نیوار
سال:1399 | دوره:44 | شماره:108-109 |تعداد مقالات:12

یکی از چالشهای اساسیِ پیشبینی عددی وضع هوا، پیشبینی صحیحِ بارش بهویژه برای بارشهای همرفتی بهاری میباشد. شناخت دینامیکی عوامل مولد بارش ما را به سوی انتخاب طرحوارههای مناسبتر جهت پیشبینی دقیق تر بارش رهنمون می شود. مدل میان مقیاس پیش بینی عددی وضع هوا (WRF) دارای طرحواره های پارامتر سازی فیزیکی گسترده ای است که انتخاب هر گروه از این طرحواره ها می تواند در نتایج پیش بینی مدل تاثیر قابل ملاحظه داشته باشد. اما گاهی علیرغم به کارگیری طرحواره های مختلف، بهبود کافی در دقت پیش بینی حاصل نمی شود. بنابراین لازم است با توجه به عوامل مولد بارش، گزینه های مناسب انتخاب شوند. بر این اساس، به منظور بررسی تاثیر عوامل دینامیکی مسبب ناپایداری و بارش بر انتخاب طرحواره های فیزیکی مناسب، شبیه سازی و مطالعه دو سامانه جوی در فصل بهار با عوامل دینامیکی متفاوت انتخاب گردید. در مورد اول پیش بینی نادرست بارش شدید منجر به سیل در مناطق مرکزی کشور و در مورد دوم عدم پیش بینی بارش سنگین در این مناطق، سبب مدیریت نامناسب دستگاه های مرتبط، به دلیل نبود هشدارهای لازم، شده است. ابتدا این دو سامانه از دیدگاه دینامیکی مورد مطالعه قرار گرفته و سپس با مدل میان مقیاس WRF با 9 پیکربندی مختلف شبیه سازی شده اند. در ادامه با توجه به عوامل دینامیکی و مقایسه خروجی مدل با مقادیر دیدبانی برای هر نوع سامانه جوی پیکربندی مناسب استخراج شده است. نتایج نشان می دهد که نوع طرحواره همرفتی در پیش بینی مقدار بارش تاثیر قابل توجهی دارد و این طرحواره به شدت به عامل ایجاد ناپایداری که برخاسته از «ترازهای زبرین یا زیرین جو» باشد وابسته است. طرحواره همادی Grell-Freitas که همرفت روزانه را بهتر پیش بینی می کند برای پیش بینی و شبیه سازی بارش سنگین همرفتی ای که عامل اصلی ایجاد ناپایداری ناشی از ترازهای زیرین جو و همرفت روزانه است، مناسب تر است.

بررسی همگنی از جمله چالش های مهم قبل از آشکارسازی روند در سری داده های اقلیمی است. توانایی آزمون های همگنی در تشخیص ناهمگنی متناسب با نوع فراسنج و یا تغییرات در سری زمانی ایستگاه یکسان نیست. ایستگاه سینوپتیک رشت یکی از ایستگاهای دارای آمار طولانی است که مطابق فراداده و اسناد ثبت شده، چندین تغییر مکانی داشته است. در این مطالعه آزمون های رایج همگنی شامل انحرافات تجمعی، ورسلی، نرمال استاندارد، پتی و بیشاند بر داده های میانگین دما و فشار و مجموع بارش روزانه آن در بازه زمانی سال های 1961 تا 2018 اعمال شد. نتایج نشان دادند که در داده های بارش هیچ کدام از آزمون ها نتوانستند تغییری در فراداده را آشکار کند. در دما و فشار، آزمون پتی و بیشاند موفقیت بیشتری در کشف محدوده تغییرات عمده در فراداده داشتند. با این حال استفاده همزمان از نتایج چند آزمون منجر به کسب نتایج قبال اعتماد تری می گردد و نتایج بهتری برای شناسایی نقاط ناهمگنی و جهش در سری این داده ها ارایه دهد. همچنین اگرچه این آزمون ها تاریخ مشخصی را به عنوان تاریخ جهش معرفی می کنند اما این تاریخ بیانگر محدوده وقوع ناهمگنی است که در ضعیف ترین تخمین ها دو سال در اطراف زمان جهش بوده است. آگاهی از محدوه زمانی تغییر فراداده می تواند در انتخاب آزمون مناسب مفید باشد و اگر بدانیم که تغییرات احتمالی در حوالی نقاط میانی سری رخ داده است روش های پتی و بیشاند تخمین دقیق تری از زمان رخداد جهش ارایه می دهند.

در این پژوهش روند تغییرات زمانی پارامتر دمای بیشینه در مناطق مختلف ایران مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از داده های هواشناسی 33 ایستگاه هواشناسی کشور با دوره آماری 40 ساله (2016-1977) استفاده گردید و با بکارگیری دو آزمون غیرپارامتری من-کندال و اسپیرمن، وجود روند معنی دار برای سری های زمانی ماهانه، سالانه و فصلی در سطح معنی داری 95 درصد مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین جهت کاهش اثر وجود همبستگی ترتیبی بر نتایج آزمون ها، از روش TFPW استفاده شد. نتایج این پژوهش نشان داد که روند تغییرات زمانی دمای بیشینه، برای برخی شهرها افزایشی و برای برخی نیز کاهشی بوده است. بیش ترین روند افزایشی و کاهشی دمای بیشینه در مقیاس سالیانه به ترتیب در ایستگاه های کرمانشاه با شیب افزایشی 063/0 درجه سانتی گراد در سال (یعنی 52/2 درجه سانتی گراد) و تربت حیدریه با شیب کاهشی 041/0-درجه سانتی گراد در سال (یعنی 64/1-درجه سانتی گراد) مشاهده گردید. در ایستگاه های مشهد، تبریز، آبادان، اهواز، بوشهر، شیراز، کرمانشاه و یزد روند دمای بیشینه در هر سه مقیاس زمانی ماهانه، سالیانه و فصلی افزایشی بود. مقایسه عملکرد و توان دو آزمون در سطح معنی دار آماری نشان داد که در بیش تر موارد تطابق قابل توجهی در آشکارسازی روند دمای بیشینه توسط دو آزمون وجود داشت.

اهمیت استفاده از انرژی های پاک، در بخش های دیگر انرژی آشکار گردیده است. در این میان، انرژی هسته ای و استفاده از آن در تولید برق جزء انرژی های نسبتا" پاک به شمار می آید. از طرفی بروز حادثه در نیروگاه های هسته ای مثل حوادث چرنوبیل و فوکوشیما تاثیرات دراز مدت و نامطلوبی بر روی محیط زیست و سلامتی انسانها می گذارد. با توجه به اهمیت استفاده از مدل های هواشناسی در پیش بینی و ردیابی مسیر انتقال آلاینده ها و از طرفی تلفیق آن با مدل های پخش آلودگی می توان تا اندازه ای از پیامدها و اثرات سوء آن کاست. هدف از این مقاله بررسی انتشار مواد رادیواکتیوی مثل ید 131 به دلیل آثار بیولوژیکی این ماده در صورت بروز حادثه در نیروگاه بوشهر است که با توجه به عواملی مثل جهت و سرعت باد و شرایط توپوگرافی محیط به میزان پخش و انتشار این ماده می پردازد. بدین منظور با استفاده از مدل پیش بینی WRF-Chem داده های ورودی هواشناسی به مدل گوسی AERMOD داده شد. سپس به کمک نرم افزار AERMOD توزیع مواد رادیو اکتیو مدل سازی گردید. با استفاده از میانگین غلظت در خروجی AERMOD، اکتیویته این محصول برحسب گرم بر ثانیه بر مترمربع محاسبه شده و میزان واپاشی و پخش آن در شعاع 50 کیلومتری اطراف نیروگاه در120ساعت در چهار فصل مختلف سال پس از وقوع حادثه مورد بررسی قرار گرفت. خروجی مدل نشان می دهد که میزان انتشار در فصل زمستان بیشتر از سایر فصل های سال بوده و با توجه به جهت باد انتشار مواد رادیواکتیو به سمت شهر و مرکز جمعیتی بوشهر نخواهد بود.

هر تغییر اقلیم در سراسر دنیا سبب وقوع رخدادهای شدید و حدی شده است. یکی از مناطقی که به شدت تحت تاثیر تغییر اقلیم قرار گرفته منطقه خاورمیانه است. خشکسالی های شدید در این منطقه در کنار تغییرات انسان زا سبب وقوع پدیده های گردوخاک شدید می شود. در این مطالعه پدیده گردوخاک در منطقه خاورمیانه در دوره آماری 10 ساله (سالهای 2009 تا 2018) از دیدگاه های مختلفی مورد بررسی قرار گرفته است. خروجی شار گردوخاک مدل GOCART نشان می دهد که بیشترین مقادیر شار گردوخاک از جنوب شرقی عربستان، جنوب شرقی عراق، منطقه ای واقع در مرز دو کشور عراق و سوریه، مناطقی واقع در نیمه غربی ترکمنستان و بخش هایی از کشورهای قزاقستان و ازبکستان صورت می گیرد. همچنین در مناطقی از سواحل شمالی خلیج فارس و دریای عمان واقع در کشور ایران و مرز سه کشور افغانستان، پاکستان و ایران شار گردوخاک مشاهده می شود. الگوی شاخص هواویز (AI) تشابه زیادی با شار گردوخاک دارد. شاخص EVI در بخش وسیعی از منطقه، بسیار کوچک است که نشان دهنده نبود پوشش گیاهی کافی در این مناطق است. مقادیر میانگین بارش تجمعی سالانه نیز در بخش وسیعی از منطقه مورد مطالعه کمتر از mm250 است.

مطالعه حاضر در راستای اطلاع رسانی از وضعیت اقلیم سالانه کشور و با پیش زمینه امکان ارایه گزارش ملی از رخدادهای اقلیمی کشور به سازمان هواشناسی جهانی و سایر سازمان های مرتبط تهیه شده است. پدیده های مورد نظر امواج گرمایی، امواج سرمایی، بارش های سنگین، توفان گرد و خاک و شن، گرد و غبار و رعد و برق هستند که طبق دستورالعمل سازمان هواشناسی جهانی جهت تهیه گزارش جامع سالانه از وضعیت اقلیم کره زمین انتخاب شده اند. امواج گرمایی و سرمایی به دو روش استفاده از انحراف معیار داده های حداکثر و حداقل دمای روزانه و شاخص صدک محاسبه شدند. مبنای وقوع توفان گرد و خاک و شن، گرد و غبار و رعد و برق گزارش ایستگاه های سینوپتیک کشور بوده است. بررسی اقلیمی سال 2018 میلادی و مقایسه آن با دوره آماری (2017-1958 میلادی) که براساس آمار 27 ایستگاه سینوپتیک کشور تهیه شده است، نشان داد که میانگین دمای کشور در این سال 18. 8 درجه سانتیگراد بوده که نسبت به میانگین دمای دوره آماری مورد نظر 3. 1 درجه سانتیگراد و نسبت به سال گذشته (2017 میلادی) 0. 4 درجه سانتیگراد افزایش داشته است. بارش سال 2018 میلادی کشور 1. 5 درصد نسبت به میانگین دوره مورد مطالعه بیشتر بود. در سال 2018 میلادی، استان هایی که بیشترین رخدادهای حدی اقلیمی را تجربه کردند، عبارتند از: زنجان (امواج گرمایی)، بندرعباس و خراسان رضوی (امواج سرمایی)، گیلان (بارش های سنگین)، سیستان و بلوچستان (گرد و غبار و توفان گرد و خاک و شن) و لرستان (رعد و برق).

تغییر اقلیم و گرمایش جهانی یکی از مهمترین مسایل زیست محیطی است که تاثیرات مستقیم اقتصادی و اجتماعی بر سلامت و رفاه بشر دارد و در سال های اخیر مطالعات زیادی در مورد آن انجام شده است. انسو (نوسان جنوبی-ال نینو) به عنوان یکی از بارزترین و قابل ملاحظه ترین علل تغییرپذیری سال به سال اقلیم در مقیاس جهانی شناخته شده است. انسو هم در منطقه اقیانوس آرام حاره ای و هم در عرض های برون حاره ای اثرگذار است. در این پژوهش، اثر انسو بر روی روند تغییرات دما در استان تهران در فصل زمستان در طول دوره آماری 19 ساله (2018-2000) بررسی شده است. برای محاسبه اثر انسو بر روی دما، تحلیل رخدادهای فرین و حذف اثر سایر دورپیوندها به ویژه تاوه ی قطبی و نوسان اقیانوس اطلس شمالی، ابتدا بی هنجاری های روزانه دما نسبت به میانگین بلند مدت فصلی محاسبه شده و سپس این بی هنجاری ها از پالایه بالاگذر و پایین گذر باترفورس عبور داده شده است. برای انجام این کار از داده های روزانه دمای هوا در ارتفاع 2 متری از سطح زمین، برای 10 ایستگاه همدید در استان تهران همراه با شاخص ماهانه انسو استفاده شده است. نتایج نشان داد که در شرایط لانینا و النینو، واریانس دما نسبت به میانگین بلند مدت به ترتیب حدود 8 و 15 است. همچنین اثر لانینا و النینو، هر دو برروی تغییرات دما به نسبت کم است. در شرایط لانینا این تغییرات به صورت منظم و در وضعیت النینو بصورت نامنظم است به طوری که در ماه فوریه نوسانات دمایی به حدود 8 درجه سلسیوس نیز رسیده است.

پژوهش حاضر به منظور ارزیابی اثرات محتمل تغییر اقلیم بر روند تغییرات دماهای حدی بیشینه در سه مقیاس نقطه ای (ایستگاه های هواشناسی همدیدی)، ناحیه ای (10منطقه جغرافیایی از ایران) و میانگین منطقه ای در سه دوره اقلیمی آتی نزدیک، میانی و دور تا پایان قرن بیست و یکم نسبت به دوره اقلیمی پایه (2005-1986) است. در این تحقیق از خروجی های ریزمقیاس شده مدل جهانی CNRM-CM5 از مجموعه مدل های CMIP5 تحت سناریوهای RCP استفاده شده است. نتایج تحقیق نشان داد، میانگین سالانه دمای بیشنه ایران در اقلیم های آتی نزدیک، میانی و دور تحت دو سناریو RCP4. 5 و RCP8. 5 به ترتیب 7/0و 7/0؛ 2/1 و 7/1؛ 9/1 و 9/3 درجه سلسیوس نسبت به دوره اقلیمی پایه احتمالا افزایش خواهند داشت. در بین مناطق مختلف جغرافیایی ایران، بیشترین شدت افزایش دمای بیشینه در اقلیم آتی نسبت به دوره اقلیمی پایه مربوط به مناطق زاگرس و کمترین آن مربوط به مناطق سواحل خزر است.

اثر تغییر اقلیم بر آبخوان های کارستی کمتر مورد توجه قرار گرفته است که علت آن دشواری مدلسازی آنها در مقایسه با آبخوان های آبرفتی است. با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی می توان بین پارامترهای اقلیمی، به عنوان جزیی از چرخه هیدرولوژی، و سطح آب زیرزمینی ارتباط برقرار کرد. در این مطالعه، پس از پیش بینی متغیرهای اقلیمی، یعنی بارش و دما، در دوره پایه (1961-1990) و آتی (2021-2050) با استفاده از مجموعه داده NEX-GDDP، تراز سطح آب زیرزمینی در سه چاه آهکی در گستره لالی، استان خوزستان، با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی شبیه سازی شده است. نتایج داده های آزمون بیانگر توانایی مناسب شبکه در شبیه سازی اثر تغییر اقلیم بر آبخوان کارستی است و پیش بینی می شود سطح آب زیرزمینی برای چاه های W1 و W2 بر اثر تغییر اقلیم در دوره آتی نسبت به دوره پایه کاهش یابد، درحالیکه برای چاه W3 تغییرات چندانی پیش بینی نمی شود.

تغییر اقلیم جهانی که در کره زمین در حال رخ دادن است اکوسیستم، محیط زیست، سلامت گونه ها، حیوانات و انسان ها را تحت تاثیر قرار داده و یکی از بزرگترین چالش هایی است که انسان و طبیعت عصر حاضر با آن رو به روست. در این مطالعه به بررسی رابطه فاکتورهای اقلیمی و دیسانتری در اقلیم های مختلف ایران و در گروه های سنی در بین مردان و زنان پرداخته ایم. این مطالعه از انواع مطالعات کوهورت گذشته نگر است. نتایج مطالعه نشان می دهد که دیسانتری در زنان و مردان و گروه های سنی مختلف با فاکتورهای اقلیمی رابطه دارد. نتایج مطالعه ما نشان داد در هر پهنه اقلیمی، فاکتورهای اقلیمی بصورت متفاوت بر مقدار بیماری دیسانتری تاثیر گذار است. نتایج مطالعه ما نشان می دهد که برای مطالعه پیامدهای سلامت تغییر اقلیم لازم است ویژگی های اقلیم و دسته بندی های اقلیمی مناطق مورد توجه قرار بگیرد.

با توجه به اهمیت روز افزون آگاهی از وضعیت هواشناسی کلیه مناطق کشور، لزوم انجام فرایند درون یابی برای نقاط بدون داده (فاقد ایستگاه) کاملا آشکار است. در این مقاله ضمن مرور کلیات مفهوم درون یابی و بررسی اجمالی مبانی نظری دو روش درون یابی، نمونه ای از نتایج پهنه بندی دماهای کمینه و بیشینه (روزانه، ماهانه، فصلی و سالانه) روی کشور ارایه می شود. همچنین برای مقایسه، آنچه تاکنون و بدون در نظر گرفتن اثر ارتفاع در اختیار کاربران قرار می گیرد، به صورت متناظر آورده می شود. شایان گفتن است این نتایج حاصل پروژه مطالعاتی کوچکی است که در پژوهشکده هواشناسی انجام شده است. گروه پژوهشگران امید دارند که با اجرای این پروژه گام مفیدی برای بهبود و ارتقای کمی و کیفی پهنه بندی های دمایی در سازمان هواشناسی کشور برداشته شده باشد.

رگبار برف پدیده ای است که در خراسان شمالی موجب مشکلاتی در جاده های کوهستانی می گردد. هدف این مطالعه تحلیل سه مورد رگبار برف در بجنورد طی سال های 2013-2011 است. در این تحقیق از داده های ایستگاه همدیدی بجنورد تاریخ وقوع رگبار برف طی دوره سال های 2013-2011 مشخص و سپس با استفاده از نقشه های همدیدی سطح زمین و سطوح 850، 500 و 300 هکتوپاسکال به تحلیل همدیدی سه مورد رگبار برف پرداخته شد. با استفاده از داده های سودار، نقشه های هلیسیتی، پروفایل قایم رطوبت نسبی و سرعت قایم تحلیل دینامیکی این پدیده انجام شد. بیشینه مقدار هلیسیتی در مورد مطالعاتی تاریخ 17 مارس 2012 به (m2/s2) 348 رسیده که نشان از شدت ناپایداری جو در طی وقوع این پدیده است. تغییرات مولفه قایم سرعت باد سودار در مورد مطالعاتی سوم بسیار شبیه ناپایداری های برشی میان مقیاس است. نقشه های سطح مقطع قایم رطوبت نسبی و سرعت قایم باد برای منطقه مورد مطالعه نشان دهنده افزایش رطوبت نسبی همراه با تقویت حرکات صعودی و نزولی است که موجب تقویت ناپایداری های درون ابر و بارش رگباری گردید. این مطالعه نشان می دهد که وجود ناپایداری های جوی، عواملی همانند کاهش دما، افزایش فشار، افزایش رطوبت، افزایش سرعت وزش باد در راستاهای مختلف به ویژه حرکات صعودی و نزولی، بالا رفتن میزان تاوایی پیچشی (هلیسیتی)، تغییر ناگهانی سمت و سرعت وزش باد که تشدید شرایط ناپایدار را سبب می شود از عوامل اصلی شکل گیری و تقویت رگبار برف در منطقه است.