یکی از مهمترین بلایای طبیعی که طی سالیان اخیر مورد توجه قرار گرفته، پدیده گرد و غبار است. در سال های اخیر این پدیده در ایران ابعاد تازه ای گرفته و از یک معضل محلی، به مساله ای ملی تبدیل شده است. شناسایی و تشخیص طوفان گردوغبار اولین مرحله در بررسی و پایش آن می باشد. این تحقیق با هدف شناسایی مناطق دارای گردوغبار از تصاویر ماهواره ای، در منطقه خاورمیانه انجام گرفته است. در بررسی پدیده گردوغبار تصاویر سنجنده MODIS با توجه به قدرت تفکیک زمانی و طیفی مناسب، از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشند. در این مطالعه با استفاده از روش های طبقه بندی درخت تصمیمگیری، شبکه عصبی مصنوعی (ANN) و ماشین های بردار پشتیبان (SVM) تلاش شده است که گردوغبار در تصاویر ماهواره ای MODIS تشخیص داده شود، که روش طبقه بندی ماشین های بردار پشتیبان به عنوان یک ایده جدید مطرح شده است. به علاوه به منظور بررسی دقت هر سه روش بکار برده شده، از محصول (AOD(Aerosol Optical Depth سنجنده OMI استفاده شده است، که نتایج نشان دهنده دقت و صحت بالاتر روش SVM نسبت به سایر روش ها می باشد. با توجه به نتایج بدست آمده، این الگوریتم قادر به شناسایی گردوغبار در هر دو منطقه خشکی و آب به طور همزمان می باشد و می تواند جایگزین مناسبی برای محصول (AOT(Aerosol Optical Thickness تولید شده برای گردوغبار توسط ناسا (NASA) باشد.

تغییرات در غلظت هواویزها بخصوص در جو مناطق شهری و صنعتی، یکی از عوامل اصلی در تغییر خرد فیزیک ابرها می باشند. این مطالعه در محدوده زمانی سالهای 2003-2012 میلادی و با استفاده از داده ها و اطلاعات، هواویز، خردفیزیک ابر و رطوبت سنجنده مادیس ماهواره آکوا برای شهر تهران انجام شده است. در این مقاله، هدف اول، تعیین بهترین جایگزین از بین عمق نوری هواویز (AOD) و شاخص هواویز (AI) برای هسته های میعان ابر (CCN) می باشد. دوم، تاثیرات هواویزها بر روی خردفیزیک ابر در شهر تهران مورد بررسی قرار می گیرد. برای بررسی خردفیزیک ابرها، ابرهای نازک و پایین یعنی ابرهای با میانگین فشار بالای ابر بیشتر از 800 هکتوپاسکال برای محدوده شهر تهران، بررسی شده اند. دلیل انتخاب ابرهای نازک و پایین به عنوان نماینده ابرهای تهران، کاهش خطاهای ناشی از بازیابی داده های سنجنده مادیس می باشد. نتایج بدست آمده نشان می دهند که، شاخص هواویز جایگزین خیلی بهتری برای CCN ها در شهر تهران می باشد. مقدار هواویزها با فشار بالای ابر و دمای بالای ابر همبستگی مثبت و با کسر ابرناکی، ضخامت نوری ابر و مسیر آب ابر همبستگی منفی داشتند. بین شعاع موثر قطرک ابر و شاخص هواویز همبستگی منفی و معنی دار با همبستگی اسپیرمن و عدم همبستگی با ضریب همبستگی پیرسون مشاهده شد. نتایج همبستگی ها نشان می دهند که افزایش هواویزها در شهر تهران در بسیاری از مواقع باعث وقوع پدیده فرابارورسازی و کاهش ابرناکی در این 10 سال اخیر شده است. همبستگی های بین خود کمیت های خردساختار ابر، کاملا با مطالعات تئوری مطابقت دارند.

پدیده نامطلوب گردوغبار یکی از بلایای طبیعی است که استان ایلام را به دلیل موقعیت جغرافیایی و همجواری آن با پهنه های بزرگی از مناطق بیابانی تحت تاثیر قرار می دهد. در این تحقیق پس از استخراج 40 سامانه گردوغباری شاخص و تفکیک آنها به دو دوره سرد وگرم سال طی دوره آماری (2000-2010)، با استفاده از نقشه های ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 و فشارسطح دریا، نقشه های بردار باد، خطوط هم سرعت و نقشه های امگا در تراز 700 هکتوپاسکال در محدوده 15 تا 45 درجه شمالی و 20 تا 65 درجه شرقی صورت گرفت. برای بررسی وضیعت جو بالایی با مراجعه به پایگاه داده های جوی دانشگاه وایومینگ، داده های رادیوسوند برای روزهای همراه با گردوغبار در ایستگاه های نیمه جنوب غربی ایران اخذ شده و با استفاده از نرم افزار RAOB و نمودارهای SKEW-T به صورت روزانه ترسیم و مورد تحلیل قرار گرفتند، برای بررسی پایداری و ناپایداری جو از شاخص های LI)، (SI)،(CAPE  و TT استفاده شد. بارزسازی گردوغبار روی تصاویر MODIS با استفاده از ویژگی های دمای درخشایی و شاخص عمق نوری ذرات (AOD) انجام شد. نتایج تحقیق نشان می دهد در دوره سرد سال سیستم های مهاجر بادهای غربی و رودباد جبهه قطبی همراه آن و در دوره گرم سال کم فشارهای حرارتی سطح زمین مهم ترین عامل در ایجاد و شکل گیری پدیده مذکور در استان ایلام می باشند. هنگامی که یک فرود عمیق در غرب منطقه مورد مطالعه بر روی بیابان های کشورهای همجوار قرار گیرد و سرعت باد در آن به سرعت رودباد برسد، در صورت فراهم بودن شرایط محیطی، با ایجاد ناپایداری در سطح زمین سبب گرد و غبار و انتقال آن به استان ایلام می شود. در دوره گرم سال نیز کم فشارهای حرارتی سطح زمین و بخصوص کم فشارخلیج فارس با مکش هوای بیابان های اطراف (شبه جزیره عربستان) یکی از عوامل ایجاد گردوغبار می باشد. مسیر حرکت امواج گردوغباری و نحوه استقرار محور فرود و مراکز کم فشار سطح زمین و همچنین تصاویر ماهواره ای مورد استفاده نشان می دهد، مهم ترین منابع گردوغبارهای وارده به استان ایلام شامل بیابان های جنوبی عراق، شمال عربستان، جنوب سوریه و تا اندازه ای شمال صحرای آفریقا می باشد.

توفان های خاک که امروزه در بسیاری از مناطق ایران (به خصوص در غرب و جنوب غرب ایران) فراوانی وقوع بالایی دارد، علاوه بر تأثیر نامطلوب بر سلامتی بشر از طریق آلودگی هوا، تأثیر قابل ملاحظه ای بر خواص نوری و توازن تابشی منطقه می گذارد. در مطالعه حاضر اثرات تابشی ناشی از توفان خاک در بازه زمانی 16 تا 21 ژوئن 2012 در منطقه غرب و جنوب غرب ایران با استفاده از مدل عددی WRF-Chem بررسی شده است. ابتدا عملکرد مدل با استفاده از داده های اندازه گیری ایستگاهی (ایستگاه های اندازه گیری آلودگی وابسته به سازمان محیط زیست و ایستگاه های AERONET) و داده های ماهواره ای MODIS، OMI و CALIPSO مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج ارزیابی مدل نشان از برآورد بیشتر غلظت PM10 در ایستگاه اهواز و در اغلب موارد برآورد کمتر مقادیر عمق نوری هواویزها (aerosol optical depth) در ایستگاه های AERONET دارد. با این حال، عملکرد مدل در شبیه سازی روند تغییرات و میزان گرد و خاک در طی توفان مذکور قابل قبول است، به طوری که توزیع افقی و قائم گرد و خاک شبیه سازی شده توسط مدل و مشاهده شده توسط ماهواره الگوهای تقریباً مشابهی را نشان می دهند. ذرات گرد و خاک در سقف جوّ و سطح زمین دارای اثرهای سرمایشی، اما در میانه جوّ دارای اثر گرمایشی هستند. میانگین پریشیدگی تابش طول موج کوتاه توسط گرد و خاک در منطقه غرب و جنوب غرب ایران در بازه زمانی 17 تا 20 ژوئن 2012 در سطح زمین، میانه جوّ و سقف جوّ به ترتیب 27/7-، 79/1 و W m-2 47/5 برآورد شد.

هواویزها ذرات کوچک معلق در هوا در حالت جامد یا مایع هستند که ریشه پیدایش آنها در اثر عوامل طبیعی یا انسانی می باشند. امروزه تخمین عمق نوری [2] هواویز ها به کمک داده های ماهواره ای قابل حصول است اما بدست آوردن آن به دلیل بازتابش های اتمسفری کار راحتی به شمار نمی رود. زیرا نور خورشید توسط سیستم اتمسفر بازتاب می شود و تمام آن به سطح زمین برخورد نمی کند.از جمله روش های موجود برای بدست آوردن پارامتر هواویز، روش های DDV (Dark Dense Vegetation)، Deep Blue Algorithm و روش (SYNegry of Terra and Aqua Modis) SYNTAM می باشند.روش SYNTAM با ادغام داده های سنجنده MODIS دو سکوی AQUA و TERRA توانسته است محدودیت های موجود در بدست آوردن ضخامت نوری هواویز را از بین ببرد و نتایج درستی را در اختیار قرار می دهد. در این مقاله با استفاده از روش SYNTAM نقشه ضخامت نوری هواویزها، برای منطقه ای از ایران تهیه شده است. مقایسه نتایج بدست آمده از این تحقیق با محصول AOT ناسا برای زمان و موقعیت یکسان رضایت بخش می باشد. مقدار RMSE حاصل از مقایسه داده های NASA و روش SYNTAM به کمک الگوریتم تکرار نیوتن برای طول موج 0.55 m برابر 0.253 می باشد. بنابراین روش SYNTAM به عنوان روشی قوی برای بدست آوردن نقشه ضخامت نوری هواویز در مناطقی که فاقد ایستگاه های زمینی AERONET هستند معرفی می گردد. در قسمت بعد روش SYNTAM با سرشکنی مدل پارامتریک غیر خطی تلفیق می شود که نتایج حاصل از آن دارای دقت بیشتری نسبت به روش پیاده سازی روش SYNTAM به تنهایی است. مقدار RMSE حاصل از مقایسه داده های NASA و روش SYNTAM به کمک سرشکنی مدل پارامتریک غیر خطی، برای طول موج 0.55 m برابر 0.207 می باشد..