یکی از بزرگترین مسائل پیچیده زیست محیطی، مساله نوسانات غیره منتظره آب و هوایی و آثار مخرب آن در آینده است. لذا اجرای هر گونه طرح پژوهشی توسط مراکز پژوهشی و دانشگاهها می تواند راهگشایی در پیشگیری از این مساله حیاتی باشد. هدف این طرح پژوهشی شامل مطالعه ای است از روند بارندگی در ایستگاه هواشناسی مشهد، از تاریخ تاسیس و تغییرات احتمالی در ده سال اخیر در مقایسه با چهل و سه سال قبل از آن به عنوان علامتی از نوسانات غیره منتظره آب وهوایی یا علامتی از تغییر اقلیم. در این بررسی اجمالی، آمار بارندگی روزانه شهر مشهد از سال 1329 لغایت 1372 جمع آوری و در دو مقطع زمانی 1362- 1329و 1372-1362 مورد مقایسه و تحلیل قرار گرفته است. بررسیهای انجام شده نشان می دهد که میانگین و پراکنش بارندگی در فصلها و ماهها متفاوت است ولی با طولانی تر کردن طول دوره آماری ولحاظ نمودن سایر پارامترهای موثر اقلیمی از قبیل دما، تابش آفتاب و میزان بارش امکان اظهار نظر وجود خواهد داشت.

یکی از روابط مهمی که در تخمین سیلاب¬ها و دبی رودخانه¬ها با دوره بازگشت های مختلف مورد استفاده قرار می¬گیرد، رابطه شدت- مدت- دوره بازگشت (IDF) است که دقت آن و نحوه محاسبه پارامتر های موجود در آن، وابسته به وجود داده های بارش کوتاه مدت (15، 30، 60، 120 و غیره دقیقه ای) برای یک دوره آماری طولانی (به¬طور مثال 30 ساله) است. متأسفانه در بسیاری از ایستگاه های باران سنجی، چنین داده هایی وجود ندارد و آمار بارندگی¬ها تنها بصورت 24 ساعته در دسترس است. جهت تبدیل حداکثر بارش 24 ساعته به کوتاه مدت در ایران، از روابط تجربی مختلفی استفاده می¬شود که یکی از آنها رابطه سازمان هواشناسی هندوستان (IMD) است که دقت آن در برخی نقاط دنیا پایین است. در این پژوهش، در ابتدا رابطه سازمان هواشناسی هندوستان (IMD) به یک رابطه ساده تک متغیره تبدیل شده و سپس این متغیر برای تعدادی از ایستگاه های باران سنجی که بارش های کوتاه مدت آن نیز در دسترس می¬باشد، بدست آمده است. بدین منظور حداکثر بارش های 3، 6، 12 و 24 ساعته استخراج و سپس با استفاده از رابطه ویبول و گامبل دوره بازگشت های مختلف آنها محاسبه شده است. درنهایت با استفاده از رگرسیون داده های واقعی و محاسباتی، متغیر رابطه تغییریافته IMD محاسبه شده است. نتایج نشان داد که اگرچه توان رابطه هندوستان 0/33 است، اما این متغیر برای ایستگاه های مورد مطالعه متفاوت بوده و دامنه تغییراتی بین 0/28 تا 0/35 دارد. جهت مقایسه نیز، رابطه IDF حوضه کردان بدست آمده و سپس نتیجه آن با مقادیر واقعی و رابطه ای که قهرمان پیشنهاد داده است و کاربرد زیادی هم در ایران دارد، مقایسه شده است. نتایج نهایی نشان داد که رابطه تغییریافته (IMD) با وجود سادگی و اتکای آن تنها به یک پارامتر، نتایج بسیار بهتری نسبت به روابط پیچیده قهرمان بدست می¬دهد که می¬تواند پس از واسنجی با دقت قابل قبولی در حوضه های مختلف ایران مورد استفاده قرار گیرد.

به منظور دستیابی به منحنی های تجمعی بارندگی و تعیین الگوی مناسب برای توزیع زمانی بارندگی، بارندگی های تجمعی که توسط باران سنج ها تعیین شده بودند در منطقه جنوب غربی زاگرس جمع آوری شد. داده های باران سنجی از این ایستگاه ها دارای کیفیت آماری متفاوتی بودند. این داده ها توسط روش های موجود مورد آزمون همگنی قرار گرفته و بعد از بررسی های اولیه بر روی کمیت و کیفیت این داده ها و تعیین داده هایی قابل اعتماد، یک مدل کامپیوتری برای تعیین منحنی های تجمعی بارندگی تهیه گردید. در این مدل درصد تجمعی ارتفاع بارندگی و درصد تجمعی زمان بارندگی در تمام ایستگاه های باران سنجی مورد مطالعه، تعیین گردیدند. در بررسی فوق 3 حالت مختلف در نظر گرفته شد. در مرحله اول منحنی های تجمعی بارندگی برای هر رگبار در تمام ایستگاه های باران سنجی منطقه مورد مطالعه، بدست آمد. در مرحله بعد یک ایستگاه باران سنجی در تمام رگبارهای انتخاب شده مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله سوم این عملیات برای تمام ایستگاه ها در تمام رگبارها به طور هم زمان انجام گرفتند. در هر یک از سه مرحله فوق، دسته منحنی هایی با احتمال های از 10 تا 90 درصد بدست آمد که نمایانگر منحنی های تجمعی بارندگی و توزیع زمانی بارندگی روزانه در منطقه ای خاص بوده است. با استفاده از مدل ایجاد شده در این تحقیق می توان منحنی های تجمعی بارندگی را جهت کاربرد در مدل های باران- دبی در جایی که دارای تعداد مناسبی ایستگاه باران سنج می باشد مورد استفاده قرار داد.

با توجه به قرار گرفتن استان خراسان در ناحیه آب و هوایی خشک و نیمه خشک ایران و وقوع خشکسالی های مکرر در سال های اخیر، اهمیت پرداختن به مقوله پیش بینی خشکسالی بیش از پیش آشکار می شود. یکی از روش های دستیابی به این هدف مدل سازی بارندگی بر اساس الگوهای سری زمانی می باشد. در این تحقیق از آمار بارندگی سالانه یازده ایستگاه سینوپتیک استان خراسان طی سال های 1970-2002 استفاده گردید و با استفاده از الگوهای فصلی- ضربی باکس جنکینز SARIMA و نرم افزار MINITAB، بارندگی های فصلی این ایستگاه ها مدل سازی شد. همچنین براساس نمودارهای خودهمبستگی (ACF)، خودهمبستگی جزیی (PACF) و بررسی تمام الگوهای احتمالی به لحاظ نرمال بودن باقی مانده ها و ملاک کمترین مربعات خطا (MSE)، بهترین الگو برای بارندگی های فصلی به دست آمد. در نهایت با استفاده از مدل های بدست آمده در هر ایستگاه مقادیر بارندگی فصول بهار، پاییز و زمستان سال آتی پیش بینی و با مقایسه با میانگین درازمدت هر فصل، نقشه های آنومالی ترسیم گردید.

به منظور مطالعه بارندگی های آذربایجان آمار روزانه بارش ایستگاه تبریز به عنوان نماینده منطقه آذربایجان در دوره 1961-1995 به صورت اصلاح شده از سازمان هواشناسی کشور تهیه شد. برای همین دوره آمار فشار ساعت 12 گرینویچ در محدوده 20 تا 50 درجه شمالی و 35 تا 67.5 درجه شرقی برای تلاقی های با فاصله 2.5 درجه برای سطح زمین و سطح 500 هکتوپاسکال از اطلاعات بازسازی شده NCEP از مرکز پژوهش های اقلیم شناسی دانشگاه انگلیای شرقی شهر نورویچ انگلستان تهیه گردید. بررسی آماری روزهای بارش نشان داد که توالی های دو روزه بیشترین فراوانی را دارند و شدت بارش روزانه اکثر بارش ها 1 تا 5 میلی متر است. بیشتر بارش های یک روزه در دوره گرم سال رخ داده است. در صورتی که فصل فراوانی بارش های طولانی تر زمستان است. نقشه های هوای روزهای مورد مطالعه بررسی شد و با استفاده از روش همبستگی طبقه بندی شدند. در نهایت 11 تیپ هوای موثر در بارش های تبریز شناسایی شد. از 11 تیپ هوایی شناسایی شده سه تیپ ماهیت پرفشاری دارند. از نظر فراوانی تیپ مداری بیشترین فراوانی را دارد و بعد از آن تیپ پر فشار شمال غربی قرار دارد. د ر طول دوره مطالعه تغییرات معنی داری در فراوانی تیپ های هوایی مشاهده نشد.

در این تحقیق وجود روند در بارندگی سالانه ایران مورد بررسی قرار گرفته است. آمار بارندگی سالانه 30 ایستگاه سینوپتیک – با پراکنش مناسب – در ایران با طول دوره آماری برابر یا کمتر از 50 سال (مختوم به سال 2000) جمع آوری شده و روند بارندگی سالانه آنها با استفاده از آزمون شیب خط رگرسیون) باران سالانه به عنوان متغیر وابسته به زمان به عنوان متغیر مستقل) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد با در نظر گرفتن کل طول دوره آماری در سطح 95% هفت ایستگاه روند منفی و شش ایستگاه روند مثبت داشتند. با تغییر طول دوره آماری به آخرین 40 سال، در سطح 95% هشت ایستگاه روند مثبت چهار ایستگاه روند منفی داشتند. با کاهش طول دوره آماری به آخرین 30 سال، در ایستگاه های کمتری روند مشاهده شد. نتایج نشان داد که در تمام حالات، روند به میزان بارندگی سالانه بستگی ندارد اما در مورد طول دوره آماری، روند رفتار متفاوتی را نشان داد.