دگرگونی ها و مخاطرات آب و هوایی
سال:1403 | دوره:3 | شماره:5 |تعداد مقالات:12

بادهای غربی محرک اصلی بارش ایران زمین است که تغییرات مکانی آن پارامتری مهم جهت شناسایی تمایز فضایی و زمانی بارش است، به ویژه نقش آن در توزیع زمانی بارش های پاییزه همزمان با آغاز سال آبی، اهمیت زیادی دارد. بارش زودرس و دیررس فصل پاییز معیاری مناسب برای شروع کشت محصولات پاییزه(دیم) است. در راستای تبیین نقش تغییرات گردش جوی بر تاخیر زمانی بارش های پاییزه از داده های بارش، الگوهای جوی و شاخص های تموج و شدت و سطح پرفشار جنب حاره بهره گرفته شد. نتایج بیانگر تضعیف امواج باد غربی به دلیل تغییرات مکانی پرفشار جنب حاره است. کاهش تموج در ماه اکتبر با تاخیر زمانی بارش و کوتاه شدن روزهای بارانی همراه بوده است. تاخیر در پسروی جنوبی پرفشار جنب حاره با تاخیر 20 روزه و کاهش 7 میلی متری بارش ماهانه و در نهایت کاهش 15 میلی متری بارش پاییزه همراه است. از لحاظ همدیدی نیز تاخیر زمانی بارش، با ناهنجاری مثبت ارتفاع ژئوپتانسیل و تقویت پرفشار همراه شده است. این شرایط در فاز منفی نوسان انسو(لانینا) بیشتر از فاز مثبت اتفاق می افتد. گرایش کلی بارش ها اوایل پاییز به کمتر از نرمال طبیعی خود است بطوریکه از مقدار بارش در نیمه اول پاییز کاسته شده و بر مقدار آن در نیمه دوم افزوده شده است. جابجایی زمانی بارش موثر پاییزه(از اکتبر به نوامبر) به دلیل فراهم شدن شرایط مناسب ناپایداری با افزایش بارش همراه شده است. تاخیر زمانی بارش پاییزه با کوتاه شدن دوره بارشی، کاهش بارش پاییزه و سالانه و در نهایت خشکسالی همراه شده است.

یکی از ویژگی های بارش دگرگونی های درازمدت آن در راستای زمان است. با نگرش به پیچیدگی های رفتار بارش به کارگیری روش های غیرخطی می تواند سبب شود تا شناخت بهتری از این پدیده به دست آید. ازاین رو در این پژوهش کوشش شده است تا با به کارگیری الگوهای چندجمله ای در کنار روش خطی روند فراوانی بارش سالانه ی شمال باختری ایران در دوره آماری 1970 تا 2013 میلادی بررسی شود. همچنین برای کاهش اثر وردایی و افت وخیز ها بر روند از تبدیل موجک گسسته استفاده شده است. سری زمانی مورد استفاده برای بررسی روند از داده های شبکه ای بارش روزانه ی شمال باختری ایران از تاریخ 1/1/1970 تا 31/12/2013 (16071 روز) به دست آمده است. داده های شبکه ای یادشده نیز دستاورد میان یابی بارش روزانه با روش کریجینگ در دستگاه مختصات لامبرت مخروطی هم شکل هستند. یافته ها نشان داد که فراوانی بارش سالانه در شمال باختری ایران، در دوره موردبررسی از یک الگوی درجه 3 پیروی می کند؛ به گونه ای که میانگین فراوانی بارش سالانه در دهه ی نخست (1970 میلادی) با شتاب زیاد افزایش یافته است. از سال های نخستین دهه ی 80 روند کاهشی معنی داری در داده ها شکل گرفته و نزدیک به 3 دهه شمار روزهای بارشی در حال کاهش بوده است. بااین همه در سال های پایانی بار دیگر روند افزایشی آغازشده و فراوانی بارش سالانه روبه افزایش رفته است. همچنین یافته ها نشان داد که تجزیه داده ها با تبدیل موجک همگام با حفظ میانگین و رفتار درازمدت در مؤلفه تقریب، وردایی و افت وخیزهای بارش را نیز از این مؤلفه پالایش کرده است. ازاین رو مؤلفه بسامد پایین به دست آمده از تجزیه سری نماینده شایسته ای برای برآورد روند است.

ابرها یکی از مهم ترین اجزای سیستم اقلیمی هر ناحیه ای محسوب می شوند که اثر مهمی در تنظیم و تعادل انرژی تابشی و چرخه آب دارند بنابرین ضرورت دارد تا تغییرات بلند مدت آنها مورد بررسی قرار گیرد. بر این اساس در این مطالعه با استفاده از داده های ضریب ابرناکی تعداد 26 ایستگاه هواشناسی سینوپتیک منطقه شمال غرب ایران در دوره زمانی 2022-1982 نسبت تحلیل روند تغییرات ابرناکی بر اساس روش تخمین شیب سن اقدام گردید. هم چنین با استفاده از تصاویر میانگین سالانه پوشش ابر ماهواره EUMETSAT در بازه زمانی 2022-1982 و با استفاده از آماره گتیس ارد تغییرات فضایی ابرناکی در چهار دهه اخیر مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج حاصل از تحلیل روند ماهانه نشان داد که به استثنای ماه جولای که دارای روند افزایشی بود بقیه ماهها دارای روند نزولی معنی دار بودند. ماههای جون ، آگوست و سپتامیر نیز فاقد روند معنی دار بودند . نتایج تحلیل فضایی نیز نشان داد در هر چهار دهه مورد بررسی میزان ابرناکی در این منطقه کاهش پیدا کرده است و الگوی تغییرات از دهه اول به طرف دهه های اخیر تغییر نیز پیدا نموده است .

تغییرات اقلیمی یکی از چالش های زیست محیطی قرن بیست و یکم است که نگرانی جهانی را در بر داشته است. سهم کشور های صنعتی در تولید گاز های گلخانه ای بیشتر از دیگر کشور ها است. در برخی کشور هایی صنعتی مثل آمریکا و کشور های اروپایی تلاش هایی برای کاهش تولید گاز های گلخانه ای صورت گرفته است، اما در کشور چین بزرگترین تولیدکننده گاز گلخانه ای تلاش قابل توجهی مشاهده نمی شود. از عمده تغییرات افزایش دمای کره ی زمین تغییرات بارش است.درشمالغرب ایران حوضه آبریز ارس چند سال اخیر به طور محسوس با کمبود بارش مواجه شده است از این بین شهرستان خوی در پست ترین نقطه اذربایجان غربی به دلیل تهدید کشور ترکیه مبنی بر بستن آبراه های ورودی به ایران خودنمایی می کند. به منظور بررسی تغییرات بارشی ایستگاه سینوپتیک خوی داده های بارش روزانه و بارش کلی برف برای دوره زمانی2020-1960 از سازمان هواشناسی دریافت شده است و پس از مرتب سازی و استخراج آمار با آزمون من-کندال مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج تحلیل های صورت گرفته نشان می دهد که بارش ماهانه روند معنی دار بر اساس روش من کندال ندارند. همچنین ویژگی بارش خوی بیانگر این است که اولین روز شروع بارش، تعداد روز بارش در هر سال، بارش سالانه و بارش برف سالانه روند کاهشی معنی دار دارند. برف ماهانه نیز دارای روند معنی دار نیست. از بارش های فصلی نیز بارش فصل زمستان روند کاهشی معنی دار دارد. در بقیه فصول سری های زمانی فاقد روند معنی دار هستند. در کل می توان نتیجه گرفت که خصوصیات بارش در این ایستگاه از روند خاصی پیروی نمی کند.

پهنه بندی خرده نواحی اقلیمی و شناخت مهم ترین عوامل و عناصر تأثیرگذار بر هر ناحیه، یکی از راه های شناخت خرده نواحی اقلیمی است. برای دریافت شناخت صحیح و جامع از خرده نواحی اقلیمی ایران مرکزی، پهنه بندی اقلیمی با روش های نوین آماری مانند تحلیل عاملی و خوشه بندی انجام شد. به این منظور، تعداد 15 متغیر اقلیمی از 15 ایستگاه سینوپتیک ایران مرکزی انتخاب گردید. نتایج بررسی با روش تحلیل عاملی نشان داد: که اقلیم منطقه مورد مطالعه متأثر از چهار عامل است که این عوامل به ترتیب اهمیت عبارت اند از: بارش، دما، رطوبت و توفان تندری. در بین کلیه عوامل اقلیمی استخراجی، عامل بارشی با تبیین 081/35 درصد واریانس کل داده ها، مهم ترین نقش را در تعیین خرده نواحی اقلیمی منطقه داشته است. در کل این چهار عامل حدود 207/86 درصد رفتار اقلیمی را در منطقه ایران مرکزی توجیه نموده اند. نتایج حاصله از تحلیل خوشه ای، روی چهار عوامل اقلیمی وجود چهار خرده نواحی اقلیمی را در منطقه موردمطالعه نشان داد.

چکیدهبارشِ سنگین منجر به سیلاب، از جمله بلایای طبیعی است که به عنوان یک مخاطرۀ اقلیمی نیز مطرح می باشد. در این پژوهش سعی شده است با تفسیر همدیدی-دینامیکیِ این بارش ها، ارتباط و پیوستگی مؤلفه های جوی در کل ستونِ قائم اتمسفر نشان داده شود. بنابراین پس از اخذ داده های ارتفاع ژئوپتانسیل (بر حسب متر)، مؤلفه های مداری و نصف النهاری باد (متر بر ثانیه)، واگرایی (s-1)، نم ویژه (گرم بر کیلوگرم) و تاوایی (s-1) از مرکز مطالعات میان مدت اروپا (در بازۀ فضایی 0 تا 80 درجۀ طول شرقی و 10 تا 70 درجۀ عرض شمالی)، تأثیر الگوی سینوپتیکیِ جو بر دینامیک، پیوستگی و ارتباط این مؤلفه ها با استفاده از نرم افزار IDV نمایش داده شده است. نتایج حاصل از ترسیم و تحلیل مؤلفه های جوی مؤثر بر بارش نشان می دهد که در موج بارش سنگین 25 تا 30 بهمن ماه 1395، الگوی نصف النهاری قویِ ارتفاع تراز 500 هکتوپاسکال و فعالیت گردش سیکلونی رودباد جنب حاره در منطقه، عوامل مؤثری در تشدید ناپایداری جو بوده اند. به نحوی که حاکمیت همزمان آنها منجر به تشدید سرعت های قائم صعودی و همگرایی افقی در ترازهای 500 تا 1000 هکتوپاسکال شده است. این الگو در نهایت با تقویت همگرایی افقی جو و تشدید همگرایی شار درونسوی رطوبت از منابع متعددی مانند مدیترانه، دریای سرخ، خلیج فارس، دریای عمان و ...، منجر به رخداد بارش سنگین و فراگیر در 68 ایستگاه سینوپتیک در ایران شده است.

صنعت گردشگری به دلیل چند بعدی بودن از بخش های زیادی تأثیر می پذیرد. مهم ترین بخشی که نقش مؤثری در توسعه و پایداری این صنعت دارد اقلیم و بخصوص عنصر دما است. هدف پژوهش حاضر بررسی میزان تغییرات مربوط به میانگین و روند دو متغیر دمایی حداقل و حداکثر و تاثیر آن بر گردشگری در منطقه کوهستانی شمالغرب ایران می باشد. این پژوهش از نظر هدف کاربردی و از لحاظ روش به شیوه ی توصیفی - تحلیلی می باشد. آمار مورد استفاده از سازمان هواشناسی کشور اخذ گردیده است. تجزیه و تحلیل داده ها با استفاده از روش رگرسیون خطی در محیط نرم افزار مطلب انجام شده است. نقشه های مربوط به تغییرات روند و میانگین دما با استفاده از نرم افزار Surfer تهیه شده که روند تغییرات دما در مناطق رنگی معنی دار است. نتایج حاصل از این پژوهش نشان دهنده ی میزان تغییرات میانگین و روندهای دو متغیر دمایی حداکثر و حداقل در همه ی بخش های منطقه مورد مطالعه است. ماه های ژوئن، ژوئیه و اوت بیشترین مقادیر مثبت مربوط به تغییرات روند را دارند همچنین در ماه های ژانویه، فوریه و مارس در برخی نواحی دارای روند معنادار، تغییرات روند افزایشی است، در واقع این تغییرات نشان دهنده ی افزایش طول فصل گردشگری گرم و کاهش فصل گردشگری سرد در این مناطق است. به طور کلی الگوی معناداری روند یکنواخت نیست. به نظر می رسد آهنگ تغییر روند دما در مناطق مرتفع و کم ارتفاع با هم متفاوت است و این منطقه بدلیل شرایط کلی دمایی و نیز شرایط محیطی متفاوت از جمله توپوگرافی، الگوی متفاوتی از روند را نشان می دهد.

به منظور آشکارسازی تغییرات اقلیمی از دیدگاه آماری آزمون های آماری پارامتری و ناپارامتری بکارگرفته می شوند. از جمله این روش ها می توان به آزمون های همگنی، تحلیل روند، روش های آریما و تحلیل طیفی در سری های زمانی عناصر اقلیمی از جمله دما اشاره کرد. عوامل طبیعی و انسانی در ایجاد ناهمگنی دخالت دارند که برای پی بردن به ناهمگن بودن اطلاعات و کشف علل آن از طرق آزمون های مختلف آماری قابل بررسی می باشد. نتایج این آزمون ها همواره یکسان نبوده و هر یک دارای ویژگیهای خاصی می باشند. در این پژوهش پس از کنترل کیفی داده ها و انجام آزمون های همگنی و آشکارسازی روند با استفاده از نرم افزار MATLAB، برازش و آینده نگری میانگین دمای سالانه و ماهانه ایستگاه های جلفا و سراب طی دوره آماری (1986-2018) با استفاده ازالگوهای خانواده ARIMA و SARIMA در نرم افزار MINITAB انجام شد. برای بررسی ایستایی مدل، توابع خودهمبستگی (ACF) و خودهمبستگی جزئی (PACF) به کار گرفته شد و با در نظر گرفتن معیارهای ارزیابی مدل، نهایتا الگوهای ARIMA(0,1,1) و SARIMA(0,0,1)(1,2,3)12 برای ایستگاه جلفا و الگوهای ARIMA(1,1,0) و SARIMA(0,0,2)(1,2,3)12 برای ایستگاه سراب به عنوان مدلی مناسب جهت آینده نگری میانگین دمای سالانه و ماهانه مشخص شد.

هدف از این تحقیق بررسی تغییرات زمانی و مکانی پوشش ابر سطح پایین جو در ایران است. بدین منظور از داده های ECMWF ERA5 با تفکیک مکانی 25/0* 25/0 برای بازه زمانی 2022-1963 استفاده گردید. جهت عملیات های آماری وترسیمی از نرم افزار Matlab بهره گرفته شد. با برازش مدل رگرسیون خطی به روش پارامتری، روند پوشش ابری سطح پایین جو سالانه بررسی شد سپس ویژگی های پوشش ابری سطح پایین جو ایران با استفاده از همسازها بررسی شد. در بررسی تحلیل عوامل مکانی با پوشش ابری نقش عرض جغرافیایی غالبتر از تاثیر سایر عوامل مکانی است. نتایج برخواسته از تحلیل روند گویای این مطلب بود که حدود 7/99 درصد از گستره کشور دارای روند سالانه منفی با کاهش 003/0- درصد پوشش ابر در سال است . وتنها 2/0 درصد از وسعت کشور باروند مثبت و افزایشی پوشش ابر در سال همراه است. نتایج حاصل از تحلیل چرخه ها که در مطالعات دیگر مشهود نبود گویای چرخه های مختلف ر طی دوره آماری است که برخی از این چرخه ها را می توان به عوامل محلی و بعضی دیگر تحت تاثیر سیستم های کلان مقیاس جوی و همسایگان و گاهی ترکیب این دو سبب تنوع در ایجاد چرخه های متنوع پوشش ابر(سطح پایین) در یک مکان شده است.

تغییرات درجه حرارت به عنوان یکی از نمادهای تغییرات اقلیمی، از اهمیت خاصی برخوردار است. کاربرد روش های آماری در تشریح تغییرات، ابزاری مفید به شمار می آیند. یکی از کاربردهای آمار در اقلیم شناسی، مدلسازی رفتار عناصر اقلیمی است از الگوهای آماری پرکاربرد، الگوهای خانوادة ARIMAاست. دراین خانواده، از الگوهـای آماری مقادیر براساس رفتارهای گذشته شان مدل سازی شده، آینده نگری می شوند. درپژوهش حاضر، با استفاده از داده های دمای سالانه ایستگاه سنندج طی دوره ی 60 ساله (1961-2020) به بررسی رفتار عمومی دما در این ایستگاه پرداخته شد و همچنین با استفاده از نرم افزار MATLAB به برازش الگوی مناسب از خانواده چندجمله ای و الگوسازی ARIMA پرداخته شد. نتیجه الگوسازی خانواده چند جمله ای ها حاکی ازیک روند درجه دو سهمی گونه در دمای سنندج است. از سوی دیگر در خانواده الگوی ARIMA، پس از بررسی مقدار AIC ، الگوی(1،2،2)ARIMA که از میان بقیه الگوها به نسبت بهتر بود به عنوان الگوی مناسب برای پیش بینی دمای سالانه ایستگاه سنندج تعیین شد.

منجیل به دلیل بادش، در کشور معروف است ولی انجام پژوهش در زمینه سازوکار شکل گیری، رفتار و گستره مکانی باد منجیل بسیار محدود است. در این مطالعه از داده های ایستگاههای همدید منطقه و 2.5 درجه NCEP/NCAR و 0.25 درجه (ECMWF) جهت تحلیل رفتار این پدیده استفاده شد. باد منجیل از حوالی 9 صبح به وقت محلی شروع به وزیدن می کند و اوج فعالیت آن در ساعات 15 تا 16 محلی است. بیشینه فراوانی باد در طی ماه های خرداد و تیر است. رفتار آماری پدیده نشان از تاثیر پذیری آن از رژیم حرارتی روزانه و فصلی دارد. کشیدگی دره ی سفیدرود و قرارگیری تنگه منجیل در خروجی آن و ورود یکباره آن به دشت منجیل ، شرایط وزش و گسترش باد بزنی شکل باد منجیل را در گستره فلات ایران از دشت قزوین تا دشت زنجان فراهم کرده است. بررسی همبستگی فراوانی سمت و تندی باد در جنوب البرز نشان می دهد که گستره باد منجیل از غرب به غرب دشت زنجان، از شرق در تهران و از جنوب تا بوئین زهرا در طی ماه های اوج فعالیت کشیده می شود رفتارهای روزانه و فصلی باد منجیل به ویژه از لحاظ تندی و فراوانی رخداد تابع دو سامانه ی فشاری، مقیاس منطقه ای است که به شدت از ویژگی های حرارتی سطوح زیرین جو متاثر هستند. در این مطالعه برای شناسایی عامل به وجود آورنده باد منجیل شاخص CSIP معرفی شد که تاییدکننده عامل به وجود آورنده باد منجیل است. این مطالعه برای اولین بار نشان داد که جیرنده در ارتفاع 1500 متری در دامنه های جنوبی بادی، مشابه منجیل دارد.

بررسی همگنی داده های هواشناسی به دلیل اهمیت آن در برنامه ریزی های مبتنی بر دانسته های اقلیمی، همواره از جنبه های مختلف مورد توجه پژوهشگران است. در مطالعات پیشین با بهره گیری از تعداد پرشماری ایستگاه و تمرکز بر تعداد معدودی روش-های ارزیابی همگنی، مشاهدات ثبت شده در ایستگاه بررسی می شد، اما در پژوهش حاضر سری زمانی دمای 70 ساله ی ایستگاه هواشناسی فرودگاه شهر تبریز (2020-1951) ضمن بررسی شناسه تاریخی ایستگاه، با استفاده از روش های آمار ترسیمی و کمی-تحلیلی (نظیر آزمون های نرمال استاندارد مطلق، آزمون کرامر، آزمون خودهمبستگی، آزمون وان نیومن و فاصله چندکی، آزمون علامت و آزمون نقاط عطف) انواع ناهمگنی ها (نظیر مشاهدات پرت، جهش و...) بررسی گردید و مطابق با کلاسه بندی همگنی سازمان جهانی هواشناسی طبقه بندی شد. یافته های پژوهش حاضر نشان داد که براساس روش های به کار رفته در پژوهش حاضر از میان آزمون های مورد استفاده تنها یک آزمون بر همگنی داده ها دلالت داشته است. نتایج حاصل از روش های آمار ترسیمی نیز مشابه نتایج آمار کمی-تحلیلی است. از این رو براساس شواهد و مقایسه انواع روش ها مشخص شد که مشاهدات میانگین مجموع دمای سالانه ی ایستگاه هواشناسی فرودگاه شهر تبریز ناهمگن بوده و براساس کلاسه بندی همگنی در کلاس 4 قرار گرفته است.