پژوهش های اقلیم شناسی
سال:1396 | دوره:8 | شماره:31-32 |تعداد مقالات:8

شاخص دما-رطوبت (THI)، معرف تاثیرات توامان این دو کمیت بر موجودات زنده و بروز تنشهای محیطی است. با توجه به پیامدهای گرمایش جهانی، انتظار می رود مقدار این شاخص در دهه های آتی دچار تغییر شود. مطالعه حاضر به منظور کمی سازی اثرات محتمل تغییر اقلیم بر شاخص THI، به عنوان یک شاخص اقلیمی-کشاورزی مؤثر در تولید دام ها انجام شده است. در این پژوهش با توجه به رویکرد جدید در گزارش پنجم هیئت بین الدول تغییر اقلیم 2014)، (IPCC AR5 از خروجی های ریزمقیاس شده دو مدل جهانی CNRM-CM5 و EC-EARTH تحت دو سناریو RCP4. 5 و RCP8. 5 استفاده شده است. برای این منظور ابتدا برای دوره اقلیمی پایه (2005-1986) داده های 86 ایستگاه هواشناسی در سطح کشور، معرف اقلیم های گوناگون کشور که سال تأسیس آن ها 1986 و یا ماقبل بوده، گردآوری و کنترل کیفی شد. سپس به منظور بررسی تغییرات سطوح مختلف تنش گرمایی ابتدا پهنه بندی های اقلیمی در مقیاس فصلی در دوره اقلیمی پایه و در سه دوره اقلیمی آتی نزدیک (2040-2021)، میانی (2065-2045) و دور (2100-2081) تا پایان قرن بیست و یکم انجام گرفت. در ادامه مساحت پهنه های سطوح مختلف تنش گرمایی محاسبه گردید. نتایج کلی نشان از افزایش مساحت پهنه های توأم با تنش گرمایی (THI ≥ 72) و متقابلاً کاهش مساحت پهنه های فاقد تنش گرمایی ( THI <72؛ مناطق مستعد پرورش و تولید دام) در اقلیم آتی در فصول بهار و تابستان داشت، به طوری که مناطق مستعد تولید دام که در دوره اقلیمی پایه در فصول بهار و تابستان به ترتیب 9/86 و 49 درصد از مساحت کل کشور را در قلمرو خود داشت، به تدریج تا پایان قرن بیست ویکم با توجه به گرمایش جهانی رو به کاهش بوده، و در اقلیم آتی دور تحت دو سناریو RCP4. 5 و RCP8. 5 به ترتیب به حدود 4/66 و 2/54 در فصل بهار و 4/22 و 8/6 درصد در فصل تابستان کاهش خواهد یافت. شایان ذکر است در فصول پاییز و زمستان با وجود افزایش در میانگین فصلی شاخص THI، شاخص تا پایان قرن بیست و یکم از حد آستانه خود (THI=72) بیشتر نخواهد شد، به بیان دیگر، در این دو فصل با وجود گرمایش جهانی، احتمالاً دام تا پایان قرن بیست ویکم در گستره ایران دچار تنش های گرمایی محسوس نخواهد شد.

یکی از مشکلات زیست محیطی کشور ما، وقوع رخداد توفانهای گردوخاک به ویژه در استانهای غرب و جنوب غربی کشور است این مطالعه، به بررسی توفان شدید 9 تا 12 شهریور 1394 می پردازد که بخش وسیعی از کشور را تحت تاثیر قرار داد. بررسی حداقل دید افقی نشان دهنده کاهش شدید دید در سراسر ایران به ویژه غرب و جنوب غربی کشور است. بررسی های همدیدی نشان می دهد که وجود کم فشار دینامیکی بر روی کشورهای سوریه و عراق سبب وزش باد شدید در بیابانهای واقع در شرق کشور سوریه و کشور عراق و گسیل گردوخاک می شود. از طرف دیگر در سطوح بالا به دلیل وجود یک ناوه عمیق در منطقه، گردوخاک تا ارتفاعات بالاتر جوی منتقل شده و توسط بادهای غرب و شمال غربی به داخل ایران وارد شده است. مقادیر مثبت تاوایی نسبی در کشور سوریه و شمال غربی عراق، نشان دهنده وجود حرکات صعودی در این منطقه است. خروجی مدل HYSPLIT و تصاویر ماهواره ای EUMETSAT نیز چشمه گسیل گردوخاک را در کشور سوریه نشان می دهد. خروجی مدلWRF-Chem برای غلظت ذرات گردوخاک نیز شروع گسیل از شرق سوریه و به تدریج انتقال آن به سمت غرب و جنوب غربی و نفوذ آن به مناطق مرزی ایران را به خوبی نشان می دهد. بنابراین می توان نتیجه گرفت که مدل WRF-Chem به خوبی چشمه گسیل، روند افزایش گردوخاک و روز حداکثر گردوخاک را نشان می دهد. خروجی غلظت مدل EURAD نشاندهنده آن است که گردوخاک از چشمه های داخلی نشات گرفته است که با مدل WRF-Chem و تصاویر ماهواره همخوانی ندارد. این مدل الگوی گردوخاک را به خوبی در غرب و جنوب غربی نشان نمی دهد

سامانه جنوبی یکی از سامانه های بارشی است که در آن کم فشار بسته ای از ناوه فشاری وارون دریای سرخ جدا می شود و در حین حرکت شرق سوی خود از مناطق جنوبی ایران عبور می کند و سبب ریزش بارش های متوسط و سنگین در این مناطق می شود. در این مقاله با نگاهی کوتاه به مبانی نظری، یک الگوریتم مناسب برای شناسائی سامانه های یاد شده در دوره آماری 2015-1986، طراحی شد که اجرای آن منجر به شناسائی 158 سامانه جنوبی در این دوره آماری گردید. نتایج نشان داد که الگوریتم طراحی شده به دلیل در نظر گرفتن ساختار دینامیکی این سامانه ها، در شناسائی سامانه های جنوبی از توانائی بالائی برخوردار است. همچنین دیده شد که در سال 1994، دوازده مورد سامانه جنوبی از منطقه مطالعاتی عبور کرده است ولی در سال های 1987، 1990، 1991، 2000، 2004، 2009 و 2010 این تعداد سه مورد بوده است. بعلاوه ماه های آوریل با فراوانی 4/18 درصد بیشترین تعداد رخداد و اکتبر با 8/3 درصد کمترین فراوانی رخداد سامانه جنوبی را به خود اختصاص می دهد. بررسی همدیدی و دینامیکی دو حالت موردی نشان داد که نحوه شکل گیری و ساختار سامانه های جنوبی مشابه سامانه های عرض های میانی است و کژفشاری شدید، فرارفت دمایی زیاد، هسته سرد و حرکت چرخندی در راستای قائم از مهمترین ویژگی های این سامانه می باشد

پدیده ی تغییر اقلیم در آینده تبدیل به یک چالش جدی خواهد شد که رژیم های جریان مانند جریان های سیل آسا و جریان های کمینه و همچنین منابع آب موجود را دستخوش تغییرات خواهد نمود. از این رو در مطالعات مختلف بر اثرات تغییر اقلیم تمرکز شده است اما متاسفانه درباره اثر این پدیده بر جریان کمینه و شاخص های آن توجه کمتری از سوی محققان صورت گرفته است. هدف از این پژوهش تخمین اثرات تغییرات اقلیم بر جریان های کمینه با استفاده از مدل بارش-رواناب HEC-HMS و تغییرات در رژیم جریان مثل فراوانی، احتمال و دوره بازگشت جریان کمینه ناشی از آن در دوره آینده (2069-2040) می باشد. همچنین عدم قطعیت مربوط به روش های ریز مقیاس نمایی با دو روش آماری (مدل SDSM) و روش عامل تغییر لحاظ شده است و نیز از خروجی های مدل CanESM2 حاصل از گزارش پنجم هیئت بین الدولی تغییر اقلیم IPCC بهره برده شده است. نتایج روش آماری نشان از کاهش جریان حوضه در ماه های خشک شامل جولای، اوت و سپتامبر دارد و روش عامل تغییر حاکی از افزایش جریان حوضه در ماه های نوامبر، دسامبر، ژانویه و فوریه و کاهش آن در مابقی فصول شامل بهار، تابستان می باشد. کاهش جریان خروجی حوضه طی دوره جریان کمینه در خروجی های هر دو روش ریز مقیاس نمایی کاملا مشهود می باشد که این موضوع پدیده ای بحرانی می باشد. مقدار شاخص 7Q10 نیز در روش آماری و عامل تغییر به ترتیب به حدود 008/0 و صفر در دوره آینده رسیده است در حالی که این مقدار در دوره پایه متناظر به ترتیب 724/0 و 429/1 متر مکعب بر ثانیه بود. همچنین شاخص Q80 نیز با کاهش شدید به مقدار 1/ 0 تا 3/0 در هر دو روش ریز مقیاس نمایی رسیده است. در کل نتایج نشان دهنده ی کاهش شدید جریان های کمینه و ایجاد شرایط بحرانی برای حوضه رودخانه قره سو در دوره آینده است.

در این مقاله برای دو سامانه فشاری، داده های فشارسطح متوسط دریا، ارتفاع و باد در ترازهای فشاری معیار از بایگانی NCEP/NCAR برای یک شبکه منظم استخراج شد و با استفاده از روابط فرمولبندی شده، کمیتهای چینش قائم باد و باد گرمائی سطوح بالا، واگرائی و حرکت بالاسو در روزهای مختلف محاسبه و تحلیل شد. نتایج حاصل از تحلیل چینش قائم باد سطوح بالا و باد گرمائی نشان می دهد که مقادیر بیشینه این دو کمیت با محور جت استریم منطبق می باشد. این نتیجه ارتباط مستقیم بین این دو کمیت و تمام کنشهای انرژی زای درون جو را بیان می کند. بعلاوه بررسیها نشان داد که مقادیر بیشینه چینش قائم سطوح بالا در حد فاصل بین خط ناوه و خط پشته ارتفاع تراز میانی قرار می گیرد و مقادیر آن در عرضهای جغرافیائی بالا نسبت به عرضهای جغرافیائی پایین کمتر می باشد. همچنین دیده شد که چینش قائم سطوح بالا توانائی تعیین مسیر سامانه های چرخندی در عرضهای میانی را دارا می باشد.

توفان های گردوخاک در سال هایاخیر با تشدید بیابان زایی در کشورهای عراق، عربستان و سوریه جنبه-هایمختلفیاززندگیمردمرادرغرب و جنوب غرب ایران متأثرساختهاست. ذرات معلق موجود در جو سلامت عموم، کیفیت هوا، توازن انرژی زمین و چرخه هیدرولوژی را تحت تأثیر قرار می دهند. از این رو، آگاهی از توزیع زمانی-مکانی توفان های گردوخاک برای کمّی سازی این اثرات بسیار مهم می باشد. در این مطالعه تلاش شد با استفاده از داده های عمق اپتیکی (AOD) سنجنده MODIS، وضعیت توفان های گردوخاک در غرب و جنوب غرب ایران بررسی شود. برای رسیدن به اهداف تحقیق پس از آزمون درستی سنجی آماری محصول AOD با استفاده از داده های زمینی دید افقی، بررسی و تحلیل تغییرات زمانی سالانه و ماهانه توسط نمایش تغییراتزمانیوکشفروندهای متغیرهادرقالبنمودارهای توالی زمانی و همچنیننمایش تغییراتمکانی گردوخاکبهصورتنقشهانجام شد. سپس نقشه های میانگین توسط داده های ECMWF[1] استخراج شد و سامانه های همدیدی تأثیر گذار و تغییرات این سامانه ها در دوره های فعال توفان های گردوخاک در بلند مدت شناسایی شد و مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. بررسی نتایج آزمون همبستگی پیرسون برای تعیین میزان همبستگی داده های دید افقی میانگین ماهانه و AOD ماهانه نشان دهنده قابلیت بالای داده های AOD جهت مطالعه وضعیت گردوخاک در منطقه بود. همچنین نمودار تغییرات AOD استان های غرب و جنوب غرب کشور نشان داد استان های خوزستان، ایلام، کرمانشاه و کهگیلویه و بویراحمد به ترتیب بیشترین توفان های گردوخاک را از سال 2000 تا 2015تجربه کرده اند. نتایج نمودار روند تغییرات ماهانه نشان داد از سال 2006 تا سال 2012 افزایش قابل توجهی در مقدار AOD در ماه های مارس، آوریل، می و ژوئن دیده می شود. همچنین بررسی ارتباط میان پارامترهای میانگین و انحراف معیار ماهانه AOD بیانگر آن بود، بیشترین نوسانات AOD در ماه-های گرم سال اتفاق افتاده است که میانگین AOD در آن ها بیشتر از سایر ماه های سرد سال بوده است. با توجه به روند تغییرات میانگین های سالانه و ماهانه AOD و همچنین نقشه های میانگین سالانه، روند تغییرات مقدار AOD در موارد بسیاری در بیابان های عراق_سوریه مشابه بیابان های عربستان بوده است. روند تغییرات AOD ماهانه استان کرمانشاه با بیابان عراق سوریه یکسان بوده است و استان خوزستان نیز در موارد مختلف از بیابان عربستان یا بیابان عراق-سوریه تبعیت می-کند. با مقایسه نقشه های همدیدی آنومالی دوره های فعال و غیرفعال به نظر می رسد افزایش فعالیت ناوه مدیترانه، فعالیت بیشتر رودبادها در ترازهای فوقانی، به همراه افزایش سرعت وزش باد موجب تشدید قابل ملاحظه فعالیت توفان-های گردوخاک در ژوئیه 2009 گردیده است. در مقابل، حاکمیت شرایط نرمال همدیدی، کاهش سرعت وزش باد در ترازهای فوقانی و میانی جو به همراه محدودتر شدن سیطره جغرافیایی فعالیت باد شَمال و جابجایی آن بر فراز خلیج فارس از عوامل اصلی کاهش فعالیت توفان های گردوخاک در ژوئیه 2014 می باشند.

تحلیل آماری بارش یکی از نیازهای مهم هوا و اقلیم شناسی، هیدرولوژی، پیش بینی خشکسالی و غیره است. حجم نمونه در نتایج تحلیل آماری بارش مهم است. نمونه های بارش موجود در ایران اغلب کوتاه مدت و فقط چند ایستگاه حداکثر 61 سال آمار دارند. 119 سال بارش طولانی مدت شهر مشهد جمع آوری و پس از ترمیم تحلیل آماری شد. غربال داده ها و آزمون های پایه (تصادفی بودن، همگنی، استقلال و. . . ) بررسی شدند. داده ها با نمونه هایی به حجم 31 تا 119 سال (با نموهای ده ساله) تقسیم و تاثیر تغییر حجم نمونه بر نتایچ تحلیل های آماری بررسی شد. میانگین، انحراف معیار و ضرایب چولگی و کشیدگی این نمونه ها تغییر چندانی ندارند. هفت قانون احتمالی گامبل نوع1، گامای 2پارامتری، لوگ نرمال 2و3پارامتری، پارتوی تعمیم یافته، حدی تعمیم یافته و پیرسون نوع 3 با پنج روش برآوردی گشتاورهای معمولی و وزن دار احتمالی (PWM )، حداکثردرست نمائی و آنتروپی و گشتاورهای اصلاح شده بر داده ها برازش داده شد. ks آزمون نیکوئی برازش است. دو قانون پیرسن نوع 3 و پارتوی تعمیم یافته (هر دو با روش برآورد PWM) بهترین برازش را برای نمونه های فوق دارند. قانون گامای 2پارامتری (روشPWM) نیز در اولویت بعدی قرار دارد. نتایج به دست آمده حاکی از این است که حجم نمونه از 31 تا 119 سال تاثیر چندانی بر انتخاب توزیع های برتر آماری بارش سالانه ندارد. دوره های بازگشت به دست آمده با حجم-های نمونه 31 تا 119 سال نیز محاسبه شدند. تغییرات آنها در دوره های بازگشت خشکسالی محسوس تر است. حداکثر تغییرات (دوره بازگشت 100 سال) برای ترسالی5% و برای خشکسالی24% مشاهده شد.

جهت توسعه و پیشرفت هر منطقه، قبل از هر اقدامی باید از اوضاع اقلیمی آن ناحیه، آگاهی و اطلاعات کافی وجود داشته باشد. به طور کلی اقلیم یک منطقه، متوسط وضعیت هوا در آن منطقه است و دسترسی به متوسط وضعیت هوا در یک مکان خاص، نیازمند یک سری آمار و اطلاعات درازمدت هواشناسی است. عوامل جوی و اقلیمی نظیر دما، بارندگی، رطوبت و. . . به طور مستقیم در فعالیت های انسان تأثیر می گذارد. به همین دلیل لازم است تا در برنامه ریزی های مختلف، نقش پارامترهای جوی به عنوان عاملی موثر در روند اجرایی برنامه ها مورد بررسی قرار گیرد. هدف از این پژوهش، شناسایی مهمترین عناصر اقلیمی تأثیر گذار بر کلیت اقلیم استان کهگیلویه و بویراحمد و تفکیک مکانی ریز پهنه های اقلیمی این استان با بهره گیری از روش های آماری چند متغیره و تحلیلهای عاملی و خوشه ای بوده است. در این تحقیق، میانگین سالانه 48 عنصر اقلیمی برای ایستگاه های داخل استان کهگیلویه و بویراحمد (یاسوج، دوگنبدان، دهدشت، سی سخت، لیکک، امامزاده جعفر) و همچنین بعضی ایستگاه های اطراف منطقه، داده های نقطه ای را فراهم آوردند. این ماتریس 48*14 طی یک فرایند میانیابی به ماتریس 48*627 روی سراسر استان تبدیل شد. ماتریس اخیر داده های پهنه ای را بدست آورده که از آن به عنوان ورودی یک تحلیل استفاده شد. تحلیل مؤلفه های اصلی نشان داد که 48 عنصر اقلیمی استان را با توجه به همبستگی درونی میان آنها، می توان در پنج عامل خلاصه کرد. به این ترتیب با تجزیه ماتریس همبستگی، ماتریس االگوی مکانی(ماتریس نمرات مؤلفه ها) به ابعاد 48*627 و ماتریس عناصر اقلیمی تلفیقی ( ماتریس بارهای مؤلفه ها) به ابعاد 5*48 بدست آمد. نتایج بررسی چهل و هشت عنصر اقلیمی در مقیاس سالانه نشان می دهد که اقلیم استان کهگیلویه و بویراحمد حاصل پنج مؤلفه است که به ترتیب اهمیت عبارت اند از: 1-مؤلفه دمایی 2-مؤلفه ابری-بادی 3-مؤلفه رطوبت 4-بادی 5-غباری. در نهایت با اعمال تحلیل خوشه ای بر روی ماتریس مکانی پنج مؤلفه اصلی، هشت خرده ناحیه اقلیمی در استان کهگیلویه و بویراحمد شناسایی شد.