تغییر اقلیم و گرمایش جهانی از موضوعات بسیار مهم عصر کنونی می باشد. فرآیند تغییر اقلیم به ویژه تغییرات دما و بارش ،مهمترین بحث مطرح در قلمرو علوم محیطی است. تغییر اقلیم به معنای تغییر میانگین ها در دراز مدت است. ایران در محدوده پرفشار جنب حاره در منطقه­ای خشک و نیمه خشک واقع شده و جنگل هیرکانی ازاین حیث گردنبند سبزی بین دریای کاسپین ورشته کوه البرزمی باشد که در چهل و سومین اجلاس یونسکو، جنگل های هیرکانی به عنوان دومین میراث طبیعی ایران به ثبت رسید. راش از گونه های درختی مهم و صنعتی ترین گونه جنگل های هیرکانی است. منطقه مورد مطالعه در غرب استان گیلان واقع شده است در این پژوهش با استفاده از علم اقلیم شناسی درختی از پهنای دوایر رویشی درختان راش وآمار ایستگاه هواشناسی  واقع درمنطقه مورد مطالعه و روش آماری ناپارامتریک من کندال برای بررسی تحلیل روند تغییر اقلیم  بر روی سری زمانی حلقه های رشد و روش آماری پیرسون  برای ارزیابی همبستگی رشد قطری حلقه های درختان راش با متغیرهای اقلیمی در منطقه اقدام شد. نتایج به دست آمده از سری زمانی حلقه های رشددرختان راش نشان داد  که تغییرات حلقه های رشد  دارای روندی نزولی و منفی بوده و در سطح۵درصدمعنی دار بود. دمای کمینه و میانگین و بیشینه و تبخیردر فصل رشد روندی صعودی داشته و بارندگی سالیانه دارای روندی نزولی بود. با استفاده از روش پیرسون طی برازش همبستگی قطر حلقه های رشد با دما  ،برای میانگین ماهیانه در ماههای تیر، مرداد و شهریور  همبستگی منفی وبهمن  مثبت و میانگین کمینه دما در ماههای  تیر، مرداد و شهریور  همبستگی منفی و برای میانگین بیشینه دما در ماه بهمن، همبستگی  مثبت و در سطح ۹۵%درصد  معنی دار بوده و  با بارش  در خردادماه  همبستگی در سطح ۹۵%مثبت ومعنی دار بوده است.

در پژوهش حاضر جهت واکاوی فضایی بارش خاورمیانه از داده­های شبکه­ای بارش از مرکز اقلیم­شناسی بارش جهان (GPCC) با تفکِیک زمانی ماهانه و تفکیک مکانی ۵/۰×۵/۰ درجه قوسِی استفاده شده است. لذا برای منطقه خاورمیانه آرایه­ای به ابعاد ۸۰ × ۱۶۰ بدست آمد(۱۶۰ یاخته طولی و ۸۰ یاخته عرضی). علت انتخاب داده­های شبکه­ای، تفکیک مکانی و زمانی مناسب و به­روز بودن آن­ها نسبت به داده­های ایستگاهی است. بازه زمانی مورد بررسی از سال ۱۹۷۰ تا سال ۲۰۲۰ میلادی می­باشد. در نهایت نقشه­های بلندمدت بارش خاورمیانه به صورت سالانه و ماهانه ترسیم شد. نتایج حاکی از این است که بارش در منطقه خاورمیانه میل به تمرکز و خوشه­گزینی در بعد مکانی و زمانی دارد. به دیگر سخن، به سبب موقعیت جغرافیایی خاص منطقه خاورمیانه مانند توپوگرافی ناهمسان، دوری و نزدیکی به منابع تغذیه­کننده رطوبت(دریای خزر، سیاه، مدیترانه، اقیانوس اطلس و هند) و جهت قرارگیری ناهمواری­ها، بارش نیز در مناطق پرارتفاع، در همسایگی دریاها و اقیانوس­ها و همچنین در دامنه بادگیر سلسله جبال منطقه متمرکز شده است. پراکنش نایکسان شرایط جغرافیایی، مسبب پراکنش ناهمنسان و نایکنواخت بارش در خاورمیانه شده است. به طوری که؛ گرانیگاه و ثقل بارش خاورمیانه بیشتر در منتهی­الیه شرق دریای سیاه، جنوب ترکیه در همسایگی کشور سوریه و عراق، کمربند آرارات –زاگرس در غرب ایران، کرانه جنوبی دریای خزر، ارتفاعات پامیر و خلیج بنگال در هند و ارتفاعات هندوکش در پاکستان متمرکز شده است. این در حالی است که بخش­های زیادی از خاورمیانه به سبب همجواری با کویرها و بیابان­های بزرگ(صحرای آفریقا، کویرلوت، دشت کویر، ربع­الخالی عربستان و بیابان­های افغانستان) میزان بارشی کمتر از ۱۰۰ میلی­متر را به خود اختصاص داده­اند. همچنین نتایج نشان داد که بیشینه بارش این منطقه به فصل زمستان منتقل شده است و همچنان فصل تابستان، خشک­ترین دوره خاورمیانه است و فقط کرانه­های اقیانوس هند و خلیج بنگال بارش موسمی دارند.

نقش واداشت‌های منطقه‌ای و فرامنطقه‌ای هر ساله سبب تغییر در گردش واچرخندی پرفشار سیبری می‌شود. در همین راستا سعی شد تا به بررسی تغییرپذیری شدت پرفشار سیبری در ارتباط با گردش زمستانه نابهنجار جو پرداخته شود. بدین منظور از داده‌های شبکه‌بندی شده فشار تراز دریا، ارتفاع ژئوپتانسیل، مولفه های مداری و نصف النهاری باد مرکز پیش‌بینی محیطی/علوم جو(NCEP/NCAR) بین سال های تا ۲۰۲۰ (ماه های دسامبر تا فوریه) استفاده شد. پس از اعمال شاخص شدت پرفشار سیبری دوره های شدید این پرفشار در زمستان استخراج گردید. در ادامه با استفاده از کمیت فرارفت تاوایی نسبی به بررسی تکوین این سامانه و سامانه های تاثیرگذار بر روی پرفشار سیبری پرداخته شد. نتایج نشان داد که در طول دوره زمستانی مرکز پرفشار سیبری دستخوش تغییرات شده و روند رو به رشد بین ۴ تا ۶ هکتوپاسکالی را به خود گرفته است. از طرفی مشاهده شد که نقش سامانه های جوی همچون پشته های دینامیکی بر روی منطقه سیبری همراه با فرارفت تاوایی نسبی منفی، قرارگیری منطقه سیبری در شرق پشته و تشکیل بندال های امگایی نقش مهمی را در تقویت این سامانه بر عهده دارند که سبب شده تا این پرفشار دارای توسعه شرق به غرب یا شمال به جنوب را تجربه نماید. از طرفی نقش تاوه قطبی در فرارفت های سرد منطقه و جابجایی استوا سوی آن سبب شده تا پرفشار سیبری با گاها با افزایش فشار بیش از ۱۱ هکتوپاسکال نسبت به میانگین بلندمدت خود داشته باشد. در نهایت مشاهده شد که گردش جو در عرض‌های میانه نقشی انتقالی را در تغییرات پرفشار سیبری و جریانات قطب و جنب قطبی را ایفا می کند.

تغییر اقلیم می‌تواند الگو‌های بارندگی را تغییر دهد و احتمال خشکسالی را در برخی مناطق افزایش دهد. در مطالعه حاضر به ‏منظور پیش‌نگری خشکسالی حوضه آبخیز پایاب ارس در دوره ۲۰۵۰-۲۰۲۵ از مدل‌های ‏CMIP۶‎‏ شامل (‏NorESM۲-LM، ‏CanESM۵‎‏ و ‏MPI-ESM۱-۲-HR‏) و نرم‌افزار ‏CMhyd‏ بهره برده شد. داده‌های بارش روزانه تاریخی مدل‌های منتخب با ‏داده‌های ۵ ایستگاه (پارس‌آباد، اصلاندوز، جعفر‌آباد، دشت و شورگل) در حوضه مورد مطالعه با معیار‌های ‏R۲‎، ‏MAE، ‏MSE‏ و ‏RMSE‏ مورد مقایسه قرار گرفت و نتایج حاکی از دقت بالای مدل ‏MPI-ESM۱-۲-HR‏ در برآورد بارش بوده است. این مدل ‏در نرم‌افزار ‏CMhyd‏ با روش ‏LS‏ تصحیح اریبی گردید و بر اساس برونداد سه سناریوی ‏ SSP۱-۲,۶‎، ‏ SSP۲-۴.۵و ‏ SSP۵-۸.۵‎‏‏بارش آینده پیش‌نگری شد و از شاخص بارش استاندارد ‏SPI‏ در مقیاس سه ماهه وضعیت خشکسالی برآورد گردید نتایج نشان ‏داد در کل منطقه وضعیت نرمالی طبق تقسیم‌بندی شاخص ‏SPI‏ حاکم خواهد شد با این تفاوت که در سناریو‌های ‏ SSP۲-۴.۵ و  SSP۵-۸.۵‎نسبت به ‏ SSP۱-۲.۶‎‏ پتانسیل خشکسالی در جنوب حوضه نسبتا بیش‌تر خواهد بود و روند این پدیده برای میانگین ‏شبکه ایستگاه‌ها نشان داد مطابق سناریو خوش‌بینانه وضعیت ترسالی بر حوضه مورد مطالعه حاکم خواهد شد اما در دو سناریوی ‏متوسط و خیلی بد‌بینانه شرایط کاملا متفاوت خواهد بود و خشکسالی در دهه‌های آینده بر کل منطقه غالب خواهد شد.‏

هدف این مطالعه ارزیابی و پیش‌بینی PM_۱۰ شهر اهواز با روش‌های آماری و شبکه عصبی مصنوعی بود. داده‌های روزانه‌ی هواشناسی و داده‌های PM_۱۰ (۱۳۹۰ تا ۱۴۰۲) از سازمان هواشناسی و اداره کل محیط‌زیست خوزستان دریافت شد. ابتدا داده‌ها پردازش و نرمال بودن آن‌ها با روش کلموگروف اسمیرنوف بررسی شد. با توجه به غیرنرمال بودن داده‌ها، از روش‌های اسپیرمن و تاوی بی کندال برای بررسی همبستگی‌شان با نرم‌افزار spss استفاده شد. سایر بخش‌ها با زبان برنامه‌نویسی پایتون و در فضای اسپایدر انجام شد؛ سری زمانی و اطلاعات آماری داده‌ها به دست آمد. جهت پیش‌بینی میزان PM۱۰ برای گام‌های زمانی آینده از روش شبکه عصبی (MLP) استفاده شد. بیانگر وجود ارتباط معنادار بین متغیرهای هواشناسی و PM_۱۰ بود. به ترتیب، نتایج همبستگی‌های اسپیرمن و تاوی بی کندال نشان داد بین PM۱۰ با سرعت باد (به میزان ۰,۰۹۴ و ۰.۰۶۱) و دما (۰.۲۸۴ و ۰.۱۸۷) دارای همبستگی مثبت و معنادار در سطح اطمینان ۹۹% می‌باشد. همچنین، این پارامتر با دیدافقی (۰.۴۰۸- و ۰.۳۰۰ -)، جهت باد (۰.۰۴۸ – و ۰,۰۳۴ -)، بارش (۰.۱۵۹ – و ۰,۱۲۵-) و رطوبت نسبی (۰.۲۵۹ – و ۰,۱۷۳-) دارای همبستگی معکوس و معناداری در سطح اطمینان ۰.۹۹% بوده است. برای پیش‌بینی میزان PM_۱۰ آینده، از شبکه عصبی (MLP) استفاده شد. مدل از نوع Sequential با یک لایه‌ی ورودی با ۶ نورون، سه لایه‌ی مخفی از نوع Dense با ۱۶، ۳۲ و ۶۴ نورون و یک لایه خروجی بود. میانگین مربعات خطای MSE برای بخش آموزش برابر با ۰,۰۰۳۴ و برای داده‌های اعتبارسنجی val_loss: ۰,۰۰۱۲ بود. برای بخش آزمایش، اعتبار سنجی برابر mse_mlp=۰,۰۰۴۸ و val_loss: ۰,۰۰۱۲ بود. نتایج می‌دهد که بین داده‌های هواشناسی و PM۱۰ همبستگی معناداری از نوع مستقیم یا معکوسی وجود دارد. نتایج (MLP) نشان داد که شبکه توانسته عملکرد و خروجی مطلوبی را ارائه دهد و پیش‌بینی قابل‌قبولی برای داده‌های PM۱۰ شهر اهواز داشته باشد.
 

مطالعه و شناسایی کانون های تغییر تراز میانی جو موثر بر شکل گیری الگوهای گردشی مولد آن ضرورتی اجتناب ناپذیر است. در این مطالعه، ابتدا بارش های سالانه ایستگاه های منتخب سطح حوضه آبریز زاب کوچک طی دوره ۲۰۱۵-۱۹۸۶ استاندارد زمانی شدند. پس از استفاده از شاخص و تعیین آستانه زمانی- مکانی، تعداد ۱۸۴ روز بدون بارش واقع در دوره مرطوب سه نمونه خشکسالی شدید در سطح منطقه انتخاب شدند. داده های ارتفاعی تراز ۵۰۰ هکتوپاسکال واقع در محدوده صفر تا ۸۰ درجه عرض جغرافیایی شمالی و طول شرقی به صورت یک ماتریس S_Mode تنظیم شد و با استفاده از روش پیشرفته آماری تحلیل مولفه های اصلی پردازش شدند. بر اساس ماتریس همبستگی، کانون های عمده تغییرات توپوگرافی تراز ۵۰۰ هکتوپاسکال موثر بر وقوع روزهای خشک شناسایی و تحلیل شدند. نتایج نشان داد که به هنگام وقوع روزهای خشک، ۱۲ کانون تغییر ارتفاع تراز میانی جو موثر بوده اند. در این بین،‌ دو کانون ذیل با برخورداری از بیشترین آنومالی­های (۷/۰R≥) ارتفاع تراز میانی جو قابل تشخیص بودند: ۱) کانون اورآسیا-آفریقا و ۲) کانون غرب آفریقا که به ترتیب ۴۸% و ۱۰% از کل مساحت قلمرو مطالعاتی را تحت سیطره داشتند. چنین تغییراتی در تراز میانی جو، سبب تقویت و عمیق تر شدن محور ناوه­ها و پشته­ها شده است. تغییرات کانون اول بیشترین تاثیر را در ایجاد پایداری و حاکمیت خشکی روزهای سطح حوضه آبریز داشته است.