تغییراقلیم از سطح زمین شروع شده و با آرامی به ژرفای آن انتشار می یابد و موجب تغییر رژیم گرمایی خاک می-شود. انرژی گرمایی نهفته در ژرفای خاک می تواند در آشکارسازی تغییرات اقلیمی نقش مهمی بازی کند. بنابراین، هدف این پژوهش مدل سازی دمای خاک و برقراری روابط رگرسیونی بین دمای هوا و ژرفاهای مختلف خاک و ارائه یک رابطه ساده و منطقی به ازای هر عمق خاک می باشد و درنهایت بررسی اقلیمی تغییرات روند دمای خاک و تأثیر گرمایش جهانی در تعدادی از ایستگاه های سینوپتیک کشور می باشد. برای این پژوهش داده های اندازه گیری شده روزانه دمای هوا در ارتفاع 2 متری طی سال های 2009- 1951 و دمای روزانه خاک در عمق های مختلف خاک (5 ،10، 20، 30، 50 و100 سانتی متری) برای ساعت های 3، 9 و 15 به وقت گرینویچ در طول دوره آماری سال 1992 تا 2009 میلادی در 6 ایستگاه همدیدی کشور (اهواز، بابلسر، مشهد، تهران، کرمان و تبریز) تهیه شد. برای آشکارسازی تغییراقلیم از آزمون مقایسه میانگین و تحلیل واریانس استفاده شد. همچنین برای بررسی وجود روند در سری زمانی دمای هوا و دمای خاک از روش های پارامتری پیرسون و تحلیل رگرسیونی و روش های ناپارامتری اسپیرمن و من کندال استفاده شد. یافته های این پژوهش بیانگر وجود روندی افزایشی و معنی دار (01/0 ? p) در سری زمانی سالانه ی دمای هوا و دمای ژرفاهای متفاوت خاک در اقلیم های مختلف ایران می باشد و همچنین در سری زمانی فصلی مشخص شد دمای خاک همه ژرفاها در فصول تابستان و پاییز دارای روندی افزایشی و معنی دار (01/0 ? p) می باشد. با توجه به یافته های این پژوهش می توان چنین انگاشت که پدیده تغییر اقلیم در حال رخ دادن است و روی پارامتر دمای خاک هم اثر چشمگیری داشته است و این نواحی همچون دیگر نقاط جهان تحت تاثیر پدیده گرمایش جهانی قرارگرفته است. همچنین استفاده از روش های مختلف در بررسی روند دارای نتایج یکسانی در تشخیص وجود روند می باشد. بنابراین مجموعه داده های روند دمای خاک در این پژوهش می تواند برای تجزیه و تحلیل اثرات دمای خاک روی کشاورزی این مناطق و برای کمک به توسعه روش های عملی برای حفظ و بهبود تولیدات محصولات کشاورزی در این نواحی کشور مورد استفاده واقع شود. این نتایج اهمیت نظارت بر دمای خاک را به عنوان شاخص تغییرات اقلیمی در کشور نشان داد.

خشکسالی یکی از مخاطرات اصلی مرتبط با هواشناسی است. این مخاطره طبیعی بر تمام جوانب زندگی بشر مؤثر است. این پدیده از عوامل متعددی همچون بارندگی، دما، تبخیر-تعرق، مقدار آب موجود درخاک و غیره تأثیر می-پذیرد. خشکسالی در هر وضعیت اقلیمی ممکن است رخ دهد. پیش¬بینی خشکسالی نقش مهمی در کاهش خسارات ناشی از آن در بخش¬های مختلف بر عهده دارد. برای این که بتوان خشکسالی را از نظر کمی تعریف کرد، روش¬های متعددی وجود دارد. از جمله این روش¬ها، استفاده از نمایه¬های خشکسالی است. نمایه¬های خشکسالی معمول، به پارامترهای آب و هوایی وابسته هستند و تنها برای یک مکان اعتبار دارند. همچنین به علت کمبود آمار اقلیمی این نمایه¬ها از دقت کافی برخوردار نیستند. علم سنجش از دور یکی از روش¬هایی است که از طریق آن می¬توان این مشکلات را برطرف کرده و شرایط خشکسالی را برای یک گستره برآورد کرد. از دیدگاه سنجش از دور، خشکسالی را می¬توان با تغییرات طیفی ایجاد شده در تصاویر ماهواره¬ای در سطح مورد مطالعه بررسی کرد. در این پژوهش، به بررسی وضعیت خشکسالی در محدوده استان مازندران با استفاده از آمار هواشناسی 21 ایستگاه داخل و خارج استان و تصاویر سنجنده modis پرداخته شد. بدین منظور از دو نمایه هواشناسی spi در مقیاس زمانی 1، 3، 6، 9، 12 ماهه و سالانه و edi روزانه، ماهانه و دوره¬ای و هفت نمایه طیفی ndvi، evi، vci، ndwi، ndii6، ndii7 و nmdi استفاده شد. یافته¬ها نشان داد که خشکسالی¬ها و ترسالی¬های رخ داده در استان تحت تأثیر پدیده تغییر اقلیم نبوده و مربوط به تغییرپذیری اقلیمی است. همچنین در اکثر ایستگاه¬های مورد مطالعه خشکسالی¬های شدیدی در سال 1990 و 2010 اتفاق افتاده است. در بخش بعد، مقدار نمایه¬های طیفی در ایستگاه¬های مورد نظر طی سال¬های 2002 تا 2012 استخراج شد. نتایج نشان داد که تغییرات این نمایه¬ها نیز از روند تغییرات نمایه¬های هواشناسی پیروی می¬کند. همچنین بالاترین همبستگی¬ها میان نمایه¬های طیفی و نمایه¬های هواشناسی edi دوره¬ای و ماهانه و spi با تأخیر زمانی سه و شش ماهه دیده شد. سپس به منظور ارزیابی منطقه¬ای وضعیت خشکسالی، اقلیم ایستگاه¬ها با استفاده از روش دومارتن تعیین شده و پهنه¬بندی اقلیمی صورت گرفت و در نهایت منطقه مورد نظر به پنج منطقه اقلیمی بسیارمرطوب، مرطوب، نیمه¬مرطوب، مدیترانه¬ای و نیمه خشک تقسیم¬بندی شد. نقشه نمایه¬های هواشناسی نیز با استفاده از روش درون¬یابی idw تهیه و این نقشه¬ها و تصاویر نمایه¬های طیفی به پنج منطقه اقلیمی مورد نظر تفکیک شدند. یافته¬ها نشان داد که در میان نمایه¬های سنجش از دوری، تغییرات نمایه nmdi با تغییرات نمایه spi سالانه هماهنگی بیشتری دارد. همچنین نمایه¬هایی که از باند جذب آب استفاده می¬کنند نسبت به نمایه¬های پوشش گیاهی از کارآیی بیشتری برخوردار هستند. در مقیاس منطقه¬ای، بالاترین ضرایب همبستگی با شاخص¬های spi3 و spi6 بوده و بجز اقلیم بسیار مرطوب، در سایر اقلیم¬ها بالاترین همبستگی در ترسالی و کمترین همبستگی در خشکسالی دیده شد. همچنین در اقلیم نیمه مرطوب نسبت به سایر مناطق همبستگی¬های بالاتری وجود داشت. در پایان برای صحت سنجی نتایج بدست آمده با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی مقادیر نمایه¬های هواشناسی برآورد شد. یافته¬ها نشان داد که مناسب¬ترین اقلیم، اقلیم نیمه مرطوب و بهترین نمایه، نمایه spi سه ماهه است.

تغییر اقلیم و گرمایش جهان یکی از مهم ترین نگرانی های انسان است، که جامعه بشری را تحت تأثیر خود قرار داده است. پیامدهای ناشی از این پدیده اثرات مختلفی را در جنبه های مختلف زندگی بشر ایجاد می کند، که از مهم ترین آن ها می توان به تغییر در چرخه هیدرولوژی و وقایع حدی مانند دبی جریان بیشینه یا سیلاب اشاره کرد. در این پژوهش که با هدف بررسی اثرات پدیده تغییر اقلیم بر دبی جریان بیشینه زیر حوضه بهشت آباد از حوضه آبریز کارون شمالی صورت گرفت، تغییرات دبی جریان بیشینه زیر حوضه با توجه به دو سناریوی اقلیمی a2 و b2 و با نتایج خروجی مدل hadcm3 مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا ابتدا آشکارسازی تغییر اقلیم با استفاده از آزمون آماری انجام شد. سپس داده های خروجی مدل گردش عمومی برای زیر حوضه آبریز هدف، ریزمقیاس شد و بعد با استفاده از رابطه رگرسیونی، مقدار دبی جریان بیشینه با دوره بازگشت های مختلف تا سال 2040 پیش بینی شد. نتایج آشکارسازی تغییر اقلیم با توجه به آزمون مقایسه میانگین و آزمون من- کندال بین دو دوره قبل از 1984 و دوره (2013 -1984) نشان داد که اختلاف میانگین بین دو دوره برای دمای متوسط در ایستگاه های امام قیس و بروجن در مقیاس سالانه و ایستگاه بروجن در فصل بهار معنی دار (01/0 =p) و روند در دوره دوم (2013 -1984)، معنی دار افزایشی است. برای دمای کمینه اختلاف میانگین بین دو دوره در ایستگاه های امام قیس و بروجن در مقیاس سالانه و در فصل های پاییز، بهار و تابستان معنی دار (01/0 =p) و روند در دوره دوم ، معنی دار افزایشی است؛ و روند دوره دوم دمای فصل تابستان در ایستگاه پل زمان خان معنی دار (01/0 =p) و افزایشی است. برای دمای بیشینه در ایستگاه پل زمان خان در مقیاس سالانه و ایستگاه شهرکرد در فصل تابستان اختلاف میانگین بین دو دوره معنی دار (01/0 =p) و روند در دوره دوم، معنی دار افزایشی است. برای بارندگی فقط در ایستگاه بهشت آباد روند معنی دار (01/0 = p) کاهشی مشاهده شد. نتایج مدل ریزمقیاسی sdsm نشان دهنده افزایش دما و کاهش بارندگی در دوره موردنظر نسبت به دوره پایه (2000- 1971) می باشد. بطوری که تحت سناریوی a2 افزایش 6/0 درجه سلسیوس دما و کاهش 2/18 درصدی بارندگی و تحت سناریوی b2 افزایش 4/0 درجه سلسیوس و کاهش 6/16 درصد بارندگی در منطقه پیش-بینی شد. تغییرات متوسط سالانه دبی جریان بیشینه کاهشی است و تحت سناریوی a2 و b2 به ترتیب 2/45 و 7/45 درصد است که هرکدام معادل 5/98 و 7/99 مترمکعب بر ثانیه پیش بینی شده است. دبی جریان بیشینه برای دوره های بازگشت مختلف تحت دو سناریوی a2 و b2 در دوره (2040- 2011) کاهش خواهد داشت.

منطقه ی بجنورد طبق تقسیم بندی دومارتن جزء مناطق نیمه خشک قرار دارد، و هر ساله خسارات زیادی به کشاورزان وارد می شود. بنابراین جهت مدیریت منابع آب و کشاورزی هدف یافتن رابطه ای بین نمایه های خشکسالی با داده های دما در ارتفاع850 هکتوپاسکال، نم ویژه در ارتفاع 700 هکتوپاسکال و ارتفاع ژئوپتانسیل 500 هکتوپاسکال و فشار سطح دریا در ایستگاه می باشد. بدین منظور داده های هواشناسی در طول دوره 30 ساله از ایستگاه همدیدی شهرستان بجنورد دریافت شده و داده های دما در ارتفاع850 هکتوپاسکال، نم ویژه در ارتفاع 700 هکتوپاسکال و ارتفاع ژئوپتانسیل 500 هکتوپاسکال از سایت نوا دریافت شد. سپس داده های بارندگی ایستگاه با استفاده از نرم افزار dip تجزیه و تحلیل شده و شاخص edi و spi برای ایستگاه محاسبه شد. نتایج بدست آمده نشان می دهد بین داده های فشار سطح دریا در ایستگاه هواشناسی و داده های دما در ارتفاع 850 هکتوپاسکال و نم ویژه در ارتفاع 700 هکتوپاسکال و ارتفاع ژئوپتانسیل 500 هکتوپاسکال هیچ همبستگی وجود ندارد.

محدودیت آب از مهم ترین عوامل بازدارنده تولید محصولات زراعی به شمار می¬رود، لذا انتخاب یک راهبرد بهینه و برتر برای استفاده از آب در شرایط کمبود آب ضروری است. در این راستا کم آبیاری به¬عنوان یک راهکار سودمند در وضعیت محدودیت آب و با هدف حداکثر استفاده از واحد حجم آب مصرفی، مطرح می¬شود. هدف این پژوهش بررسی اثر کم¬آبیاری تنظیم شده و کم¬آبیاری بخشی ریشه بر خواص کمی و کیفی گیاه آفتابگردان رقم آذرگل در اقلیم ساری بود. به این منظور تحقیقی در مزرعه پژوهشی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری با پنج تیمار آبیاری کامل fi (100 درصد جبران کاهش رطوبتی خاک)، کم¬آبیاری تنظیم شده (di) در دو سطح 75 و 55 درصد، و آبیاری بخشی ریشه (prd) نیز در دو سطح 75 و 55 درصد جبران کاهش رطوبتی خاک انجام شد. آزمایش در قالب طرح بلوک¬های کامل تصادفی و طی دو سال 1391 و 1392 در سه تکرار به اجرا در آمد. همچنین از نرم افزار hydrus نیز برای بررسی تغییرات رطوبت در ناحیه ریشه گیاه و مقایسه با داده¬های اندازه¬گیری شده استفاده شد. نتایج نشان داد که اعمال تیمارهای prd75 و di75باعث کاهش 16 و 8/16 درصدی در مصرف آب در کل طول دوره رشد، به-ترتیب در سال¬های 1391 و 1392 و به طور میانگین باعث کاهش 4/16 درصدی آب در مقایسه با تیمار آبیاری کامل شد. اثر تیمارهای مختلف آبیاری بر میزان عملکرد دانه، وزن هزار دانه، عملکرد بیولوژیکی، درصد روغن دانه، عملکرد روغن، قطر طبق، تعداد دانه در طبق، درصد مغز به کل دانه، پارامترهای ریشه، شاخص سطح برگ، بهره¬وری مصرف آب، در سطح احتمال یک درصد معنی¬دار شد. بیشترین مقدار عملکرد در دو سال زراعی 1391 و 1392 مربوط به تیمار آبیاری کامل و به¬ترتیب برابر با 5313 و 5148 کیلوگرم در هکتار بود، که با تیمار آبیاری prd75 به¬میزان ???? و ???? کیلوگرم در هکتار تفاوت معنی¬داری نداشت. بیشترین تعداد دانه در طبق در دو سال انجام تحقیق مربوط به تیمار fi و prd75 شد و کمترین تعداد دانه در طبق در سال¬های مذکور مربوط به تیمار di55 بود. مقایسه میانگین مرکب دوساله نشان داد که بیشترین درصد روغن مربوط به تیمارهای fi و prd75 بود و کمترین درصد روغن مربوط به تیمار di55 بود که با تیمارهای prd55 وdi75 در یک گروه آماری قرار گرفتند. به طور میانگین بیشترین و کمترین عملکرد روغن دانه در دو سال انجام تحقیق، مربوط به دو تیمار fi و di55 بود. اثر تیمارهای مختلف بر میزان شاخص کلروفیل و میزان فلورسانس کلروفیل معنی¬دار بود. نتایج نشان داد که با افزایش تنش آبی میزان شاخص کلروفیل کاهش یافت. بیشترین مقدار فلورسانس کمینه مربوط به تیمارهای prd55و di55 بود و کمترین میزان فلورسانس کمینه مربوط به تیمار fi است. بررسی تغییرات رطوبت خاک نشان داد که در تمام تیمارها بیشترین تغییرات رطوبت مربوط به لایه20- 0سانتی¬متری و کمترین تغییرات مربوط به لایه¬های پایین¬تر بود. میزان رطوبت در تیمارهای di75 و di55 در عمق 20-0 سانتی¬متری کمتر از ظرفیت زراعی بود. بنابراین امکان انتقال رطوبت به لایه¬های پایین در این تیمارها نسبت به تیمار آبیاری کامل کمتر بود. نتایج نسبت رطوبت در بخش خشک دو تیمار prd75 و prd55 به رطوبت ظرفیت زراعی، در عمق 60-40 نشان داد که این میزان در تیمار prd75 در حد پایین¬تری نسبت به تیمار prd55 قرار داشت. که خود نشان¬دهنده تخلیه رطوبتی بالاتر در این تیمار می¬باشد. همچنین مقایسه داده¬های مزرعه¬ای رطوبت با نتایج مدل hydrus-2d/3d نشان داد که مدل کارایی خوبی در برآورد رطوبت خاک دارد. به¬طور کلی، نتایج حاکی از این است که تیمار آبیاری prd75 با افزایش تراکم ریشه در خاک، موجبات استفاده مطلوبتر از رطوبت موجود در خاک را فراهم نموده و با حفظ فتوسنتز و با کاهش آب مصرفی باعث تولید عملکرد مناسب دانه، عملکرد بیولوژِیک و افزایش بهره¬وری مصرف آب می¬شود.

به دلیل اینکه اندازه گیری های میدانی رطوبت خاک، وقت گیر و دشوار است تاکنون از آنها به طور گسترده در مدل های اقلیمی استفاده نشده است. استفاده از فناوری های نوین مانند تصاویر ماهواره ای این امکان را فراهم می کند تا در سطح وسیع و پیوسته ای بازتاب های طیفی پدیده ها اندازه گیری شود. محدوده موردمطالعه این پژوهش، بخش هایی از شمال شرق شهرستان گنبدکاووس می باشد. نمونه برداری های خاک تا عمق 10 سانتیمتری برداشت شدند.برای بررسی تغییرات بازتاب طیفی خاک، نخست اطلاعات باندهای طیفی تصاویر سنجنده مودیس برای نقاط نمونه برداری، استخراج و نمایه های ndvi و nmdi برای هر تصویر محاسبه شد.یافته ها نشان داد که نمایه های nmdi و ndvi و دیگر باند های سنجنده مودیس به تنهایی همبستگی معنی داری با رطوبت خاک ندارند. نتایج نشان داد با استفاده از روش رگرسیون چند متغیره خطی و مدل درختی m5 به ترتیب با ضرایب تبیین80 و86 درصد با ریشه میانگین مربعات خطا 3/2 و 99/1 درصد، رطوبت خاک برآورد شد