مهدی دوستکامیان

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.

هدف از این مطالعه بررسی و تحلیل آشفتگی، نوسانات و جهش نواحی بارشی ایران می باشد. برای این منظور داده های محیطی در دو بخش جمع آوری شده اند. در بخش اول داده ها حاصل میان یابی مشاهدات بارش روزانه 1434 ایستگاه همدیدی و اقلیمی از ابتدای سال 1340 تا 1383 از پایگاه داده های اسفزاری استفاده شده است. بعد از تشکیل پایگاه داده ای به منظور شناسایی نواحی بارشی ایران از تحلیل خوشه ای بر روی داده های میانگین و ضریب تغییرات بارش سالانه و ماهانه استفاده شده است. برای اعتبار سنجی نواحی بارشی ایران از تحلیل سیلهوته استفاده شده است. در ادامه به منظور بررسی آشفتگیها، جهش و نوسانات نواحی بارشی ایران پرداخته شده است. نتایج حاصل از تحلیل خوشه ای بیانگر این بوده است که نواحی بارشی ایران به شش طبقه قابل تقسیم بندی می باشند. در این بین نواحی خزری (ناحیه چهار) از بیشترین مقدار بارش و کمترین ضریب تغییرات برخوردار است. توزیع رژیم بارش در هر شش نواحی نشان می دهد که رژیم بارش ایران بیشتر در فصل زمستان و بهار و بعضا پاییز می باشد. بررسی و تحلیل آشفتگی بارش بیانگر این بوده است که بارش به جز در ناحیه چهار (ناحیه خزری) در سایر نواحی دیگر توزیع رخداد بارش همراه با آشفتگی بوده است. با وجود اینکه بیشترین آشفتگی ها در ناحیه زاگرسی رخ داده است اما بیشترین توالی آشفتگی ها مربوط به ناحیه بارشی پنجم می باشد. کمترین توالی آشفتگی ها در ناحیه مرکزی و شرقی کشور رخ داده است. نتایج حاصل از تحلیل جهش و نوسانات بیانگر این است که آشفتگی های بارش به جز در سالهای ابتدایی نواحی بارشی دو و پنج در سایر نواحی دیگر بارش فاقد جهش معنی دار بوده است این در حالی می باشد که نوسانات کوتاه مدت 3 تا 5 ساله بر بارش هر شش نواحی حاکم بوده است.

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.

واکاوی آمار بلندمدت رخداد گردو غبار استان خوزستان نشان می دهد که این استان از60 سال گذشته با پدیده گردو غبار مواجه بوده است اما طوفان های گردوغبار فراگیر با پوشش مکانی بیش از 50 درصدی و حداقل تداوم زمانی2 روزه در دو دهه اخیر مهمان این استان شده است. دو شرط لازم برای وقوع طوفان های گردو غبار فراگیر یکی فراهم بودن بستر و وجود ذرات ریزدانه با قطر کم و حجم زیادکه تشکیل منبع گردو غبار را داده باشد و یکی هم شرایط سینوپتیک - دینامیکی به عنوان نیروی محرکه و منتقل کننده ذرات گردو غبار از مناطق منشاء به سایر مناطق است. در همین راستا هدف از این تحقیق بررسی و تحلیل الگوی همدیدی گردوغبارهای فراگیر استان خوزستان در دوره گرم سال می باشد. برای این منظور داده های مربوط به کدهای گردو غبار 20 ایستگاه سینوپتیکی از سازمان هواشناسی اخذ گردید. سپس با اجرای تحلیل خوشه ای به شناسایی الگوی های موثر بر گردوغبارهای خوزستان پرداخته شد. نتایج نشان داد که در تعیین الگوهای همدیدی طوفان گردوغباری دوره گرم سال، پنج الگو نقش دارند که شامل: 1) کم فشارحرارتی گنگ. 2) کم فشار گنگ، کم فشار شرق اروپا، پرفشار شمال شرق اروپا. 3) کم فشار گنگ، پرفشار اروپا. 4) پرفشار عظیم اروپا، پرفشار قزاقستان. 5) پرفشار کلاهک قطبی، کم فشار گنگ، کم فشار ایسلند. سازوکارهای همدیدی رخداد گردوغبار در الگوهای اول تا چهارم نقش کم فشار گنگ که در فصل گرم سال با گرمایش شدید هوا و با ماهیت حرارتی بر روی جنوب آسیا شکل می گیرد، نقش اساسی در رخداد گردوغبار بر روی خوزستان داشته است. همچنین نفوذ و گسترش زبانه های کم فشار بر روی بخش های وسیعی از خاورمیانه و مخصوصاً بیابان های عراق، اردن، سوریه و شمال عربستان، موجب تقویت جریان بالاسو و به طبع در نبود رطوبت سبب صعود و انتقال ذرات ریز گردوغبار و دیگر آلاینده ها به سمت کشور بویژه استان خوزستان شده است.

برهمکنش جو-اقیانوس به دلیل انتقال تکانه انرژی تأثیر به سزایی در سیستم های جوی ایفا می کند. در این میان نوسانات سطح دریا اثرات متنوعی بر تغییرپذیری عناصر اقلیمی دارد. هدف از این مطالعه بررسی و تحلیل اثرات ناهنجاری های دمای سطح دریای سیاه بر دما و بارش غرب و شمال غرب ایران است. برای این منظور دمای سطح آب پهنه آبی دریای سیاه () از سایت NCEP/NCAR اخذ شده است. بعد از استخراج 1 ، آمار بارش روزانه دما و بارش 108 ایستگاه برای در پهنه غرب و شمال غرب کشور طی دوره آماری 1341 تا 1390 به دست آمده. سپس به کمک ضریب همبستگی پیرسون رابطه دما و بارش شمال غرب با ناهنجاری های مثبت و منفی دمای سطح دریای سیاه مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که ناهنجاری های مثبت دمای سطح دریای سیاه بیشتر دمای غرب کشور را تحت تأثیر قرار داده است به طوری که ضریب تغییرات مکانی دما در زمان حاکمیت ناهنجاری های منفی دریای سیاه بیشتر بوده است. این در حالی است که دمای شمال غرب کشور بیشتر با ناهنجاری های منفی در ارتباط است. در مورد بارش وضعیت متفاوت است به طوری که بارش در پهنه غرب و شمال غرب بیشتر با ناهنجاری های منفی دمای سطح دریای سیاه ارتباط دارد که در این میان استان های غربی بیشتر تحت تأثیر قرار دارند. در زمان ناهنجاری های مثبت تنها استان های اردبیل، آذربایجان شرقی و غربی آن هم به طور ضعیفی تحت تأثیر ناهنجاری های مثبت دمای سطح دریای سیاه می باشند.

توفان های تندری یکی از پدیده های آب و هوایی هستند که به دلیل همراهی با تندر، آذرخش، جست باد و بارش شدید افزون بر پیامدهای مثبتی که می توانند داشته باشند، موجب آسیب های فراوانی در نقاط مختلف دنیا می شوند. با توجه به تنوع شرایط آب و هوایی ایران، رخداد این پدیده در نقاط مختلفی مشاهده شده است. شمال غرب ایران به خصوص استان زنجان نیز از این پدیده در امان نبوده است. در این پژوهش جهت بررسی شرایط آماری و همدیدی پدیده تندر در استان زنجان از داده های روزانه ی توفان تندری ایستگاه های همدید استان زنجان در یک دوره آماری 16 ساله (2009-1994) استفاده شد. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد میانگین فراوانی بارش تندری مربوط به قسمت های شمال شرقی، مرکزی و جنوب و جنوب شرقی استان بوده است و بیشترین ضریب تغییرات نیز منطبق بر این نواحی می باشند. قسمت های غربی و شرقی استان کم ترین میانگین تندر را داشته اند و پایین ترین ضریب تغییرات را نیز دارا می باشند. با این تفاسیر در ماه های اسفند و فروردین که ماه های انتقالی گرم (بهار) هستند، به دلیل گرم شدن سطح زمین و لایه های زیرین جو (افزایش طول روز و نزدیک شدن خورشید به خط قائم) و بالا بودن رطوبت جو، ناپایداری زیاد شده و جریان های همرفتی شدت یافته و تحت شرایط مناسب، ابرهای همرفتی رشد کرده و درنتیجه توفان تندری می شود. در فصل انتقالی سرد (پاییز) نیز فرارفت هوای کاملاً سرد از عرض های بالاتر بر روی مناطق گرم جنوبی تر باعث صعود لایه های زیرین و ناپایداری می شود. البته به علت کمتر بودن رطوبت هوای پاییز نسبت به بهار، شدت وقوع توفان تندری در فصل پاییز به مراتب از فصل بهار کمتر است. نتایج واکاوی نقشه ها در ترازهای مختلف جوی نشان می دهد که مهم ترین سامانه های سینوپتیکی حاکم بر منطقه در روزهای نماینده، زبانه هایی از کم فشارهای مدیترانه ای و سودانی که دریای مدیترانه و دریای سیاه و سرخ در تقویت آن نقش داشته اند به سمت شمال غرب کشور و استان زنجان گسترش یافته اند. قرارگیری محورهای فرود بادهای غربی همراه با بریده های کم فشار در این مناطق عامل اصلی ناپایداری های شدید و توفان تندری در استان زنجان بوده است. بدین صورت که با فرارفت هوای گرم و مرطوب در سطح زمین و هوای سرد سطوح فوقانی همراه با وزش دمایی سرد منجر به اختلاف دمای شدید بین سطح زمین و ترازهای بالا شده که صعود توده هوای سطح زمین و ناپایداری را به دنبال داشته است.