هواشناسی کشاورزی
سال:1393 | دوره:2 | شماره:1 |تعداد مقالات:6

یکی از روش های پیش بینی تغییرات اقلیمی استفاده از داده های بدست آمده از خروجی مدل های جهانی اقلیمGCM  است. قدرت تفکیک مدل های جهانی اقلیم به حدود 000/40 کیلومتر مربع می رسد. فاصله زیاد گره های شبکه از یکدیگر استفاده از خروجی این مدل ها را محدود می سازد. این تحقیق با استفاده از داده های NCEP وGCM  انجام و از روش ریز مقیاس نمایی آماری برای مدلسازی چهار پارامتر بارندگی روزانه، درجه حرارت میانگین، درجه حرارت حداکثر و درجه حرارت حداقل و بارش روزانه استفاده شده است. ریزمقیاس نمایی آماری به کمک مدل نرو فازی و ASD (Automated Statistical Downscaling) برای دوره 30 ساله (2000-1971) در ایستگاه سینوپتیک کرمان انجام شده است. از 15 سال اول داده ها (1985-1971) برای واسنجی و محاسبه ضرایب مدل و از 15 سال دوم (2000-1986) برای ارزیابی نحوه عملکرد مدل استفاده شده است. یکی از مهم ترین مراحل انجام ریزمقیاس نمایی آماری انتخاب متغیرهای غالب می باشد، برای انتخاب متغیر های غالب از ترکیب روش الگوریتم ژنتیک و ASD استفاده شده است. مقادیر کم واریانس توضیح داده شده مدل های بارندگی بیانگر پیچیده تر بودن پدیده بارندگی نسبت به دما می باشد. با استفاده از داده های نسل سوم مدل جهانی اقلیم (CGCM3A2) پارامترهای درجه حرارت و بارندگی برای دوره های سی ساله (2040-2011)، (2070-2041) و (2100-2071) پیش بینی و با دوره سی ساله (2000-1971) مقایسه شده است. نتایج حاصل نشان می دهند که تطابق بسیار خوبی بین شاخص های محاسبه شده بر اساس خروجی مدل های نرو فازی و مقادیر مشاهداتی وجود دارد. نتایج افزایش درجه حرارت حداکثر و میانگین را در تمام ماه های سال برای دوره های اقلیم آینده نسبت به دوره (2000-1971) نشان می دهد، در حالیکه درجه حرارت حداقل در بعضی موارد روند نزولی داشته است. برخلاف درجه حرارت، بارندگی روند یکسانی در دروه های مختلف ندارد. همچنین نتایج حاصله از عملکرد شاخص های بارش با استفاده از مدل نرو فازی نشان داد که این مدل نسبت به مدل ASD که مدلی خطی است، ضعیف تر عمل می کند.

هدف از این بررسی پهنه بندی ریسک اقلیمی آسیب سرماهای دیررس بهاره به محصولات مختلف زراعی و باغی در مراحل مختلف فنولوژی در گستره ایران و کمی کردن آن در پهنه های زراعی، باغی و دیمزارهای کشور و نهایتا تدوین مدلی کاربردی برای انجام محاسبات و ارائه نتایج برای تعیین نرخ بیمه محصولات زراعی است. برای این منظور ابتدا سری های زمانی آمار دمای حداقل روزانه هوا در 137 ایستگاه دماسنجی کشور از بدو تاسیس تا سال 2004 گردآوری و تحت کنترل کیفی و بازسازی قرار گرفت و سری زمانی پیوسته آن ها تشکیل گردید. برای تاریخ وقوع دماها از TDN شماره روزهای سال دمایی (از اول اوت هر سال تا پایان ژوئیه سال بعد) استفاده شد، و تاریخ وقوع آخرین سرمای بهاره هر سال بر حسب آن برای 13 آستانه دمایی استاندارد (q) از -8.9 تا +4.1 درجه سانتی گراد تعیین شد. در این بررسی Zi متغیر معیار شده مقادیر سالانهTDN به عنوان سنجه ارزیابی ریسک آخرین سرمای بهاره پیشنهاد گردید و حسب مقادیر آن، هرسال دمایی از دیدگاه پتانسیل سرمازدگی محصول در یکی از چهار گروه ناچیز، کم، متوسط و پرخطر قرار داده شد و همچنین احتمالات (P0(q)، P1(q)، P2(q) و P3(q)) وقوع آن ها حسب درصد در دوره مطالعاتی برای هر ایستگاه محاسبه گردید. پارامتر P23(q) یعنی درصد احتمال وقوع آخرین سرماهای زیان بخش متوسط یا شدید q درجه، معیار پهنه بندی اقلیمی ریسک قرار گرفت. بررسی نشان داد که تابع ریسک P23(q) بهاره عموما برای دماهای سیزده گانه روابط خطی معنی دار قابل تعمیمی با طول و عرض جغرافیایی و ارتفاع دارند. بر این پایه اطلس اقلیمی ریسک آخرین سرماهای بهاره برای 13 آستانه دمایی مختلف و با دقت 1×1 کیلومتر در محیطGIS  و به روش ایجاد لایه تصحیح خطا برای کل کشور ترسیم و ارائه گردید. در گام بعدی دماهای بحرانی آستانه سرمازدگی q بسته به نوع محصول زراعی و باغی در مراحل مختلف فنولوژی بر اساس داده های جداول فائو به نقشه های ریسک پیوند داده شد. در مرحله آخر به منظور کاربردی کردن نتایج، یک نرم افزار تحت عنوانAgroClimRisk  گسترش داده شد که قادر است با استفاده از اطلس اقلیمی مذکور و بر مبنای محاسبات زمین آماری، آماره های کمی ریسک (شامل حداقل، حداکثر و میانگین) را در روی گستره های زراعی یا باغی دهستان ها و یا بخش های مختلف کشور برای 27 محصول مختلف در هر یک از سه مرحله اصلی فنولوژی یعنی جوانه زنی، گلدهی و میوه دهی ارائه دهد.

گاهی بی هنجاری های متناوب فشار و الگوهای گردش جوی اثرات خود را بر موقعیتی فراتر از محل وقوع اولیه تحمیل می کنند. این گونه اغتشاش جوی به «پیوند از دور» معروف است. نوسانات مادن - جولیان (MJO) یک الگوی پیوند از دور و شکل غالب تغییرپذیری زیر فصل مناطق حاره و فوق حاره می باشد که در سامانه گردش جو - اقیانوس نقش مهمی را ایفا می کند. ثابت شده است که این پدیده می تواند در مقیاس زمانی درون فصلی بر الگوهای میدان باد و بارش در منطقه جنوب غرب آسیا (ایران، افغانستان و پاکستان) تاثیر بگذارد. از آنجایی که تغییر اقلیم موجب تغییر متغیرهای هواشناسی می شود، مقدار تبخیر و تعرق مرجع تغییر یافته و در حالت کلی نیاز آبی گیاه تغییر خواهد کرد. با توجه به مشکل کمبود آب در کشور و اهمیت تبخیر و تعرق در بخش کشاورزی، در این پژوهش اثر فازهای مختلف MJO بر تبخیر و تعرق مرجع در برخی از مناطق جنوبی کشور طی دوره آماری 1358 الی 1387 مورد ارزیابی قرار گرفت. در این تحقیق ابتدا مقادیر تبخیر و تعرق مرجع (ET0) برای ایستگاه های مورد مطالعه با استفاده از داده های هواشناسی تحت نرم افزار REF-ET با روش پنمن مانتیث فائو - 56 محاسبه شد. زوج آماری ET0 و MJO بر اساس تعریف ویلر و هندون برای هر ایستگاه در فازها و ماه های مختلف تشکیل شد. با استفاده از ضرایب همبستگی پیرسون و اسپیرمن، رگرسیون خطی و روش گزینش پیش رونده، تاثیر شاخص MJO بر ET0 در ایستگاه ها و فاز های هشت گانه MJO مورد آزمون و بررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از تاثیر معنی دار فاز های هشت گانه MJO روی ET0 در ایستگاه های مورد مطالعه بود. بیشترین تعداد همبستگی معنی دار در ایستگاه بندرلنگه اتفاق افتاد. همچنین در فازهایی که هسته فعال MJO از لحاظ مکانی در غرب ایران قرار داشت، تاثیرگذاری بیشتری روی تبخیر و تعرق ملاحظه شد. در این راستا فازهای 1 و 8 دارای بیشترین درصد همبستگی معنی دار با ET0 بودند. بیشترین تاثیر معنی دار MJO روی ET0 در ماه ژوئیه و کمترین تاثیر در ماه مارس مشاهده شد.

با توجه به اهمیت تبخیر - تعرق در کشاورزی و برنامه ریزی منابع آب کشور، الگوسازی و شبیه سازی آن همواره مورد توجه پژوهشگران بوده است. روش مدلسازی باکس - جنکینز برای دست یابی به این هدف با توجه به تکرارپذیری داده های تبخیر - تعرق از کارایی بیشتری برخوردار است. در این پژوهش متوسط تبخیر- تعرق ماهانه بر اساس داده های هواشناسی 22 ساله در پنج ایستگاه استان کرمانشاه از روش پنمن مانتیث فائو 56 محاسبه شد، و تغییرات سری زمانی تبخیر - تعرق آن ها مورد مطالعه قرار گرفت. از 21 سال اطلاعات تولیدی برای مدلسازی بر اساس روش SARIMA استفاده شد، و شروط نرمال، تصادفی و مستقل بودن باقی مانده های مدل های برازش داده شده بررسی شد. بدین ترتیب، الگوهای نهایی تبخیر- تعرق برای ایستگاه های کرمانشاه SARIMA(0,1,2)×(1,1,1)12، کنگاور SARIMA(1,1,3)×(1,1,0)12، سرپل ذهاب SARIMA(2,1,2)×(1,1,1)12، روانسر SARIMA(1,1,3)×(1,0,1)12 و اسلام آباد غرب SARIMA(1,1,1)×(1,1,0)12 پیشنهاد می شوند. در نهایت از مدل های انتخاب شده برای پیش بینی تبخیر - تعرق 12 ماهه که در انتخاب مدل دخالت داده نشده بودند (مدل آموزش ندیده است) استفاده و نتایج آن با مقادیر واقعی محاسبه شده مقایسه شد. دقت پیش بینی ها در سال 2009، به ترتیب با توجه به مقادیر RMSE و r، در ایستگاه های کرمانشاه 0.38 میلی متر و 0.99، سرپل ذهاب 0.37 میلی متر و 0.99 و کنگاور 0.40 میلی متر و 0.99 نسبت به ایستگاه های روانسر 1.03 میلی متر و 0.99 و اسلام آباد 0.91 میلی متر و 0.98 بهتر است.

پرتقال (Citrus sinensis) گیاهی نیمه گرمسیری است که در گستره ای از اقلیم های نیمه سردسیری تا گرمسیری می روید. اقلیم تابشی می تواند بر ویژگی های فیزیکی و زیست شیمیایی میوه اثر بگذارد. بنابراین هدف این پژوهش بررسی اثر موقعیت جغرافیایی و جای گیری میوه در سایه بان گیاهی بر ویژگی های کیفی میوه پرتقال رقم سانگین است. در این پژوهش از طرح بلوک های کامل تصادفی در قالب کرت های خرد شده استفاده شد. دو تیمار جهت جغرافیایی شمال و جنوب به عنوان کرت اصلی، و از موقعیت جای گیری میوه در سایه بان گیاهی، در سطح یا ژرفای سایه بان، به عنوان کرت خرد شده استفاده شد. این پژوهش با سه تکرار در روستای سمسکنده شهرستان ساری در سال 1391 اجرا شد. یافته های این پژوهش نشانگر آن است که مقدار آنتوسیانین و کاروتنوییدهای میوه با نزدیک شدن به رسیدگی میوه روندی افزایشی داشت. جهت جغرافیایی و جای گیری میوه در تاج درخت روی مقدار آنتوسیانین و کاروتنویید میوه اثر معنی داری داشت. فعالیت کلروفیل a، b و a*b میوه با نزدیک تر شدن میوه به رسیدگی کامل کاهش یافت. تیمارها اثر معنی داری بر مقدار pH، مواد جامد حل شونده کل (TSS)، درصد اسید تیتر شدنی، TA(%) و نسبت TA/TSS در دوره اندازه گیری نداشتند.

پدیده یخبندان همه ساله خسارات گسترده ای را در زمینه های مختلف تولید بخش کشاورزی وارد می سازد. بنابراین یکی از پارامترهای مهم در اجرای سیاست های بیمه محصولات کشاورزی کمی سازی ریسک خطر وقوع یخبندان می باشد. در این پژوهش، با استفاده از داده های هواشناسی روزانه 51 ایستگاه هواشناسی کشور (دوره آماری 2009- 1951) یک الگوریتم سلسله مراتبی برای تشخیص یخبندان های تابشی و فرارفتی ارائه شد. سپس، درصد مواقعی از سال (بر مبنای داده های سه ساعتی) که یخبندان اتفاق افتاده بود (با دو آستانه دمایی 4 و صفر درجه سلسیوس) تعیین و در سه گروه یخبندان تابشی، فرارفتی و مختلط تفکیک گردید. این درصد که ریسک سرما / یخبندان نامیده شده است، از نظر وابستگی به مشخصات جغرافیایی (طول، عرض جغرافیایی و ارتفاع) مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت، نقشه پهنه بندی یخبندان ها در گستره کشور ترسیم گردید. بررسی نقشه های ریسک سرما / یخبندان نشان داد که ریسک وقوع یخبندان های مختلط و تابشی بیشتر از یخبندان های فرارفتی در گستره کشور است. همچنین، مشخص شد که بیشترین احتمال وقوع یخبندان های خسارت زای تابشی با آستانه های دمایی 4 و صفر درجه سلسیوس، به ترتیب، در ایستگاه های شهرکرد (10.62 درصد) و کوهرنگ (7.23 درصد) و از آن یخبندان های فرارفتی با آستانه های دمایی 4 و صفر درجه سلسیوس، در ایستگاه اردبیل به ترتیب با احتمال 7.22 درصد و 4.07 درصد اتفاق افتاده است.