در روز 14 آوریل 2017 (24 فروردین 1396) بارش سنگینی در شمال غرب ایران به وقوع پیوست که منجر به ایجاد سیل و خسارات جانی و مالی در این منطقه شد. در این مطالعه به منظور بررسی سازوکارهای همدیدی-دینامیکی وقوع این بارش، از داده های بارش ایستگاه های هواشناسی، پارامترهای همدیدی ترازهای مختلف جو و نمودار ترمودینامیک SkewT استفاده شد. در ابتدا پراکندگی بارش پهنه بندی شد، سپس نقشه های ارتفاع ژیوپتانسیل، چرخندگی، امگا، سمت و سرعت باد، رطوبت ویژه، تابع همگرایی شار رطوبت و نمودار هوف مولر ترسیم و تحلیل شد. نتایج تحقیق نشان داد کانون حداکثر بارش به صورت کریدری از جنوب غرب استان آذربایجان غربی، محدوده دریاچه ارومیه تا مناطق میانی استان آذربایجان شرقی بوده است که در بازه زمانی 36 ساعت بین 30 تا 57 میلی متر بارندگی داشتند. نقشه های همدیدی نشان داد در این روز استیلای منطقه چرخندی ناوه مدیترانه در تراز میانی جو به همراه جریان هسته رودباد قطبی در سطوح فوقانی شرایط مساعدی برای ناپایدار کردن جو و صعود هوا در منطقه شمال غرب ایران فراهم کرد به طوری که مقدار امگا به کمتر از 3/0-پاسکال در ثانیه رسید. نقشه های رطوبت ویژه حاکیست که همزمان با استقرار منطقه چرخندی ناوه، شار رطوبتی قابل ملاحظه ای از مسیر دریای سرخ به سمت شمال غرب ایران صورت گرفته است. لذا تبدیل سریع رطوبت جو به بارش در منطقه چرخندی ناوه عامل اصلی وقوع بارش سنگین در این روز بوده است. این موضوع از طریق ترسیم نقشه همگرایی شار رطوبت و نمودار هوف مولر اثبات شد. نمودارهای SkewT و شاخص های ناپایداری نیز وجود رطوبت زیاد در جو و فراهم بودن شرایط مناسب جهت ناپایداری و صعود هوا در روز 14 آوریل را تایید کردند.

در هواشناسی همدیدی استقرار توده هوای سرد در تراز های میانی و فوقانی جو در اصطلاح علمی سلول هوای سردو یا استخر هوای سرد (Cold Pool) نامیده می شود. در این مطالعه آشکارسازی نقش استخر هوای سرد در ایجاد و یا تشدید بارندگی ها، با بررسی نقشه های همدیدی برای بازه سال های 2007 لغایت 2013، 118 مورد استخر هوای سرد شناسایی گردید. در راستای اهداف تحقیق نقشه های همدیدی، نمودار ترمودینامیکی (SkewT) و پراکندگی بارش در روزهای شناسایی شده در استان آذربایجان شرقی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد استخرهای هوای سرد به صورت سه الگوی همدیدی متفاوت، تراف دمایی، سلول بسته ای از هوای سرد و یا ترکیبی از تراف و سلول (در ترازهای مختلف) ظاهر می گردد. هر چند که این عارضه همدیدی در همه ماههای دوره گرم سال مشاهده می شود ولی بیشترین فراوانی وقوع آن در ماه مه (اردیبهشت) مشاهده شده است. بررسی مقادیر بارش ثبت شده در ایستگاه های هواشناسی در زمان استقرار استخر هوای سرد نشان داد که در 64% مواقع حضور استخر هوای سرد بارندگی رخ داده و در 12.2% موارد وقوع بارندگی شدید باعث ایجاد سیل شده است. نتایج حاصل از بررسی اطلاعات نمودارهای ترمودینامیکی نشان داد هر چند در اکثر موارد وجود ناپایداری در جو توسط شاخص های ناپایداری تایید می شود ولی در مواردی هم ضعف هایی در تبیین شرایط ناپایدار جوی مشاهده گردید که نشان دهنده غلبه شرایط دینامیکی (در مقایسه با شرایط ترمودینامیکی) در هنگام استقرار این پدیده همدیدی می باشد. نهایتا مشخص گردید هر قدر اختلاف دمایی تراز 850 با 500 میلی باری در اثر استقرار استخر هوای سرد بیشتر باشد احتمال تشدید بارندگی ها و وقوع تگرگ و سیل افزایش می یابد.

آلودگی هوا از مهم ترین مخاطرات محیطی کلانشهرهای ایران است که طی چهار دهه ی اخیر، زندگی این شهرها را پرهزینه و خطرناک کرده است. هدف این پژوهش بررسی ارتباط باد با آلودگی هوا و شناسایی سیستم های حرارتی و دینامیکی در شهر تهران است که به تکوین و تشدید شرایط پایدار جوی در دوره ی سرد منجر می شوند. در این پژوهش از سه روش آماری، همدیدی و ترمودینامیکی برای رسیدن به اهداف یادشده استفاده شده است. در قسمت آماری، ویژگی باد در 16 جهت جغرافیایی با آلودگی هوا در یک دوره ی ده ساله در شهر تهران بررسی شد. به منظور محاسبه ی همبستگی و تحلیل وایازی بین مونواکسیدکربن با سرعت باد از ضریب همبستگی پیرسون و تحلیل وایازی استفاده شده است. نتایج نشان داد که همبستگی معناداری در سطح 99 درصد بین آلاینده ی مونواکسید کربن با سرعت باد در کل جهات وجود دارد، اما با تفکیک جهات به 16 جهت اصلی، بیشترین همبستگی (معناداری در سطح 99 درصد) بین سرعت باد در سمت NW، SSE و W است. جهت عکس تغییرات سرعت باد در این سمت ها با مونواکسید کربن، نشان می دهد که با افزایش سرعت باد از مقدار آلاینده ی مونواکسید کربن کاسته می شود و برعکس. نتیجه ی دیگر این بررسی، جهت تغییرات سمت های باد NE و ENE است که مستقیم اند و با افزایش سرعت باد، آلاینده ی مونواکسیدکربن هم افزایش یافته است. همچنین میانگین سرعت باد در روزهای آلوده 3/1 متر بر ثانیه است که از میانگین سرعت دوره ی سرد مطالعاتی که 5/2 متر بر ثانیه است، کمتر است. در قسمت همدیدی پژوهش، 14 نمونه روز با آلودگی فراگیر در دوره ی سرد سال در طول دوره ی آماری 2002 تا 2012 انتخاب شد. نقشه های مورد نیاز مرتبط در تراز های مختلف جو (تراز 500، سطح زمین و نقشه ی تاوایی) با استفاده از داده های دوباره پردازش شده ی ECMWF و در محیط GRADS ترسیم شدند. نتایج بررسی نشان داد که در بیشتر روزهای مطالعاتی، آلودگی هوا از الگوی پرفشاری تبعیت کرده و در لایه های میانی جو، منطقه ی تهران یا روی محور پشته یا در پایین دست محور قرار گرفته که با همگرایی جریانات سطوح فوقانی جو، فرونشینی هوا در سطح زمین رخ داده است. در قسمت ترمودینامیکی، با ترسیم نمودار Skew-Tدر نرم افزار RAOB و مشخص کردن نوع و ارتفاع لایه ی وارونگی مشخص شد که غلظت آلودگی هوا در زمانی که وارونگی تابشی زیر ارتفاع 100 متر از سطح زمین اتفاق می افتد، شدید و مخاطره زا می شود. همچنین در حالت جو پایدار، از سطح زمین تا تروپوسفر میانی و جو بالاتر، باد، سرعت چندانی ندارد.