of the process metrics are linked to the key performance indicators in the strategy map. Then, the relationship of each of the processes in the process map with the strategy map in the operational sample of the knowledge management project for managing the performance of processes based on a balanced scorecard has been identified in the meteorological organization The balanced scorecard, compiled by Kaplan and Norton from four main perspectives, was studied by many organizations from a different perspective, and ultimately this model, developed by the original model of the balanced scorecard, is a model for assessing the Meteorological Organization This paper describes how to produce and generate data through this model and ultimately have been successful in collecting intelligent data in the Meteorological Organization of the country so that we have been able to sample the data from an hour to Minutes increase.
    Keywords: Automatic Weather Station, Meteorological Observation Data, Process Map, Strategy, Balanced Scorecard
  • Pooya Aghel poor, Mehdi Nadi Pages 113-126
    Introduction
    Temperature is the most important climatic element and also one of the main factors in climatic zonation and classification and accordingly fluctuations and significant variations in the temperature of the globe or global warming have been considered as the most important phenomena of climate change in the present century. Therefore, prediction of climatic elements will necessary give planners more time to plan and provide necessary measures. To predict data series, stochastic statistical models have been used extensively in hydrological, weather and climate themes, including models such as Time Series or Box-Jenkins models. In this research, SARIMA seasonal stochastic model is used for modeling and forecasting the average monthly temperature of 5 synoptic stations from 4 different climates of Iran, to examine the model accuracy for estimating average monthly temperature of different climates.
    Methodology
    Five synoptic stations were selected in the cities Abadan, Isfahan, Anzali, Tabriz and Mashhad which were placed in 4 climatic classes; warm and super dry, cold and super dry, temperate and humid, cold and semi-arid, cold and semi-arid by De Martonne method’s evaluating and had long-term data on monthly temperature over the years 1951-2014.
    The time series model, which is also called as the Box-Jenkins model, is a model commonly used to measure time-based data. This model which was introduced for the first time by Box and Jenkins in 1976, is intended for numerical simulation as well as prediction of the variables sorted by time that are recorded at the same time intervals. Among the time series models, the SARIMA model has been used in this research, which can be used to simulate the stochastic behavior of seasonal time series.
    Autocorrelation function (ACF): This function is a very important function in the analysis of time series modeling, especially periodic time series. Among ACF’s usages, displaying and analyzing seasonal trends in data, and assessing return period of the series can be mentioned.
    Model evaluation criteria: In order to ensure the accuracy of modeling and prediction, the outputs of the model should be compared with the same times’ actual values. For this, Schwarz Bayesian criterion, Root Mean Squared Error and coefficient of determination () have been used in this study.
    Discussion
    The temperature series were measured by ACF and a seasonal trend was confirmed with a 12 return period in each series and after 4 degrees of seasonal differencing, it was found that the best removing of the seasonal trend, is in the first degree in all series. Data were divided into two sections: 61 years old for calibration and 3 years old for validation that the first 61 years, by entering seasonal and non-seasonal autoregressive and moving average model from 0 to 3, in total 256 models for temperature series of each synoptic station were extracted, their outputs were measured by the evaluation criteria and the best models of each series were used to predict a long step in the next 3 years or 36 months. Best model for Abadan station was SARIMA(1,0,1)(1,1,1)12, Isfahan station was SARIMA(2,0,2)(3,1,1)12, Anzali station SARIMA(1,0,0)(1,1,1)12, Tabriz station SARIMA(1,0,2)(1,1,1)12 and Mashhad station was SARIMA(0,0,1)(0,1,1)12 and their errors was evaluated during 6, 12, 18, 24, 30 and 36 months forecasting horizons which expressed the remarkable accuracy of these models to forecast the monthly temperature time series.
    Conclusion
    During the evaluations, SARIMA model in order to accuracy, in Abadan synoptic station with modeling Root Mean Squared Error=1.23 and predicting Root Mean Squared Error =0.97 degrees of centigrade had the best performance among the 5 synoptic stations’ temperature series and after that the stations Anzali, Isfahan, Tabriz and Mashhad had the best results with the Root Mean Squared Error in order 1.36, 1.44, 1.81 and 1.90 degrees of centigrade for modeling, and 1.58, 1.06, 1.86, 1.46 degrees of centigrade for predicting. Estimating average monthly temperature during the similar statistical period, At these stations, the model shows that the model has the highest accuracy in estimating and predicting the temperature of hot and super dry climate of Khuzestan province, then in the temperate and humid climate of the north of the country, then in the cold and dry climate of Isfahan province, after that in the cold and semi-arid climate of the northwest and at last in the cold and semi-arid climate of Iran’s northwest.
    Keywords: Time series, Monthly temperature, Long-term Forecasting, Stochastic Models, Autocorrelation function