امیدرضا کفایت مطلق

بدون شک امروزه دسترسی به داده های به روز، با قدرت تفکیک مکانی بالا و تفکیک زمانی کوتاه مدت سنجه های هواشناسی یکی از نیازهای ضروری پژوهش های علوم جوی است. برای انجام این پژوهش از داده های بارش روزانه(در صورت وجود)، ماهانه و سالانه ی ایران زمینِ پایگاههای بارش جهانی و منطقه ای طرح اقلیم شناسی بارش جهانی ، مرکز اقلیم شناسی بارش جهانی ، افرودیت ویرایشV1101 با تفکیک مکانی 25/0 درجه ی قوسی، افرودیت ویرایش V1101 با تفکیک مکانی 5/0 درجه ی قوسی و افرودیت ویرایش V1003 با تفکیک مکانی 25/0 درجه ی قوسی بهره گرفتیم. مقادیر بارش ایران و تغییرات آن برپایه ی پایگاههای یاد شده محاسبه و با پایگاه داده بارش اسفزاری و ایستگاههای همدید و اقلیمی طی بازه ی زمانی 1979 تا 2004 مقایسه گردید. ابتدا برای هر پایگاه جداگانه یک سری زمانی روزانه(در صورت وجود)، ماهانه و سالانه بارش برای پهنه ی ایران زمین فراهم شد. به کمک روش ناپارامتری من کندال وردایی سری زمانی ماهانه و سالانه ی بارش برآورد شده ی پایگاهها برای ایران در سطح اطمینان 95 درصد مورد آزمون قرارگرفت و مقادیر نرخ روند به کمک شیب سن برآورد شد. یافته ها بیانگر آن است که بین مقادیر بارش پایگاه داده ی اسفزاری و ایستگاهی با سایر پایگاههای داده بارش جهانی و منطقه ای ارتباط معناداری وجود دارد. میزان ارتباط بین پایگاه بارش اسفزاری با سایر پایگاههای داده ی بارش برای ایران زمین بیشتر است و این خود به نوعی بیانگر دقت بسیار زیاد پایگاه داده بارش اسفزاری در برآورد بارش ایران زمین است. بطور کلی ارتباط دو پایگاه داده ی بارش اسفزاری و ایستگاهی با سایر پایگاهها در ماههای مرطوب سال بیشتر از ماههای خشک است. پایگاه داده بارش اسفزاری بیشترین همبستگی را با پایگاه داده مرکز اقلیم شناسی بارش جهانی نشان می دهد. به لحاظ روند و نرخ روند نیز هماهنگی خوبی بین پایگاه داده اسفزاری و سایر پایگاههای داده ی بارش وجود دارد. یافته های حاصل از تحلیل روند نشان داد که روند تغییرات بارش مربوط به ماههای می و ژوئیه ایران به لحاظ آماری معنادار است. در ماه می بارش دریافتی کشور روند کاهشی و در ماه ژوئیه روند افزایشی و مثبتی را نشان می دهد. برای کل پایگاههای داده، بارش سالانه ی کشور روبه کاهش است و روند نزولی دارد. بطور کلی مقایسه بین پایگاههای داده ی بارش بیانگر آن است که برای مطالعه ی ویژگیهای بارش در ایران زمین، داده های بارش مربوط به پایگاههای جهانی و منطقه ای ذکر شده در این پژوهش می تواند بسیار ارزشمند و سودمند باشد.

از آنجا که پوشش گیاهی و تغییرات آن دارای نقش تأثیرگذاری در فراسنج های اقلیمی هستند، آگاهی از تغییرات پوشش گیاهی هر منطقه جغرافیایی اهمیت بسیاری دارد. در پژوهش حاضر، روند تغییرات نمایه NDVI ایران در کمربندهای ارتفاعی بررسی شد؛ به این منظور، ابتدا داده های 16 روزه نمایه تفاضل به هنجار شده پوشش گیاهی (NDVI) مودیس آکوا برای بازه زمانی 13/4/1381 تا 23/12/1393 از تارنمای مودیس دریافت شدند. سپس بر مبنای نزدیک به 10 میلیارد یاخته، میانگین بلند مدت 16 روزه NDVI ایران محاسبه و یک آرایه مکان- زمان به ابعاد 293×111 حاصل شد که ردیف های آن، طبقه های ارتفاعی ایران با بازه 50 متر از منفی 50 تا 5500 متر تعریف شدند و ستون های آن، میانگین بلندمدت نمایه NDVI با بازه 16 روزه را نشان دادند. بررسی روند تغییرات با آزمون من کندال در سطح اطمینان 95 درصد نشان داد طبقه های ارتفاعی 400 تا 450، 450 تا 500، 500 تا 550، 700 تا 750 و 1250 تا 1300 متری دارای روند مثبت نمایه NDVI و دیگر طبقه های ارتفاعی بدون روند هستند و هیچ ارتفاعی در ایران روند منفی ندارد.

گیاه آیینه آب وهواست؛ بنابراین نیاز به کسب اطلاعات درباره وضعیت پوشش گیاهی از قبیل میزان و پراکنش آن اهمیت زیادی دارد. از آنجا که گردآوری اطلاعات درباره تغییرات پیوسته پوشش گیاهی با روش های معمولی بسیار مشکل و پرهزینه است، دورسنجی روش بسیار سودمندی است که دید وسیعی از یک منطقه ارائه می دهد. هدف از پژوهش کنونی، بررسی میانگین بلندمدت پوشش گیاهی ایران به کمک نمایه تفاضل بهنجارشده پوشش گیاهی (NDVI) است. در این پژوهش نخست داده های 16روزه نمایه NDVI مودیس آکوا در محدوده ایران در بازه زمانی 13/4/1381 تا 23/12/1393 از تارنمای مودیس استخراج و سپس برمبنای نزدیک به 10 میلیارد یاخته، میانگین بلندمدت نمایه 16روزه NDVI ایران در طول سال محاسبه شد. با توجه به اینکه مقادیر NDVI بیش از 2/0 نشان دهنده پوشش گیاهی است، میانگین بلندمدت پوشش گیاهی ایران برای هر 16 روز در طول سال محاسبه شد. یافته ها نشان داد پوشش گیاهی ایران در بازه 5 تا 19 دی ماه کمینه است و حدود 8درصد گستره ایران را می پوشاند؛ در حالی که در بازه 26 فروردین تا 11 اردیبهشت بیشینه است و 30درصد ایران را دربرمی گیرد.

خورشید  منبع  اصلی  انرژی  و  حیات  در  سطح  زمین  است  و  بدون  تابش  خورشید  هیچ  فرآیند  جوی  و  اقلیمی  در  سطح  کره  زمین  وجود  نخواهد د اشت . حیات  گیاهی، جانوری  و  انسانی  در  سیاره  زمین،  وابسته  به  انرژی  خورشید  است .  تابش  موج  کوتاه  از  جهت  استفاده  آن  در  فرایندهای  زیست   شناختی  بخصوص  فتوسنتز  و  ادامه  حیات  بشر ی  دارای  اهمیت  زیادی  است  و  تابش  موج  بلند  زمینی  که  حاصل  برونداد  گرمایش  سطح  زمین  است،  در  تعادل  گرمایی  سیاره  زمین  با  توجه  به  وجود  گازهای  گلخانه ای  نقشی  بسیار  حیاتی  دارد . بخشی  از  تابش  موج  بلند زمینی [1] از  طریق  پنجره های  جوی  خارج   می شود  و  بخش  عمده ای  از  آن  توسط  گازهای  گلخانه ای  به  صورت  تابش  بلند  برگشتی  به  سطح  زمین  بازگشت  داده  می شود  که  به  ویژه  در  طی  شب ها و  فصل  زمستان  نقش  مهمی  در  تعادل  دمایی  کره  زمین  بازی  می کند . برآورد   تابش  بلند  زمینی  کاری  دشوار  است  و  سنجش  از دور  می تواند  برای  ارزیابی  آن  در  مقیاس  سیاره ای  و  منطقه ای  مورد  استفاده  قرار  گیرد . هدف  از  این  پژوهش  تحلیل  میانگین  بلند مدت  تابش  بلند  زمینی  ایران  به  کمک  داده های  مرکز  ملی  هوا  و  اقیانوس  شناسی [2] می باشد . در  این  پژوهش  نخست  داده های  میانگین  روزانه  OLR   در بازه  زمانی  1979   تا  2016 با  پوشش  مکانی  1   درجه ی  قوسی،  در  مقیاس  جهانی  از  پایگاه  ثبت  داده های  آب  و  هوایی [3]  برداشت  شد . سپس  بر  مبنای  نزدیک  به  1   میلیارد  یاخته،  میانگین  بلند مدت  OLR جهان  و  ایران  محاسبه  گردید . یافته ها  در  مقیاس  سیاره ای  نشان  داد  که  بیشینه ی  تابش  بلند  زمینی  در  منطقه ی  خاور میانه  و  شمال  آفریقا  با  مقادیر  بیش  از  290 وات  بر متر مربع  رخ  می دهد  که  ایران  نیز  بخشی  از  آن  به  حساب  می آید . از این  رو میانگین  بلند مدت  تابش  بلند  زمینی  ایران  43   وات  بیش  از  میانگین  بلند مدت  جهانی  است  که  مهم ترین  دلیل  آن  زاویه ی  عمود  تابش ( همجواری  با  مدار  راس   السرطان ) ناچیز  بودن  پوشش  سطحی  و  خشکی  زمین  به  ویژه  در  نیمه ی  جنوبی  و  شرقی  ایران   می باشد . تحلیل  فضایی  الگوهای  تمرکز  نقاط  داغ  و  سرد  با  استفاده  از  آماره  GI  بر روی  ایران  نشان  داد  که  نزدیک  به  43   درصد  از  گستره  ایران  از  نظر  تابش  بلند  زمینی  لکه های  سرد  ( در  سطح  اطمینان   90   درصد ) ، 40   درصد  لکه های  داغ ( در  سطح  اطمینان 90 درصد ) و 18 درصد  خنثی  است  که  متأثر  از  عرض  جغرافیایی  و  تنوع  پوشش  زمینی  می باشد .

سپیدایی از فراسنجﻫﺎی ﻣﻮرد ﻧیﺎز در ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت آب و ﻫﻮایی است. بررسی رفتار زمانی و مکانی آن می تواند ابزاری برای شناخت تغییرات محیطی باشد. هدف از این مطالعه بررسی رابطه تغییرات بلندمدت سپیدایی کشور براساس داده های ماهواره ای در یک دوره هجده ساله با توجه به اثر عوامل جغرافیایی همچون ارتفاع و عرض جغرافیایی است. از این رو، نخست داده های روزانه سپیدایی سنجنده مودیس در محدوده ایران در بازه زمانی 1/1/1379 تا 29/12/1396 از تارنمای مودیس استخراج شد. سپس، میانگین بلندمدت سپیدایی ایران زمین محاسبه شد. یافته ها نشان داد سپیدایی ایران با میانگین 21درصد نزدیک به میانگین سیاره ای است که این ویژگی گذشته از عرض جغرافیایی به ناهمواری ها و شرایط رویه زمین بستگی دارد. از این جهت، پیوند سپیدایی سرخ فام و ارتفاع از تراز دریا بررسی شد. یافته های این بخش نشان داد که این پیوند یک رابطه قطعه به قطعه خطی است؛ به طوری که ابتدا با افزایش ارتفاع (از سطح زمین تا 1000متری)، سپیدایی کاهش یافته و سپس با افزایش ارتفاع (بالاتر از 1400متری) به سبب کاهش دما و پوشش برفی بر سپیدایی افزوده شده است. به طور کلی، می توان گفت این پیوند قطعه به قطعه خطی برگرفته از تنوع ناهمواری ها و جنس رویه زمین است.

سپیدایی از ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎی ﻣﻮرد ﻧیﺎز در ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت زیﺴﺖ ﻣﺤیﻄی و آب و ﻫﻮایی به شمار می رود؛ ازاین رو، بررسی رفتار زمانی و مکانی آن می تواند ابزاری برای شناخت تغییرات محیطی باشد. ﺳﻨﺠﻨﺪه مودیس سپیدایی ﺳﻄﺢ زﻣیﻦ را به طور ﻣﺴﺘﻤﺮ، در ﻣﻘیﺎﺳی ﺟﻬﺎﻧی و ﺑﺎ ﻗﺪرت ﺗﻔکیک ﻣکﺎﻧی مناسب ﺗﻮﻟیﺪ و در دسترس پژوهشگران ﻗﺮار داده است. در این پژوهش، برای واکاوی موانع برداشت/ دیدبانی سپیدایی ایران زمین، نخست داده های روزانه سپیدایی سنجنده مودیس در محدوده ایران، در بازه زمانی 1/1/1379 تا 10/10/1397 و به مدت 6867 روز، از تارنمای مودیس استخراج شد. پس از موزاییک کردن کاشی ها، فراوانی بلندمدت دیدبانی های سپیدایی ایران زمین برای هریک از فصل های سال جداگانه محاسبه شد. یافته ها نشان داد که عوامل محدودکننده دیدِ ماهواره، در زمان ها و مکان های گوناگون، متفاوت است؛ به طوری که در فصل تابستان، به ویژه در کرانه های دریای عمان، رطوبت نقش محدودکننده دارد. درحالی که در فصل زمستان، به خصوص در رشته کوه های البرز و زاگرس، ابرناکی عامل محدودکننده به حساب می آید. گذشته از عوامل رطوبت و ابرناکی، ریزگردها نیز عامل محدودکننده برداشت سپیدایی شناخته می شوند. بررسی های انجام شده روی 394 ایستگاه زمینی اثبات کرد، در زمانی که ماهواره نتوانسته است سپیدایی را اندازه گیری کند، در بیش از 70% موارد، عوامل یادشده گزارش شده است.

آگاهی از پوشش گیاهی و سلامت آن نماینده وضعیت آب و هوای هر محل است. برای پایش پوشش گیاهی در مقیاس جهانی و ناحیه ای دسترسی بهنگام به داده های میدانی معمولاً دشوار و محدود می باشد. هم چنین برآورد پوشش گیاهی به روش معمولی که شامل برآورد کلی از پوشش گیاهی است هم زمان بر است و هم اطلاعات چندان دقیقی به دست نمی دهد. از این رو دورسنجی با فراهم ساختن یک دید وسیع از منطقه، روش بسیار سودمندی است که بر سایر روش ها برتری دارد. هدف از پژوهش پیش رو، بررسی میانگین سالانه پوشش گیاهی ایران به کمک شاخص NDVI  با استفاده از داده های سنجنده مودیس-آکوا می باشد. در این پژوهش نخست داده های 16 روزه شاخص تفاضل بهنجار شده پوشش گیاهی (NDVI) مودیس-آکوا ایران در فاصله 1/1/1382 تا 29/12/1397 از وبگاه ناسا دانلود شد. سپس بر مبنای نزدیک به 15 میلیارد یاخته، میانگین بلندمدت و سالانه NDVI ایران محاسبه شد. با توجه به این که مقادیر NDVI بیش از 2/0 نشان دهنده پوشش گیاهی است، میانگین سالانه پوشش گیاهی ایران محاسبه شد. در پایان نیز پیوند میان پوشش گیاهی و بارندگی در ایران زمین بررسی گردید. نتایج نشان داد که در سال 1387 به دلیل کم آبی و وجود شرایط خشکسالی هواشناسی، پوشش گیاهی ایران به کمترین مقدار رسیده در حالی که در سال 1397 به دلیل بارندگی فراوان و شرایط ترسالی، پوشش گیاهی ایران زمین به بیشترین مقدار طی دوره مورد مطالعه رسیده است. همچنین نتایج نشان داد که در دو دهه اخیر بدلیل افزایش بارندگی، گستره پوشش گیاهی ایران افزوده شده است.

هدف این پژوهش، بررسی توزیع فراوانی ماهانه، فصلی و سالانه وارونگی دما در لایه مرزی هوای شهر شیراز است. در این راستا، داده های رادیوسوند ساعت 5/3 محلی در بازه 1394-1380 خورشیدی (5478 روز) از تارنمای دانشگاه وایومینگ برداشت شد. ارتفاع ایستگاه هواشناسی شیراز (1491 متر از سطح دریا)، به عنوان سطح پایه وارونگی لایه مرزی هوا تعیین شد و سقف لایه وارونگی نیز تا سطح ژئوپتانسیل متر 700 هکتوپاسکال (به طور میانگین حدود 5/1 کیلومتر از لایه زیرین هوای فراز سطح محل) به عنوان فضای مورد مطالعه انتخاب شد. یافته ها نشان داد که مهر و آبان بیشترین و تیرماه کمترین فراوانی روزهای وارونگی را دارند. بر این پایه، فصول پاییز، زمستان، بهار و تابستان به ترتیب بیشترین روزهای وارونگی داشتند. یافته ها در مقیاس سالانه بیانگر روند فراوانی روزهای وارونگی افزایشی بود. به طوری که افزایش میانگین ماهانه فراوانی روزهای وارونگی دمای هوا در 5 سال سوم (1394-1390) نسبت به 5 سال دوم (1389-1385)، حدود دو برابر مقدار 5 سال دوم نسبت به 5 سال نخست (1384-1380) بود. میانگین بلندمدت سالانه نیز نشان داد که در 73 درصد از روزهای سال (267 روز)، شهر شیراز با پدیده وارونگی روبرو بود. شدیدترین وارونگی های دما در لایه مرزی هوا در دی ماه رخ داده است، این موضوع به روشنی گویای نقش سرمایش شبانه در تشدید وارونگی دمای لایه مرزی هوا می بااشد. بر پایه ریتم تغییرات شاخص (ONI)، نتایج نشان داد که بیشترین فراوانی روزهای همراه با وارونگی دما در شهر شیراز با فاز سرد انسو (لانینا) همسو است. به طور کلی، بیش از 59 درصد فراوانی روزهای همراه با وارونگی دما همزمان با فاز سرد (لانینا) رخ داده است.