مسعود جلالی

چرخش سلول هادلی برای سیستم آب و هوایی از اهمیّت اساسی برخوردار است و تغییرات آن مخاطرات و دگرگونی های آب و هوایی مهمی بر آب و هوای کمربند گرمسیری و نیمه گرمسیری دارد. میزان گسترش مناطق گرمسیری و متعاقب آن خشک شدن مناطق نیمه گرمسیری زیر شاخه های فرونشینی سلول هادلی رو به افزایش است؛ بنابراین در این مطالعه به بررسی تغییرات فصلی لبه بیرونی سلول هادلی در نیمکره جنوبی از داده های بازتحلیل پیش بینی میان مدت هواسپهر اروپایی (ECMWF) نسخه (ERA5) با تفکیک مکانی 25/0*25/0 درجه و بازه زمانی 40 سال (2018-1979) از تابع جریان عملکرد نصف النهاری در سطح 500 هکتوپاسکال با استفاده از نرم افزارهای گردس و متلب پرداخته شده است. یافته های پژوهش نشان داد، تغییرات لبه بیرونی سلول هادلی در فصل زمستان از عرض های 35 تا 38 درجه جنوبی، در فصل بهار از عرض های 29 تا 32 درجه جنوبی، در فصل پاییز از عرض های 30 تا 5/35 درجه جنوبی و در فصل تابستان از عرض های 28 تا 29 درجه جنوبی قابل مشاهده است؛ و همچنین با افزایش هر سال، لبه بیرونی سلول هادلی در فصلهای زمستان، پاییز، بهار و تابستان به طور متوسط به اندازه 039/0-، 048/0-، 014/0- و 012/0- درجه جغرافیایی افزایش می یابد. به طور کلی، نتایج نشان می دهد که گسترش لبه بیرونی سلول هادلی نیمکره جنوبی در فصلهای زمستان و پاییز به اندازه 2 تا 5/3 درجه عرض جغرافیایی افزایش یافته است و نسبت به فصول تابستان و بهار بسیار برجسته و آشکار است و شواهدی از تغییرات و گسترش چرخش سلول هادلی را به سمت عرض های جغرافیایی بالاتر را نشان می دهد و افزایش خشکی و بیابان زایی را در پیش رو خود دارد.

رودباد جنب حاره ای به دلیل افزایش گازهای گلخانه ای و کاهش ازن استراتسفری و همچنین گرمایش جهانی در حال گسترش به عرض های جغرافیایی بالاتر است و افزایش تغییرات آب و هوایی را در عرض های میانه داشته است. هدف از این مطالعه گسترش قطب سوی رودباد جنب حاره ای نیمکره شمالی از داده های بازتحلیل پیش بینی میان مدت هواسپهر اروپایی (ECMWF) نسخه (ERA5) با تفکیک مکانی 25/0*25/0 در تراز های 100-400 هکتوپاسکال و بازه زمانی 40 ساله (2018-1979) پرداخته شده است. یافته های پژوهش نشان داد که وضعیت میانگین ساختار عمودی رودباد جنب حاره ای نیمکره شمالی فصل تابستان در شمالی ترین عرض جغرافیایی قرار گرفته است؛ و از عرض های 41 درجه تا 45 درجه شمالی مشاهده شده است. در فصل زمستان به جنوبی ترین عرض های جغرافیایی جابه جا شده است و هسته سرعت رودباد جنب حاره در فصل زمستان از شدت بیشتری نسبت سایر فصل ها برخوردار است که هسته رودبادجنب حاره در تراز بین 400-100 هکتوپاسکال با سرعت بین 25 تا 45 متر در ثانیه در عرض های بین 20 تا 30 درجه شمالی مشاهده شده است. این تحقیق بیانگر این است که رودباد جنب حاره نیمکره شمالی دو دوره روند افزایشی را به عرض های جغرافیایی بالاتر در طی سالهای 1979 تا 1997 با 1 تا 2 درجه و همچنین از سال 1999 تا 2017 با 2 تا 3 درجه به عرض های بالاتر کشیده است. در نتیجه، افزایش خشکی و تغییرات آب و هوایی در آینده قابل پیش بینی است.

تغییرات در تابش موج بلند خروجی زمین به عنوان یک شاخص حیاتی سینوپتیکی دگرگونی و مخاطرات آب و هوایی است که برای شناسایی کمربند خشک گرمسیری، چرخش سلول هادلی، نوسانات اقیانوسی-جو، ابرهای ضخیم و همرفتی، پیش بینی زلزله و گردوغبار در نظر گرفته می شود؛ هدف از این مطالعه بررسی تغییرات فصلی تابش موج بلند خروجی ایران می باشد. بدین منظور داده های تابش موج بلند خروجی زمین طی دوره آماری 1396-1354 از پایگاه داده ncep/ncar استخراج و مورد تجزیه تحلیل قرار گرفت. یافته ها نشان داد تابش موج بلند خروجی ایران به نسبت افزایش هر سال، به مقدار W/m 2 16/0+ افزایش و همچنین، با افزایش عرض جغرافیایی به مقدار W/m 2 37/0- کاهش می یابد. روند تغییرات فصلی بیانگر این است که 100درصد مساحت کشور در فصل زمستان از روند افزایشی معنی داری و در فصل پاییز عدم معنی داری برخوردار بوده است. فصل تابستان 24/21 درصد و در بهار 35/18 درصد از روند کاهشی عدم معنی داری برخوردار است که در جنوب شرق شامل استانهای سیستان و بلوچستان، کرمان، فارس و هرمزگان است و همچنین 76/78 درصد فصل تابستان و 65/81 درصد فصل بهار از روند افزایشی عدم معنی داری برخوردار می باشد. بررسی شاخص فضایی آماره Gi لکه های داغ تابش موج بلند خروجی ایران در فصل های بهار، پاییز و زمستان در جنوب و جنوب شرق کشور شامل استانهای سیستان و بلوچستان، هرمزگان، کرمان، جنوب فارس، بوشهر و در فصل تابستان در مرکز ایران شامل دشت های لوت، کویر و صحرای پست نمک زار و ماسه زار طبس و همچنین در غرب ایران در استانهای کرمانشاه، خوزستان و ایلام با مرکزیت موسیان مشاهده شده است.مناطق لکه های سرد در همه فصول به صورت کمربندی از شمال شرق به سوی شمال غرب و همچنین در زاگرس شمالی مشاهده شده است که کمینه آن با میانگین W/m 2 220- 213 به مرکزیت خوی، ماکو، چالدران، جلفا و مرند است.

امروزه در برنامه ریزی های راحتی و سلامت انسان، بررسی وضعیت تنش های فیزیولوژیک حرارتی، نقش مهمی را ایفا می کند. در این خصوص می توان در برنامه ریزی های بلندمدت از آب و هوا و در برنامه ریزی کوتاه مدت از شرایط جوّی کمک گرفت. در تحقیق حاضر با استفاده از شاخص دمای معادل فیزیولوژیک تنش حرارتی( PET ) اقدام به تهیه اطلس آسایش اقلیم ایران در مقیاس ماهانه گردید. مقادیر محاسبه شده برای 40 ایستگاه کشور با طول دوره آماری مشترک 52 سال (1338-1390) نقشه های تنش فیزیولوژیک حرارتی تهیه شد. بر اساس نقشه های ترسیم شده نقش ارتفاعات در شکل دهی شرایط تنش های فیزیولوژیک حرارتی بسیار پررنگتر از طول و عرض جغرافیایی است. از لحاظ شرایط بدون تنش حرارتی فروردین ماه با 7/47 درصد از مساحت ایران در رتبه اول قرار دارد و مطلوبترین شرایط آب و هوایی بدون تنش را داراست. در همین ارتباط دی ماه با 3/75 درصد از کشور دارای تنش سرمایی است و بعد از آن مرداد ماه با تنش گرمایی 9/99 درصد از کشور، بدترین شرایط تنش فیزیولوژیک حرارتی آب و هوایی را دارا است. بیشترین و کمترین ضرایب تغییرات مکانی تنش فیزیولوژیک حرارتی ایران به ترتیب مربوط به دی و تیر ماه است. در ادامه با توجّه به نمرات شاخص، گروه بندی ایستگاهها با اعمال روش خوشه ای سلسله مراتبی با روش ادغام وارد ( Ward ) انجام گرفت. نتایج نشان داد هفت ناحیه اصلی تنش فیزیولوژیک حرارتی برای اطلس ایران قابل تشخیص است که در هر یک از این ناحیه، شرایط تنش حرارتی از ویژگی های همسان برخوردار است.

هدف از این مطالعه بررسی و تحلیل سازوکار بارش های فراگیر زمستانه ایران می باشد. برای این منظور داده های بارش روزانه 483 ایستگاه سینوپتیک وکلیماتولوژی مرتب شده و سپس بارش های فراگیر استخراج و مورد تحلیل قرار گرفته است. به منظور بررسی و واکاوی سازوکار بارش های فراگیر زمستانه پارامترهای دینامیکی و همدیدی نظیر شار رطوبت، تاوایی، فشار سطح زمین، ارتفاع ژئوپتانسیل و مؤلفه نصف النهاری و مداری باد برای ترازهای 1000، 850، 700 و 500 هکتوپاسکال مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان داد که سازوکار دینامیکی و همدیدی بارش های فراگیر زمستانه ایران تحت تأثیر الگوی ترکیبی جو نظیر کم فشار مدیترانه – کم فشار دو هسته ای خلیج فارس، کم فشار بسته ایران مرکزی- پرفشار شرق اروپا، کم فشار اورال – پرفشار خاورمیانه، کم فشار عربستان – پرفشار اروپا و کمربند پرفشار سیبری – کم فشار ایران مرکزی قرار دارند. بیشترین منبع تغذیه شار رطوبتی بارش های زمستانه حاصل اندرکنش تراز های میانی جو به ویژه ترازهای 850 و 700 هکتوپاسکال بوده است. در حالی که وردش های جوی تراز 500 هکتوپاسکال نقش به سزایی در سازوکار دینامیکی بارش های فراگیر زمستانه ایران داشته است.

بررسی سازوکار انتقال و شناسایی منابع تأمین رطوبت بارش های یک منطقه و شناخت مؤلفه های چرخه آب بر روی آن از موضوعات موردتوجه در علوم جوّی است. پژوهش حاضر باهدف مطالعه شار همگرایی رطوبت و آب قابل بارش جو و شناسایی منابع تأمین رطوبت بارش های بهاره ایران صورت گرفته است. برای این منظور از داده های بارش روزانه 483 ایستگاه سینوپتیکی، کلیماتولوژی و باران سنجی در یک دوره آماری 50 ساله (1961- 2010) استفاده شده است. پس از استخراج روزهای بارشی فراگیر به کمک تحلیل خوشه ای الگوهای شار همگرایی رطوبت و آب قابل بارش جو بارش بهاره شناسایی شده اند و سپس اقدام به استخراج نقشه های فشار تراز دریا، 850 و 700 هکتوپاسکال به همراه شار همگرایی رطوبتی و آب قابل بارش جو در منطقه موردمطالعه شده است. نتایج نشان داد که مکانیسم بارش های فراگیر بهاره ایران و شار همگرایی رطوبت در ارتباط با همگرایی شار رطوبتی ناشی پرفشار سیبری- کم فشار عربستان ، شار همگرایی رطوبت ناشی از پرفشار قزاقستان – کم فشار خلیج فارس، شار همگرایی رطوبت ناشی از پرفشار شمال دریای خزر-کم فشار شرق ترکیه، کم فشار عربستان، شار همگرایی رطوبت ناشی از پرفشار سیبری- کم فشار عربستان، سودان و شار همگرایی رطوبت ناشی از پرفشار سیبری – کم فشار ترکمنستان، کم فشار سودان بوده است. بیشترین مقدار رطوبت و شار همگرایی رطوبت از سمت دریای عرب، خلیج فارس، دریای خزر و دریای سرخ در ترازهای پایین جو و دریای مدیترانه و سیاه درترازهای بالایی جو است.

در تحقیق حاضر تلاش شد در چارچوب روش محیطی به گردشی، الگوهای همدید ایجادکننده بارش های شدید تابستانه در سواحل جنوبی دریای خزر شناسایی شود. بدین منظور با استفاده از آمار بارش روزانه 40 ایستگاه سینوپتیک و کلیماتولوژی منطقه برای دوره 20 ساله 1991 تا 2010 و به وسیله روش صدک، 29 روز دارای بارش بیش از 15 میلی متر که حداقل در 30 درصد ایستگاه های منطقه رخ داده بودند به عنوان روز دارای بارش شدید شناسایی شدند. با استفاده از روش های تحلیل عاملی و تحلیل خوشه ای 3 الگوی همدید به عنوان عوامل ایجاد بارش در این 29 روز به دست آمد که الگوی اول 3/48 درصد، الگوی دوم 30 درصد و الگوی سوم 7/21 درصد از روزهای بارش شدید منطقه مورد مطالعه را به خود اختصاص داده اند. به منظور تحلیل همدید این الگوها از نقشه های فشار تراز دریا (Slp)، تراز 500 هکتوپاسکال، اُمگا (حرکات قائم جو)، تاوایی و جریانات رطوبتی تراز 850 هکتوپاسکال مربوط به دو روز قبل از هر بارش تا روز بارش استفاده شد و در نهایت مشخص شد عامل اصلی وقوع بارش های تابستانه در سواحل دریای خزر نفوذ سامانه پرفشار و در پی آن شکل گیری جریانات خنک و مرطوب شمالی در سواحل جنوبی دریای خزر و همچنین وقوع همرفت گسترده در منطقه می باشد. هر سه الگو بر وقوع این شرایط تأکید دارند و تفاوت آن ها در محل استقرار سامانه پرفشار و در نتیجه تعداد روزهای بارشی و شدت بارش می باشد.

هدف از این پژوهش تحلیل الگوهای همدیدی تداوم سه روزه امواج سرمایشی شمال غرب ایران طی دهه های اخیر است. برای اجرای آن، از داده های میانگین دمای روزانه 44 ایستگاه همدیدی شمال غرب طی بازه زمانی 1980 تا 2010 استفاده شد. داده های دمای روزانه به کمک روش درون یابی فضایی کریجینگ و با استفاده از امکانات برنامه نویسی محیط نرم افزار Matlabدر یاخته هایی با ابعاد 15×15 کیلومتر درون یابی شد و سرانجام 5082 یاخته به دست آمد. سپس، با استفاده از آستانه تعریف شده، 1196 روز سرد انتخاب شد و با استفاده از روش ادغام وارد (draw) برنامه خوشه بندی پراکندگی روزهای به دست آمده به چهار الگو تقسیم شد و نتایج آن در نرم افزار Surferترسیم گردید. نتایج این الگوها نشان داد بیشتر سرماهای فراگیر شمال غرب بر اثر شکل گیری الگوی پُرفشار سیبری در سطح زمین ایجاد شده است. نحوه آرایش دو سامانه پُرفشار سیبری و پُرفشارهای مهاجر غربی نقش بسیار مهمی در هدایت هوای سرد عرض های شمالی به سمت شمال غرب ایفا کرده اند. در بیشتر الگوها مهم ترین پدیده و عامل اصلی وقوع سرما استقرار ناوه عمیق بر روی منطقه است. در بقیه موارد قرارگیری کم فشار جنب قطبی در مناطق شمالی اروپا و روسیه موجب شده هوای سرد قطبی به سمت عرض های پایین تر و شمال غرب حرکت کند.

بادهای شدید تحت عنوان توفان نامگذاری شده اند که به شکل های متفاوت و با سرعت زیاد برای مدتی کوتاه می وزند و معمولاً با هوای ناپایدار همراه هستند. اگر هوای پایدار رطوبت داشته باشد توفان تندری و اگر خشک باشد توفان گرد و خاک ایجاد می شود. هدف از این مطالعه بررسی و تحلیل نوسان های زمانی توفان های تندری در شمال غرب ایران (استان های اردبیل، آذربایجان شرقی و آذربایجان غربی) با استفاده از تحلیل طیفی (تحلیل همسازه ها) می باشد. بدین منظور داده های روزانه 16 ایستگاه همدید (در قالب داده های هوای حاضر)، از سازمان هواشناسی کشور طی دوره آماری 1988-2009 استفاده شد. در ادامه کدهای مربوط به توفان های تندری شامل کد 17، 29، 91 تا 99 استخراج گردید. سپس به منظور بررسی و تحلیل چرخه های توفان های تندری شمال غرب ایران از امکانات برنامه نویسی در محیط نرم افزارMatlab  و برای انجام عملیات ترسیمی از نرم افزار Surfer بهره گرفته شد. نتایج نشان داد که فراوانی چرخه های 2 ساله بیش تر از بقیه حاکمیت دارد؛ بنابراین از نظر فراوانی تعداد چرخه های معنی دار، 2 چرخه با فراوانی 5 ایستگاه بیش ترین نسبت را به خود اختصاص داده است. ایستگاه های ماکو و خوی و نواحی مرکزی شامل ایستگاه های تبریز، مراغه، مهاباد و تکاب، چرخه های 6-2 ساله را به خود اختصاص داده اند و از حیث احتمال بیش ترین احتمال وقوع در این نواحی قرار گرفته است.

در این پژوهش برای تحلیل تغییرات زمانی- مکانی روند تداوم امواج سرمایشی شمال غرب ایران، از داده های دمای کمینه از سال 1360 شمسی معادل 1980 میلادی برای 42 ایستگاه سینوپتیکی و کلیماتولوژی که دارای بیشترین طول دوره ی آماری بوده اند استفاده شده است. داده های استخراج شده با استفاده از امکانات برنامه نویسی در محیط سرفر میان یابی انجام شد و ماتریسی به ابعاد 5082×11323 (یاخته × روز) برای یک دوره ی آماری 31 ساله به دست آمد. که به عنوان پایگاه داده ای در مراحل بعد مورد استفاده قرار گرفت. برای انجام محاسبات از امکانات برنامه نویسی در محیط نرم افزار متلب و نیز برای انجام عملیات ترسیمی از نرم افزار سرفر استفاده گردید. نتایج حاصل از مطالعه بیانگر این بوده است که موج های سرمایی ضمن اینکه از تغییرات مکانی بالایی برخوردار بوده است، دارای افت و خیزهای شدید روزانه بوده است. این در حالی می باشد که نواحی شرق و شمال شرق مورد مطالعه دارای بیشترین تغییرات مکانی بوده است. بااین وجود در تداوم های شش و هفت روزه از تنوع مکانی ضریب تغییرات کاسته شده است. نتایج حاصل از تحلیل روند بیانگر این بوده است که موج های سرمایی طیّ دوره های مختلفی تغییرات متنوعی را تجربه کرده است بطوری که در دوره ی اول (1989-1980) و سوم (2010-2000) موج های سرمایشی در بیشتر مساحت منطقه ی مورد مطالعه (به ویژه نیمه های جنوب و جنوب شرق) روند کاهشی را تجربه کرده است. این در حالی می باشد که در دوره ی دوم (1999-1990) موج های سرمایی شمال غرب روند افزایشی قابل توجهی داشته است. بطوری که این افزایشی در شرق و جنوب شرق منطقه ی مورد مطالعه قابل محسوس تر بوده است. با این وجود درمجموع می توان گفت که علاوه بر اینکه از روند امواج سرمایشی کاسته شده است، به سمت دوره های اخیر از گستره پوششی کمتری برخوردار بوده است بطوری که در تداوم های دوروزه این ویژگی بیشتر نمایان می باشد.

دما به عنوان شاخصی از شدت گرما یکی از عناصر اساسی شناخت هوا می باشد و نظر به دریافت نامنظم انرژی خورشیدی توسط زمین دستخوش تغییرات گستردة را شامل می شود. امواج سرما و یخبندان ها یکی از مهم ترین پدیده های مورد مطالعه در اقلیم شناسی است که از تغییرات روزانه دما در طول زمان ناشی می شود. هدف از این مطالعه بررسی و تحلیل تغییرات مکانی هسته های امواج سرمایشی شمال غرب ایران طی دوره های مختلف می باشد. برای این منظور دمای کمینه 42 ایستگاه سینوپتیکی و کلیماتولوژی که دارای بیشترین طول دوره آماری بوده اند از سازمان هواشناسی کشور دریافت شد. در این مطالعه روزی به عنوان موج سرمایی تلقی گردیده است که دارای نمره استاندارد برابر و کوچکتر از 2/1- باشد. مطابق با این تعریف با استفاد از برنامه نویسی در محیط نرم افزار متلب روزهای همراه با موج سرمایی استخراج و به کمک تحلیل الگوی خودهمبستگی فضایی موران مورد بررسی و تجزیه تحلیل قرار گرفت. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که باوجود اینکه هسته های امواج سرمایشی از توزیع پراکندگی برخوردار بوده است اما عمده تمرکز این هسته ها در نواحی شرقی منطقه مورد مطالعه تشکیل الگوی خوشه ای بالا داده است. از طرفی نتایج حاصل از تحلیل دوره ها نشان داد که به سمت دوره های اخیر علاوه کاهش محسوس گستره هسته های امواج سرمایشی، از شدت هسته های امواج سرمایشی برای تداوم های مختلف به ویژه تداوم پنج و شش روزه کاسته شده است.

نظر به این که تولید مواد غذایی بهتر و بیشتر از مسایل مهم دنیای کنونی به شمار می­رود و ازآن جا که تولید محصول و قابلیت­های کشاورزی هر منطقه به هوا و مشخصات اقلیمی آن بستگی دارد، لذا زنبورداری هم که یکی از رشته­های تولیدی مهم کشاورزی است، از شرایط آب و هوایی منطقه تأثیرپذیر بوده و مطالعه سازه­های جوی موثر بر آن از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. در تحقیق حاضر ارتباط بین عناصر آب و هوایی و تولید عسل کندوهای بومی در شهرستان اهر با استفاده از روش­های همبستگی و تحلیل رگرسیون مورد بررسی قرار گرفت. همچنین جهت آزمون همگنی و نرمال بودن داده­ها از آزمون­های ران تست و کولموگروف ـ اسمیرنف استفاده شد. برای این منظور آمار و داده­های هواشناسی منطقه مورد مطالعه در بازه (1387-1377) از سازمان هواشناسی و داده­های مربوط به تولید عسل کندو­های بومی همان دوره آماری از سازمان جهاد کشاورزی تهیه گردید. در این مطالعه پس از تعیین میزان همبستگی بین هریک از عناصر اقلیمی با مقدار تولید عسل کندوهای بومی، عناصر اقلیمی با همبستگی خوب و معنی­دار مشخص شدند. سپس از طریق تحلیل رگرسیون چندمتغیره و با استفاده از روش گام به گام اقدام به استخراج عناصر اقلیمی مهم و با تأثیرگذاری بیشتر گردید و در نهایت مدل نهایی انتخاب و معرفی شد. بررسی مدل­ها نشان داد که ازمیان 21 عنصر اقلیمی معنی­دار و تأثیرگذار، 4 معیار اقلیمی میانگین سرعت باد اسفند ماه، تعداد روز با بارش یک میلی­متر و بیشتر در دوره پرورش زنبور عسل، دمای میانگین حداقل بهار و تعداد روز با دمای 15 درجه سانتی­گراد و بیشتر، به عنوان عناصر با سطح اهمیت زیاد نسبت به سایر عناصر شناسایی شدند. همچنین ضریب تعیین مدل چندمتغیره تولید عسل بومی و عناصر اقلیمی (99/0) مشخص کرد که کندوهای بومی در مقایسه با کندوهای مدرن با تعداد بیشتری از عناصر اقلیمی در ارتباط بوده و کاملاً تحت تأثیر شرایط آب و هوایی منطقه هستند.