فهرست مطالب

مخاطرات محیط طبیعی - پیاپی 37 (پاییز 1402)

مجله مخاطرات محیط طبیعی
پیاپی 37 (پاییز 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/05/02
  • تعداد عناوین: 8
|
  • رقیه جهدی*، مهدی عربی صفحات 1-16

    در شرایط تغییرات اقلیمی، بیابان زایی و تخریب زمین، یک مسیله مدیریتی حیاتی در جنگل های شمال ایران این است که چگونه می-توان تاب آوری جنگل ها را در برابر آتش سوزی ها افزایش داد. طی دهه های گذشته، مدیران جنگل از تیمارهای جنگل شناسی به منظور بازسازی ساختار، ترکیب و تنوع توده های جنگلی هیرکانی استفاده کرده اند، اما شواهد علمی مبنی بر اثر این تیمارها بر کاهش خطر آتش در این منطقه وجود ندارد. در این مطالعه بر اساس رویکرد مدل سازی رفتار آتش با استفاده از فلم مپ ام تی تی، روابط مکانی بین تیمار جنگل شناسی کاهش ماده سوختنی (تنک کردن) و احتمال سوختن سطحی و تاجی در سری های 6 و 7 ملکرود جنگل سیاهکل ارزیابی شد. در ابتدا مشخصات ماده سوختنی بعد از توسعه تیمارهای جنگل شناسی در دوره زمانی 1385 الی 1395 در منطقه مطالعه برای ارزیابی تنک کردن سبک و تنک کردن سنگین به عنوان ابزارهای بازسازی برای شرایط ماده سوختنی مشابه تجزیه و تحلیل شد. علاوه بر این، تجزیه و تحلیل واریانس برای تعیین اثر تیمار جنگل شناسی تنک کردن بر احتمال های سوختن سطحی و تاجی انجام شد. نتایج مدل سازی در سطح سیمای سرزمین نقش مهم تنک کردن را در کاهش احتمال سوختن تاجی (تقریبا 11 درصد) در منطقه مورد مطالعه تایید می کند، با این وجود، اثر تنک کردن روی احتمال سوختن سطحی از نظر آماری معنی دار نبود (05/0>p). در مقایسه دو نوع تنک کردن از نظر شدت، تنک سنگین اثر بیشتری روی تغییر احتمال سوختن سطحی و تاجی (به ترتیب 10 درصد افزایش و 39 درصد کاهش در توده جنگل کاری سوزنی برگ) نسبت به تنک سبک داشته است. به رویکرد مدل سازی در این مطالعه بینش های جدیدی را برای بهبود تهیه نقشه مکانی احتمال سوختن جنگل، شامل وارد کردن متغیرهای حساس به عملیات تنک کردن به مدل ها و ارایه اطلاعات مفید برای جلوگیری از رفتار شدید آتش سوزی جنگل از طریق تیمارهای موثر جنگل شناسی ارایه می دهد.

    کلیدواژگان: تنک کردن، جنگل شناسی، ماده سوختنی، مدل سازی، سیاهکل
  • رضا ذاکری نژاد*، عباس کهرانی صفحات 17-38

    زمین لغزش ها از جمله ی مخاطرات محیطی که هر ساله موجب خسارات زیاد جانی و مالی در قسمت های وسیعی از نواحی کوهستانی کشورمان می باشد، از این رو شناسایی عوامل مهم و موثر بر وقوع  این پدیده، می تواند به عنوان ابزاری کاربردی در کاهش زیان احتمالی مورد استفاده قرار گیرد. مدلسازی مناطق حساس به زمین لغزش در تصمیم گیری و برنامه ریزی کاربری زمین از اهمیت ویژهای برخوردار است. حوضه آبخیز کمه در جنوب استان اصفهان به لحاظ موقعیت خاص توپوگرافی، زمین شناسی، لیتولوژی، اقلیمی و انسانی خود به عنوان یکی از مناطق مستعد وقوع زمین لغزش انتخاب گردیده است. این پژوهش با هدف شناسایی عوامل موثر در ایجاد پدیده زمین لغزش و تعیین مناطق حساس زمین لغزش با استفاده از مدل های CART و  TreeNet در محیط نرم افزار SPM و   ArcGIS در حوضه مورد مطالعه پرداخته است. برای  این منظور، از 11 فاکتور موثر در وقوع زمین لغزش شامل ارتفاع، شیب، جهت شیب، رطوبت نسبی، بارش، پوشش گیاهی، کاربری زمین، زمین شناسی، فاصله از جاده، گسل و آبراهه به عنوان متغیر مستقل و 311 نقطه برداشت شده از محل وقوع زمین لغزش به عنوان متغیر وابسته استفاده گردید. برای انجام تحقیق و اجرای مدلها تعداد 70 درصد زمین لغزشها برای آموزش مدل و 30 درصد مابقی  نقطه لغزشی برای مرحله اعتبارسنجی به کار گرفته شد. نتایج این مطالعه با توجه به شاخص های آماری مختلف مورد استفاده از دقت  بالاتر مدل CART نسبت به مدل TreeNet  می باشد. خروجی مدل، نقشه حساسیت زمین لغزش با 5 کلاس خیلی زیاد، زیاد، متوسط، کم و خیلی کم می باشد. شایان ذکر هست که مناطق پر خطر در این مطالعه بیشتر در مناطق غرب و جنوب غرب منطقه مورد مطالعه می باشند. ضروری می باشد که برنامه ریزان ملی و منطقه ای، اقدامات و تدابیر کنترلی و حفاظتی مناسبی را جهت کنترل مناطق حساس انجام دهند.

    کلیدواژگان: حوضه آبخیز کمه، زمین لغزش، مدل CART، مدل TreeNet، SPM
  • محمدعلی نصراصفهانی*، احمدرضا قاسمی صفحات 39-56

    این پژوهش با هدف بررسی ویژگی های کلی توفان های تندری عصرگاهی در کشور براساس تعداد رخداد و همچنین بررسی توانایی داده-های بازتحلیل شبکه ای GFS در شناسایی توزیع مکانی آن ها انجام شده است. به این منظور در یک دوره 9 ساله (2015-2008) گزارش-های رعدوبرق ثبت شده در 361 ایستگاه همدیدی کشور در ماه های آوریل (فروردین) و می (اردیبهشت)، به عنوان ماه هایی که بیشترین توفان تندری در آن ها رخ داده است، مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا روزها از نظر تعداد توفان های تندری به چهار چارک تقسیم شدند. در گام بعدی ده شاخص نشانگر ناپایداری جوی از داده های بازتحلیل ساعت 12 گرینویچ استخراج و یا محاسبه شدند. در نهایت نقشه پهنه-بندی میانگین این شاخص ها در هر چارک و انطباق نقطه ای در ایستگاه هایی که دارای رعدوبرق ثبت شده بوده اند، مورد بررسی دقیق تر قرار گرفت. نتایج نشان داد که بهترین عملکرد را شاخص CIN یا شاخص سرکوب همرفت داشته است. میزان دقت این شاخص در پیش-بینی ناپایداری ها حدود 90 درصد برآورد گردید. شاخص KI در ناپایداری های ضعیف عملکرد متوسطی داشته ولی با تشدید ناپایداری و سامان مندشدن آن در چارک چهارم عملکرد آن بهبود قابل ملاحظه ای پیدا کرده است. دو شاخص TT و 4LFTX نیز عملکرد مشابه به هم داشته و ناپایداری های شدید را در غرب کشور به خوبی آشکار کرده اند. سایر شاخص ها عملکرد مناسبی نداشته و نیاز است که مقادیر آستانه آن با توجه به وضعیت اقلیمی کشور بازتعریف شود.

    کلیدواژگان: ایران، بازتحلیل، پهنه بندی، توفان تندری، شاخص ناپایداری
  • علی اکبر سبزی پرور*، علیرضا سیف زاده مومن سرائی صفحات 57-74

    تغییر در پارامترهای اقلیمی در دهه های آینده عملکرد بسیاری از محصولات کشاورزی را تحت تاثیر قرار خواهد داد. در این رابطه مطالعات اندکی درخصوص بررسی راهکارهای مقابله با این تغییرات اقلیمی و کاهش پیامدهای منفی احتمالی آن بر محصولات استراتژیک کشور انجام شده است. در پژوهش حاضر مدیریت های زراعی مختلف اعم از تغییر در حجم آبیاری و حجم کوددهی و تغییر تاریخ کاشت در زراعت محصولات برنج و سویا در دو پنجره زمانی آینده نزدیک (2035-2021) و آینده دور (2050-2036) شبیه سازی گردید و با هدف ارایه راهکارهای مناسب سازگاری در کاهش پیامدهای منفی تغییرات اقلیمی مورد ارزیابی قرار گرفت. پارامترهای هواشناسی ریز مقیاس شده بر اساس خروجی سه مدل گردش عمومی جو AOGCM (HadGEM2-ES, CSIRO-Mk3-6-0, GFDL-ESM2M) تحت سه سناریوی واداشت تابشی (RCP 2.6, 4.5, 8.5) از پایگاه داده MarkSimGCM استخراج شد. با داشتن داده های میدانی فنولوژیکی 12 ساله دو رقم برنج هاشمی و علی کاظمی و داده های مزرعه ای دو ساله دو رقم سویا ویلیامز و هابیت به شبیه سازی عملکرد محصولات به وسیله مدل گیاهی DSSAT اقدام شد. نتایج نشان داد تغییر تاریخ کاشت برنج رقم هاشمی از 20 اردیبهشت به 10 اردیبهشت (تسریع 10 روزه) در سناریوی بدبینانه RCP8.5 می تواند موجب بهبود عملکرد 9/18 درصدی در دور آبیاری 5 روزه نسبت به آبیاری غرقابی شود. تسریع 20 و 30 روزه تاریخ کاشت گرچه در بهبود عملکرد محصول در مواجهه با تغییرات اقلیمی موثر بود، اما نمی-تواند به اندازه تسریع 10 روزه مفید واقع شود. برای محصول برنج رقم هاشمی در حجم کوددهی F3 در سناریوی RCP2.6 دوره آینده دور، بهبود عملکرد 7/10 درصدی برآورد می گردد. بیشترین افزایش عملکرد با مدیریت های متفاوت کوددهی تحت سناریوی RCP2.6 حاصل شد. در مجموع، گرچه کاهش عملکرد در رقم های مورد بررسی بر اثر تغییرات اقلیمی اجتتاب ناپدیر است، اما با به کارگیری مدیریت های زراعی مناسب می توان درصد قابل ملاحظه ای از این کاهش عملکرد را جبران نمود.

    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، سناریوهای RCP، عملکرد محصول برنج و سویا، مدل گیاهی DSSAT
  • زهرا غفاری مقدم*، علی سردارشهرکی صفحات 75-100
    کمبود آب به یک معضل نگران کننده برای بسیاری از شهرهای جهان تبدیل شده است. پیش بینی تقاضای آب به سیاست گذاران و تامین کنندگان آب کمک می کند تا تعادل بین عرضه و تقاضای منابع آب شهری را حفظ کنند و در نتیجه از هدر رفت و کمبود آب جلوگیری شود. پیش بینی مصرف آب شهری تاثیر قابل توجهی در مدیریت کارآمد آب شهری در شهرهای مناطق خشک دارد به ویژه زمانی که پیامدهای تغییرات آب و هوایی در نظر گرفته شوند. در این پژوهش از پنج الگوریتم کرم شب تاب  برای تخمین میزان مصرف آب شرب در منطقه سیستان برای سال های 1385- 1399 استفاده شده و  با هم مقایسه شدند. از داده های سال 1385 تا 1394 جهت آموزش و یاد گیری و یافتن وزن بهینه مدل استفاده شد و از باقیمانده داده‏ها از سال1394 تا 1396 جهت آزمون مدل استفاده شد. نتایج مدل نشان داد 5 مدل مختلف الگوریتم کرم شب‏تاب می‏توانند جواب های محتملی بدست دهند در مدل نمایی و هیبرید میانگین خطای نسبی در الگوریتم NDFA (New dynamic firefly alghorithm)، 19/0 می‏باشد که کمترین میزان خطای نسبی را در بین دیگر الگوریتم‏ها دارد و در مدل خطی نیز الگوریتم  VSSFA (Variable Step Size Firefly Algorithm) با میانگین خطای نسبی 196/0 کمترین میزان خطای نسبی را دارد. بنابراین مدل نمایی و روش NDFA کارایی بهتری نسبت به دیگر مدل‏ها و الگوریتم‏ها دارد. و دقت پیش بینی آن بالای 81% می‏باشد. پس از اطمینان از دقت الگوریتم میزان مصرف آب شرب برای سالهای 1402، 1403 و 1404 پیش بینی شد. نتایج حاصل نشان داد اوج مصرف در ماه های تیر و مرداد می‏باشد و کل مصرف در سال 1402، 1403 و 1404 به ترتیب برابر7293، 7558 و 7674 هزار متر مکعب می‏باشد.
    کلیدواژگان: الگوریتم فراابتکاری، پیش&rlm، بینی، مصرف آب، شرایط اقلیمی
  • سید ابوالفضل مسعودیان* صفحات 101-116

    در اواخر اسفند 1397 و اوایل فروردین 1398 خورشیدی بارش‎های سنگینی در ایران رخ داد که به جاری شدن سیل در چندین استان ایران انجامید. در این مقاله سیلاب‎های بهار 1398 در حوضه های غربی کشور (کرخه و کارون بزرگ) بررسی شده است. این سیلاب‎ها زیان‎های بسیار سنگینی به کشور وارد آورد. نهادهای اجرایی کوشیدند این رویداد را کالبدشکافی کنند و علل و پیامدهای آن را بشناسند. این تجربه نشان داد که سیلاب پدیده‎ای انسانی - طبیعی است و طبعا مانند همه ی دیگر پدیده های انسانی پیچیده است؛ پیچیده، به این معنا که برایند برهم کنش‎های اجزای بسیار متنوعی است. در این جا بخشی از یکی از اجزای این پدیده ی پیچیده یعنی بخش بارش از بعد آب و هواشناختی مسیله بررسی شد. به این منظور به کمک پایگاه داده بارش اسفزاری میانگین بلندمدت بارش به روش کریجینگ محاسبه و با بارش سال 1398 که با داده های 475 ایستگاه تهیه گردید مقایسه شد. از این گذشته سری زمانی بارش به روش وزنی برای تک تک زیرحوضه های منطقه محاسبه و وضعیت بارش انباشته در زمان ریزش ‎ها مشخص شد. این بررسی نشان داد شدت بارش ‎های بهار 1398 نسبت به رویدادهای تاریخی بیش‎تر نبوده است اما حجم بارش دریافتی حوضه ها بی‎سابقه بوده است. بنابر این از دیدگاه آب و هواشناختی مهم‎ترین نقش را بارش سنگین و موقعیت هسته‎ ی بارش در بروز این سیلاب بازی کرده است. حجم بارش در دو حوضه کرخه و کارون در یک دوره‎ ی 9 روزه معادل حدود 70 درصد بارش سالانه‎ ی این دو حوضه بوده است. استقرار هسته ی بارش در بخش پرشیب شرقی حوضه نیز در تشدید سیلاب نقش داشته است. این نتایج به لطف داده های شبکه ‎ای بارش به دست آمد

    کلیدواژگان: بارش سنگین، سیل، حوضه ی کارون، حوضه ی کرخه، ایران
  • فرزاد مهرجو*، محمدصابر باغخانی پور، امیر علم صفحات 117-132

    فروسیلیسیم در تولید فولاد و چدن به عنوان اصلاح کننده استفاده می شود. از مهم ترین آلاینده های صنایع تولید کننده فروسیلیسیم می توان به ذرات معلق (PM2.5 و PM10) و گرد و غبار، گازهای مونوکسید کربن (CO)، دی اکسید کربن (CO2)، اکسیدهای نیتروژن (NOx) و اکسیدهای گوگرد (SOx) اشاره کرد. هدف از این مطالعه بررسی وضعیت محیط زیستی آلودگی هوای کارخانه فروآلیاژ ایران با بررسی تجهیزات کنترل کننده آلاینده های هوا بوده است. کارخانه فروآلیاژ ایران با ظرفیت تولید 60 هزارتن فروسیلیسیم در استان لرستان واقع بوده و آلاینده های هوا در سال های 1399 و 1400 اندازه گیری شدند. گازها و گرد و غبار خروجی از دودکش به ترتیب با دستگاه های XL 350 و سنجش ذرات پرتابل  Westechو ذرات معلق محیطی با دستگاه Dust Trak 8520  اندازه گیری شدند. سپس تجزیه و تحلیل داده ها با استفاده از نرم افزارهای SPSS و Excel انجام شدند. به طوری که بررسی نرمال بودن داده ها با استفاده از آزمون کولموگروف-اسمیرنوف و مقایسه میانگین داده ها با استانداردهای آلودگی با استفاده از آزمون t تک نمونه صورت گرفت. نتایج نشان دادند که تمامی پارامترهای اندازه گیری شده شامل گازهای خروجی از دودکش و گرد و غبار و ذرات معلق محیطی PM2.5 و PM10 در طی سال های مورد مطالعه 1399 و 1400 طبق استاندارد بوده و هیچ گونه آلودگی هوا در کارخانه وجود نداشته است. داشتن تجهیزات محیط زیستی مناسب از جمله لوله های U شکل برای خنک کردن دود انتقالی حاوی گازها از قسمت کوره به بخش سالن غبارگیر، جداکننده سیکلونی برای غبارگیری و جمع آوری ذرات معلق و فیلترهای کیسه ای در سالن غبارگیر برای جمع آوری ذرات و فیلتر کردن غبار بوده است. همچنین فضای سبز با تشکیل بیش از 60 درصد از فضای کارخانه، نقش بسیار موثری در کاهش آلودگی هوای کارخانه داشته است.

    کلیدواژگان: فروسیلیسیم، آلاینده هوا، فیلتر، سالن غبارگیر، فضای سبز
  • محسن حمیدیان پور*، حمید نظری پور، الناز خزاعی فیض آباد، مهسا فرزانه، صدیقه فیروزه صفحات 133-150
    با بررسی روند تغییرات دمای هوا، می توان ردپای تغییرات اقلیمی را در پهنه ایران جستجو کرد. تغییر اقلیم و افزایش دما از مسایل مهم زیست محیطی بشر به حساب میآیند. بر اساس روش نقطه تغییر، می توان زمان آغاز تغییرات متغیرهای اساسی مانند دمای کمینه و بیشینه را شناسایی نمود. بنابراین هدف از پژوهش حاضر واکاوی نقطه تغییر آستانه های دمایی امواج گرمایی و سرمایی در ایران زمین است. منظور از آستانه دمایی مقدار صدک 95ام برای مقادیر بیشینه دمایی و صدک 5 ام برای مقادیر کمینه می باشد. بدین منظوراز داده های روزانه دمای (کمینه و بیشینه) 43 ایستگاه همدید ایران که دارای دوره آماری طولانی (1966-2018) و پراکنش مناسب بوده، استفاده گردید. به منظور شناسایی زمان تغییر آستانه دمایی از سه روش نقطه تغییر پتیت، آزمون همگنی استاندارد و بویشاند بهره گرفته شد. نتایج نشان داد که آستانه ی دمایی امواج گرمایی و سرمایی طی چند دهه گذشته روندی افزایشی داشتهاند. نرخ رشد افزایشی به ترتیب به ازای هر سال برابر با 019/0 و 052/0 درجه سلسیوس به ازای هر سال است. بنابراین در پژوهش پیش رو مشخص گردید که روند افزایشی آستانه ی دمای منجر به افزایش بسامد بیشتر دماهای بیشینه گردید و از طرفی منجر به افزایش روزهای گرم و کاهش شب های سرد خواهد شد، افزون بر بسامد بیشتر رویدادها، می توان اظهار نمود بسامدها از دمای بالاتری نیز برخوردار می باشند. بر اساس نتایج تحلیل فضایی - زمانی آستانه ها روند افزایشی دمای کمینه در نواحی شمال غرب، زاگرس و جنوب شرق ایران کاملا مشهود است و از دیگر نتایج این مطالعه می توان به زمان نقطه تغییر یا جهش آستانه دمایی امواج سرمای و گرمایی در حدود سال 1991 تاکید نمود. سال مذکور با مطالعات جهانی همراستای دارد
    کلیدواژگان: نقطه تغییر، روش پتیت، روش آزمون همگنی نرمال استاندارد، روش بویشاند، گرمایش جهانی، تغییر اقلیم
|
  • Roghayeh Jahdi *, Mahdi Arabi Pages 1-16

    Under rapid climate change, desertification, and land degradation, a critical management issue in forests of northern Iran is how to increase forest resilience to wildfires. For decades, forest managers have been employing silvicultural treatments to restore the Hyrcanian forest stand's structure, composition, and diversity, but there is no scientific evidence to support that these treatments reduce the wildfire risk in the area. In this study, based on the wildfire behavior modeling approach using FlamMap MTT, we evaluated spatial relationships between silvicultural fuel reduction treatment (e.g., thinning) and surface and crown burn probabilities in the 6 and 7 Malekroud districts of Siahkal forest. We first analyzed fuel characteristics after the development of silvicultural treatments in the period 2007-2017 in the study area to evaluate low thinning and heavy thinning as restoration tools for similar fuel conditions. Furthermore, we conducted analyses of variance to determine the influence of the silvicultural thinning treatment on surface and canopy burn probabilities. Modeling results at the landscape scale confirm the important role of thinning in the mitigation of crown burn probability (almost 11%) in the study area. However, the effect of thinning on the surface burn probability was not statistically significant (P> 0.05). Comparing the two types of thinning in terms of intensity, heavy thinning had a greater effect on changing the surface and crown (i.e., 10% increase and 39% decrease, respectively, in conifer plantation) burn probability than the low thinning. The modeling approach in the study offers new insights to improve the spatial mapping of wildfire likelihood, include variables sensitive to thinning operation in the models, and provide useful information to prevent extreme wildfire behavior through effective silvicultural treatments.

    Keywords: Fuel, Modeling, Siahkal, Silviculture, Thinning
  • Reza Zakerinejad *, Abbas Kahrani Pages 17-38

    Landslide is one of the environmental hazards that every year cause loss of life and financial losses in large parts of the mountainous regions of Iran. Therefore, identifying important and effective factors for the occurrence of this phenomenon can be used as a practical tool in reducing possible losses.  Modeling the susceptible area into landside hazards can be a useful tool for the police makers for protecting the prone areas. The Kameh watershed in the south of Isfahan province has been selected as one of the areas prone to landslides due to its special topography, geology, lithology, climate, and social-economic situation. This research aims to identify the effective factors in creating the phenomenon of landslides and to determine the areas with a high risk of landslides by applying the CART and TreeNet models with using of SPM and ArcGIS 10.8 software in the studied area. We have used 11 factors that affect the occurrence of landslides including geology, amount of precipitation, slope, distance from the river, TWI, land use, NDVI, elevation, aspect, distance from the faults, and distance from roads, as the independent variables and 311 landslides (as a polygon) collected from the study area were used as dependent variables. For running our models, 70% of the landslides were used as training and the remaining 30% of the landslide points were used for validation. The results of this study, according to the various statistical indicators that have been applied, show a higher accuracy of the CART model than the TreeNet model. The output of the model is a landslide peril map with 5 classes: very high, high, medium, low, and very low. It would be worth the managers and policymakers to use these results for protecting the susceptible areas.

    Keywords: Komeh watershed, landslide, CART, TreeNet, SPM
  • Mohammadali Nasr Isfahani *, AhmadReza Ghasemi Pages 39-56

    Thunderstorms, also known as electrical storms or lightning storms, are one of the most damaging weather hazards and often damaging to the environment, crops, cities, and property. Therefore, forecasting them is very important for decreasing the possible damages. To forecast these phenomena, investigating the thermodynamic structure of the atmosphere and analyzing instability indices is necessary. The purpose of this study is to investigate the general characteristics of thunderstorms and the ability of GFS reanalysis data in identifying the spatial distribution of thunderstorms in Iran. For this aim in addition to GFS data, 8-year thunderstorm reports (2008 to 2015) in 361 weather stations in Iran from April to May were also used. At first, based on the thunderstorm frequency, each data series was divided into 4 quarters. Then, 10 atmospheric instability indices were calculated for daily GFS data and the results were analyzed. The results showed that the CIN index has the best performance. However, this index showed more error in Quarter-4 which had strong instability. The KI index showed moderate performance in forecasting weak instabilities but showed better results as instability increased in the fourth quarter. Both TT and 4LFTX indices had the same results and showed strong instabilities in the western parts of the country. Investigation of the average ability of the indices, induced that the four indices, including CIN, TT, 4LFTX, and KI had good performance in detecting instability. This performance varies from 90% in the CIN index to 60% in the KI index. The other investigated indices did not have an acceptable performance. It is recommended to redefine the threshold values of the instability indices according to the climate type in the studied stations.

    Keywords: Iran, Reanalysis, GFS, Thunderstorm, Instability indices
  • AliAkbar Sabziparvar *, Alireza Seifzadeh Momensaraei Pages 57-74

    Long term changes in climate parameters within the next few decades may affect the yield of many agricultural crops. In this aspect, few studies have been conducted on national scale to evaluate the proper strategies against the negative impacts of climate change for important crops. In the present study, different crop managements including changes in irrigation period, fertilizer volume and planting date in rice and soybean were simulated for two time-scale of near future (2021-2035) and far future (2036-2050) and the results evaluated as an adaptation strategy to oppose against the negative impact of climate change. We used downscaled meteorological parameters of MarkSimGCM data based on the output of three General Circulation Models (HadGEM2-ES, CSIRO-Mk3-6-0, GFDL-ESM2M) under three different RCP scenarios (RCP 2.6, 4.5, 8.5). In addition, we applied a 12-year phenological dataset of Hashemi and Alikazemi rice cultivars beside a two-year field data of Williams and Hobbit soybean cultivars and the simulations were carried out by DSSAT plant model. The results showed that changing the planting date from 10th of May to 30th of April in the RCP 8.5 scenario and Hashemi cultivar could improve the crop yield by 18.9% in the 5-day periodic irrigation, compared to flood irrigation. Moreover, the advance of planting date for 20 and 30 days will improve the crop yield, but is not effective as the 10-day acceleration. For far future window (2036-2050) and RCP 2.6 scenario, implementing the F3 fertilizer will improve the crop yield by 10.7%. Among the aforesaid strategies, the maximum yield increase was found under fertilizer managements and RCP 2.6 scenario. In general, although climate change will reduce the studied crop yields by 2050, but could compensate a part of this yield reduction, if appropriate crop managements is adopted.

    Keywords: climate change, RCP scenarios, Rice, soybean crop yield, DSSAT Crop Model
  • Zahra Ghaffari Moghadam *, Ali Sardarshahraki Pages 75-100
    Water scarcity has become a problem of concern for many cities in the world. Predicting water demand helps policymakers and water suppliers maintain the balance between the supply and demand of urban water resources, thereby preventing water wastage and shortage. Forecasting Urban Water Consumption (UWC) has a significant impress on efficient urban water management in cities in arid regions when considering the implications of climate change.  In this research, five firefly algorithms were used to estimate the consumption of drinking water in the Sistan region for the years 2006-2020 and were compared. The data from 2006 to 2015 were used for training and learning and finding the optimal weight of the model, and the remaining data from 2016 to 2020 were used to test the model. The results of the model showed that 5 different FA models can get possible answers. In the exponential and hybrid models, the relative error in the NDFA algorithm is 0.19, which has the lowest relative error among other algorithms, and in the linear model, the VSSFA algorithm has the lowest relative error with a relative error of 0.196. Therefore, the exponential model and NDFA method have better performance than other models and algorithms. And its prediction accuracy is above 81%. After ensuring the accuracy of the algorithm, the consumption of drinking water was predicted for the years 2023, 2024, and 2025. The results showed that the peak consumption is in July and August and the total consumption in 1402, 1403, and 1404 is equal to 7293, 7558, and 7674 thousand cubic meters, respectively.
    Keywords: meta-heuristic algorithm, Prediction, Water Consumption, Climate
  • Seyed Abolfazl Masoodian * Pages 101-116

    In late March 2019, heavy rains occurred in Iran, which led to floods in several provinces of the country. In this paper, the spring floods of 2019 in the western basins of the country (Karkheh and Karun) have been investigated. These floods brought heavy losses to the country. Nation administration tried to dissect this event and know its causes and consequences. This experience showed that flood is an anthropogenic - physical phenomenon and it is naturally complex like all other human phenomena; Complex, in the sense that it is the result of the interaction of many different components. Here, we have examined partly one of the components of this complex phenomenon, that is, the part of precipitation from the climatological point of view. This investigation showed that the intensity of rain in the spring of 2019 did not exceed the historical events, but the amount of rain received by the basins was unprecedented. Therefore, from a climatological point of view, heavy rainfall and the location of the core of rainfall played the most important role in the occurrence of this flood. The amount of rainfall in the Karkheh and Karun basins in 9 days was equivalent to about 70% of the annual rainfall of these two basins. The establishment of the rain core in the eastern steep part of the basin has also contributed to the intensification of floods.

    Keywords: Heavy rainfall, Flood, Karoon Basin, Karxe Basin, Iran
  • Farzad Mehrjo *, Mohammadsaber Baghkhanipour, Amir Alam Pages 117-132

    Ferrosilicon is used in the production of steel and cast iron as a modifier. The most important pollutants in the ferrosilicon industry are particulate matter (PM2.5 and PM10) and dust, carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2), nitrogen oxides (NOx), and sulfur oxides (SOx). The purpose of this study was to investigate the environmental status of air pollution in Iran's ferroalloy industry by examining air pollutant control equipment. Iran's ferroalloy factory with a production capacity of 60 thousand tons of ferrosilicon is located in Lorestan province and air pollutants were measured in the years 2020 and 2021. The exhaust gases and dust were measured with the XL 350 and Westech portable particle detectors and environmental particulate matter with the Dust Trak 8520, respectively. The data analysis was done using SPSS and Excel software. So that the normality of the data was reviewed using the Kolmogorov-Smirnov test and the average of the data was compared with the pollution standards using the one-sample t-test. The results showed that all measured parameters of flue gases, dust, and ambient particulate matter PM2.5 and PM10 during the studied years 2020 and 2021 were according to the standard and there was no polluted air in the factory. Having suitable environmental equipment, including U-shaped pipes to cool the transfer smoke-containing gases from the furnace area to the dust collection hall (Baghouse), a cyclone separator for dust removal and the collection of particle matter (PM), and bag filters in the dust collection hall (Baghouse) have been used for collecting particle matter (PM) and filtering dust. Also, the green space, with more than 60% of the factory space, has played a very influential role in reducing the air pollution of the factory.

    Keywords: Ferrosilicon, Air pollutants, Filter, Baghouse, Green space
  • Mohsen Hamidianpour *, Hamid Nazaripour, Elnaz Khazaie Fizabad, Mahsa Farzane, Sedigheh Firoze Pages 133-150
    By assessing the trend of air temperature changes, it is possible to explore traces of climatic changes in the area of Iran. Climate change and temperature increase are important human-environmental issues. Based on the change point method, it is possible to identify the onset time of changes in basic variables such as minimum and maximum temperature. Therefore, the present research aims to analyze the change point of temperature thresholds of heat and cold waves in Iran. The temperature threshold means the 95th percentile for maximum temperature values and the 5th percentile for minimum values. For this purpose, the temperature data (minimum and maximum) of 43 synoptic stations in Iran, which have a long statistical period (1966-2018) and suitable distribution, were used. To identify the temperature threshold change time, three change point methods - Pettitt, SNHT, and Buishand's Range Test were used. The results showed that the temperature threshold of heat and cold waves has been increasing over the past few decades. The rising growth rate is equal to 0.019 and 0.052 degrees Celsius per year, respectively. Therefore, in the current study, it was found that the increasing trend of the temperature threshold led to an increase in the frequency of maximum temperatures, and on the other hand, it will lead to an increase in hot days and a decrease in cold nights, in addition to the higher frequency of events, it can be stated that the frequencies will move towards higher values. Based on the results of the spatial-temporal analysis of the thresholds, the increasing trend of the minimum temperature in the northwest, Zagros, and southeast regions of Iran is quite evident. And from the other results of this study, we can emphasize the time of the change point or jump of the temperature threshold of cold and heat waves around 1991. The mentioned year is in line with global studies
    Keywords: Changepoint, Pettitt, SNHT, Buishand's Range Test, Global Warming, climate change