هواشناسی و علوم جو
سال:1397 | دوره:1 | شماره:1 |تعداد مقالات:7

در این مطالعه پارامتر شار فعالیت موج راسبی برای بررسی بودجه، مسیر و شدت امواج راسبی ورودی به خاورمیانه و ایران و ارتباط آن با بی هنجاری مثبت بارش کشور در آوریل و می سال 2018 استفاده شده است. دوره خشک (آوریل و می 2008)، جهت مقایسه وضعیت شار نسبت به دوره تر انتخاب گردید. از داده های بارش سازمان هواشناسی برای محاسبه بی هنجاری بارش و داده های NCAR/NCEP برای محاسبه شار فعالیت موج استفاده شد. نتایج نشان داد که دو عامل همگرایی(واگرایی)شار فعالیت موج و چشمه ها و چاهه های انرژی اداره کننده بودجه انرژی در منطقه مدیترانه هستند. در هر دو دوره، فعالیت پیچکی بر روی اقیانوس اطلس وجود دارد، در دوره تر، فعالیت بر روی اطلس شدیدتر بوده و یک منطقه واگرایی شدید موج(چشمه موج)بر روی شرق اقیانوس ایجاد شده است. امواج ورودی از سمت اطلس با گذر از مدیترانه ایران را فراگرفته و شرایط را برای فعالیت سیستم های بارشی مهیا می سازند. فعالیت پیچکی بر روی غرب اطلس در ماه های خشک بسیار ضعیف تر می باشد. بنابراین همگرایی تابع جریان موج بر روی اطلس و همچنین ضعیف بودن فعالیت موج روی این مناطق و واگرایی تابع جریان بر روی شرق مدیترانه و ایران و همینطور عدم حضور فعالیت پیچکی مناسب بر روی این مناطق، منطقه را مستعد بی بارشی شدیددردوره خشک نموده است.

جریان هوا و پراکندگی آلاینده در یک خیابان باریک در شهر یزد، با استفاده از جفت کردن یک مدل دینامیک سیالات محاسباتی (مدل فلوئنت) با یک مدل میان مقیاس جوی (WRF) بررسی عددی شده است. مدل WRF از ساعت 8 صبح، 12 ژانویه 2015 برای 72 ساعت اجرا و مدل فلوئنت برای محاسبه میدان جریان در ساعت 9 صبح، 13 ژانویه 2015 با مدل WRF جفت شده است که هم زمان با استقرار یک پرفشار روی منطقه در این روز بوده است. برای درستی سنجی مدل فلوئنت از داده های تونل باد و برای اعتبارسنجی مدل WRF از نتایج پژوهش مایو و همکاران (2013) و همچین داده هواشناسی استفاده شده است. مقایسه ی نتایج شبیه سازی مدل های جفت شده نشان می دهد که برای تعیین الگوی پراکندگی آلاینده از منبع خطی نیاز به مدل CFD می باشد و این الگو نمی تواند به تنهایی از میدان باد مدل WRF به دست آید، چون این الگوها تحت تاثیر سرعت ها و جهت های مختلف باد محیط، اثر ساختمان ها بر یکدیگر، گردابه های مختلف و سایر عوامل می باشند. در این پژوهش در نرم افزار فلوئنت برای جریان از مدل دو گونه ای مخلوط و برای آشفتگی از مدل تلاطمی استفاده و اثر پارامتر هندسی مثل طولانی بودن خیابان و اثر پارامتر هواشناختی مانند تندی باد بررسی شده است. به طورکلی نتایج مطالعه نشان می دهد که جفت کردن این دو مدل یک ابزار مهم برای مطالعه و پیش بینی جریان شهری و پخش آلاینده در نواحی می باشد، که تعداد ساختمان ها زیاد است.

توزیع نابرابر بارش در نیمه جنوبی ایران از جمله عواملی است که می تواند در پراکنش منابع آب، کشاورزی و در نهایت نابرابری های اجتماعی-اقتصادی و عدالت اجتماعی اثر گذار باشد.، تحلیل میزان واگرایی شار رطوبت از منابع رطوبتی در شرایط ترسالی و خشکسالی یکی از عوامل اثرگذار بر رخداد نابرابر بارش در این منطقه است. در این پژوهش از داده های بارش روزانه بیش از 300 ایستگاه، در دوره آماری 1981 لغایت 2010 (1360-1389) برای ماه های اکتبر تا می (مهر تا اردیبهشت) استفاده شده است. برای محاسبه وضعیت خشک با تر بودن هر ماه ازروش آماری متعامد تجربی (EOF) استفاده شده است. پس از تعیین ماه های خشک و تر، بررسی واگرایی شار رطوبت از منابع رطوبتی اطراف ایران بسوی منطقه مورد مطالعه گرته های همدیدی دو ماه خشک و دو ماه تر انتخاب شده و سپس نقشه های شار رطوبت برای سه دوره زمانی و چهار لایه مختلف وردسپهر محاسبه شده است. به طور کلی در سال های پرباران، سامانه های همدیدی مناسبی در نواحی شرقی و شمال شرقی و غرب شبه جزیره عربستان سبب می شود که رطوبت مناسبی از پهنه های آبی مزبور به سوی نواحی جنوب غربی و جنوبی ایران منتقل و بارش های مناسبی را ایجاد نماید. این بارش ها از پراکنش فضایی مناسبی نیز برخوردار می باشند. بطوری که در زمان ترسالی دریای عرب و دریای عمان به طور میانگین در تمام لایه-ها با سهم حدود 77 درصد، بیشترین مقدار شار را به سوی منطقه مورد مطالعه گسیل داشته است. در زمان خشکسالی و بارش های بسیار کم، شرایط مناسب همدیدی و جریانات مناسبی که بتواند رطوبت را از دریای عرب، دریای عمان و دریای-سرخ به سوی نواحی جنوب غربی و جنوب ایران منتقل سازد، وجود نداشته و فقط تأثیر جریان های شکل گرفته از روی شرق مدیترانه به سوی نواحی مزبور دیده می شود که سبب تشدید نابرابری در توزیع بارش می گردد.

این پژوهش با هدف ارزیابی نقش بارش در طی دوره های ترسالی و خشک سالی هواشناسی در بهبود خشک سالی های جریان رودخانه در حوضه کرخه در سال های اخیر انجام شده است. برای این منظور، از مدل جفت شده آب شناسی-سطح زمین ALSIS-HBV استفاده شد. کاربست مدل مذکور در دوره های دست کاری نشده (دوره ای که سامانه فقط از عوامل طبیعی تأثیر می گیرد) و دست کاری شده (سیستم از هر دو عامل انسانی و طبیعی تأثیر می گیرد) امکان دستیابی به هدف تعریف شده را فراهم خواهد نمود. برای پایش خشک سالی هواشناسی و آب شناسی از روش سطح آستانه متغیّر استفاده شد. یافته ها نشان می دهد تأخیر زمانی بین خشک سالی هواشناسی و جریان رودخانه در زیرحوضه های مختلف بین 15 تا 90 روز است. هرچه خشک سالی هواشناسی شدیدتر باشد و تداوم بیشتری داشته باشد، مدت زمان لازم برای بهبود خشک سالی جریان رودخانه بیشتر می شود. در دوره دست کاری نشده، پاسخ جریان رودخانه به بی هنجاری-های بارش سریع است و خشک سالی جریان رودخانه با تأخیر زمانی 1 تا 3 ماهه بهبود پیدا می کند. روند بهبود جریان رودخانه در دوره دست کاری شده کند است و به ویژه در دهه اخیر این روند خیلی کندتر شده است. مقایسه نسبت های P/Qobs (بارش به مقادیر مشاهداتی جریان رودخانه) و P/Qsim (بارش به مقادیر شبیه سازی شده جریان رودخانه) نشان می دهد با توجه به تغییرات جزئی P/Qsim، مدل جفت شده پاسخ جریان رودخانه به افت وخیزهای بارش را به خوبی شبیه-سازی کرده ولی در شرایط واقعی حوضه، به علت دخالت بشر در طبیعت این نسبت در دوره های دست کاری شده بیشتر شده است. نتایج بررسی بهبود خشک سالی جریان رودخانه برای دوره خشک شاخص 2013-2008 با سناریوهای مختلف افزایش بارش نشان می دهد در زیرحوضه های گاماسیاب، قره سو و کل حوضه کرخه برای بهبود خشک سالی جریان رودخانه در جریان های بیشینه باید بارش بیشتر از میانگین بلند مدت رخ دهد و نیاز به بارش های حدی می باشد. افزایش میانگین دما و تبخیر از آب های سطحی می تواند عامل موثری در بهبود نیافتن خشک سالی جریان های بیشینه در سال های مورد بررسی باشد.

در این پژوهش به منظور ارزیابی عملکرد مدل های شبیه سازی از چهار روش GP، ANN، BCSD و SVM استفاده شد. مدل سازی بر اساس داده های بزرگ مقیاس مدل های گردش عمومی جو و دمای میانگین روزانه ایستگاه سینوپتیک اهواز در دوره 2004-1971 انجام شد و ارزیابی هر مدل بر اساس معیارهای ضریب همبستگی و خطای مدل سازی بین داده های مشاهداتی و شبیه سازی شده انجام گرفت. نتایج مدل سازی نشان داد که ضریب همبستگی بین داده های مشاهداتی و شبیه سازی شده در روش SVM از سایر روش ها بیشتر بوده و مقدار آن 9960/0 می باشد. ضریب همبستگی برای روش GP، ANN و BCSD به ترتیب برابر 9393/0، 9384/0 و 4936/0 می باشد. همچنین نتایج حاصل از ارزیابی خطای شبیه-سازی با استفاده از معیارهای RMSE وNSE برای SVM به ترتیب 677/0 و 995/0 درجه سانتی گراد محاسبه شده است. به طور مشابه این مقادیر برای GP 644/1 و 969/0، ANN 657/1 و 968/0 و BCSD 174/6 و 661/0 درجه می باشد. بنابراین SVM در مدل سازی دمای میانگین نسبت به سایر روش ها از عملکرد بهتری برخوردار است و مدل سازی دما به روش BCSD نسبت به سایر روش ها از دقت کمتری برخوردار است. روش GP نسبت به ANN برتری ضعیفی دارد و پیشنهاد می شود برای ارزیابی عملکرد دقیق تر این دو مدل از دماهای حداقل و حداکثر استفاده شود.

پیش بینی تغییرات آب و هوایی کره زمین با استفاده از مقادیر ثبت شده در دوره آماری حاضر نیازمند روشی دقیق بوده که بتوان نوسانات این تغییرات را به خوبی شناسایی کرده و با الگوگیری از این تغییرات مقادیر پارامتر مورد نظر را برای سال ها و یا دوره های آینده پیش بینی نمود. در این مطالعه شش مدل رگرسیون چند متغیره، ANN، SVR، ANFIS، SVM و GP جهت ریزمقیاس نمایی مقادیر متوسط دمای روزانه ایستگاه همدیدی ارومیه با استفاده از 26 پارامتر پیش بینی کننده منتج از گزارش پنجم IPCC مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. مقادیر دمای متوسط روزانه ایستگاه مورد بررسی از تاریخ 12 مارس 1961 (29 اسفند 1384) تا تاریخ 20 دسامبر 2005 (29 آذر 1384) انتخاب گردید. در تمامی روش های ذکر شده با استفاده از آزمون پیرسون از بین 26 پارامتر پیش بینی کننده، 16 پارامتر که همبستگی بالایی با مقادیر دمای متوسط روزانه داشته انتخاب گردید. جهت بررسی مقادیر خطای ناشی از مدل سازی از سه معیار ضریب تبیین، مجذور میانگین مربعات خطا و معیار کارایی مدل استفاده شد. نتایج بررسی دقت و میزان خطای مدل ها نشان داد که در بین مدل های هوشمند GP، ANN، ANFIS و SVM، مدل برنامه ریزی ژنتیک کمترین مقدار خطا را داشته و در بین مدل های رگرسیونی (رگرسیون چندمتغیره و رگرسیون بردار پشتیبان) روش رگرسیون بردار پشتیبان، کمترین میزان خطا و بیشترین میزان دقت را در شبیه-سازی مقادیر دمای روزانه ایستگاه همدیدی ارومیه داشته است. به طور کلی نتایج شبیه سازی مقادیر دما روزانه نشان دهنده دقیق تر بودن روش های رگرسیونی نسبت به روش های هوشمند می باشد. از آنجا که این مطالعه تنها با استفاده از داده های ایستگاه همدیدی ارومیه انجام گرفته است، لذا نتایج حاصله تنها برای ایستگاه مذکور اعتبار داشته و با اطمینان نمی توان نتایج را برای تمامی ایستگاه ها تعمیم داد.

دراین پژوهش ابتدا با استفاده ازداده های بارندگی 8 ایستگاه هواشناسی طی یک دوره آماری 14 ساله (1393-1380) و بکارگیری شاخص پایه صدک، حداقل مقدار باران در بارش های شدید و حدی به ترتیب 8/42 و 2 /84 میلیمتر تعیین گردید. از مجموع 612 روز بارانی، روزهایی که حداقل در 30 درصد ایستگاه های استان بارش شدید و یا حدی رخ داده است، 13 روز تعیین شد که با در نظرگرفتن پراکنش زمانی و مکانی بیشتر، 4 مورد جهت بررسی همدیدی انتخاب شد. در ادامه داده های بازتحلیلی شامل پارامترهای فشار سطح دریا، میدان باد، ارتفاع ژئوپتانسیل و. . در ترازهای مختلف فشاری از پایگاه داده ای NOAA استخراج و با استفاده از نرم افزار GRADS نقشه های همدیدی موردنظر ترسیم گردید. تحلیل نقشه ها نشان می دهد وقوع بارشهای شدید و حدّی در استان بوشهر، نتیجه استقرار یک سامانه بندالی از نوع رِکس یا اُمِگا در تراز میانی جو و سامانه کم فشار سودانی سطح زمین در جنوب غرب ایران می باشد. محدود شدن کم فشارسودانی درجنوب غرب ایران توسط دو مرکز پرفشار یکی ازروی شمال تا جنوب ایران ودیگری از روی اروپا تا شمال آفریقا، سبب ایجاد یک منطقه همگرایی قوی و در نتیجه صعود دینامیکی هوا و ریزش بارش حدّی درشمال خلیج فارس می شود. همچنین نتایج نشان می دهد که منابع ا صلی رطوبت این بارش ها دریای عرب، دریای عمان، دریای سرخ و خلیج فارس و گاهی مدیترانه می باشد.