سهیلا جوانمرد

در هواشناسی همدیدی استقرار توده هوای سرد در تراز های میانی و فوقانی جو در اصطلاح علمی سلول هوای سردو یا استخر هوای سرد (Cold Pool) نامیده می شود. در این مطالعه آشکارسازی نقش استخر هوای سرد در ایجاد و یا تشدید بارندگی ها،با بررسی نقشه های همدیدی برای بازه ی سال های 2007 لغایت 2013، 118 مورد استخر هوای سرد شناسایی گردید. در راستای اهداف تحقیق نقشه های همدیدی، نمودار ترمودینامیکی (SkewT) و پراکندگی بارش در روزهای شناسایی شده در استان آذربایجان شرقی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد استخرهای هوای سرد به صورت سه الگوی همدیدی متفاوت، تراف دمایی، سلول بسته ای از هوای سرد و یا ترکیبی از تراف و سلول(در ترازهای مختلف) ظاهر می گردد. هر چند که این عارضه همدیدی در همه ی ماههای دوره ی گرم سال مشاهده می شود ولی بیشترین فراوانی وقوع آن در ماه مه (اردیبهشت) مشاهده شده است. بررسی مقادیر بارش ثبت شده در ایستگاههای هواشناسی در زمان استقرار استخر هوای سرد نشان داد که در 64% مواقع حضور استخر هوای سرد بارندگی رخ داده و در 2/12% موارد وقوع بارندگی شدید باعث ایجاد سیل شده است. نتایج حاصل از بررسی اطلاعات نمودارهای ترمودینامیکی نشان داد هر چند در اکثر موارد وجود ناپایداری در جو توسط شاخص های ناپایداری تأیید می شود ولی در مواردی هم ضعف هایی در تبیین شرایط ناپایدار جوی مشاهده گردید که نشان دهنده ی غلبه ی شرایط دینامیکی (در مقایسه با شرایط ترمودینامیکی) در هنگام استقرار این پدیده همدیدی می باشد. نهایتاً مشخص گردید هر قدر اختلاف دمایی تراز 850 با 500 میلی باری در اثر استقرار استخر هوای سرد بیشتر باشد احتمال تشدید بارندگی ها و وقوع تگرگ و سیل افزایش می یابد.

فشار مهمترین عامل کنترل کننده رفتار جو به عنوان یک سیال است. با پیش بینی تغییرات فشار جو، می توان سایر پارامترهای وابسته نظیر بارش را پیش بینی کرد. در این مقاله، با هدف بررسی تغییر اقلیم از دیدگاه سینوپتیکی، داده های فشار منطقه خاورمیانه استخراج و الگوهای سینوپتیکی منطقه ای واقع در 30°E) و (15°N تا 80°E) و (55°N مورد مطالعه قرار گرفت. برای این منظور، داده های فشار سالهای 1961 تا 2000 میلادی از مرکز مطالعات اقلیمی (CRU) اخذ و پس از بررسیهای آماری و ارزیابی ، برای تهیه نقش های سینوپتیکی مورد استفاده قرار گرفتند. نقشه های دوره آماری به تفکیک فصل و سال برای دوره آماری 1961 تا 1990 تهیه و سپس نقشه های سینوپتیکی سالهای 1991 تا 2000 که به صورت فصلی و سالانه تهیه شده بودند، با نقشه های دوره آماری مقایسه شدند. نتایج اولیه حاکی از افزایش بارش در جنوب کشور در صورت تقویت کم فشار واقع در عرض 20°N ( واقع بر روی دریای عمان)، کاهش بارندگی نوار شمالی کشور با تقویت پرفشار عرض 50°N (واقع بر روی کشور قزاقستان) و همچنین افزایش بارش کشور در صورت تقویت گرادیان فشار شمال شرقی ـ جنوب غربی است.

با توجه به قرار گرفتن استان خراسان در ناحیه آب و هوایی خشک و نیمه خشک ایران و وقوع خشکسالی های مکرر در سالهای اخیر، اهمیت پرداختن به مقوله پیش بینی خشکسالی بیش از پیش آشکار می شود. به منظور بررسی این امر، از آمار بارندگی سالانه یازده ایستگاه سینوپتیک استان طی سالهای 1970 تا 2002 استفاده شد که پس از تکمیل داده های ناقص، با استفاده از مدل زنجیره مارکف مرتبه اول، ماتریس های احتمال انتقال و ماتریس معادل برای تمام ایستگاه ها محاسبه شدند. با توجه به این که ماتریس احتمال انتقال در مدل مارکف مرتبه اول تنها وضعیت یک سال آینده را مشخص می سازد، با یک بار ضرب این ماتریس در خود ماتریس، احتمال انتقال دو مرحله ای برای تعیین وضعیت های مختلف در سال 2004 محاسبه و نقشه های پهنه بندی احتمال وقوع برای سه وضعیت خشکسالی، نرمال و حالت مرطوب رسم گردید.

خشکسالی به عنوانی یکی از بلایای اقلیمی از طرف پژوهشگران دارای تعاریف و تعابیر مختلفی می باشد. به طور کلی دوره ای که در آن مقدار رطوبت و یا هر نمایه رطوبتی دیگر که نسبت به شرایط نرمال منطقه، ناهنجاری منفی داشته باشد به عنوان شرایط دوره خشکسالی تلقی می شود. به لحاظ ویژگی های فضایی و زمانی، تاریخ آغاز دوره زمانی و یا زمان خاتمه خشکسالی به آسانی قابل تشخیص نیست و از دیدگاه های مختلف آغاز و پایان خشکسالی به صورت متفاوت ارزیابی می شود. فراوانی، شدت خشکسالی و وسعت منطقه نیز از ویژگی هایی است که باید مورد مطالعه قرار گیرند. به منظور پایش و سنجش خشکسالی در هر منطقه و تجزیه و تحلیل آماری این پدیده و همین طور پیش بینی وقوع آن لازم است از نمایه های مناسب استفاده شود. نمایه استاندارد شده بارش (SPI) یکی از نمایه های جدیدی است که جهت پایش خشکسالی مورد استفاده قرار می گیرد. محاسبه نمایه SPI برای هر منطقه به آمار دراز مدت نیاز دارد. این آمار دراز مدت به صورت تابع توزیع گاما، برازش یافته سپس تابع حاصل برای پیدا کردن احتمال تجمعی بارندگی برای یک ایستگاه و برای ماه معین و مقیاس زمانی گوناگون استفاده می شود. مقادیر مثبت، نمایانگر بارش بیشتر از مقدار بارش متوسط و مقادیر SPI منفی، بیانگر بارش کمتر از مقدار متوسط آن می باشد. این نمایه بیان می کند که ممکن است یک ناحیه با یک یا چند مقیاس زمانی به طور هم زمان شرایط ترسالی و در دیگر مقیاس های زمانی شرایط خشکسالی را داشته باشد، یعنی یک ناحیه ممکن است دچار خشکسالی کشاورزی باشد؛ اما از لحاظ هیدرولوژی شرایط ترسالی در آن حاکم باشد. محاسبه نمایه SPI با استفاده از نرم افزار ویژه طراحی شده برای این صورت پذیرفته است. این برنامه نمایه SPI را برای مقیاس های 1، 3، 6، 9، 12، 24، 84، 72 ماهه محاسبه می کند. بررسی روش های مختلف درون یابی برای پهنه بندی خشکسالی با استفاده از سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) نشان داده است که بین چهار روش درون یابی، روش کرجینگ و IDW روش های مناسبی برای درون یابی شدت دوره های خشک است. لذا با استفاده از این روش مقادیر نقطه ای نمایه SPI ماهانه مورد استفاده برای پایش دوره های خشک به سطح تعمیم داده شده و نقشه های شدت این پدیده در مقیاس های زمانی متفاوت، برای استفاده در جهت برنامه ریزی های سازگاری با دوره های خشک تولید شده است.