مجله فیزیک زمین و فضا
سال:1403 | دوره:50 | شماره:2 |تعداد مقالات:15

یکی از چالش های اصلی در به کارگیری مدل های ژئوپتانسیلی جهانی، محاسبه توابع لژاندر وابسته نوع اول بر اساس فرمول های بازگشتی معمول است. از آنجایی که اکثر نرم افزارهای محاسباتی به طور پیش فرض از فرمت «دقت مضاعف» در محاسبات استفاده می کنند، یک سوال مهم این است که آیا این سطح دقت برای محاسبه توابع لژاندر وابسته نوع اول و ارزیابی مدل های ژئوپتانسیلی کافی است؟ نتایج نشان می دهد که محاسبه توابع لژاندر در درجه 2190، معادل بالاترین درجه مدل های ژئوپتانسیلی جهانی موجود، حتی با به کارگیری دقت مضاعف، برای عرض های کروی در بازه [ʹ33˚78 وʹ20˚56] از دقت کافی برخوردار نیست، که بیشترین کاهش دقت در عرض کروی 60 درجه رخ می دهد. همچنین نتایج نشان می دهد که در عرض کروی 60 درجه، محاسبه توابع لژاندر در درجات بالاتر از 2029، دچار افت دقت شده و این افت دقت با افزایش درجه تشدید می شود. بر اساس نتایج، محاسبه پتانسیل ثقل و شتاب ثقل تا درجه 2190، به ترتیب در محدوده عرض های کروی ازʹ32˚57 تاʹ13˚60 و ازʹ41˚57 تا ʹ13˚60 دچار افت شدید دقت می شود. از نتایج ما درمی یابیم که حداکثر درجه بسط برای محاسبه دقیق پتانسیل ثقل و شتاب ثقل برای تمام عرض های کروی، به ترتیب درجه 2065 و 2071 است. در این تحقیق، ما نشان می دهیم که برای محاسبه توابع لژاندر بر اساس روابط بازگشتی و تولید تابعک های میدان ثقل بر اساس مدل های ژئوپتانسیلی درجات بالای کنونی، نیازمند حفظ «دقت مضاعف طویل» در تمام فرایند محاسباتی هستیم.

تداخل سنجی سنجش بازتاب سیستم های ماهواره ای ناوبری جهانی (GNSS-IR) را می توان به عنوان یکی دیگر از روش های سنجش از دور برای پایش رطوبت خاک به صورت پیوسته و البته در مقیاس محلی در نظر گرفت که در وضعیت های مختلف جوی مانند شرایط بارانی و مه آلود و در شرایط متفاوت نور و روشنایی مانند روز و شب قابل اجرا است. سیگنال های بازتابی از سطح زمین توسط آنتن های GNSS  قابل دریافت است. تغییرات در رطوبت خاک باعث تغییر در مقدار مؤلفه نسبت سیگنال به نویز  SNRسیگنال های بازتابی می شود. با تجزیه و تحلیل سیگنال های بازتابی، می توان به اطلاعات مفیدی در مورد سطح بازتاب دست یافت. SNR به شدت به رطوبت خاک وابسته است. در این تحقیق داده های ایستگاه P038 در منطقه نیومکزیکو مورد استفاده قرار می گیرد. بدین صورت که از سیگنال های چندمسیری برای برآورد تغییرات رطوبت خاک در طول چهار سال، از 2017 تا 2020 استفاده می شود. طبق برآورد انجام شده سطح محتوای حجمی آب در سال 2017، برابر 88/8 درصد می باشد، که در سال 2018 به 74/11 درصد افزایش می یابد. سپس اندکی کاهش یافته و در سال 2019 به 88/10 درصد رسیده و نهایتاً در سال 2020 به 49/12 درصد افزایش می یابد. در این مقاله کارایی شبکه های عصبی حافظه طولانی کوتاه مدت (LSTM) در پیش بینی سری زمانی رطوبت حجمی خاک به دست آمده از تداخل سیگنال های بازتابی GNSS مورد ارزیابی قرار می گیرد. آموزش مدل با استفاده از 80 درصد مشاهدات ایستگاه انجام می گیرد. با به روزرسانی وضعیت شبکه با مقادیر مشاهده شده به جای مقادیر پیش بینی شده، مقدار جذر خطای مربعی میانگین از 09/0 به 04/0 کاهش یافته و پیش بینی ها دقیق تر انجام می شوند.

نیاز روز افزون صنایع فولاد سازی به کانه آهن و کاهش عیار و تناژ معادن فعال بزرگ موجود، انگیزه اکتشاف کانسارهای آهن کوچک مقیاس و یا پنهان را افزایش داده است. پژوهش حاضر به پی جویی یکی از این کانسار در واقع در استان یزد پرداخته است. در این راستا، قدم اول انجام دورسنجی با تولید ترکیب های رنگی کاذب و نسبت های باندی تصاویر ماهواره استر و لندست 8 بود. این روش ها حضور اکسید های آهن فرو و فریک و دگرسانی های محل کانسار آهن مرور را آشکار ساختند. همچنین محاسبه سیگنال تحلیلی داده های مغناطیسی محدوده، مرزهای بی هنجاری های مغناطیسی را مشخص کرد. این مراحل نشان داد که همبستگی فضایی معناداری بین اکسیدآهن فرو و بی هنجاریهای مغناطیسی وجود دارد. افزون بر این، نتایج روش های واهمامیخت اویلر و طیف توان نشان داد که منابع مغناطیسی در عمق حدود 65 متر واقع شده اند. بعداً از عمق تخمین زده شده برای تعریف وزن دهی عمقی در یک وارون سازی سه بعدی داده های مغناطیسی استفاده شد. این وارون سازی، مدلی سه بعدی از شکل توزیع خودپذیری مغناطیسی در عمق را ارائه کرد. بر اساس مدل تخمین زده شده، مناطق دارای بزرگ ترین خودپذیری مغناطیسی با محل های عیاربالای آهن در طول چاه های اکتشافی مطابقت دارند. این مقایسه همچنین نشان داد که زون های با خودپذیری مغناطیسی بالا غالباً در عمق 50 تا 100 متری قرار گرفته اند.

تعیین لبه و موقعیت افقی ساختارهای زمین شناسی یکی از مراحل اساسی در تفسیر داده های میدان پتانسیل محسوب می شود. در این مقاله مثبت ترین و منفی ترین انحنا داده های گرانی تجزیه و تحلیل شده و فیلتری کارآمدتر با استفاده از نشانگرهای انحنا و ترکیبات آنها برای تشخیص گوشه های ساختارها و چشمه های مدفون گرانی معرفی و استفاده شده است. روش پیشنهادی که فیلتر انحنای هیبریدی مثبت و منفی (یا به اختصار PNH) نامیده می شود، مثبت ترین و منفی ترین انحناها را با تنظیم فرمول و جمع وزنی در یک انحنا ترکیب و از مزایای دو انحنا مثبت و منفی برای بهبود تشخیص لبه داده های گرانی استفاده می کند. بدین منظور ابتدا توانایی فیلتر PNH با در نظر گرفتن سه سناریو مختلف برای چگالی (مثبت، منفی و مثبت-منفی) برای مدل گرانی نسبتاً پیچیده مصنوعی حاصل از منشورهای مدفون بدون نوفه و همراه با نوفه تصادفی مورد بررسی قرار گرفته که نتایج به دست آمده بر روی مدل های مصنوعی نشان می دهد فیلتر انحنای هیبریدی مثبت و منفی، از توانایی بهتری برای تشخیص مرزهای افقی ساختارهای مدفون با چگالی متفاوت و عمق های مختلف برخوردار است. همچنین از فیلترهای استاندارد تعیین گوشه مانند، مشتق قائم مرتبه دوم گرانی و فیلتر زاویه تیلت برای مقایسه و صحت سنجی توانایی فیلترهای نشانگر انحنا بر روی مدل مصنوعی استفاده شده است. در ادامه کیفیت فیلتر PNH ابتدا بر روی داده های واقعی یک معدن طلا واقع در منطقه ویتواترزند (آفریقای جنوبی)، سپس بر روی داده های گرانی مربوط به گنبد نمکی آجی چای واقع در استان آذربایجان شرقی (ایران) و در پایان برای تعیین موقعیت ساختارهای مدفون محدوده درازگودال ماریانا با استفاده از داده های گرانی ماهواره ای (WGM-2012) مورد بررسی قرار گرفته است.

کشور ایران جزو کمربند کوهزایی آلپ-هیمالیاست و به ایالت های لرزه زمین ساختی مختلفی تقسیم شده است. استان کرمان بر اساس طبقه بندی ایالت های لرزه زمین ساختی در زون ایران مرکزی قرار گرفته است. شهر هجدک نیز در ایالت لرزه زمین ساختی ایران مرکزی واقع شده است و رویداد زمین لرزه ای بزرگی را تجربه کرده است. در این تحقیق برای اولین بار شهر هجدک کرمان از نظر شرایط لرزه ای به صورت جامع مورد بررسی قرار گرفته است تا با استفاده از نتایج آن فرایند تصمیم گیری برای اقدامات پیشگیرانه به ویژه بهسازی و مقاوم سازی ساختمان ها در برابر زلزله در این شهر تسهیل شود. در این تحقیق از داده های کاتالوگ زمین لرزه های مؤسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران و نقشه های زمین شناسی سازمان زمین شناسی استفاده شده است و چشمه های لرزه ای، پارامترهای لرزه ای، جنبش نیرومند زمین محاسبه و تحلیل خطر زلزله به روش احتمالاتی انجام شده است. بر اساس نتایج حاصل از این تحقیق، در فاصله 100 کیلومتری از محدوده شهری، 6 زمین لرزه تاریخی، 4141 زمین لرزه دستگاهی با بزرگای بالای 4 از سال 1900 تا اواخر 2023 رخ داده و 8 چشمه لرزه زا از نوع ناحیه ای تشخیص داده شده است. ضرایب لرزه خیزی b،a  محاسبه شده در این محدوده به ترتیب 86/0 و 88/3 و نرخ لرزه خیزی برای بزرگای 4 و بزرگ­تر، 47/1 است. بیشترین شتاب سنگ کف در محدوده 45/0 است که این شتاب در محدوده شهر هجدک بین 25/0-35/0 می باشد.

در این مطالعه یک رویداد بارش همرفتی، با استفاده از طرحواره خردفیزیکی حساس به هواویز در مدل WRF مورد بررسی قرار گرفت. دو شبیه سازی کنترلی و آلوده انجام شد. اختلاف بازتاب تابش خورشیدی به فضا توسط ابرها در آزمایش آلوده افزایش می یابد که نشان می دهد اولین اثر غیرمستقیم هواویزها نقش عمده ای در بودجه انرژی جو ایفا می کند. تأثیر غلظت هواویزها بر توسعه ابر در این شبیه سازی که دارای همگرایی بیشتر شار قائم رطوبت و سرعت های باد بیشتر در منطقه موردمطالعه است، قابل توجه است. باتوجه به همگرایی شار قائم رطوبت، بخارآب بیشتری برای میعان کردن روی ذرات هواویز وجود دارد و منجر به افزایش محتوای آب ابر می شود. چگالی عددی قطرک ابر در آزمایش آلوده در مقایسه با آزمایش کنترلی بیشتر است. افزایش مقدار یخ و برف که نشان دهنده بلند شدن بیشتر قطرات آب تا سطح انجماد است، می تواند به دلیل همگرایی شار قائم رطوبت منفی باشد وکاهش محتوای آب ابر به دلیل واگرایی رطوبت در این مناطق رخ داده است. اختلاف میزان بارش در دو آزمایش آلوده و کنترلی در بیشتر نقاط حوزه مقادیر مثبت را نشان می دهد که به این دلیل است که در جو مرطوب بخار آب به اندازه کافی برای میعان روی ذرات هواویز وجود دارد که موجب تشکیل قطرک های بزرگ تر ابر می شود. در نتیجه، قطرک های ابر برخوردهای مؤثرتری دارند و بارش افزایش می یابد.

سپیدایی از فراسنجﻫﺎی کلیدی در ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت آب و ﻫﻮاﻳﻲ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ. بررسی آب و هواشناسی سپیدایی می تواند ابزاری برای شناخت تغییرات محیطی باشد. ﺳﻨﺠﻨﺪه مودیس سپیدایی سطح زﻣﻴﻦ را ﺑه ﻄﻮر ﻣﺴﺘﻤﺮ در ﻣﻘﻴﺎﺳﻲ ﺟﻬﺎﻧﻲ و ﺑﺎ ﻗﺪرت ﺗﻔﻜﻴﻚ ﻣﻜﺎﻧﻲ مناسب ﺗﻮﻟﻴﺪ و در دسترس پژوهشگران ﻗﺮار می دهد. در این پژوهش جهتِ واکاوی آب و هواشناسی سپیدایی ایران، نخست داده های فراورده MCD43A4 سنجنده مودیس در محدوده ایران در بازه زمانی 1/1/2001 تا 30/12/2021 با تفکیک مکانی 500 متری و تفکیک زمانی روزانه از وبگاه ناسا برداشت شد. پس از پیش پردازش های لازم، میانگین بلندمدت ماهانه، فصلی و سالانه سپیدایی ایران محاسبه شد. یافته ها در مقیاس ماهانه نشان داد که در ماه های سرد سال (Jan, Feb, Mar) که ماه های برف پوش ایران شناخته می شوند، سپیدایی ایران بیشینه شده و ماه های گذار فروکش کرده و سپس در ماه های گرم سال (June, July, Aug) به سبب خشکی زمین و افزایش دمای رویه زمین دوباره افزایش می یابد. این رفتار دو سویه در مقیاس فصلی نیز آشکار است. به طوری که سپیدایی ایران در فصول زمستان و تابستان بیشینه و در فصول بهار و پاییز (فصول گذار) کمینه می باشد. همچنین یافته ها گویای آن است که میانگین بلندمدت سپیدایی ایران حدود 5/12 درصد است. با آگاهی از محدودبودن پوشش برفی ایران، پایین بودن سپیدایی ایران طبیعی به نظر می رسد.

برآورد صحیح جهت و سرعت باد منجر به افزایش دقت در شبیه سازی و پیش بینی گردوغبار می شود. با توجه به این که استان خوزستان تحت تأثیر گردوغبار قرار دارد، هدف از این مطالعه ارزیابی میدان باد شبیه سازی شده مدل WRF-Chem در شرایط وقوع و عدم وقوع گردوغبار است. به این منظور مدل برای روزهای 7 تا 25 آوریل سال 2022 برای چهار پیکربندی مختلف (دو طرح واره لایه مرزی YSU و MYJ و دو طرح واره خردفیزیک Lin و WSM6) و همچنین دو دامنه 27 و 9 کیلومتر اجرا شد. ارزیابی برون داد مدل WRF-Chem نشان داد، پیکربندی های مختلف بیشترین تأثیر را در پیش بینی تندی باد داشته و برای در جهت باد نقش کمتری دارند. بیشینه سرعت باد برآورد شده توسط مدل در تمامی ایستگاه ها بیش از داده مشاهداتی بوده است. در آبادان، ماهشهر و امیدیه شاخص های آماری و نمودار تیلور نشان می دهند که مدل WRF-Chem در شبیه سازی سرعت باد ده متری عملکرد بسیار خوبی دارد. در سه ایستگاه اهواز، بهبهان و دزفول با افزایش تفکیک پذیری مدل از دامنه اول به دوم، عملکرد آن در شبیه سازی باد ده متری بهبود می یابد. با افزایش سرعت باد تراز 700 هکتوپاسکال، غلظت گردوغبار برآورد شده توسط مدل WRF-Chem افزایش می یابد. توزیع گردوغبار به دست آمده از مدل WRF-Chem نشان می دهد که تأثیر نوع طرح واره لایه مرزی بیش از خردفیزیک است. کاربرد ترکیب طرح واره های لایه مرزی YSU و خردفیزیک WSM6 عملکرد بسیار خوبی در شبیه سازی گردوغبار و میدان باد در استان خوزستان دارد.

نقطه سرد وردایست معرف سردترین سطح فشاری نیمرخ قائم دما در محدوده وردایست است که مرز گرمایی بین وردسپهر و پوشن سپهر را مشخص می کند. هدف از این پژوهش بررسی ویژگی های نقطه سرد وردایست گرمسیری در ماه های ژانویه و ژوئیه دوره آماری 2022-2000 در ایستگاه های کاوش جو مهرآباد تهران و شیراز می باشد. برای این کار ابتدا میانگین مداری فشار سطح وردایست گرمایی در محدوده صفر تا سی درجه شمالی برآورد و بر اساس آن فشار کف وردایست گرمسیری تعیین شد. برای روزهای مختلف دوره آماری، نیمرخ قائم دما رسم و پس از آشکار شدن وردایست گرمسیری، ویژگی های نقطه سرد آن تعیین و میانگین ماهانه آنها به دست آمد. در ادامه نقطه سرد میانگین ماهانه نیمرخ قائم دما نیز محاسبه شد و اختلاف این دو کمیت برای بررسی اثر عوامسسل مؤثر بر وردایست گرمسیری در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که کمترین دمای نقطه سرد وردایست گرمسیری در ایستگاه شیراز، سردتر از ایستگاه مهرآباد تهران است و کمترین دمای نقطه سرد وردایست گرمسیری در ماه ژوئیه برآورد شده است. این اختلاف به سبب تفاوت عرض جغرافیایی دو ایستگاه و توسعه کم فشار گرمایی در ماه ژوئیه در روی ایران است که از طریق افزایش انرژی گرمایی، سبب افزایش ارتفاع و کاهش دمای سطح وردایست گرمسیری شده است. همچنین نتایج نشان داد که به طور متوسط میانگین نقطه سرد وردایست گرمسیری در ایستگاه های مطالعاتی، دو و نیم درجه کمتر از نقطه سرد میانگین نیمرخ قائم دما است و چنین بر می آید که کم فشار گرمایی در ماه گرم و پرفشار سرد در ماه سرد سبب این اختلاف می باشند.

مدل های گردش کلی (GCMs) کم و بیش دارای اریبی هستند و یکی از تکنیک های مورد استفاده برای کاهش اریبی مدل ها در بررسی پیامدهای تغییر اقلیم به کارگیری روش های تصحیح اریبی است. این مطالعه کارایی پنج روش تصحیح اریبی شامل دو روش نسبت گیری و سه روش نگاشت چندک را برای دو متغیر دمای کمینه و بیشینه در 46 ایستگاه همدید ایران طی دوره 1980-2014 با استفاده از مدل EC-Earth3-CC از سری مدل های CMIP6 مورد بررسی قرار می دهد. نتایج نشان داد برونداد مستقیم مدل EC-Earth3-CC برای هر دو متغیر دمای کمینه و بیشینه در تمامی پهنه های اقلیمی ایران و همچنین متوسط اقلیمی کشور دارای اریبی سرد (کم برآوردی) است. به طور کلی، پس از تصحیح اریبی، مقدار اریبی دو متغیر دمای کمینه و بیشینه به شکل قابل توجهی کاهش یافت. روش های نسبت گیری نسبت به روش های نگاشت چندک بهبود بیشتری را در برونداد مستقیم مدل نشان دادند. بر اساس تحلیل مقدار RMSE، روش های تصحیح اریبی در مقایسه با برونداد مستقیم به طور قابل توجهی خطا را کاهش می دهند. به طوری که پس از تصحیح اریبی، مقدار خطای متغیر دمای کمینه برای روش های نگاشت چندک تا 42 درصد و برای روش های نسبت گیری خطی و واریانس به ترتیب 38/70 و 93/67 درصد کاهش داشته است. مقدار خطای دمای بیشینه نیز پس از تصحیح اریبی به ترتیب 59، 9/65 و 9/67 درصد کاهش داشته است. تصحیح اریبی سبب افزایش ضریب توافق (d) تا بیش از دو برابر در متوسط پهنه های اقلیمی شده است. به طور کلی روش های تصحیح اریبی به کارگرفته شده در این پژوهش دمای بیشینه را با دقت بالاتری نسبت به دمای کمینه برآورد می کنند.

امواج درونی نقش اساسی در وضعیت هیدرولوژیکی و انرژی اقیانوس ها دارد یکی از انواع امواج درونی امواج بادپناه است که در اثر عبور جریان‏های زیرسطحی یا جزرومدی بر روی توپوگرافی بستر دریا به وجود می‏آیند و یکی از عوامل جابه جایی لایه‏های همچگالی در زیر آب است. این موضوع باعث تغییر میزان مواد مغذی دریا و چگالی دریا خواهد شد. به همین دلیل شناخت امواج بادپناه در صنایع ماهی‏گیری و نظامی از اهمیت بالایی برخوردار است.در این مقاله با استفاده از ماژول جریان مدل سه بعدی Delft3D به صورت هیدرواستاتیک و غیرهیدرواستاتیک در تنگه هرمز که به دلیل داشتن کم‏عمقی‏های فراوان مستعد تشکیل موج بادپناه می باشد شبیه‏سازی امواج بادپناه انجام شده است و با استفاده از تصویر ماهواره‏ای SAR، داده میدانی و مطالعات پیشین اعتبارسنجی صورت گرفت. نتایج وجود امواج بادپناه در تنگه هرمز را نشان می‎دهند. هر دو مدل هیدرواستاتیک و غیرهیدرواستاتیک توانسته‏اند جهت انتشار و تولید امواج درونی را با تقریب مکانی قابل قبول شبیه‏سازی کنند، با این تفاوت که مدل غیرهیدرواستاتیک دارای مقادیر سرعت جریان بزرگ تری می‏باشد، هرچند که نتایج هر دو مدل در دامنه 4/0- تا 4/0+ cm/s می‏باشد. با این حال می توان گفت حالت هیدرواستاتیک اغتشاش‏های بیشتری را نشان می‏دهد و به دلیل استفاده از مختصات قائم سیگما، لایه ترموکلاین را با دقت بالاتری شبیه‏سازی می‏کند.

برونداد مدل های پیش بینی عددی وضع هوا دارای خطا است. جهت اصلاح پیش بینی های کوتاه مدت (24، 48 و 72 ساعته) دمای بیشینه و کمینه مدل WRF، از یک روش یادگیری ماشین به نام ماشین تعقیب کننده استفاده شد. در این روش با سری زمانی 300 روزه از خطای برونداد مدل و با به کارگیری روش کمترین مربعات طیفی شبه فوریه-سری زمانی، خطای پیش بینی های مدل WRF برآورد شد. خطای پیش بینی ها در دوره 01/11/2020 الی 05/03/2023 برای 560 ایستگاه هواشناسی برآورد شد. یکی از نقاط قوت این روش، استفاده از تنها یک متغیر برای کاهش خطای پیش بینی های است. عملکرد پیش بینی مدل WRF بسته به مکان و زمان متفاوت است، مثلاً نمره مهارت مدل برای دمای بیشینه در ماه سپتامبر نسبت به سایر ماه ها کمتر و در مناطق جنوب غربی زاگرس نسبت به سایر مناطق کمتر است، که بعد از اصلاح این وابستگی حذف، و پیش بینی در تمام مناطق و زمان ها عملکرد یکسانی دارد. نتایج نشان داد نمره مهارت، RMSE و شاخص اطمینان پذیری پس از اصلاح خطای مدل به شکل قابل توجهی بهبود می یابد. پس از اصلاح خطا، نمره مهارت مدل برای پیش بینی دمای بیشینه از 1/0- به 85/0 و برای دمای کمینه از 38/0 به 72/0 می رسد. به طور متوسط RMSE برای پیش بینی دمای بیشینه از 6 به 2 درجه وبرای دمای کمینه از 5/4 به 3 درجه سلسیوس می رسد. پس از اصلاح خطای مدل، تغییرپذیری نمره مهارت پیش بینی ها کاهش یافته و با کاهش مقدار خطای پیش بینی ها، قابلیت اطمینان پذیری به پیش بینی های مدل به طور متوسط از 60 درصد به 85 درصد می رسد.

گردوخاک پدیده هواشناسی رایج در مناطق خشک و نیمه خشک جهان است که در اثر عوامل طبیعی یا انسانی ایجاد می شود. شناسایی چشمه های فعال گردوخاک نخستین گام برای مقابله با آن و کاهش پیامدهای مخرب آن است. برای این منظور از دو شاخص عمق نوری هواویزها (AOD) و اختلاف بهنجار شده پوشش گیاهی  (NDVI)از سنجنده MODIS ماهواره Terra برای دو دهه گذشته (2020-2001) استفاده شده است. برای بررسی چشمه های فعال هواویز در منطقه موردمطالعه درصد فراوانی آستانه های هواویزها با سه آستانه 3/0، 5/0 و 1 مورد بررسی قرار گرفت. بیشینه مقادیر AOD مربوط به فصول بهار و تابستان است. به طورکلی شش کانون اصلی هواویزها بر اساس مقادیر AOD و شاخص FoO برای منطقه غرب آسیا قابل تشخیص است. این کانون های هواویز در پهنه اقلیمی بیابانی گرم وخشک (BWh) دیده می شوند. تنها کانون هووایز مؤثر در شمال شرقی ایران در پهنه اقلیمی بیابانی خشک و سرد (BWk) در کشور ترکمنستان قرار دارد. بررسی ماتریس ضریب همبستگی هواویزها با پوشش گیاهی نشان از رابطه معکوس دارد، البته این رابطه بیشتر برای چشمه های هواویزها صادق است. فارغ از نقش تعیین کننده ویژگی های سطحی در رخداد هواویزها، دو پدیده هواشناسی همانند باد شمال تابستانه و باد 120 روزه سیستان در تشکیل کانون هایی با مقادیر AOD بالاتر 5/0 و 1 نقش تعیین کننده ای دارند.

تندبادهای شدید با سازوکار فروپُکشی که معمولاً با گردوخاک همراه هستند در برخی کشورها با نام هبوب شناخته می شوند. در دهه اخیر برخی از توفان های اتفاق افتاده در شهر تهران که خسارات متعددی به وجود آورده شامل سازوکار رخداد هبوب بوده اند. در این مطالعه روشی برای امکان سنجی پیش بینی پتانسیل رخداد توفان های با ساختار فروپُکشی معرفی شد که سطوح تعریف شده هشدار برای این پدیده را ارائه می دهد. در کار حاضر مدل WRF به صورت یک سامانه همادی در چهار حوزه تودرتو با تفکیک های افقی مختلف به کار گرفته شده است. پنج شاخص ترمودینامیکی مختلف برای نقاط شبکه محاسبه شد و فرایند محاسبه پتانسیل رخداد تندباد با ساختار فروپُکشی با در نظرگرفتن شرایط دمایی در سطح زمین، شرایط ترمودینامیکی جو، نمایه قائم رطوبت نسبی و همچنین بررسی وجود شرایط دینامیکی برای صعود هوا انجام گرفت. با ترکیب این شرایط برای برونداد مدل عددی در همه گام های زمانی، سه سطح هشدار برای پتانسیل رخداد توفان با سازوکار فروپُکشی به صورت پهنه بندی رنگ های زرد، نارنجی و قرمز ارائه شد. چهار مورد رخداد تندباد و توفان از جمله توفان معروف رخ داده در دوم ژوئن 2014 (دوازدهم خردادماه 1393) برای شهر تهران مطالعه شد. مطابق اطلاعات سازمان هواشناسی در این تاریخ ها در ایستگاه های هواشناسی شهر تهران بادهایی با حداکثر سرعت بین 80 تا 120 کیلومتربرساعت ثبت شده است. در تمامی این موارد مقدار سرعت باد ثبت شده به اندازه قابل ملاحظه ای بیشتر از پیش بینی مستقیم مدل های پیش بینی عددی هواشناسی هستند و در واقع توسط خروجی این مدل ها قابل تشخیص و پیش بینی نبوده است. نقشه های پهنه بندی پیش بینی سطح هشدار احتمال رخداد توفان با سازوکار فروپُکشی در تمامی موارد بررسی شده طی محاسبات مربوط به احتمال رخداد ارائه شده در این مطالعه، توانسته است احتمال آغازش همرفت و شروع رخداد فروپَکش را در برخی از نواحی استان تهران یا در مناطقی در استان های همجوار پیش بینی کند که باتوجه به احتمال انتقال توفان به تهران پتانسیل رخداد وزش تندبادهای با سرعت زیاد را برای محدوده شهر و استان تهران نشان می دهد.

در این پژوهش اثر گردش بزرگ مقیاس عرض های میانی بر موقعیت ناوه مدیترانه برای بارش های فوق سنگین طی بازه زمانی 1979 تا 2022 بررسی شد. در این راستا با استفاده از شاخص تموج تغییرات تموج و با تحلیل همدیدی الگوی گردشی جو برای150 بارش فوق سنگین کشور تحلیل شد. نتایج نشان داد که بارش های فوق سنگین تحت تأثیر تقویت ناوه اطلس، گسترش جریانات از سمت اروپا و شکل گیری ناوه مدیترانه رخ می دهد. شکل گیری ناوه اطلس سبب افزایش دامنه امواج، شکل گیری پشته برروی اروپا و ناوه مدیترانه می شود. با شکل گیری این الگو، ناوه مدیترانه تغییرات طول و عرض جغرافیایی 8 درجه را نسبت به میانگین خود تجربه می کند. تغییرات مکانی ناوه مدیترانه به دلیل تغییرات نصف النهاری امواج باد غربی برروی اروپا و موقعیت ارتفاع زیاد جنب حاره است. متغییرترین قسمت باد غربی منطبق بر بلاکینگ شرق اطلس و ناوه مدیترانه است که با تشدید شیو بین ارتفاع زیاد و کم ارتفاع، جریانات نصف النهاری شده و مقدار تموج افزایش می یابد. این شرایط منجر به تقویت پشته اروپا، افزایش دامنه امواج، تکوین بندال و گسترش ناوه مدیترانه تا عرض 25 درجه می شود. تکوین بلاکینگ اطلس سبب تقویت پشته برروی اروپا و گسترش جریانات به سمت مدیترانه می شود. همچنین گسترش نصف النهاری ارتفاع زیاد اروپایی منجر به تشدید شیو فشار، شارش جریانات سرد شمالی، تشدید جبهه زایی، تعمیق ناوه مدیترانه تا دریای سرخ می شود. همزمان با تقویت ناوه مدیترانه گسترش شرق سوی واچرخند عربستان علاوه بر این که منجر به گسترش شرق سوی ناوه مدیترانه می شود، رطوبت مناسبی نیز برای رخداد بارش های فوق سنگین کشور تأمین می کند.