پژوهش های اقلیم شناسی
سال:1397 | دوره:9 | شماره:33-34 |تعداد مقالات:6

پدیده تغییر اقلیم یکی از مهم ترین مسائلی است که جوامع بشری با آن روبرو هستند. افزایش فراوانی و شدت رخداد رویدادهای فرین اقلیمی هم چون دماهای فرین و بارش های شدی از جمله اثرات تغییرات اقلیمی به شمار میروند. تحقیق پیش رو با رویکردی نوین به شناسایی، بررسی و تحلیل سینوپتیک امواج سرمایی با دمای 15-درجه سانتی گراد و سردتر در شمال شرق ایران می پردازد. این پژوهش با استفاده از داده های قرن بیستم سازمان ناسا، در بازه زمانی 142 ساله (2012 – 1871 میلادی) به انجام رسیده است. ابتدا امواج رخ داده در طول بازه زمانی مورد مطالعه شناسایی، بررسی و نهایتاً سردترین روز موجِ شناسایی شده از ماه های رخ داده انتخاب و مورد تحلیل سینوپتیک قرار گرفت. نتایج حاصل شده از تحلیل های سینوپتیک روزهای انتخابی حاکی از تسلط سیستم پرفشار در سطح زمین و رخداد بلوکینگ و به دنبال آن ناوه و پشته در سطوح فوقانی جو دارد. در اکثر روزهای مورد مطالعه، سیستم پرفشار ادغامی (پرفشار سیبری – پرفشار مهاجر غربی) در سطح زمین جریان داشته که بر شدت سرمای سطح زمین به شدت افزوده است. جریان نصف النهاری شکل گرفته توسط بلوکینگ های رخ داده منجر به وزش هوای بسیار سرد عرض های شمالی به شمال شرق ایران شده و از طرفی دیگر بر مدت زمان استقرار این امواج سرد افزوده است.

هدف از انجام این مطالعه، اقلیم شناسی ابرهای پائین در فصول مختلف سال و تطبیق آنها با الگوهای بلند مدت جوی به منظور کاربری در عملیات بارورسازی ابرها در ایران می باشد. داده های فراوانی رخداد ابرهای پائین شامل پوشن کومه ای (استراتوکومولوس)، پوشنی (استراتوس)، و کومه ای (کومولوس) از 44 ایستگاه همدیدی سازمان هواشناسی کشور در بازه زمانی 30 ساله در طول روز شامل ساعات 06، 09، 12، و 15UTCگرد آوری شده اند و برای رسم الگوهای بلند مدت فصلی پارامترهای جوی از داده های[1]CFSR استفاده شده است. بررسی ها هم به صورت استانی و هم بر اساس موقعیت حوضه های آبریز صورت پذیرفته است. مهمترین نتایج این بررسی نشان می دهد که ابرهای پائین با رخداد بیشتر از 30% در ایستگاه های منتخب در فصول سرد سال شامل زمستان و پاییز مشاهده گردید. حوضه ها و استانهای شمال-غرب، شمال و شمال شرق کشور در تمامی ماه ها از درصد رخداد ابر بالایی ( بیشتر از 70%) برخوردارند که از نظر این ویژگی این مناطق شرایط مناسبی برای انجام عملیات بارورسازی ابرها دارند. در حوضه های واقع در جنوب شرق کشور در بیشتر ماه ها درصد رخداد ابر پایین کمتر از %30 بوده بنابراین شانس کمتری برای عملیات باروری دارند. الگوهای بلند مدت جوی شکل گیری شرایط مساعدی را برای تقویت میزان ابرناکی در فصول سرد سال نشان می دهند که با ریزش هوای سرد در نواحی شمالی و شمال غربی همراه با پرفشار سیبری و تقویت هوای گرم و مرطوب جنوبی شرایط مساعدی برای افزایش رطوبت به ویژه در نیمه غربی کشور فراهم می کند. با شکل گیری کم فشار گرمایی در سطح زمین در فصل تابستان، پوشش ابرهای پایین و آب قابل بارش در کل منطقه کاهش می یابد.

نقشه سازی رقومی خاک با پیشرفت هایی که در دهه های گذشته داشته است، توانسته است شکاف هایی که در دانش و داده خاک وجود داشته است را پر کند. در اوایل سال 2000 میلادی با پیوند چند عامل، شامل افزایش دسترسی به داده مکانی (مدل ارتفاعی رقومی (DEM)، تصاویر ماهواره ای)، دسترسی به توان بالای محاسباتی برای پردازش داده-ها، پیشرفت ابزارهای داده کاوی و GIS، کاربردهای فراوان زمین آمار باعث موفقیت بیش از پیش نقشه سازی رقومی خاک شد. علاوه براین، افزایش تقاضای جهانی برای کاهش عدم قطعیت های داده مکانی و بازسازی بسیاری از نقشه برداری های انجام شده و کمک سازمان های جهانی که در گسترش روش ها و دانش نقشه سازی رقومی نقش بسزایی داشتند، از دیگر موارد موفقیت در این زمینه بود. قالب نظری نقشه سازی رقومی خاک تاکنون در تعداد زیادی از مقاله ها بیان شده است. در این پژوهش، به ساختار نقشه سازی رقومی خاک، تاریخ، توضیح برخی قسمت های آن پرداخته شده است. نقشه سازی رقومی خاک نیازمند سه بخش اساسی است: بخش هزینه در قالب عملیات زمینی و روش های مشاهداتی آزمایشگاهی، فرآیند بکارگیری سیستم های استنتاج مکانی و غیرمکانی خاک، بخش خروجی در قالب سیستم های اطلاعات مکانی خاک، که شامل خروجی هایی در قالب رسترهای پیش بینی با عدم قطعیت آن است که در این نوشتار به آن پرداخته شده و راه کارهای رفع مشکلات ارائه شده است. خروجی کار از موفقیت این دستاورد حکایت می کند.

باد پدیده ای نامنظم است که سبب برخی از پدیده های جوی می شود و تغییراتی شدید و ناگهانی دارد. اثرات مختلفی که تندبادها بر پرواز هواپیماها دارند در کنار خطرات ناشی از توفان برای مناطق مسکونی و صنعتی و کشاورزی، همچنین اثر گذاری مستقیم باد بر بسیاری از صنایع از جمله نیروگاه های بادی، ضرورت بررسی بیشتر عنصر باد را ایجاب می کند. ابزارهای اندازه گیری باد از جمله ابزار سنجش در محل، مانند بادسنج و سنجش از دور مانند رادار، هر یک با قابلیت ها و الزامات خاص خود، در سنجش باد بکار گرفته می شوند. روش های متنوعی نیز برای کشف پدیده های مرتبط و پیش بینی این پدیده ها در کنار پیش بینی کمّی سرعت و جهت باد ابداع شده و مورد استفاده قرار گرفته اند. این مقاله در کنار گذری بر مفاهیم مرتبط نظیر تلاطم و چینش باد، ابزارهای سنجش در محل و سنجش از دور سرعت و جهت باد را بررسی کرده و چارچوب های نوین اندازه گیری سرعت و جهت باد، شامل روش های هوشمند و مبتنی بر اینترنت اشیا که موجب تحولی در امر داده برداری و دریافت و نمایش داده ها شده است را معرفی و مقایسه ای بین روش های پیش بینی باد ارائه می کند. همچنین در این مقاله مقایسه ای بین روش سنجش در محل (استفاده از داده های باد اندازه گیری شده توسط رادیوسوند) و روش سنجش از راه دور (داده های VVP و CAPPI تولید شده توسط رادار داپلر باند S در اهواز) صورت گرفته است که نتایج نشان می دهد که در ارتفاعات بالا این دو مقدار به هم نزدیک شده و میزان اختلاف به حداقل می رسد.

ادعای نیاز به بروز رسانی تعریف فصول در نتیجه این واقعیت شکل گرفته است که در تعاریف هواشناختی و نجومی شرایط جو واقعی لحاظ نشده اند. در این پژوهش با بهره گیری از داده های بازکاوی شده دما، فشار تروپوپاوز و ارتفاع ژئوپتانسیل پایگاه مرکز ملی پیش بینی محیطی و مرکز ملی تحقیقات جو طی سال های 1948 تا 2016، مشخصه های زمانی فصل تابستان شامل زمان آغاز، اوج، دوام و پایان آن در گسترده ایران مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج بر اساس شاخص مبتنی بر دما(شاخص فیزیکی) با آستانه 25 درجه سلسیوس و دوام 10 روزه، آغاز فصل تابستان در گسترده ایران را 11 خرداد و پایان آن را 5 مهر نشان داده است. بر اساس شاخص مبتنی بر تغییرات فشار سطح تروپوپاوز(شاخص دینامیکی) با آستانه فشار کمتر از 120 هکتوپاسکال و دوام ده روزه، آغاز فصل تابستان 14 خرداد و پایان آن 9 مهر می باشد. نتایج ارزیابی بر اساس شاخص مبتنی بر تغییرات ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 1000 هکتوپاسکال(شاخص همدید؛ استقرار ناوه پارسی) با آستانه 50 متر و دوام ده روزه نیز آغاز و پایان فصل تابستان در گستره ایران را به ترتیب 30 اردیبهشت و 24 شهریور نشان داد. میانگین سالانه طول دوره فصل تابستان بر اساس شاخص های فیزیکی، دینامیکی و همدیدی، به ترتیب 134، 120 و 119 روز برآورد گردید. تحلیل وردایی های زمانی با آزمون های تاو کندال و آزمون نموداری من-کندال دنباله ای نشان داد که فراوانی روزهای استیلای جو تابستانه بر گستره ایران بر اساس شاخص فیزیکی از روند افزایشی معنی دار برخوردار است. بر این اساس جو تابستانه میل بر آغازگری زودتر و پایان پذیری دیرتر دارد. ضریب همبستگی تاو 0. 39 و روندی افزایشی کاملاً معنادار سری زمانی متوسط میانگین منطقه ای دماهای تابستانه دوره 69 ساله بیانگر تغییر اقلیم حرارتی در منطقه است. شاخص های دینامیکی و بویژه همدید برعکس شاخص فیزیکی روند کاهشی استیلای جو تابستانه را نشان می دهند.

در این پژوهش، نحوه توزیع مکانی-زمانی تبخیر-تعرق محاسبه شده با استفاده از داده های شبکه ای CRU برای استان خراسان رضوی طی دوره 2014-1961 بررسی شده و میزان تغییرات مکانی-زمانی آن طی دو دوره ی آینده نزدیک (2050-2021) و میانی (2051-2080) نیز با استفاده از برونداد 4 مدل اقلیمی آرشیو در CMIP5تحت دو سناریوی RCP8. 5 و RCP4. 5 پیش بینی شده است. به منظور محاسبه مقدار تبخیر-تعرق مرجع، میزان صحت داده های دمای کمینه و بیشینه CRU با داده های دمای 11 ایستگاه همدید استان مقایسه گردید. بر اساس معیارها و نمودارهای آماری، همخوانی مناسبی بین داده های شبکه با داده های ایستگاهی در اکثر ایستگاه های این استان وجود داشت. بر اساس تبخیر-تعرق محاسبه شده، این متغیر در محدوده خراسان رضوی دارای دامنه ای از 720تا 980 میلی متر در سال می باشد. نقشه ی ترسیم شده نشان داد شیب مکانی در توزیع مقدار EToوجود دارد و با افزایش عرض جغرافیایی از میزان این متغیر کاسته می شود. روند زمانی این متغیر طی این دوره برای تمامی نقاط شبکه، معنادار و افزایشی به دست آمد. برای دوره های آتی و بر اساس آزمون t، برای تمام نقاط شبکه، تفاوت بین مقادیر میانگین سالانه تبخیر-تعرق دوره پایه با دو دوره آینده، ازنظر آماری معنادار بوده و مقدار میانگین سالانه این متغیر طی دو دوره آتی، بیشتر از مقدار آن در دوره پایه می باشد. طی آینده نزدیک، بیشترین درصد افزایش این دوره نسبت به دوره پایه، توسط مدل IPSL و CSIROپیش بینی شده است. در این 2080-2051، درصد افزایش ETo در چهار مدل بیش از دوره پایه و دوره ی آینده نزدیک، پیش بینی شده است. بالاترین درصد افزایش همانند دوره قبل، برای دو مدل IPSL و CSIRO به دست آمده است. از نظر الگوی مکانی تحت دو سناریو 5/4 و 5/8، سه مدلGFDL، CCSM4 و CSIRO بیشترین افزایش را در قسمت شمال غرب استان نشان می دهند درحالی که در مدل IPSL، مرکز و نیمه شرقی استان احتمالا شاهد بیشترین درصد افزایش تبخیر-تعرق مرجع نسبت به دوره پایه خواهد بود.