راضیه فنایی

شرایط آب و هوایی به موازات سایر عوامل محیطی از مهمترین عوامل مؤثر در شکل گیری و تکوین شهرها و تداوم حیات شهری به شمار می آید. در راستای این نگرش، هدف اصلی در این پژوهش، بررسی روند عناصر اقلیمی در شهر اصفهان و تأثیر آنها در طرح ریزی شهری می باشد. بدین منظور عناصر اقلیمی میانگین دما، دمای حداکثر، دمای حداقل، میانگین رطوبت نسبی، حداکثر رطوبت نسبی، حداقل رطوبت نسبی، بارش و سرعت باد در شهر اصفهان طی مقطع زمانی 2010-1954 در مقیاس ماهانه و سالانه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. ابتدا سنجش بهنجاری و همگنی داده های مورد استفاده توسط آزمون های اندرسون- دارلینگ و کای اسکور انجام پذیرفت. سپس با توجه با غیرنرمال بودن داده ها از آزمون ناپارامتری من- کندال جهت محاسبه و تحلیل روند استفاده گردید. در ادامه تأثیر هر یک از عناصر اقلیمی مورد مطالعه بر معماری و سکونتگاه های شهری، بررسی و مورد تحلیل قرار گرفت. با توجه به یافته های به دست آمده از این پژوهش وجود روند افزایشی در عناصر دمایی و روند کاهشی در عناصر رطوبتی و سرعت باد در شهر اصفهان تأیید شد. بدیهی است که یکی از معیارهای مهم برای ایجاد تعادل حرارتی و در نتیجه منطقه آسایش، بکارگیری استانداردهای معماری و طراحی ساختمان می باشد. با توجه به روند افزایشی دما در این شهر یکی از راهکارهای استاندارد، افزایش یا کاهش دمای درون بنا می باشد. برای نیل به این منظور می باید عوامل مؤثر در درجه حرارت فضای درونی ساختمان ها شناسایی و سپس با توجه به نیازهای حرارتی، طرح و شکلی مناسب را انتخاب تا هم تعادل حرارتی و احساس آسایش به دست آید و هم هزینه های مربوط به دستگاه های حرارتی و برودتی به حداقل خود برسد.

بررسی روند تغییرات پارامترهای هواشناسی در طولانی مدت اهمیت بسزایی در مطالعات تغییر اقلیم و آشکارسازی آن دارد. بر مبنای این نگرش اقلیمی، پژوهش حاضر با هدف آشکارسازی روند تغییرات ماهانه حداکثر رطوبت نسبی استان اصفهان طی نیم سده گذشته صورت پذیرفته است. بر این اساس از آمار حداکثر رطوبت نسبی 21 ایستگاه سینوپتیک و کلیماتولوژی داخل و خارج استان طی مقطع زمانی 2010-1961 استفاده به عمل آمد. با حصول اطمینان از غیرنرمال بودن داده ها توسط آزمون اندرسون دارلینگ و همچنین همگن بودن داده ها با استفاده از آزمون ران تست، آزمون ناپارامتری من – کندال جهت محاسبه و تحلیل روند برگزیده شد. با توجه به این که در پژوهش حاضر بررسی تغییرات ماهانه به صورت پیکسلی مدنظر می باشد، از این رو داده های ایستگاهی در ماتریسی با ابعاد 600 × 21 چیدمان شده و توسط نرم افزار سرفر با روش کریگینگ به داده های پیکسلی با تفکیک مکانی 5 × 5 کیلومتر تبدیل گردید. سپس ماتریس جدید با ابعاد 600 × 4260 و با حالت T آرایش شده و به نرم افزار مت لب منتقل، و روند هر یک از پیکسل ها توسط آزمون من – کندال در سطح معنا داری 95 درصد محاسبه شد. بر پایه یافته های حاصل از این پژوهش طی دوره آماری مورد مطالعه روندهای کاهشی رطوبت نسبی بر روندهای افزایشی غلبه داشته به طوری که در هر ماه بیش از 8/66 درصد از مساحت استان را به خود اختصاص داده است. همچنین بیشترین میزان کاهش رطوبت نسبی در ماه فوریه و کمترین میزان آن در ماه ژوئن به وقوع پیوسته است.

در پژوهش حاضر روند تغییرات زمانی – مکانی دمای شبانه طی نیم قرن اخیر در استان اصفهان، با هدف آشکارسازی تغییرات دمایی، شناسایی نابهنجاری دمایی و مقایسه دو روش یاخته ای و ایستگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. بر این اساس داده های میانگین دمای حداقل ماهانه و سالانه 21 ایستگاه سینوپتیک و کلیماتولوژی در داخل و خارج استان طی دوره آماری 2010- 1961 مورد استفاده قرار گرفت. برای اطمینان از نابهنجار بودن داده ها از نرم افزارهای NCSS و مینی تب و همچنین جهت شناسایی همگنی داده ها از آزمون های توالی، کالموگورف اسمیرنوف و کای اسکور استفاده شد. در روش ایستگاهی داده های مفقود به روش واسطه یابی و توسط نرم افزار سرفر بازسازی شد و با برنامه نویسی در نرم افزار سرفر داده های ایستگاهی به داده های یاخته ای با ابعاد 5 × 5 کیلومتر تبدیل شد. سپس در ماتریسی با ابعاد 600×4260 قرار گرفته و روند هر یک از یاخته ها توسط نرم افزار مت لب با استفاده از آزمون آماری – گرافیکی من- کندال در سطح معنی داری 95 درصد در مقیاس ماهانه و سالانه محاسبه و تغییرات روند داده ها شناسایی و نوع و زمان آنها شناسایی گردید. نتایج حاصل شده بیانگر آن است که در تمام ماه های سال روند افزایشی دمای حداقل نسبت به روند کاهشی حاکمیت داشته به طوری که در روش یاخته ای در هرماه بیش از 41 درصد و در روش ایستگاهی در هر ماه بیش از 5/12 درصد از مساحت استان را فرا گرفته است. از نظر گستردگی مکانی هم در مناطق کم ارتفاع واقع در شرق استان روند افزایشی نمود بیشتری داشته است. با توجه به نمودار ترسیم شده و معادله خط برازش، دمای شبانه این استان دارای سیر صعودی و در هرسال 052/0 و در طول نیم قرن اخیر 6/2 درجه سانتی گراد افزایش داشته است.

پیوند از دور یکی از ویژگی های آب و هوایی در مقیاس جهانی می باشد. الگوهای پیوند از دور معرف تغییرات کلانی است که در الگوی امواج جوی و رودبادها رخ می دهد و بر الگوی دما، بارش، مسیر رگبارها و موقعیت و شدت رودبادها در قلمروهای وسیع اثر می گذارند. پژوهش حاضر با هدف بررسی تأثیر این الگوها بر سری های دمایی استان اصفهان صورت پذیرفته است. در این راستا آمار دمای حداقل، دمای حداکثر و متوسط دمای 21 ایستگاه سینوپتیک وکلیماتولوژی در داخل و خارج استان طی مقطع زمانی 2010-1961 در مقیاس ماهانه و همچنین داده های استاندارد شده الگوهای پیوند از دور نیمکره شمالی طی دوره مذکور مورد استفاده قرار گرفت. ابتدا داده های مورد مطالعه هر پارامتر بوسیله برنامه نویسی به داده های پیکسلی با ابعاد 5×5 کیلومترمربع تبدیل شد. به این ترتیب 4260 پیکسل در سطح استان اصفهان به دست آمد. در نهایت با بهره گیری از آزمون رگرسیون خطی ارتباط سنجی بین پیکسل های هر ماه و الگوهای پیوند از دور صورت پذیرفت. نتایج حاصل شده بیانگر آن است تأثیر شاخص نوسانات اطلس شمالی بر سری های دمایی استان اصفهان بیش از سایر الگوها می باشد. به طوری که تأثیر این شاخص در ماههای سرد سال بیشتر از سایر ماهها بوده است. در این میان در ماه مارس با متوسط ضریب تعیین 8/21 سری های دمایی بیشتر از سایر ماهها تحت تأثیر شاخص مذکور بوده است. شایان ذکر است همبستگی های رخ داده در دو سطح معنی داری 95 و 99 درصد مشاهده شده است. همچنین دمای حداکثر در ماه مارس و متوسط دما در ماه ژولای از همبستگی مستقیم و سایر ماهها از همبستگی معکوس با شاخص مذکور برخوردار بوده اند.

امروزه برنامه ریزی شهری پایه و اساس توسعه شهری محسوب می شود، لذا نقش عوامل و عناصر اقلیمی را نمی توان در آن نادیده گرفت. طی دهه های اخیر به دلیل توسعه سریع شهرنشینی و صنعتی شدن، تغییرات قابل ملاحظه ای در کمیت های هواشناختی و کاربری سطح زمین در شهرهای بزرگ به وجود آمده است. با توجه به این که امروزه محققین به علت ناکافی بودن اطلاعات اقلیمی نتوانسته اند آن گونه که باید تأثیرات اقلیم بر شهر و یا تأثیرات توسعه شهرنشینی بر شرایط اقلیمی را مورد مطالعه قرار دهند؛ لذا در پژوهش حاضر سعی بر آن شده تا به منظور بررسی این اثرات متقابل، روند عناصر دمایی و ارتباط آن با توسعة شهری به طور موردی بر روی شهر شیراز مورد ارزیابی قرار گیرد. در راستای این هدف از آمار دمای حداقل، دمای حداکثر، میانگین دما، حداقل مطلق دما و حداکثر مطلق دمای ایستگاه سینوپتیک شیراز طی دوره آماری 1389-1350 در مقیاس سالانه استفاده شد. پس از تست همگنی داده ها توسط آزمون های کالموگورف اسمیرنوف و کای اسکور و سنجش بهنجاری داده ها توسط نرم افزارهای Minitabو Ncss جهت محاسبه روند از آزمون های پارامتری t، وان نیومن و تابع خود همبستگی بهره گرفته شد. در نهایت مدل تحلیلی روند به روش کمترین مربعات بر روی داده ها صورت پذیرفت. نتایج حاصل بیانگر آن است که طی دوره مورد مطالعه پارامترهای دمای حداقل، دمای حداکثر، میانگین دما و حداقل مطلق دما دارای روند افزایشی و پارامتر حداکثر مطلق دما بدون روند بوده است. این آهنگ رشد افزایشی همزمان با توسعة شهرنشینی و صنعتی شدن در شیراز بوده و در نتیجه ارتباط معنی داری بین افزایش دما با توسعة شهرنشینی و صنعتی شدن به نظر می رسد. این روند افزایشی قابل ملاحظه، به ویژه در دمای حداقل، که ناشی از اثرات توسعة شهری و تغییر کاربری زمین است، می تواند اثرات مخرب زیست محیطی، تغییر اقلیم محلی و حاکم شدن خشکی را در پی داشته باشد. با توجه به چنین روندهای افزایشی ضروری است تا جهت احتراز از این پیامدها برنامه ریزان توسعه شهری تمهیدات لازم را در راستای مقابله با بحران افزایش گرمایی و به صورت مدیریت ریسک به کار گیرند.

خورشید منبع بنیادی انرژی در سامانه اقلیمی زمین است و تغییرات آن نوساناتی را در جوّ زمین ایجاد می کند. شرایط آب و هوایی مناطق مختلف در ارتباط با فعالیت های خورشیدی است و این فعالیت ها یکی از دلایل رخدادهایی مانند خشکسالی ها و سیلاب هاست. پژوهش حاضر با هدف بررسی تأثیر فعالیت لکه های خورشیدی بر دمای حداقل ماهانه استان اصفهان و به شیوه پیکسلی صورت پذیرفته است. در این راستا از آمار دمای حداقل 21 ایستگاه همدید و آب و هواشناسی در داخل و خارج استان طی مقطع زمانی 2010-1961 و همچنین آمار تعداد لکه های خورشیدی طی همان دوره بهره گرفته شد. پس از اطمینان از همگن بودن داده های مورد مطالعه با آزمون Runs Test ، داده های ایستگاهی با میان یابی به داده های پیکسلی با ابعاد 5×5 کیلومتر مربع تبدیل شد. سپس ارتباط سنجی عناصر مورد مطالعه با روش تحلیل موجک پیوسته مورلت و تحلیل موجک متقاطع انجام گرفت. نتایج حاصل از این پژوهش بیانگر آن است که دمای حداقل استان اصفهان از چرخه های زمانی 4-1 و 11-8 ساله برخوردار بوده است که همزمان با فعالیت لکه های خورشیدی است. به خصوص در ماه دسامبر که چرخه های زمانی 11-8 ساله رخ داده و از نمود بیشتری برخوردار است. همچنین بجز ماه فوریه که ارتباط و همبستگی عناصر مورد مطالعه از نوع منفی است، در سایر ماه ها همبستگی مشاهده شده از نوع هم فاز و مثبت معنا دار بوده است.

برف از منابع اصلی بیلان آب، جریان های سطحی بهاری، سفره های آب زیرزمینی، رودخانه ها و چشمه ها محسوب می شود و در مناطق کوهستانی و عرض های جغرافیایی بالا اهمیت زیادی دارد. به دلیل اهمیت این موضوع پژوهش حاضر با هدف شناسایی و خوشه بندی ایستگاه های برفی کشور انجام شد. در این راستا شناسه های هوای حاضر از 304 ایستگاه همدید طی دوره 2010-1951 مورد بررسی قرار گرفت. در ابتدا ۱۶ شناسه که صرفاً متعلق به برف بود جداسازی و سپس نقشه های توزیع مکانی هر شناسه ترسیم و از نظر مکانی بررسی شدند. نتایج حاکی از آن است که بارش برف تنها در 251 ایستگاه رخ داده و تراکم آنها عمدتاً در محور شمال غرب- جنوب شرق و محور کوهستانی البرز و زاگرس می باشد. در این میان شناسه های 70، 71، 73، 22 و 72 به ترتیب دارای بیشترین فراوانی ثبت در ایستگاه های مورد مطالعه بوده اند. در نهایت با اعمال تحلیل خوشه ای سلسله مراتبی بر روی داده های درصد فراوانی برف، ایستگاه های همدید به سه خوشه اصلی تفکیک شدند. این تحلیل نشان داد که ایستگاه های برفی ایران عمدتاً در سه خوشه اصلی شامل خوشه کوهستانی مرتفع، کوهستانی کم ارتفاع و پایکوهی دسته بندی می شود. لازم به ذکر است خوشه سوم به دلیل پراکندگی زیاد به دو زیرخوشه پایکوهی و کم ارتفاع پایکوهی و ساحلی قابل تفکیک است. بررسی ها نشان داد که در ایران بارش برف بشدت تابع ارتفاع و عرض جغرافیایی است بین ارتفاع و عرض جغرافیایی ایستگاه ها رابطه معکوس معنادار وجود دارد از سوی دیگر بین ارتفاع و درصد فراوانی برف رابطه مستقیم معنادار وجود دارد؛ اما درصد فراوانی برف با عرض جغرافیایی رابطه معناداری نشان نمی دهد این موضوع حاکی از آنست که نقش ارتفاع در بارش برف به مراتب بیشتر از عرض جغرافیایی است.

پژوهش حاضر با هدف بررسی روند تغییرات اقلیمی دو ایستگاه کرمان و بم به عنوان ایستگاه های منتخب استان کرمان صورت گرفته است. در این راستا از پارامترهای میانگین دمای خشک، دمای حداقل، دمای حداکثر، دمای شبانه روزی، حداقل مطلق دما، حداکثر مطلق دما، میانگین رطوبت نسبی، حداکثر رطوبت نسبی، حداقل رطوبت نسبی و مجموع بارش در مقیاس ماهانه و سالانه طی مقطع زمانی 2005-1957 استفاده به عمل آمد. در ابتدا بهنجاری و همگنی داده های مورد استفاده توسط آزمون های اندرسون-دارلینگ و کای اسکور بررسی شد. سپس جهت داده های با توزیع نرمال، آزمون تابع خود همبستگی و جهت داده های با توزیع غیرنرمال، آزمون آماری-گرافیکی من- کندال بکار گرفته شد. در نهایت مدل تحلیلی روند به روش کمترین مربعات بر روی داده های با توزیع نرمال صورت پذیرفت. نتایج حاصل از این پژوهش بیانگر آن است که در ایستگاه کرمان با توجه به روندهای مشاهده شده در ماه هایی که از الگوهای روند پیروی می کردند؛ میانگین دمای خشک از روند کاهشی، حداکثر مطلق دما بدون روند و سایر عناصر دمایی از روند افزایشی برخوردار بوده اند. در عناصر رطوبتی نیز میانگین رطوبت نسبی و حداکثر رطوبت نسبی دارای روند افزایشی و حداقل رطوبت نسبی دارای روند کاهشی بوده است. در مقابل وجود روند افزایشی در عناصر دمایی و روند کاهشی در عناصر رطوبتی ایستگاه بم تأیید شد.

بارش از مهمترین عناصر اقلیمی است که تغییرات آن، تأثیر شدیدی بر منابع آبی هر منطقه دارد. الگوهای بارش هر منطقه با الگوهای گردشی جو در ارتباط بوده و شناسایی آنها نقش بسزایی در برنامه ریزی منابع آبی دارد. پژوهش حاضر با رویکرد محیطی به گردشی و با هدف شناسایی الگوهای همدید مؤثر بر بارش های سنگین حوضه بهشت آباد صورت گرفته است. در این راستا از آمار بارش روزانه 23 ایستگاه هواسنجی استان چهارمحال و بختیاری طی مقطع زمانی 1/1/2001 تا 21/10/2012 (4312 روز) و همچنین داده های ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال جهت ترسیم و تحلیل الگوهای گردشی استفاده به عمل آمد. ابتدا روزهای توأم با بارش سنگین (بیش از 30 میلی متر) در سطح حوضه شناسایی و 152 روز توأم با بارش سنگین شناسایی گردید. سپس داده های ارتفاع ژئوپتانسیل تراز میانی هواسپهر برای روزهای مورد نظر در محدوده صفر تا هشتاد درجه شمالی و صفر تا هشتاد درجه شرقی از پایگاه NCEP/NCAR استخراج گردید. این داده ها در آرایه ای با حالت S و با ابعاد 1089×152 آرایش شده و تحلیل خوشه ای سلسله مراتبی بر روی آن صورت گرفت. در نهایت شش الگوی همدید بارش های سنگین حوضه بهشت آباد شناسایی و سپس بر اساس میزان همبستگی درون گروهی، نقشه روز نماینده هر الگو نیز ترسیم شد. نتایج حاصل از بررسی الگوها حاکی از آن است که سه الگو از سامانه همدید بلوکینگ و سه الگوی دیگر از سامانه همدید فراز و فرود تبعیت می کنند. شکل گیری ناوه عمیق در تراز میانی هواسپهر و ریزش هوای سرد عرض های بالا بر روی دریای سیاه و مدیترانه و کسب رطوبت از آنها و قرارگیری ایران در جلوی محور ناوه، شرایط ناپایداری و در نتیجه وقوع بارش های سنگین را در منطقه مورد مطالعه به همراه داشته است. افزون بر رطوبت دریای مدیترانه و دریای سیاه، رطوبت دریای سرخ به همراه رطوبت و گرمای خلیج فارس نیز در وقوع بارش های سنگین منطقه بسیار تأثیرگذار است.

صنعت گردشگری یکی از مهم ترین فعالیت های اقتصادی به شمار می رود که نقش مهمی در توسعه شهرها دارد و در سال های اخیر رشد قابل توجهی داشته است. این صنعت نسبت به تغییرات آب و هوایی حساس بوده و هرگونه تغییری در آب و هوا بر کمیت و کیفیت این صنعت تأثیرگذار است. اصفهان یکی از مقاصد مهم گردشگری محسوب می شود و همواره از سوی مخاطرات آب و هوایی مورد تهدید بوده است؛ ازاین رو پژوهش حاضر باهدف بررسی تأثیر مخاطرات آب و هوایی بر تعداد گردشگران ایرانی شهر اصفهان صورت گرفته است. در این راستا از داده های مجموع بارش، حداقل مطلق دما، حداکثر مطلق دما، حداکثر بارش 24 ساعته، تعداد روزهای همراه با گردوخاک، تعداد روزهای همراه با یخ بندان، شاخص کیفیت هوا و آمار تعداد گردشگران شهر اصفهان طی دوره آماری 98-1387 در مقیاس ماهانه استفاده شد. ابتدا با استفاده از روش رگرسیون خطی و همبستگی پیرسون ارتباط بین مخاطرات موردمطالعه و تعداد گردشگران بررسی شد. در ادامه ارتباط آنها با زمان تأخیرهای یک ماهه، دو ماهه و یک ساله انجام شد. نتایج مطالعات صورت گرفته حاکی از آن است که گردوغبار، گرماهای فرین، خشکسالی و شاخص کیفیت هوا در ماه های گرم و سرماهای فرین، بارش شدید و گردوغبار در ماه های سرد بر تعداد گردشگران تأثیر داشته است. در مقیاس سالانه نیز سرماهای فرین، گرماهای فرین و روزهای همراه با یخ بندان تقریباً در تمام سال های موردمطالعه بر تعداد گردشگران تأثیر گذاشته است. بررسی سری زمانی موردمطالعه نیز حاکی از تأثیر روزهای همراه با یخ بندان، سرماهای فرین، گرماهای فرین، گردوغبار و شاخص کیفیت هوا بر تعداد گردشگران می باشد.

آب و هوا و اعتدال آن، میزان پذیرش و جذب مسافر و گردشگر را افزایش می دهد. پژوهش حاضر با هدف بررسی ارتباط بین مخاطرات آب و هوایی خشکسالی، سرماهای فرین، گرماهای فرین، بارش شدید، گرد و غبار، یخبندان و آلودگی هوا با تعداد گردشگران خارجی شهر اصفهان صورت گرفته است. در این راستا از آمار مجموع بارش، حداقل مطلق دما، حداکثر مطلق دما، حداکثر بارش 24 ساعته، تعداد روزهای همراه با گرد و خاک، تعداد روزهای همراه با یخبندان، شاخص کیفیت هوای شهر اصفهان و تعداد گردشگران خارجی طی دوره آماری 93-1382 در مقیاس ماهانه استفاده شد. به منظور بررسی ارتباط بین متغیرهای مورد مطالعه از روش رگرسیون خطی و همبستگی پیرسون استفاده و ارتباط سنجی ها در مقیاس ماهانه، سالانه و سری زمانی صورت پذیرفت. در ادامه، ارتباط سنجی با زمان تأخیر یک ماهه، دو ماهه و یک ساله انجام شد. نتایج حاکی از آن است که در ماه های سرد، بین سرماهای فرین، گرد و غبار و یخبندان و در ماه های گرم، خشکسالی و گرد و غبار و تعداد گردشگران ارتباط وجود داشته است. در مقیاس سالانه نیز بین سرماهای فرین، گرماهای فرین و یخبندان و تعداد گردشگران تقریباً در تمام سال های مورد مطالعه ارتباط مشاهده شد. بررسی سری زمانی مورد مطالعه نیز حاکی از وجود ارتباط بین گرماهای فرین، یخبندان، سرماهای فرین، شاخص کیفیت هوا و تعداد گردشگران می باشد. در مجموع می توان بیان نمود که طی دوره آماری مورد مطالعه به ترتیب آلودگی هوا، گرماهای فرین، روزهای همراه با یخبندان، سرماهای فرین، گرد و غبار، خشکسالی و در نهایت بارش شدید بیش از سایر مخاطرات با تعداد گردشگران ارتباط داشته است.