فهرست مطالب

نشریه نیوار
پیاپی 114-115 (پاییز و زمستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1401/03/17
  • تعداد عناوین: 12
|
  • علی اکبر حیدری* صفحات 1-14

    مدل بندی داده های مقادیر فرین، یعنی بیشترین و کمترین مقادیر پدیده های طبیعی به وسیله فرمول های آماری، پیش بینی رفتار اینگونه داده ها در آینده را امکان پذیر می سازد. یکی از روش های تحلیل داده های مقادیر فرین، روش فزونی ها است و در آن تمامی فزونی های بالای یک سرحد بزرگ، با استفاده از توزیع پارتوی تعمیم یافته مدل بندی می شوند. در این مقاله، با استفاده از این روش، به هر کدام از داده های مقادیر زیاد و مقادیر کم دمای ایستگاه هواشناسی تبریز در بازه زمانی 1330 تا 1399 مدل آماری مناسب برازش داده شده است. سپس پارامترهای مدل ها، برآورد شده و نیکویی برازش آنها مورد ارزیابی قرار گرفته است. در پایان برخی پیش بینی های لازم مانند میانگین دوره های بازگشت مقادیر کمینه و بیشینه دمای شهر تبریز برای مدت زمانهای مختلف، انجام شده است. از جمله نتایج این تحقیق این است که با اطمینان 95 درصد، یک کران بالا برای بیشینه دمای هوای تبریز برابر با 56/42 درجه سانتیگراد با میانگین دوره بازگشت 20 ساله و یک کران پایین برای کمینه دمای هوای تبریز برابر با 37/22- درجه سانتیگراد با میانگین دوره بازگشت 20 ساله است.

    کلیدواژگان: دمای بیشینه، دمای کمینه، توزیع پارتوی تعمیم یافته، پیش بینی، دوره بازگشت
  • هانیه دهقانی سرگزی، ام البنین بذرافشان*، حسین زمانی صفحات 15-26

    با توجه به اهمیت تغییرات اقلیمی در بخش کشاورزی و وابستگی میزان عملکرد محصولات دیم به نزولات جوی به ویژه محصول استراتژیک گندم، ارایه اطلاعات صحیح در زمینه وقوع خشکسالی و ترسالی ضروری است. این تحقیق با هدف ارزیابی عملکرد تولید گندم دیم در ایران تحت تاثیر پدیده خشکسالی صورت گرفته است. آمار اقلیمی و عملکرد گندم دیم کشور طی دوره آماری 1983 تا 2014 از سازمان های متبوع تهیه گردید. اقلیم هر منطقه براساس روش دومارتن گسترش یافته مشخص گردید. با استفاده از SPEI شاخص خشکسالی کشاورزی در مقیاس های 3، 6، 9، 12 و 18 ماهه در هر اقلیم محاسبه گردید و براساس روش آمبروترمیک دوره مرطوب سال به عنوان دوره موثر بر رشد گندم دیم انتخاب و در هر سال مقادیر SPEI در این دوره ها متوسط گرفته شد که نماینده تغییرات SPEI سالانه در مقیاس های مورد مطالعه باشد. میزان عملکرد گندم بصورت سالانه استاندارد گردید و با روش همبستگی اسپیرمن، ارتباط بین SPEI با عملکرد محاسبه شد. همچنین روند زمانی و مکانی خشکسالی و عملکرد نیز در ایران مورد بررسی قرار گرفت. طبق نتایج بدست آمده، بالاترین همبستگی در بخش جنوب شرق، غرب و شمال غرب در مقیاس های 3 تا 6 ماهه و کمترین همبستگی مربوط به شرق مشاهده گردید. نتایج نشان داد، روند خشکسالی در ایران رو به افزایش و روند عملکرد فاقد روند معنی دار و گاها کاهشی است. نتایج این تحقیق، کاربرد مفیدی در مدیریت و برنامه ریزی توسعه کشت گندم دیم براساس شرایط اقلیمی در آینده خواهد داشت.

    کلیدواژگان: خشکسالی کشاورزی، گندم دیم، عملکرد، متغیرهای آب و هوایی
  • سکینه خان سالاری*، مجید آزادی صفحات 27-40
    در این مطالعه، به بررسی تاثیر تفکیک افقی و قایم مدل WRF بر پیش بینی بارش پرداخته شده است. بدین منظور، شبیه سازی بارش های سنگین رخ داده در منطقه غرب ایران با استفاده از داده های GFS به عنوان شرایط مرزی و اولیه در مدل پیش بینی عددی میان مقیاس WRF و با پیکربندی ارایه شده در جدول 1 با دو تفکیک افقی و چهار ترکیب متفاوت در موقعیت و تعداد ترازهای قایم انجام شده است. نتایج نشان می دهد در روزهایی که شدت بارش رخ داده قابل توجه است، با افزایش تفکیک افقی نتایج شبیه سازی بارش بهبود می یابد. اما اگر مقدار بارش قابل توجه نباشد میانگین نتایج شبیه سازی با افزایش تفکیک افقی اجرای مدل تغییر چندانی را نشان نمی دهد. همچنین افزایش تفکیک مدل در راستای قایم لزوما منجر به افزایش مهارت پیش بینی بارش نمی شود و گاهی منجر به فراپیش بینی نیز می شود. به طور کلی با افزایش تفکیک قایم در بالای لایه ذوب مهارت پیش بینی افزایش می یابد. همچنین افزایش تفکیک قایم در لایه زیرین وردسپهر تنها در بارش های سنگین منجر به افزایش مهارت پیش بینی می گردد. بنابراین تاثیر افزایش تفکیک مدل بر مهارت پیش بینی به شدت به موقعیت افزایش ترازها و شدت بارش بستگی دارد. علاوه بر این روابط جداسازی عامل های موثر در بالای لایه ذوب و لایه زیرین لایه ذوب نشان می دهد که با افزایش تفکیک مدل در سرتاسر لایه وردسپهر، به طور کلی مهارت پیش-بینی در حالت میانگین کاهش می یابد. این مطلب به علت برهمکنش منفی فرآیندهای موثر در وردسپهر زیرین و فرآیندهای خردفیزیکی بالای لایه ذوب است.
    کلیدواژگان: بارش سنگین، تفکیک افقی، تفکیک قائم، WRF، لایه ذوب، جداسازی عامل ها
  • مهدی اصلاحی*، فرناز پوراصغر، یونس اکبرزاده صفحات 41-51
    در مدیریت ریسک بلایا، شناخت، پیش بینی و پیش آگاهی وقوع آن نقش بسزایی در کاهش خسارات دارد. لذا شناسایی رخدادهای حدی و بررسی تغییرات وقوع آنها دارای اهمیت بسیاری است. بدین منظور تحلیل پدیده های حدی رخداده در استان آذربایجان شرقی طی 10 و 5 سال اخیر (1397-1388) براساس دستورالعمل سازمان هواشناسی جهانی (WMO) مورد بررسی قرار گرفته و پهنه بندی گردید. شاخص های مورد بررسی عبارتند از: امواج گرمایی، امواج سرمایی، بارش های حدی، گرد و غبار و تگرگ. در بازه ی زمانی مورد مطالعه مناطق مختلف استان تحت تاثیر رخدادهای حدی اقلیمی قرار داشته اند. شاخص های حدی گرمایی نشان می دهد طی 5 سال اخیر موج گرما، طول و شدت آن نسبت به دوره ی10ساله افزایش یافته است که نشان دهنده ی اثر تغییراقلیم طی سال های اخیر است. موج سرما و شدت آن در 5 سال اخیر افزایش یافته ولی طول موج سرما نسبتا کاهش یافته است. بارش سنگین طی 5 سال اخیر در نیمه ی شمالی استان افزایش یافته است. تعداد رخداد تگرگ در طی10 سال روند محسوسی ندارد و توزیع آن در دو دوره ی 10 و 5 ساله تقریبا مشابه است. شهرستان های مراغه، تبریز، اهر، جلفا، ورزقان، سراب، عجب شیر و شبستر به ترتیب بیشترین رخدادهای حدی را در طول دوره ی 10 سال اخیر تجربه نموده اند.
    کلیدواژگان: رخداد حدی، موج گرما، موج سرما، بارش سنگین، تگرگ، گرد و غبار
  • مسعود پورغلام آمیجی، محمد انصاری قوجقار، خالد احمدالی* صفحات 52-69
    در این پژوهش برای پیش بینی طوفان های گرد و غبار، داده های ساعتی گرد و غبار و داده های ماهانه دمای بیشینه، کمینه، میانگین، سرعت بیشینه باد و مجموع بارش در سه ایستگاه سینوپتیک آبادان، اهواز و بستان با طول دوره آماری 25 ساله (2014-1990) گردآوری شد. برای بررسی تاثیرپذیری طوفان های گرد و غبار از نوسانات اقلیمی علاوه بر متغیرهای مذکور، شاخص خشک سالی استانداردشده بارش-تبخیر و تعرق (SPEI) نیز در پنجره زمانی فصلی محاسبه گردید. پیش بینی تعداد روزهای همراه با طوفان های گرد و غبار در مقیاس فصلی با استفاده از چهار روش هوش مصنوعی شامل MLP، ANFIS، RBF و GRNN انجام شد که در قالب سه آزمایش شامل بررسی تاثیر افزودن ویژگی های کمکی بر روی پیش بینی، بررسی تاثیر تعداد فصل های گذشته در پیش بینی و بررسی بهترین تکنیک از بین مدل های استفاده شده مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در تمامی ایستگاه ها، استفاده از همه ویژگی ها باعث بهبود پیش بینی گرد و غبارشده است و مقدار شاخص میانگین قدر مطلق خطا (MAE) برای ایستگاه های آبادان، اهواز و بستان به ترتیب برابر با 1/15، 1/66 و 0/66 به دست آمد که همگی مربوط به فصل پاییز بودند. همچنین نتایج نشان داد که در ایستگاه بستان، با فرض ثابت بودن داده های چهار فصل گذشته و استفاده از تمام ویژگی های ورودی، مدل ANFIS باعث می شود که خطای پیش بینی کمتر شده و نتیجه بهتری حاصل شود. در ایستگاه آبادان استفاده از مدل MLP چنین نتیجه ای را به دست می دهد. ضمن اینکه در ایستگاه اهواز مدل RBF بهترین مدل شناخته شد.
    کلیدواژگان: پارامترهای اقلیمی، شبکه های عصبی، طوفان های گرد و غبار، SPEI، هوش مصنوعی
  • راضیه پهلوان*، محمد مرادی، سحر تاجبخش، مجید آزادی، مهدی رهنما صفحات 70-83
    در این تحقیق شبیه سازی عددی دو رخداد مه فرارفتی و تابشی در فرودگاه اردبیل در ژانویه 2015 با استفاده از برونداد مدل میان مقیاس WRF و الگوریتم دید SW99 برای پیش بینی دید افقی انجام شد. برای بررسی حساسیت پیش بینی مه به طرحواره لایه مرزی سیاره ای (PBL)، از 6 طرحواره ی YSU، MYJ، ACM2، MYNN2.5، MYNN3 و QNSE استفاده شد. نتایج نشان داد که شبیه سازی این دو رخداد مه به فرآیندهای لایه مرزی سیاره ای حساس است. همچنین به دلیل ارتباط پیش بینی مه به کمیت های دما، دمای نقطه شبنم، نم نسبی و سرعت باد، حساسیت شبیه سازی این متغیرها نیز به طرحواره های PBL مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که شبیه سازی مه فرارفتی با بیشتر طرحواره های PBL با موفقیت انجام شد و طرحواره های YSU، ACM2 و MYNN2.5 عملکرد بهتری در شبیه سازی مه فرارفتی داشتند. طرحواره QNSE در شبیه سازی مه فرارفتی موفق نبود. در شبیه سازی مه تابشی، بیشتر طرحواره های PBL قادر به شبیه سازی نم نسبی مورد نیاز برای تشکیل مه در زمان رخداد مه نبودند و چند ساعت قبل از شروع رخداد مه تابشی، مدل WRF با بیشتر طرحواره ها کاهش دید ناشی از رخداد مه را شبیه سازی کرد. به طور کلی طرحواره های QNSE و MYJ نسبت به طرحواره های دیگر عملکرد ضعیف تری در شبیه سازی دما، دمای نقطه شبنم، نم نسبی و سرعت باد داشتند.
    کلیدواژگان: مدل WRF، مه فرارفتی، مه تابشی، حساسیت سنجی، طرحواره PBL
  • غزاله احمدیان احمدآباد، محمود ذاکری نیری* صفحات 84-96

    بعلت بروز خشکسالی های متمادی و کاهش شدید بارندگی در چند دهه اخیر، پیش بینی وضعیت اندازه جریان منابع آب های سطحی در رودخانه ها جهت مدیریت منابع آب اهمیت ویژه ای یافته است. ازاین نظر، اندازه ی بده ی عبوری از رودخانه ها که مهم ترین منبع تغذیه ی آب پشت سدها است، جزء مهم ترین عوامل در زمینه ی پیش بینی آب های سطحی به شمار می رود. برای ارزیابی دقت شبیه های مختلف، از داده های رواناب13ایستگاه فاقد روند در حوضه ی آبریز دز استفاده شده است. در این تحقیق، به منظورشبیه سازی رواناب در حوضه ی آبریز دز، ازروش های شبکه عصبی مصنوعی، رگرسیون و استنتاج فازی استفاده گردید. نتایج شبیه سازی رواناب با کاربرد روش های ذکر شده با استفاده از شاخص های آماری R،RMSE و NSEارزیابی گردیدند. درحالت کلی نتایج حاکی از دقت قابل قبول هر سه روش می باشد. مقایسه بین مدل هایANN، ANFIS و SVR نشان داد هر چند که اختلاف در دقت مدل ها بسیار ناچیز است، می توان گفت هر سه مدل جواب قابل قبول و نزدیک به هم داشته اند. نتایج نشان می دهد که ANN و ANFIS با رویکرد کلاسترینگ به ترتیب با نش ساتکلیف 0.66 و 0.66 در دوره ی تست، توانایی بیشتری در شبیه سازی نسبت به دو مدل SVR و ANFIS با رویکرد شبکه بندی دارند.

    کلیدواژگان: حوضه ی ابریز دز، شبکه عصبی مصنوعی، رگرسیون بردار پشتیبان، سیستم های استنتاج عصبی فازی تطبیقی
  • مرتضی شریف، سارا عطارچی* صفحات 97-107
    جنگل های مانگرو طی دو دهه اخیر در پی تغییرات الگو های پارامترهای اقلیمی با چالش های جدی مواجه شده اند. از این رو، پایش و بررسی مداوم این اکوسیستم ها در سطوح محلی و منطقه ای به منظور اولویت بندی اقدامات مدیریتی و فراهم کردن زیرساخت های مطلوب برای کاهش ویا جلوگیری از این تنش ها ضروری است. برای این هدف در این تحقیق، تغییرات جنگل های مانگرو با استفاده از تصاویر ماهواره ای (لندست 8)، داده های هیبریدی و هواشناسی از ایستگاه های زمینی هواشناسی در سطح منطقه خلیج فارس و دریای عمان بین سال های 2020-2013 ارزیابی شد. نتایج مطالعه حاکی از روند افزایش دمای سطح آب دریای عمان با 12/0 و خلیج فارس با °C 2/0 است. شوری سطح دریای عمان با روند سریع تری نسبت به خلیج فارس در حال افزایش است. در صورتی که متوسط شوری در خلیج فارس بیشتر است. از طرف دیگر، بر اساس شاخص NDVI سرعت تغییرات میزان کلروفیل گیاهان در اکوسیستم های مانگرو سواحل خلیج فارس بیشتر از دریای عمان مشاهده شد. میزان همبستگی بدست آمده بین NDVI با دمای هوا، بارش و دمای سطح آب نشان داد که این عوامل بیشترین تاثیرگذاری را بر روند تغییرات جنگل های مانگرو در کرانه های عمان و خلیج فارس داشته اند. با این حال، در مناطق مختلف این تاثیرپذیری متفاوت بود. مانگروهای واقع در منطقه قشم بیشترین تاثیرپذیری (با 8/0 R2 برای دمای هوا و 3/0 R2 با دمای سطح دریا) را از این عوامل داشته اند. سپس، جنگل های مانگرو در سواحل بوشهر بیشترین همبستگی را با این پارامترها نشان داده اند. اما این همبستگی در اکوسیستم های مانگرو سواحل چابهار کمتر بود.
    کلیدواژگان: جنگل های مانگرو، شوری سطح دریا، دمای سطح دریا، خلیج فارس، NDVI
  • احسان رستمی سقز، محمدعلی شریفی، مهدی حسنلو صفحات 108-116

    خط ساحلی به عنوان مرز بین آب و خشکی تلقی می شود. سواحل از مهم ترین عوارض زیست محیطی بوده که بر زندگی انسان ها به طور مستقیم اثر گذار است. بالا رفتن سطح دریاها به سبب گرمایش زمین باعث شده است شهرهای ساحلی از جمله مناطقی باشند که  تهدید می شوند. بنابراین مدیریت و برنامه ریزی جهت جلوگیری از فرسایش سواحل از موارد مهمی است که باید به آن توجه کرد. در این تحقیق به بررسی تغییرات سواحل با استفاده از تصاویر ماهواره سنتینل-1 در استان مازندران،  ساحل بین شهرهای چالوس تا تنکابن پرداخته ایم. بدین منظور از دو تصویر در تاریخ 15/01/2019 و 01/09/2021 استفاده شده و تصاویر موردنظر از سامانه گوگل ارث انجین  اخذ شده است. در مرحله پیش پردازش تصاویر به تصحیح خطای ارتفاعی منطقه  موردمطالعه و تعدیل نویز اسپکل پرداختیم. سپس لبه ساحل به کمک  حد آستانه اوتسو درتصاویرکشف شد.  درنهایت جهت محاسبه میزان رسوب گذاری وفرسایش ساحل با تکنیک  EPRاز سامانه تحلیل رقومی خط ساحلی (DSAS) استفاده شد.  در 87 درصد ساحل این منطقه شاهد فرسایش ساحل بوده ایم. مقدار فرسایش بطور میانگین حدود 7 متر درسال است.

    کلیدواژگان: خط ساحلی، گوگل ارث انجین، سنتینل-1، حد آستانه اوتسو، سامانه تحلیل رقومی خط ساحلی، نویز اسپکل
  • نوشین خدام، سارا عطارچی، مهدی رهنما، ساویز صحت*، سحر تاج بخش صفحات 117-125

    غلظت کلروفیل در محیط های دریایی نشان دهنده میزان فیتوپلانکتون و در نهایت تولید زیست بوم های دریایی است. غلظت کلروفیل ثابت نیست و  به کمیت های نظیر دمای سطح دریا [1] و عمق نوری هواویزها [2] بستگی دارد؛ همچنین دارای تغییرات فصلی است و همبستگی بین این عوامل در عمق های متفاوت، مختلف است. بررسی رابطه بلند مدت بین تغییرات دمای سطح دریا و عمق نوری هواویزها با غلظت کلروفیل در سواحل خلیج فارس و دریای عمان با استفاده از محصولات روزانه MODIS در بازه زمانی 2003 تا 2020 نشان می دهد در نواحی سواحلی که دارای عمق آب کمتری است، همبستگی بیشتر است. بیشترین میزان همبستگی در نواحی جنوبی خلیج فارس که کم عمق ترین منطقه در خلیج فارس و دریای عمان است، مشاهده شده است. روند تغییرات دمای سطح دریا و عمق نوری هواویز در دو منطقه خلیج فارس و دریای عمان، مشابه است و مقادیر بیشینه آن در فصل تابستان و کمینه آن در زمستان مشاهده شده است. این روند فصلی در غلظت کلروفیل معکوس است؛ به طوری که کمترین مقادیر در تابستان و بیشترین مقادیر در زمستان مشاهده شده است. همچنین بررسی مطالعه رخداد گردوخاک در تاریخ30 ژوییه 2018  احتمال وجود تاخیر زمانی در همبستگی دمای سطح دریا و عمق نوری هواویز با غلطت کلروفیل را  نشان داد.

    کلیدواژگان: کلروفیل، دمای سطح دریا، عمق نوری هواویز، خلیج فارس، دریای عمان، گردوخاک
  • بهزاد لایقی* صفحات 126-136

    با توجه به اهمیت این پدیده کشند قرمز و اثر آن بر زیستگاه های جانداران دریایی، مطالعه این پدیده در منطقه خلیج فارس و دریای عمان ضروری است. این تحقیق فقط با دید فیزیکی نوشته شده است و بررسی از جنبه های دیگر به عهده متخصصان رشته های مربوطه می باشد. برای بررسی این پدیده روش های مختلفی از جمله مطالعات میدانی، مطالعات ماهواره ای و مدل سازی عددی وجود دارد. در این تحقیق از نرم افزار یک بعدی PROBE برای ایستگاه های مختلف دریای عمان، تنگه هرمز و خلیج فارس استفاده شده است. داده های ورودی مدل شامل داده های سینوپنیک هواشناسی: دمای هوا، مولفه های u  و v سرعت باد، ابرناکی و رطوبت نسبی ایستگاه قشم در ماه فوریه 2008 می باشند.بررسی ها نشان می دهد که نتایج مدل سازی دما ، شوری ، فسفات و نیترات با  داده های اندازه گیری تقریبا همخوانی دارد. در ایستگاه هایی که در خلیج فارس و دریای عمان قرار دارند در مکان هایی که مقدار دما و شوری و مواد مغذی ماکزیمم می باشد غلظت پلانکتون ها نیز که وابسته به این پارامترها است نیز به مقدار ماکزیمم خود می رسد. همانطور که پیش بینی شده بود مقدار غلظت پلانکتون سبز-آبی از غلظت پلانکتون  وابسته به (فقط) نیترات و فسفات بیشتر می باشد.

    کلیدواژگان: کشند قرمز، تنگه هرمز، جلبک سبز-آبی، جلبک Nictolica
  • حسن محمدی*، رضا خلیلی، سجاد محمدی صفحات 137-153

    پیش نگری تغییرات متغیرهای هواشناسی در دراز مدت، از اهمیت زیادی در مطالعات تغییرات اقلیمی برخوردار است. این مطالعه با هدف ارایه چشم-اندازی از تغییرات دما و بارش در منطقه غرب و جنوب غرب ایران با استفاده از سناریوهای واداشت تابشی مولد آب و هوایی LARS-WG و نمایش نتایج در محیط GIS می باشد تا در دهه های آینده برنامه ریزهای کلانی به منظور اتخاذ روش های سازگار و کاهش پیامدهای گرمایش جهانی انجام شود. بدین منظور مقادیر روزانه بارش، بیشینه دما، کمینه دما و ساعات آفتابی 34 ایستگاه هواشناسی مورد بررسی قرار گرفت. اقلیم این ایستگاه ها بر اساس روش طبقه بندی دومارتن تعیین و از معیارهای اندازه گیری خطای پیش بینی همانند میانگین قدر مطلق انحرافات MAD ، میانگین مجذور خطا MSE ، جذر میانگین مجذور خطا RMSE و درصد میانگین قدر مطلق خطا MAPE استفاده شد. مدل ریز مقیاس نمایی آماری LARS-WG برای تحلیل داده های تاریخی روزانه بارش، تابش خورشیدی و درجه حرارت های بیشینه و کمینه روزانه در ایستگاه های مورد مطالعه و شبیه سازی داده های هواشناسی آینده با در نظرگرفتن سناریوهای اقلیمی RCP4.5 و RCP8.5 به کار گرفته شد. نتایج نشان داد که مدل با دقت بالایی قادر به شبیه سازی می باشد. دوره آماری 2018-1980 میلادی با دوره آماری 2038- 2018 تحت سناریو های RCP4.5 و RCP8.5 مورد مقایسه قرار گرفت؛ نتایج بدست آمده برای ایستگاه های مورد مطالعه، بطور کلی روند افزایش دما و کاهش میزان بارش را نشان داد.

    کلیدواژگان: بارش، تغییر اقلیم، زاگرس جنوبی، دما، RCP، LARS-WG
|
  • AliAkbar Heydari * Pages 1-14

    Modeling of extreme values, i.e., the highest and lowest values of a data from natural phenomena, by statistical formulas, makes it possible to predict the behavior of them in the future. One of the methods of analyzing extreme values, is the exceedances method, in which, all the exceedances’ values over a high threshold are modeled using the generalized Pareto distribution. In this paper, a suitable statistical model has been fitted to each of the data of high values and low values of temperature in Tabriz meteorological station in the period of 1951 to 2020 by using this method. Then the parameters of the models are estimated and their goodness of fit are evaluated. Finally, some necessary predictions, such as the average return periods of the minimum and maximum temperature values of Tabriz for different periods, have been made. One of the results of this study is that with 95% confidence, a high limit for the maximum temperature of Tabriz is equal to 42.56 ° C with an average return period of 20 years and a low limit for the minimum temperature of Tabriz is equal to -22.37 ° C with an average return period of 20 years.

    Keywords: maximum temperature, Minimum temperature, Generalized Pareto distribution, prediction, Return period
  • Haniye Dehghani Sargazi, Ommolbanin Bazrafshan *, Hossein Zamni Pages 15-26

    The aim of this study is to evaluate the yield of rainfed wheat in Iran affected by drought. Climatic information and yield of reinfed wheat in Iran from 1983 to 2014 were prepared from ءMAJ and IRIMO. Accordingly, the climate type of each region was determined based on the extended De-Martone method. SPEI calculated in 3, 6, 9, 12 and 18 months scales in each climate. Using the Umbrothermic method, the wet period of the year was selected as the effective period of drought on the growth of rainfed wheat. During these periods, the average SPEI was taken each year to represent the annual SPEI changes in the scales studied. Rainfed wheat yield was standardized annually. The relationship between SPEI and rainfed wheat was estimated by the Spear-man correlation method. The temporal and spatial trends of drought and yield in Iran were also examined. Based on the results, the highest correlation was observed in the southeast, west and northwest on a scale of 3 to 6 months and the lowest correlation was observed in the east. The trend of drought in Iran is increasing and the trend of wheat yeild is not significant and sometimes decreasing trend. The results of this study will be useful in managing and planning the development of rainfed wheat cultivation based on future climatic conditions.

    Keywords: Agricultural drought, Rainfed Wheat, Climatological variables
  • Sakineh Khansalari *, Majid Azadi Pages 27-40
    In this study, the effect of horizontal and vertical resolution on the precipitation forecast has been investigated. For this purpose, in this study, heavy rainfall occurred in the western region of Iran using GFS data as boundary and initial conditions in the WRF mesoscale numerical forecasting model with two horizontal resolutions and four combinations of position and number of vertical levels has been simulated. The results of this study show that on days when the intensity of precipitation is significant, the results of precipitation simulation improve with increasing horizontal resolution. Also, increasing the resolution of the model in the vertical direction does not necessarily lead to an increase in precipitation forecasting skills and sometimes over-predicted rainfall. Skills of forecasting improved for all rainfall thresholds when the resolution above the melting level was increased. And this is because of better prediction microphysical processes. Also, increasing the resolution of the model in the lower layer of troposphere only in heavy rainfall leads to an increase in forecasting skills. Therefore, the effect of increasing the resolution of the model on forecasting skills is strongly related to the height of added levels and rainfall intensity. In addition, the factor separation methodology shows that with increasing the resolution of the model throughout the troposphere layer, the prediction skill generally decreases in the mean state, and this subject is due to the negative interaction between lower-tropospheric processes and microphysical processes above melting level.
    Keywords: Extreme rainfall, horizontal resolution, Vertical resolution, WRF, Melting layer, Factor separation
  • Mehdi Eslahi *, Farnaz Pourasghar, Younes Akbarzadeh Pages 41-51
    In disaster risk management, recognizing, predicting and anticipating its occurrence plays an important role in the losses reduction. Therefore, identifying extreme events and examining changes in their occurrence is very important. For this purpose, according to the guidelines of the World Meteorological Organization (WMO) the extreme events that occurred in East Azerbaijan during in the last 10 and 5 years (1388-1397) were analyzed. The studied indicators are: heat waves, cold waves, extreme precipitation, dust and hail. During the study period, different regions of the province have been affected by climate extreme events. Heat indices show that during the last 5 years, the heat wave, its length and intensity has increased compared to the 10-year period, which indicates the impact of climate change in recent years. The cold wave and its intensity have increased in the last 5 years, but the cold wave length has decreased relatively. Heavy rainfall has increased in the northern half of the province over the past 5 years. The number of hail events does not show a noticeable trend during 10 years and its distribution is almost the same for 10 and 5 years`. The cities of Maragheh, Tabriz, Ahar, Jolfa, Varzeqan, Sarab, AjabShir and Shabestar have experienced the most extreme events during the last 10 years, respectively.
    Keywords: Extreme event, Heat wave, Cold Wave, heavy rainfall, hail, Dust
  • Masoud Pourgholam-Amiji, Mohammad Ansari Ghojghar, Khaled Ahmadaali * Pages 52-69
    . In this study to predict dust storms, hourly dust data and monthly data maximum, minimum, average temperature, maximum wind speed, and total precipitation in three synoptic stations of Abadan, Ahvaz, and Bostan with statistics period for 25 years (1990-2014) were collected. To investigate the impact of dust storms from climatic fluctuations, in addition to the mentioned variables, the Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI) was also calculated in the seasonal time window. Predicting the number of days with seasonal dust storms using four artificial intelligence methods including MLP, ANFIS, RBF, and GRNN was performed. These were evaluated in the form of three experiments including the effect of adding auxiliary features on the prediction, the effect of the number of previous seasons on the prediction, and the best technique among the models used. The results showed that in all stations, the use of all features has improved dust prediction and the value of the Mean Absolute Error (MAE) for Abadan, Ahvaz, and Bostan stations is equal to 1.15, 1.66, and 0.66, respectively were obtained, all of which were related to the autumn season. In conclusion, it can be said that in Bostan station, if all the features and data of the last four seasons are used, the ANFIS model as input causes the prediction error to be reduced and a better result to be obtained. In the Abadan station, using the MLP model gives such a result.
    Keywords: climatic parameters, Neural Networks, Dust Storms, SPEI, Artificial intelligence
  • Razieh Pahlavan *, Mohammad Moradi, Sahar Tajbakhsh, Majid Azadi, Mehdi Rahnama Pages 70-83
    In this study, numerical simulation of two advection and radiation fog events at Ardabil Airport in January 2015 was performed using the Weather Research and Forecasting (WRF) model and SW99 visibility algorithm. Six Planetary Boundary Layer (PBL) schemes including YSU, MYJ, ACM2, MYNN2.5, MYNN3 and QNSE were used to evaluate the sensitivity of fog simulation to the PBL schemes. The results show that the simulation of these two fog events is sensitive to PBL. Also, due to the importance of accurate prediction of 2-m relative humidity, temperature and dew point temperature and 10-m wind speed in fog forecasting, the sensitivity of simulation of these variables to PBL scheme was investigated. The results showed that the simulation of advection fog event was successfully performed using most of PBL schemes mentioned above. YSU, ACM2 and MYNN2.5 schemes performed better in simulation of advection fog. The QNSE scheme was not successful in simulating the advection fog event. In radiant fog simulation, most PBL schemas were not able to simulate the moisture required to form fog at the time of fog occurrence.Most PBL schemes were not able to simulate the moisture required for formation of fog at the time of the radiation fog event. A few hours before the onset of the radiation fog event, the WRF model with most schemes simulated the visibility reduction due to the fog. Generally, QNSE and MYJ schemes performed worse than other schemes in simulating temperature, dew point temperature, relative humidity and wind speed.
    Keywords: WRF Model, Advection Fog, Radiation Fog, Sensitivity, PBL scheme
  • Ghazaleh Ahmadian Ahmadabad, Mahmoud Zakeri Niri * Pages 84-96

    Due to prolonged droughts in the recent decades. The importance of predicting the flow rate of surface water in rivers for water resources management increases. In this regard the flow rates in the natural water ways. Which is the most important supplement source for water in dam storages. are considered as the most vital factors in predicting surface water. To evaluate the accuracy of different models have been used runoff data of thirteen stations without trend in dez catchment. In this study, artificial neural network, support vector regression and adaptive neuro-fuzzy inference system methods with clustering and grid partitioning approaches were used to the simulation of run-off in dez catchment. Simulation results of runoff using the mentioned methods were compared using the statistical indicators of R, RMSE and NSE. Comparison between ANN, ANFIS and SVR showed that although the difference in the accuracy of the models is very small. It can be said that all three models have acceptable answers. The results also show that the ANN and ANFIS with clustering approach models with NSE=0.66 and 0.66 respectively during the test period have the ability to simulate two models SVR and ANFIS with grid partitioning approach.

    Keywords: Dez catchment, Artificial Neural Networks, Support Vctor Regression, Neural Fuzzy Inference System
  • Morteza Sharif, Sara Attarchi * Pages 97-107
    Mangrove forests have faced serious challenges in the last two decades due to climate change. Therefore, continuous monitoring of these ecosystems at local and regional levels is necessary to prioritize management measures and provide the desired infrastructure to reduce and/or prevent these tensions. In this study, mangrove forest changes between 2020-2013 were evaluated using satellite images (Landsat 8), HYCOM Data, and meteorological data from meteorological ground stations in the Persian Gulf and the Oman Sea. The results of the study indicate the trend of increasing the Sea surface temperature of the Oman Sea by 0.12 and the Persian Gulf by 0.2 ° C. The Sea surface salinity of the Oman Sea is increasing at a faster rate compared to the Persian Gulf. The average salinity is higher in the Persian Gulf. On the other hand, according to the NDVI index, the rate of change of chlorophyll content of plants in mangrove ecosystems on the coasts of the Persian Gulf was higher than the Oman Sea. The correlation between NDVI index and air temperature, precipitation and Sea surface temperature showed that these factors had the highest influence on the process of mangrove forest changes in the Persian Gulf and the Oman Sea. However, this impact was different in different regions. Mangrove in Qeshm region had the greatest effect (with 0.8 R2 for air temperature and 0.3 R2 Sea surface temperature). Mangrove ecosystems of Chabahar coast have shown the lowest correlation with these parameters
    Keywords: Mangrove forests, Sea surface Salinity, sea surface temperature, Persian Gulf, NDVI
  • Ehsan Rostami Saqez, Mohammadali Sharifi, Mahdi Hasanlou Pages 108-116

    The coastline is considered as the boundary between water and land. coasts are one of the most important environmental effects that directly affect human life. Rising sea levels due to global warming have made coastal cities among the areas under threat. Therefore, management and planning to prevent coastal erosion is one of the important issues that should be considered. In this research, we have studied the changes of shoreline using sentinel-1 satellite images in mazandaran province, the coast between the cities of chalous and tonekabon. For this purpose, two images on 15/01/2019 and 01/09/2021 have been used and the desired images have been taken from the google earth engine system. In the pre-processing step of the images, we corrected the height error of the study area and adjusted the speckle noise. The edge of the shore was discovered with the otsu threshold in the images. Finally, Digital Shoreline analysis system (DSAS) was used to calculate the amount of sedimentation and erosion of the coast by EPR technique. In 87% of the coast of this transects, we have witnessed coastal erosion. The average amount of erosion is about 7 meters per year.

    Keywords: Coastline, Google Earth Engine, Sentinel-1, Otsu Threshold, Digital Shoreline Analysis System, Speckle Noise
  • Noushin Khoddam, Sara Attarchi, Mehdi Rahnama, Saviz Sehat Kashani *, Sahar Tajbakhsh Pages 117-125

    Chlorophyll concentrations in marine environments indicate phytoplankton levels and ultimately the production of marine ecosystems. Chlorophyll concentration is not constant and depends on quantities such as sea surface temperature and aerosols optical depth, it also has seasonal variations and the correlation between these factors is various at different depths. Investigating the long-term relationship (2003 to 2020) between sea level temperature changes and aerosol optical depth with chlorophyll concentration on the Persian Gulf and the Sea of Oman coasts using daily MODIS products shows a considerable correlation in coastal areas. This correlation is the highest in shallowest water depths. The trend of sea-level temperature and light depth of aerosols changes in the two regions of the Persian Gulf and the Sea of Oman is similar, and its highest values are observed in summer, while its lowest is observed in winter. Remarkably, this seasonal trend is reversed in chlorophyll concentrations, with the lowest values observed in summer and the highest in winter. Additionally, the study of dust occurrence on July 30, 2018, showed the possibility of time delay in the correlation between sea-level temperature and aerosol optical depth with chlorophyll-a concentration.

    Keywords: Chlorophyll, SST, AOD, Persian Gulf, Oman Sea, Dust
  • Behzad Layeghi * Pages 126-136

    Due to the importance of this red tide phenomenon and its effect on the habitats of marine life, the study of this phenomenon in the Persian Gulf and the Sea of ​​Oman is necessary. This research is written only with a physical view and the study of other aspects is the responsibility of experts in the relevant fields. There are various methods to study this phenomenon, including field studies, satellite studies and numerical modeling. In this research, one-dimensional PROBE software has been used for different stations in the Oman Sea, the Strait of Hormuz and the Persian Gulf. The input data of the model include meteorological synoptic data: air temperature, u and v components of wind speed, cloudiness and relative humidity of Qeshm station in February 2008.Studies show that the modeling results of temperature, salinity, phosphate and nitrate are almost consistent with the measurement data. In stations located in the Persian Gulf and the Sea of ​​Oman, in places where the amount of temperature, salinity and nutrients is maximum, the concentration of plankton, which depends on these parameters, also reaches its maximum. As predicted, the amount of green-blue plankton concentration is higher than (only) nitrate and phosphate dependent plankton concentration.

    Keywords: red tide, Strait of Hormuz, Green-blue algae, Nictolica algae
  • Hassan Mohammadi *, Reza Khalili, Sajad Mohammadi Pages 137-153

    Predicting changes in meteorological variables in the long run is of great importance in the study of climate change. The aim of this study is to provide a perspective of temperature and precipitation changes in the western and southwestern regions of Iran using climate-generating radiation induction scenarios LARS-WG and display the results in GIS environment so that in the coming decades macro-planners In order to adopt compatible methods and reduce the consequences of global warming. For this purpose, daily precipitation, maximum temperature, minimum temperature and sunny hours of 34 meteorological stations were studied. The climate of these stations was determined based on the Domartan classification method. LARS-WG statistical exponential model for analyzing historical data on daily rainfall, solar radiation, and daily maximum and minimum temperatures at the stations under study and to simulate future meteorological data were utilized with considering RCP4.5 and RCP8 climate scenarios. The results showed that the model can simulate with high accuracy. The 1980-2018 statistical period was compared with the 2018-2038 statistical period under the RCP4.5 and RCP8.5 scenarios; the results for the stations under study showed a general process of increasing temperature and decreasing precipitation.

    Keywords: Precipitation, Climate change, South Zagros, Temperature, RCP, LARS-WG