حسن شادمان

بارش یکی از برجسته ترین عناصر و پدیده های آب و هوایی است. شناخت بارش و به ویژه شناسایی دگرگونی های آن یکی از نخستین گام ها در برنامه ریزی های محیطی مبتنی بر دانسته های آب وهوایی است. یکی از ویژگی های رفتاری بارش دگرگونی های درازمدت آن در راستای زمان (روند) است. به نظر می رسد که روند سری های زمانی بارش بیش از آنکه از الگویی خطی پیروی کند، رفتاری غیرخطی داشته باشد. ازاین رو در این پژوهش کوشش شده است تا توزیع مکانی روند فراوانی بارش سالانه در شمال باختری ایران در دوره آماری 1970 تا 2013 میلادی، با استفاده از الگوهای خطی و چندجمله ای بررسی شود. در این راستا از داده های 219 ایستگاه همدید، آب و هواشناسی و باران سنجی استفاده شده است. یافته ها نشان داد که الگوهای خطی در آشکارسازی روند بارش سالانه در شمال باختری ایران با کاستی های فراوانی همراه هستند؛ به گونه ای که بر پایه یک الگوی خطی فراوانی بارش تنها در 82/21 درصد از شمال باختری ایران روند معنی داری داشته اند. حال آنکه با افزودن الگوهای درجه 2 و درجه 3  روند فراوانی بارش در 1/83 درصد از منطقه معنی دار می شود. چنانچه الگوی دارای بالاترین درجه را پایه گزینش الگوی برتر در هر یاخته بدانیم؛ آنگاه روند فراوانی بارش سالانه در 4/6 درصد از شمال باختری ایران دارای الگوی خطی، در 7/10 درصد دارای الگوی درجه 2 و در 66 درصد از منطقه دارای الگوی درجه 3 است. ازاین رو تنها در 9/16 درصد از منطقه هیچ روند معنی داری رخ نداده است. همچنین دریاچه ارومیه و رشته کوه های مرکزی منطقه نقش آشکاری بر تنوع توزیع مکانی روند بارش داشته اند. به گونه ای که کانون روندهای درجه 2 و دست کم بخش زیادی از روندهای خطی پیرامون دریاچه و در باختر کوه های مرکزی است. ازسوی دیگر گسترش روندهای درجه 3 در تمامی موقعیت های جغرافیایی به غیر از پیرامون دریاچه این گمانه را ایجاد می کند که روندهای درجه 3 بیش تر زیر اثر اطلاعات و رویدادهای بزرگ مقیاس آب وهوا شکل گرفته اند.

الگوسازی اقلیمی، یکی از روش های بنیادین و کارا در ساده سازی پیچیدگی های دستگاه اقلیم است که درک ما را از چگونگی رفتار این سامانه افزایش می دهد؛ همچنین همانندسازی های اقلیمی با به کارگیری برون داد مدل های گردش عمومی جو برای آگاهی از ویژگی های اقلیم در سال های آینده لازم است. با این همه امکان به کارگیری دستاوردهای مدل های گردش عمومی جو به شکل مستقیم برای همانندسازی اقلیم در مقیاس های ناحیه ای و کوچک تر وجود ندارد. یکی از راهکار های متداول برای حل این مشکل، ریزمقیاس گردانی آماری برون دادهای مدل های گردش عمومی است. مدل SDSM، یکی از پرکاربردترین مدل ها درزمینه یادشده است. روش بنیادین این مدل برای ریزمقیاس گردانی داده ها، رگرسیون چند متغیری است. در این پژوهش تلاش شده است با به کارگیری داده های میانگین دمای ارومیه از ابتدای سال 1961 میلادی تا پایان سال 2010، داده های دوباره واکاوی شده مرکز ملی پیش بینی های محیطی (NCEP) و برون داد مدل HadCM3[1] با سناریوهای A2 و B2، توان SDSM در ریزمقیاس گردانی و همانندسازی داده های دمایی ارزیابی شود. برای سنجش شایستگی مدل های به دست آمده و توان SDSM در همانندسازی از بعضی آزمون های آماری همچون آماره چو، خطای استاندارد، شاخص سازگاری ویلموت و همچنین رسم نمودارهای ماهیانه و سالیانه داده ها استفاده شده است. دستاوردهای این پژوهش نشان داد هرچه بازه زمانی برای میانگین گیری بیشتر باشد، میانگین های دمایی همانندسازی شده پسندیده تر و به واقعیت نزدیک تر خواهد بود؛ با وجود این مدل SDSM در همانندسازی بیشینه ها و کمینه ها کارکرد چندان پسندیده ای نداشته است؛ از این رو دستاوردهای این مدل فقط برای رسیدن به شناختی کلی از ویژگی های اقلیم آینده مناسب است و امکان به کارگیری در پروژه های دقیق را ندارد.

روزهای گرم از حالت های فرین دمایی و یکی از پدیده های مهم اقلیمی به شمار می آید. تغییرات بلندمدت (روند) این پدیده از پیامدها و نیز شواهد تغییرات دمایی – اقلیمی است. همچنین این روزها می توانند زیست بوم ها و زندگی انسانی را متأثر سازند.از این رو شناخت رفتار روزهای گرم می تواند راهگشای بسیاری از مباحث باشد.در این پژوهش تلاش شده است با استفاده از داده های شبکه ای میانگین دمای بیشینه کشور از سال1340 تا 1386 و به کارگیری روش های آماری، روند بلندمدت شمار روزهای گرم ایران بررسی شود. بدین منظور نمایه روز گرم بر اساس صدک نود برای هر یاخته از شبکه مورد بررسی و در هر روز سال برآورد گردید. به این ترتیب برای هر یاخته در هر روز یک آستانه ی رخداد گرما به دست آمد. سپس روزهایی که دمای آن ها برابر یا بیش تر از این آستانه بود، روز گرم محسوب شدند. میانگین شمار روزهای گرم در کشور 39 روز است. ماه های فصل سرد و نیز فروردین دارای بیش ترین فراوانی میانگین روزهای گرم هستند. فراوانی روزهای گرم روندی افزایشی دارد. شمارِ روزهای گرمِ حدودِ نیمی از گستره کشور روند مثبت داشته است. همچنین میانگین دمای روزهای گرم نیز بررسی شده است. در بیش از نیمی از گستره کشور روندِ میانگینِ دمایِ روزهای گرم، مثبت و در حدود یک سوم از کشور، این روند منفی بوده است. رویدادهای دمایی روزهای گرم ایران دارای یک چرخه 4-3 ساله می باشد. برای واکاوی روند در داده ها از رگرسیون خطی با روش کم ترین مربعات خطا استفاده شد. برای برسی وجود نوسان های معنی دار در داده ها نیز روش تحلیل طیفی به کار گرفته شد.

یکی از حالات دمایی، دماهای بالا و رخداد روزهای گرم است. مطالعه ی روزهای گرم و سازوکارهای جوّی توأم با این رویداد با توجه به اهمیت این حالت دما، ضرورتی اجتناب ناپذیر است. در پژوهش حاضر تلاش شد تا روزهای گرم فراگیر ایران، شناسایی، طبقه بندی و تحلیل شوند. به این منظور از دو پایگاه داده استفاده شد. اول پایگاه داده شبکه ای دمای بیشینه ی کشور، این داده ها حاصل میان یابی مشاهدات روزانه از ابتدای سال 1340 تا انتهای سال 1386 است. دوم داده های جوّی شامل متغیّر های فشار تراز دریا (هکتوپاسکال)، مؤلفه ی باد مداری و نصف النهاری (متر بر ثانیه) و ارتفاع ژئوپتانسیل (متر) است. به منظور بررسی این داده ها محدوده ی بین 10 درجه طول غربی تا 120 درجه طول شرقی و از استوا تا 80 درجه ی عرض شمالی درنظر گرفته شد. در طول دوره ی آماری، 1539 روزِ گرم فراگیر شناسایی گردید. بر اساس تکنیک تحلیل خوشه ای روزهای گرم در چهار گروه طبقه بندی شد. تحلیل شرایط جوی این روزها نشان داد که توأم با تکوین روزهای گرم استقرار کم فشارهای منطقه ای و ناهنجاری منفی فشار بر روی کشور محتمل است. در این شرایط جهت گیری وزش باد از نواحی جنوب، به ویژه عربستان، عراق و افریقا در ترازهای زیرین و حتی میانه ی جو که حاصل افزایش ارتفاع بر روی ایران می باشد، دیده شده است. گرمایش سطحی و تراز بالایی موجب تکوین پایداری جو شده است. زیرا تفاوت دمایی دو تراز کم و در نتیجه تخلیه ی حرارتی کاهش و ثبات شرایط دمایی مورد انتظار است.

یکی از حالات دمایی، دماهای بالا و رخداد روزهای گرم است. مطالعه رفتار مکانی روزهای گرم به لحاظ شناخت قوانین حاکم بر این حالت مهم دما، ضرورتی اجتناب ناپذیر است. در پژوهش حاضر تلاش شد تا روزهای گرم فراگیر ایران به روش آماری شناسایی و توزیع فضایی آن ها تحلیل شوند. به این منظور از پایگاه داده شبکه ای دمای بیشینه کشور که حاصل میان یابی مشاهدات روزانه از ابتدای سال 1340 تا انتهای سال 1386 است، بهره برده ایم. در نتیجه واکاوی انجام شده، 1539 روزِ گرم فراگیر شناسایی گردید. بیش ترین فراوانی روزهای گرم در ماه های فروردین، بهمن و دی می باشد. با هدف شناسایی الگوی پراکنش و روابط فضاییِ روزهای گرم فراگیر در پهنه کشور از آماره مورنِ کلی ، مورن محلی و نمایه گتیس- اُرد جی استار استفاده شد. الگوی فضایی برازندهِ روزهایِ گرم فراگیر ایران یک الگوی خوشه ای است که معنی داری آن در سطح اطمینان 99 درصد تأیید می گردد. خوشه های فراوانی روزهای گرم در مرکز ایران و خوشه های متوسط دما در حواشی کشور رخ داده اند. با این وجود نواحی تؤأم با بیشینه بسامد روزهای گرم، منطبق با نواحی بیشینه دمای روزهای گرم نیستند. عموماً نواحی دمایی زیر اثر رطوبت، عرض جغرافیایی و ارتفاع می باشند. گرم ترین نواحی تؤأم با روزهای گرم در جنوب و جنوب شرق کشور و نقاط کمینه تؤأم با روزهای گرم در بلندی ها و نواحی شمال غربی کشور جای دارند.

روزهای گرم فراگیر از جمله رویدادهای ناهنجار اقلیمی به شمار می آیند. رخداد چنین روزهایی عمدتاً بر اثر عوامل همدید است. مطالعه عواملی که منجر به رخداد چنین پدیده ای می شود، می تواند حاوی اطلاعات با ارزشی از شرایط تکوین این پدیده باشد. در این تحقیق از داده های شبکه ای دمای بیشینه کشور از ابتدای سال 1340 تا انتهای سال 1386 و داده های جوی استفاده گردیده و روز 17/12/1382 به عنوان فراگیرترین روز گرم ایران شناسایی شده است. در این روز حدود 7/96 درصد از پهنه ایران، گرمای فراگیر را تجربه کرده است. نتایج حاصل از بررسی داده های جوی نشان می دهد شرایط جوی توأم با این پدیده، عبارتند از: حضور شرایط متباین فشار و به تبع آن جهت جریانات جوی گرم بر روی کشور، حضور یک ناوه در نواحی گرم و خشک و قرار گرفتن ایران در بخش جلویی محور ناوه، قرارگرفتن کشوردر ربع ورودیِ جنوبی رودباد و درنهایت وزش گرم درتمامی ترازهای مورد بررسی جو.