تیمور علیزاده

ایران کشوری با اقلیم خشک و نیمه خشک، است به گونه ای که متوسط بارش سالانه آن حدود یک سوم متوسط بارش سالانه جهان است. ویژگی عمده این مناطق، ریزش های جوی با شدت های بالاست. این مشخصه ها از نظر هیدرو اقلیمی باعث شکل گیری رژیم بارشی شده که نوسان های زیاد مقدار بارندگی، ریزش رگبارهای شدید با زمان تداوم کوتاه، از مهمترین شناسه های آن به حساب می آید. در این پژوهش، جهت بررسی هم دید بارش های سنگین مناطق خشک، داده های بارشی استان کرمان مورد تحلیل قرار گرفته است و از دو پایگاه داده یکی مربوط به مقدار بارش روزانه در ایستگاه های هم دید و اقلیمی و دیگری داده های جو بالا مربوط به ارتفاع ژئوپتانسیل، فشار تراز دریا، دمای هوا، نم ویژه، مولفه باد مداری و باد نصف النهاری در عرض جغرافیایی صفر تا هشتاد درجه شمالی و طول -30 تا 100 درجه شرقی استفاده شده است. با استفاده از شاخص آماری گامبل تیپ 1، 76 رخداد بارش های سنگین استان کرمان شناسایی شد. سپس با تحلیل خوشه ای روی دادهای ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال، الگوهای هم دید این بارش ها شناسایی شدند. تحلیل این الگوها نشان داد که مهم ترین عامل شکل گیری بارش های سنگین استان کرمان حرکت رو به شرق و تقویت فرود شرق مدیترانه در تروپوسفر میانی است، لذا زمانی که با حرکت رو به پایین سامانه تاوه قطبی همراه است، بارش های سنگینی در سطح ایستگاه های استان رخ می دهد.

در این مقاله الگوهای جو تراز 500 هکتوپاسکال در هنگام ریزش بارش های فراگیر و غیر فراگیر، با استفاده از تحلیل مؤلفه های اصلی در ایران شناسایی شده است. داده های بارش روزانة مورد نیاز در 212 ایستگاه همدید از دورة 1359-1387 از سازمان هواشناسی کشور تهیه شد. با انجام میانیابی بر روی داده ها با ابعاد 7/18×7/18 کیلومتر، 4713 یاخته به دست آمد که بر اساس آن ها، درصد پهنة بارش در دورة مورد نظر به صورت روزانه برای کل کشور محاسبه شد. بارش های فراگیر بارش هایی تعریف شد که حداقل 50 درصد ایران در این روز بارش دریافت کرده باشد. براساس این، 996 روز بارش فراگیر و 9442 روز بارش غیر فراگیر به دست آمد. پس از مشخص کردن روز های با بارش های فراگیر و غیر فراگیر، داده های ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال روزهای مورد نظر از سری داده های واکاوی شده NCEP/NCAR به صورت میانگین روزانه برداشت شد. با تحلیلِ مؤلفه مبنا به طور جداگانه بر روی هر یک از سری داده ها، حجم آن ها کاهش داده شد و با تحلیل خوشه ای بر روی مؤلفه های به دست آمده، مهم ترین الگوهای جوی آن ها شناسایی شد. نتایج پژوهش نشان می دهد با افزایش تاوایی پتانسیل بر روی فرود شرق مدیترانه در جهت طولی امتداد پیدا می کند و زمانی که محور فرود بر روی نصف النهار 5/47 درجه طول شرقی واقع شود، بیش از 50 درصد ایران با ریزش بارش فراگیر مواجه خواهد شد. همچنین، زمانی که فرود تراز 500 هکتوپاسکال روی شرق مدیترانه چندان عمیق نباشد و محور فرود دور تر از نصف النهار 5/47 درجه طول شرقی واقع شود، بارش های با مساحت کمتری در کشور رخ خواهد داد.

در این پژوهش با بکار گیری رویکرد گردشی به محیطی مهم ترین سامانه های تاثیر گذار تراز دریا، بر روی اقلیم ایران بررسی گردید. برای شناسایی الگوهای جوی داده های میانگین روزانه فشار تراز دریا از سری داده های باز کاوی شده مرکز پیش بینی های محیطی ایالات متحده از تاریخ 1364 تا 1388 برداشت گردید. سپس با انجام تحلیل طیفی بر روی داده ها بسامدهای کمتر از 10 روز از پایگاه داده ای فیلتر شدند و با بکارگیری تکنیک تحلیل مولفه مبنا و تحلیل خوشه ای الگوهای جوی طبقه بندی شدند. برای شناسایی تاثیر هر یک از خوشه ها بر روی آب و هوای ایران داده های دما و بارش از تاریخ مورد نظر با روش زمین آماری، با شبکه (7/18*7/18) کیلومتر میانیابی شده، سپس میانگین عناصر مورد نظر برای کل ایران به صورت روزانه محاسبه گردید و در هریک از خوشه ها بطور جداگانه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مهم ترین الگوهای تراز دریا تاثیر گذار بر روی ایران شامل الگوهای سرد بارشی، سرد کم بارش، معتدل کم بارش، بسیار سرد پربارش، و گرم بسیار کم بارش می باشند. همچنین زمانی که دو هسته پرفشار قوی در شرق و غرب ایران واقع گردند باعث رخداد بارش های سنگینی در ایران خواهند شد.

در ایران، رژیم بارش بیشتر از نوع زمستانی است و بارش های تابستانی، اندک و به صورت اتفاقی رخ میدهند، در این پژوهش، بارش های ایجادکنندة سیل در استان خراسان رضوی را- که در تاریخ 24/6/88 اتفاق افتاد و در شهر درگز و دیگر شهرهای استان سیلاب به وجود آورد- بررسی کرده ایم. برای شناسایی این رگبار مخرب، داده های بارندگی ایستگاهای همدید و اقلیم شناسی را در روز یادشده استفاده کرده ایم؛ بعد از تعیین مقدار بارندگی، ویژگیهای ترمودینامیک رگبار مورد نظر را با استفاده از داده های رادیوسوند و نمودار اسکیوتی ایستگاه مشهد تحلیل کرده ایم؛ در نهایت، با استفاده از داده های جو بالا- که از مرکز ملی پیش بینی محیطی و مرکز ملی مطالعات تحقیقات جوی ایالات متحده گرفته شده- تحلیل همدید جهت پدیدة مورد نظر را انجام داده ایم. بدین منظور، نقشه های فشار تراز پانصد هکتو پاسکال و همچنین نقشه های فشار تراز دریا برای دو روز قبل از رگباری و روز رگباری را به صورت شش ساعته ترسیم کردیم. تحلیل همدیدی نقشه ها بیانگر آن است که سامانة ایجادکننده این رگبار در اثر حرکت رو به شمال و شرق پرفشار آزور، و عقب نشینی شاخة جنوبی آن در اثر عمیق شدن ناوة کم فشار قطبی ایجاد شده و نیز اندرکنش با کم فشار گنگ ، ناپایداری و رگبار را ایجاد کرده است.

روند تغییرات دما در چند دهه اخیر در حال افزایش بوده و این تغییرات در مناطقی همچون ایران- که در کمربند خشک و نیمه خشک دنیا واقع شده است- چشمگیرتر است. در این پزوهش وقوع امواج گرمایی با تداوم های مختلف در استان کرمان به کمک زنجیره مارکف و آمار بلند مدت 20 ساله دمای حداکثر روزانه (1986- 2005) انجام گرفته است. داده های آماری حداکثر دمای روزانه پنج ایستگاه همدید در استان که دارای حداقل بیست سال آمار روزانه بودند، انتخاب شدند و با طرح یک شاخص آماری بر روی این داده ها در تک تک ایستگاه های منطقه مورد مطالعه، دماهای حداکثری که از شاخص مورد نظر بیشتر بودند، به عنوان موج گرمایی تعریف شدند. پس از استخراج، داده های مورد نظر در هر یک از ایستگاه ها به دو دسته امواج کوتاه مدت و بلند مدت تقسیم شدند و روند آنها بررسی شد. در نهایت، با استفاده از زنجیره مارکف دوره تداوم و دوره بازگشت این امواج گرمایی شناسایی و تجزیه و تحلیل شد. تحلیل روند حداکثر دمایی در استان کرمان نشان داد که بیشترین موج گرمایی رخ داده در ماه آوریل و می بوده است که این تغییرات روندی افزایشی در طول دوره آماری داشته اند، بخصوص در سال 2000 میلادی به حداکثر اوج خود رسیده و پس از آن دوباره طبق روند قبلی در حال افزایش است. در نهایت، نسبت به برآورد احتمال وقوع دوره های موج گرمایی 1 تا 9 روزه در ایستگاه های مطالعاتی اقدام شد.

افزایش روزافزون تقاضای انرژی در برابر کاهش منابع فراگیر انرژی به همراه پیامد های گرمایش جهانی، اهمیت بررسی کمی تغییرات نیاز سرمایش، گرمایش کشور را در دهه های گذشته و آینده ضروری می سازد. در پژوهش حاضر، نخست داده های گردش کلی جو از پایگاه داده EH5OM استخراج شد. این داده ها تحت سناریو A1B هیئت بین المللی تغییر اقلیم بوده و سپس با مدل اقلیم منطقه ای، داده های میانگین دمای روزانه به تفکیک 27/0 × 27/0 درجه که حدوداً نقاطی با ابعاد 30 × 30 کیلومتر ایران را پوشش می دهند در بازه زمانی (2050-2015) ریزمقیاس شدند. داده های میانگین دمای روزانه دوره گذشته نیز از پایگاه داه های اسفزاری در دوره آماری (2004-1970)بر روی یاخته هایی به ابعاد 15×15کیلومتر بر سراسر کشور استخراج شد. از آستانه دمایی 11 درجه برای محاسبه درجه روز گرمایش و آستانه3/18 برای محاسبه درجه روز سرمایش استفاده شد. میانگین ماهانه این فراسنج ها بر روی ماتریسی به ابعاد 2140×12 (آینده) و 7187×12 (گذشته) به دست آمد که سطرها بیانگر زمان (ماه، سال) و ستون ها مکان یاخته می باشند. سپس نقشه میانگین ماهانه هر دو دوره ترسیم و تفسیر گردید. نتایج گویای سردترشدن هوا در دهه های آتی نسبت به دوره گذشته در ماه های ژانویه و دسامبر در اکثر مناطق کشور به جز ناحیه ساحلی و پسکرانه ها و گرم تر شدن هوا در اکثر مناطق کشور در ماه های گرم سال (ژوئن، جولای، اوت)؛ بر میزان مصرف انرژی جهت گرمایش و سرمایش اثرات قابل توجهی خواهد داشت.

یکی از معیارهای تخمین میزان انرژی مصرفی برای سرمایش و گرمایش درجه ساعت می باشد. هدف از این پژوهش انتخاب مناسب ترین روش برای محاسبه ی درجه ساعت سرمایش و شبیه سازی این فرا سنج در دهه های آینده است. نخست با استفاده از داده های مدل ,EH5OM  برگرفته از مؤسسه ی ماکس پلانک آلمان، داده های ساعتی دمای هوا به فاصله ی زمانی 3 ساعته (8 داده در روز) در قلمرو ایران طیّ دوره ی آماری (2060-2025)    تحت سناریو A1B   کمیته ی بین المللی تغییر اقلیم و با تفکیک 75/1*75/1 درجه طولی و عرضی شبیه سازی شد.  سپس داده های دمای ساعتی به تفکیک 27/0*27/0 درجه طول و عرض جغرافیایی که حدوداً نقاطی با ابعاد 30 *30 کیلومتر مساحت ایران را پوشش می دهند توسط نسخه چهارم مدل اقلیم منطقه ای ریزمقیاس گردید. با استفاده از آستانه دمایی 9/23 درجه سانتی گراد درجه ساعت های نیاز سرمایش هر ساعت در هرروز محاسبه و جمع ماهانه آن ها در ماتریسی به ابعاد 2138 *3456 استخراج شد. در این ماتریس سطرها بیانگر جمع ماهانه درجه ساعت و ستون ها بیانگر یاخته ها (مکان) می باشند. سپس ساعت های 09،12 و 15 زولو از میان ساعت های موجود انتخاب و جمع میانگین ماهانه درجه ساعت 6 ماه گرم سال (آوریل تا سپتامبر) بر روی ماتریسی به ابعاد 2140*12 محاسبه و نقشه های آن در نرم افزار سور فر ترسیم گردید. میزان روند درجه ساعت های مذکور نیز در نرم افزار متلب و از طریق آزمون من کندال بر روی ماتریس 2140*12 محاسبه و نقشه های روند ماهانه آن ها ترسیم گردید. نتایج نشان داد که بیشترین نیاز سرمایش ساعتی را فصل بهار به ویژه ماه های آوریل و می و کمترین آن را فصل تابستان، به ویژه ماه های آگوست و سپتامبر خواهند داشت. بیشینه نیاز سرمایش در ساعت های 09 و 12 زولو در ماه های آوریل و می، در جلگه خوزستان و پس کرانه های سواحل جنوب به میزان 1000- 900 درجه ساعت و کمترین آن در ساعت 15 زولو، دربلندی های آذربایجان، زاگرس، البرز و خراسان در ماه های ژوئن، ژولای، اگوست و سپتامبر به میزان به میزان صفر درجه ساعت خواهند بود. روند مثبت نیاز سرمایش در نوار غربی و جنوبی کشور در هر سه ساعت مورد مطالعه در ماه های آوریل، می و ژولای بیانگر گرم تر شدن دمای هوا در نیمه اول سال خواهد بود. نوار مرکزی و سراسر نیمه شرقی و شمالی کشور بجز ماه ژوئن در بقیه ماه های سال فاقد روند خواهند بود.

در این مقاله ارتباط بین الگوهای جوی تراز دریا با بارش های فراگیر در ایران شناسایی شده است. برای این هدف از رویکرد همدید محیطی به گردشی استفاده شد؛ به طوری که ابتدا داده های بارش روزانه 210 ایستگاه همدید از سازمان هواشناسی ایران در دوره 1980 تا 2009 گرداوری شد. سپس با روش زمین مرجع کریجینگ، داده ها با ابعاد 9/5×9/5 کیلومتر میان یابی شد و با اعمال شرایطی، 1548 روز بارش فراگیر در ایران به دست آمد. در مرحله دوم داده های روزانه میانگین فشار تراز دریا از سری داده های بازکاوی شده NCEP/NCAR در 1548 روز مورد نظر برداشت شد. سپس با روش تحلیل مؤلفه مبنا (PCA) و تحلیل خوشه ای، الگوهای گردشی تراز دریا طبقه بندی شدند. درنتیجه پنج تیپ عمده برای بارش های فراگیر به دست آمد. نتایج نشان داد که بارش های فراگیر و سنگین ایران را می توان در اثر تقویت سه سامانه عمده در تراز دریا شناسایی کرد. این سامانه ها پرفشار تبت، پرفشار اقیانوس اطلس شمالی و کم فشار ایسلند قطبی هستند. چنانچه این سه سامانه با هم تقویت شوند، گرادیان فشار روی ایران افزایش می یابد و با تشکیل یک جو باروکلینیک، بارش های فراگیر و سنگینی در ایران رخ می دهد که بیشینه میانگین آنها روی نواحی مرتفع کوه های زاگرس است.

در این پژوهش اثر تغییر دما بر میزان روند و فراوانی مراکز چرخندی در مدیترانه مطالعه شد. برای این منظور از داده های ERA -Enterim در بازه زمانی 1980 تا 2013 با تفکیک نیم درجه طول و عرض جغرافیای، به صورت 6 ساعته استفاده شد. از الگوریتم عددی مراکز کمینه به همراه میانگین تاوایی نسبی برای آشکارسازی چرخندها استفاده، سپس روند ماهانه آنها به صورت دو دوره زمانی از 1980 تا 1996 و 1997 تا 2013 مطالعه گردید. نتایج بیانگر این است که روند دمای فصل زمستان در تراز 1000 هکتوپاسکال، مثبت بوده و در ماه ژانویه شدت کمتری نسبت به سایر ماه ها داشته است. اختلاف میانگین دمای دوره 17 سال اول نسبت به 17 سال دوم 0.64 درجه سانتی گراد، و این مقدار در ماه مارس 1.3 درجه سانتی گراد است. روند فراوانی چرخندها نشان داد که با افزایش دما فراوانی آنها کاسته شده است. همچنین در ماه ژانویه که روند افزایش دمایی کمتر بوده، تعداد مراکز چرخند افزایش یافتهبا این تفاوت که چرخندهای قوی کاهش یافته اند.  تحلیل مکانی چرخندها نشان داد که مراکز چرخندی آشکار شده، بر روی ایران عمدتاً با شدت تاوایی کمتر از   بوده اند. این مراکز چرخندهای قوی مسیریابی شده مدیترانه نبوده بلکه با عبور کم فشارهای تضعیف شده مدیترانه از نواحی مرتفع ایران، تقویت شده که عمدتاً در دشت های ایران مرکزی قرار داشته و از شدت کمتری برخوردار هستند.

هدف از این پژوهش ارائة روشی نو برای واکاوی مکانی - زمانی تغییرات نیاز سرمایش کشور در دهه های آینده است. برای اجرای این پژوهش از داده های گردش کلی جو EH5OM استفاده شد. این داده ها تحت سناریوی A1B کمیتة بین المللی تغییر اقلیم است و با تفکیک 75/1 درجة طولی و عرضی اجرا شده است. با مدل ریزمقیاس نمایی، داده های میانگین دمای روزانه طی دورة آماری (2015 2050) به تفکیک عبارت است از: 27/0×27/0 درجة طول و عرض جغرافیایی، که حدوداً نقاطی با ابعاد 30×30 می باشند. سرانجام، آستانة دمایی پهنه ها مشخص و به یاخته ها تعمیم داده شد و درجة روز سرمایش ماهانة کشور در ماتریسی به ابعاد 2138×12 در نرم افزار MATLAB استخراج شد. روند و شیب روند درجة روز سرمایش ماهانه نیز طی دورة مورد مطالعه از طریق آزمون من - کندال و روش حداقل مربعات محاسبه شد. نتایج نشان داد بیشترین گسترة مکانی مناطق دارای روند مثبت نیاز سرمایش در ماه های فصل بهار، به ویژه در ماه می، است. این سناریو نوید می دهد که در آینده در ایران فصل بهار گرم تر خواهد شد. بیشترین میزان گرمایش در این فصل مختص جلگه ها و سواحل جنوبی با شیب روند 2 4 درجة روز در دهه است.

مهاجرت بازگشتی فرایند مهاجرت از روستا به شهر و اقامت نسبتاً طولانی در آنجا و سپس بازگشت به موطن روستایی می باشد. عوامل مختلفی در این فرایند تأثیر داشته و مهاجران بازگشته در تحولات روستا نقش ایفا کرده اند. تحقیق حاضر با هدف بررسی عوامل مهاجرت بازگشتی و پیامدهای آن بر نواحی روستایی انجام یافت. روش تحقیق از لحاظ هدف کاربردی و از لحاظ روش شناسی توصیفی- تحلیلی و شالوده مطالعات آن بر پیمایش میدانی و ابزار گردآوری داده ها پرسشنامه و مصاحبه است. قلمرو مکانی تحقیق، بخش باروق شهرستان میاندوآب واقع در جنوب شرقی آذربایجان غربی بود. جامعه آماری تحقیق خانوارهای مهاجران بازگشته به این بخش طی دهه اخیر (1383- 1392) می باشد که با سرشماری از 96 خانوار بازگشته به موطن روستایی به بررسی متغیرهای تحقیق پرداخته شد. روایی پرسشنامه از نوع صوری و پایایی آن با استفاده از آلفای کرونباخ 83/0 بدست آمد. تجزیه و تحلیل داده ها به روش کمّی (شامل آمار توصیفی و آمار استنباطی (تحلیل عاملی به شیوه تحلیل مولفه ای، آزمون تی تک نمونه، کندال و تحلیل مسیر))  صورت پذیرفت. نتایج تحلیل عاملی نشان داد عوامل مختلفی در بازگشت مهاجران نقش داشته است که از بین آنها عامل های اقتصادی و عمرانی - اجتماعی به ترتیب با مقدار ویژه 49/2 و 31/2 بیشترین تأثیر را در بین عامل های بارگذاری شده به خود اختصاص داده اند و عامل فرهنگی- قومی کمترین تأثیر را در بین عامل ها داشته است. نتایج تحلیل مسیر اثرات بازگشت مهاجران در روستاها، نشان داد مهاجران بازگشته بیشترین تأثیر را در شاخص های عمرانی – کالبدی و کمترین پیامد را در شاخص اجتماعی داشته اند.