ابوالفضل مسعودیان

بدون شک با رخنمود تغییر اقلیم و گرمایش جهانی فصول دمایی نیز جابه جا خواهند شد و شدت و ضعف این جابه جایی در مناطق مختلف به تبعیت از آن هم اندازه و یکسان نیست. هدف از این پژوهش شناخت فصول دمایی ایران زمین و وردایی آن طی بازه ی زمانی 1/1/1370 تا تاریخ 29/12/1392 خورشیدی است. جهت پایش مکانی نواحی تقویمی دمایی، نخست انحراف معیار ایستگاه های موردنظر در هرسال با انحراف معیار بلندمدت مقایسه شد. سپس میانگین بلندمدت (LTM) در قالب آرایه ای به ابعاد 49×366 برای هر یک از ایستگاه ها آرایش داده شد. تفاوت انحراف میانگین سالانه از میانگین کلی (Dev) جداگانه محاسبه گردید. سرانجام سه آرایه با نام های آغاز فصل گرم(SWS) پایان فصل گرم (EWS) و طول دوره ی گرم (WSL) تشکیل شد. برای شناخت پهنه های همگن تحلیل خوشه ای به روش ادغام وارد بر روی آرایه ها اعمال شد. درنهایت معناداری وردایی و آهنگ وردایی آغاز، پایان و طول دوره ی گرما، طی دوره ی مورد واکاوی به دست آمد. طی بازه ی زمانی مورد واکاوی آغاز و پایان فصول دمایی ایران زمین دستخوش وردایی معناداری شده است. بطور کلی آهنگ کاهشی آغاز دوره ی گرما بیشتر از آهنگ کاهشی و افزایشی پایان دوره ی گرم بر روی ایستگاه های مورد واکاوی است. به نظر می رسد یافته های این پژوهش شواهد محکمی بر رخنمود گرمایش حاکم بر گستره ی ایران زمین و جابجایی فصول و رژیم دمایی است.

در تحقیق حاضر، با استفاده هم زمان از داده های ایستگاهی بارندگی و تبخیر تعرقِ واقعیِ حاصل از تصاویر ماهواره ای و روش فازی، کوشش شده است تا مناطق حساس در برابر خشک سالی در دشت نجف آباد واقع در استان اصفهان شناسایی شود. برای دست یابی به این هدف از داده های ایستگاه های هواشناسی و تصاویر ماهواره ای در یک دوره 25ساله استفاده شد. در این پژوهش سال های 1995، 2008، و 2015 به عنوان نمونه انتخاب شد و با اجرای الگوریتم سبال بر روی تصاویر ماهواره ای لندست تبخیر- تعرقِ واقعی محاسبه شد. سپس، با هم پوشانی فازی نقشه های بارندگی و تبخیر تعرق مناطق حساس شناسایی شد. نتایج حاصل گویای آن است که در سال 1995 نواحی جنوب و جنوب شرقی و بخش هایی از شرق دشت نجف آباد حساسیت بیشتری نشان داده اند. این در حالی است که در سال 2008، علاوه بر نواحی فوق الذکر، نواحی شرقی، مرکزی، و غربی نیز درگیر خشک سالی شده اند. در سال 2015 بخش های جنوب و جنوب شرقی به سبب برخورداری از بارش بیشتر از وضعیت خشک سالی خارج و از شرایط مطلوب تری برخوردار شده اند. ویژگی ممتاز این تحقیق کاربرد پارامترهای تکمیلی در سنجش حساسیت به خشک سالی است.

میزان بارش اندازه گیری شده توسط رادار با میزان بارش دریافت شده در سطح زمین تفاوت دارد. در نتیجه، برای تعیین میزان بارش با استفاده از داده های رادار، باید داده های رادار را بر اساس داده های زمینی تصحیح کرد. پیوند میان بارش و بازتابندگی رادار نمایی است از Z=aRb . اگر مقادیر ضرایب این مدل درست انتخاب نشود، برآورد مقدار بارش توسط رادار با اشتباه همراه می شود. در این پژوهش بارش های 26 تا 27 آبان 1394 و 10 تا 12 آذر 1395 در ده ایستگاه استان کرمانشاه بررسی شد. در بارش اول زاویه ارتفاع بهینه پرتو انتخاب و رابطه مربوط به آن استخراج شد و ضرایب تصحیح به دست آمد. با استفاده از این رابطه، مقدار بارش برآوردی رادار از 31درصد به 96درصد افزایش یافت و میانگین مجموع بارش برآوردی رادار از 9/8 به 4/32 میلی متر رسید که از میانگین واقعی فقط 1 میلی متر کمتر است. در بارش دوم، با استفاده از داده های بارش رادار، فقط یک معادله استخراج شد و ضرایب تصحیح رادار به دست آمد. نتایج برآورد بارش رادار به این روش نیز مورد قبول بود و میانگین مجموع بارش برآوردی رادار از 6/9 به 5/23 میلی متر افزایش یافت که 4 میلی متر از مقدار واقعی کمتر بود.

در این پژوهش، داده های روزانه دو سنجنده مودیس تررا و مودیس آکوا برای فصل بندی پوشش برف در ایران زمین به کار گرفته شد. داده های این دو سنجنده در تفکیک مکانی 500 متر و به صورت رقومی در دسترس است. داده های به کارگرفته شده در این پژوهش، خردترین تفکیک موجود داده های سنجنده مودیس است. برای فصل بندی پوشش برف ایران زمین، نخست داده های رقومی پوشش برف در محیط نرم افزار مت لب گردآوری و سپس چند الگوریتم روی داده ها به منظور کاهش ابرناکی به کار بسته شد. پس از آماده سازی داده ها، آرایه میانگین بلندمدت دوازده ماه خورشیدی از فروردین تا اسفند در نرم افزار مت لب محاسبه شد. ابعاد این آرایه 7541502 × 12 بود که سطرهای آن نماینده هر ماه و ستون های این آرایه نماینده یاخته های مکانی در ایران است. در گام بعدی فواصل اقلیدسی یاخته ها به کمک روش ادغام وارد در نرم افزار مت لب محاسبه شد. یافته های این پژوهش نشان داد که روی هم رفته در ایران زمین چهار فصل برفپوشان دیده می شود: فصل بی برفی شامل ماه های اردیبهشت تا خرداد؛ فصل گذار شامل ماه های فروردین و آبان؛ فصل پوسته برفپوشان شامل ماه های آذر و اسفند و فصل هسته برفپوشان که شامل ماه های دی و بهمن می شود. همچنین برای هر یک از فصول اقلیمی و هر کدام از ماه های خورشیدی شمار روزهای برفپوشان و مساحت های آنها بررسی شد. مطالعات نشان داد بیشترین گستره مساحت روزهای برفپوشان یک روزه در ماه دی دیده می شود. در این ماه، روزهای برفپوشان یک روزه 15 درصد از گستره کشور را پوشش می دهند. در گام پایانی، رابطه میان شمار روزهای برفپوشان و ارتفاع برای هر یک از فصول اقلیمی به کمک مدل رقومی ارتفاع ایران (Dem) محاسبه گردید. یافته ها گویای آن بود که در هر یک از فصول اقلیمی، این رابطه متفاوت است.

شناسایی ویژگی های بارش روزانه در برنامه ریزی منابع آب و الگوهای کشت اهمیت زیادی دارد، با برازاندن مدل های احتمال بر بارش روزانه می توان به برخی ویژگی های این داده ها در قالبی خلاصه دست یافت. در این پژوهش، از داده های بارش روزانه شبکه بندی شده پایگاه داده بارش آفرودیت خاورمیانه به ابعاد 25/0 25/0 درجه طول / عرض جغرافیایی استفاده شده است. داده های بارش روزانه این پایگاه داده در محدوده ایران طی دوره 1/1/1330 تا 29/12/1385 (معادل20453 روز) خورشیدی به کمک نرم افزار Grads استخراج گردید. برای شناسایی برازنده ترین توزیع روزهای بارشی، از آزمون نیکویی برازش کلموگروف- اسمیرنف استفاده شد. با برنامه نویسی در محیط نرم افزار Matlab توابع توزیع تیپ نرمال و گاما بر تک تک یاخته های با بارش بیش از 5/0 میلی متر برازش داده شد. تابع نظری توزیع گامای دو فراسنجی و نمایی توانسته اند شرایط آماری لازم آزمون نیکویی برازش در فاصله اطمینان 95% را به عنوان برازنده ترین توزیع احراز نمایند. محاسبه فراسنج های برازنده ترین تابع توزیع فراوانی نشان می دهد با وجود کم بودن مقدار فراسنج میانگین بارش مورد انتطار در بخش قابل توجهی از کشور میزان اعتماد به بارش روزانه کم و نوسان بارش زیاد است. فراسنج های چولگی و کشیدگی حکایت از چوله بودن بارش و عدم تقارن در بارش دارد. از طرف دیگر، پایین بودن مقدار فراسنج شکل، نشان دهنده فاصله زیاد تابع توزیع فراوانی بارش با شرایط نرمال دارد موضوعی که توسط آماره های آزمون آماری نیکویی برازش نیز تأیید شده بود.

اقلیم سواحل جنوبی خزر تحت تاثیر فراوانی ابرناکی در این منطقه است. در این پژوهش انواع ابرهای پایین به وجود آورنده رویدادهای بارشی سنگین و فوق سنگین سواحل جنوبی خزر بررسی و مقایسه شده اند. به این منظور با استفاده از بارش روزانه و پس از مرتب نمودن داده ها بر حسب سیر نزولی و لحاظ احتمال وقوع ۲۵ و ۵۰ درصد، گروه های بارشی فوق سنگین و سنگین و با در نظر گرفتن شناسه همدید ابر ها، گروه های بارشی همرفت و غیر همرفت تفکیک شدند. تصاویر ماهواره متئوست پنج ( METEOSAT5 ) برای مشاهده ابر ها و بررسی مکانی آن ها در زمان رخداد گروه های بارشی در نواحی مختلف جغرافیایی استفاده شد. در یک نگاه جامع می توان بر اساس شرایط تشکیل انواع ابر ها و رژیم روزانه و ماهانه آن ها، منطقه مورد مطالعه را به سه بخش کلی تقسیم کرد. ناحیه اول شامل سواحل غربی و میانی خزر و کوهستان های غربی است. این بارش ها، همراه با ابرهای کومولونیمبوس نوع ۳ و بعد نوع ۹ هستند. در این ناحیه، فراوانی ابرهای جوششی در رویداد های بارشی سنگین، کمتر از فوق سنگین است. در گروه بارشی سنگین، بیشینه فراوانی ابرهای پوششی و جوششی در ماه های مختلف از ساعت ۰۳ تا ۱۵ GMT تغییر می کند. ناحیه دوم، سواحل شرقی منطقه است. ابرهای جوششی عامل اصلی پدید آورنده بارش های سنگین تر این ناحیه هستند و فراوانی آن ها بیش از ابرهای پوششی است. بیشترین فراوانی ابرهای جوششی و پوششی از ساعت ۰۳ تا ۱۵ GMT دیده می شوند. ناحیه سوم شامل کوهستان های میانی منطقه مورد مطالعه است. ابرهای جوششی کومولونیمبوس نوع ۳ که اغلب دارای فراگیری محدود و محلی بارش هستند، عامل اصلی ریزش بارش های سنگین تر این منطقه محسوب می شوند.

یکی از شاخه های مهم اقلیم شناسی همدید، شناسایی حالت های فرین ویژگی های محیطی و تعیین الگوهای گردشی مسبب آنها است. هدف اصلی این پژوهش تحلیل همدید سرماهای فرین ایران است. بدین جهت از آمار روزانه ی دمای مربوط به 663 ایستگاه اقلیمی و همدید در قلمرو مورد مطالعه، طی دوره ی آماری 1/1/1340 تا 29/12/1382(15701 روز) استفاده گردید. سپس به روش درون یابی کریگینگ با یاخته های 18×18 کیلومتر یک ماتریس 5214×15701 فراهم شد. میانگین دمای روزانه برای پهنه ی مورد نظر (5214 یاخته) طی دوره ی مورد مطالعه محاسبه شد. با استفاده از شاخص فومیاکی روزهایی که سرمای فرین اتفاق افتاده، مشخص شد. سپس داده ها برحسب شدت سرما و گستره ی زیرپوشش مرتب شد. از بین روزهای همراه با رخداد سرمای فرین، 500 روز اول به عنوان نمونه برگزیده شد. روزهای برگزیده شده تقریباً 2 انحراف معیار از میانگین بلندمدت خود براساس شاخص فومیاکی کمتر بودند.مقادیر فشار تراز دریا با تفکیک مکانی- زمانی 5/2×5/2 درجه و 6 ساعته، برای 500 روز نمونه از سازمان هواشناسی و اقیانوس شناسی کشور ایالات متحده امریکا استخراج شد. انجام تحلیل خوشه ای بر روی فواصل اقلیدسی مقادیر تراز سطح دریا برای 500 روز انتخاب شده، نشان داد که سرماهای فرین ایران حاصل 5 الگوی گردشی می-باشند: 1- الگوی پرفشار سیبری-اروپا؛ 2- الگوی پرفشار سیبری-کم فشار ایسلند؛ 3- الگوی پرفشار سیبری؛ 4- الگوی پرفشار شمال خزر- سیبری؛ 5- پرفشار شمال خزر.