محمدعلی نصر اصفهانی

این پژوهش با هدف بررسی ویژگی های کلی توفان های تندری عصرگاهی در کشور براساس تعداد رخداد و همچنین بررسی توانایی داده-های بازتحلیل شبکه ای GFS در شناسایی توزیع مکانی آن ها انجام شده است. به این منظور در یک دوره 9 ساله (2015-2008) گزارش-های رعدوبرق ثبت شده در 361 ایستگاه همدیدی کشور در ماه های آوریل (فروردین) و می (اردیبهشت)، به عنوان ماه هایی که بیشترین توفان تندری در آن ها رخ داده است، مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا روزها از نظر تعداد توفان های تندری به چهار چارک تقسیم شدند. در گام بعدی ده شاخص نشانگر ناپایداری جوی از داده های بازتحلیل ساعت 12 گرینویچ استخراج و یا محاسبه شدند. در نهایت نقشه پهنه-بندی میانگین این شاخص ها در هر چارک و انطباق نقطه ای در ایستگاه هایی که دارای رعدوبرق ثبت شده بوده اند، مورد بررسی دقیق تر قرار گرفت. نتایج نشان داد که بهترین عملکرد را شاخص CIN یا شاخص سرکوب همرفت داشته است. میزان دقت این شاخص در پیش-بینی ناپایداری ها حدود 90 درصد برآورد گردید. شاخص KI در ناپایداری های ضعیف عملکرد متوسطی داشته ولی با تشدید ناپایداری و سامان مندشدن آن در چارک چهارم عملکرد آن بهبود قابل ملاحظه ای پیدا کرده است. دو شاخص TT و 4LFTX نیز عملکرد مشابه به هم داشته و ناپایداری های شدید را در غرب کشور به خوبی آشکار کرده اند. سایر شاخص ها عملکرد مناسبی نداشته و نیاز است که مقادیر آستانه آن با توجه به وضعیت اقلیمی کشور بازتعریف شود.

در این پژوهش از داده های روزانه ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال با تفکیک مکانی 1 درجه از پایگاه داده ECMWF برای جنوب غرب آسیا و داده های ایستگاهی بارش از سازمان هواشناسی کشور (1979 تا 2018) بهره جویی شده است. تکنیک بکار رفته تحلیل مؤلفه اصلی و تحلیل خوشه ای است. با این تحلیل ها 9 الگوی گردشی شناسایی شدند. تغییرات الگوها در سطح 95 درصد معناداری، بوسیله آزمون ناپارامتری من کندال آزموده و برای برآورد میزان تغییرات از تخمین گر شیب سن بهره گرفته شد. آزمون معناداری روند برای الگوهای زمستانی در فصل بارش های ایران، روند معنادار افزایش ارتفاع ژئوپتانسیل؛ که منجر به کاهش شیو فشار و کاهش ناپایداری و نهایتاً تضعیف الگوهای بارشی زمستانی گردیده است را آشکار ساخت. روندهای معنادار مثبتِ ارتفاع ژئوپتانسیل، تداوم این شرایط را برای الگوهای تابستانی (افزایش پایداری، کاهش چرخندگی و کاهش بارش) نشان دادند. از 9 الگوی شناخته شده تنها برای یک الگوی فصل گذار روند معنادار منفی بر روی کشور مشاهده شد. این الگو با اندکی افزایش بارندگی بیانگر شکل گیری شرایط ناپایدار است که در صورت مهیا بودن رطوبت می تواند منجر به بارش های فصل معتدل گردد. یافته ها نشان دادند که یک الگوی زمستانی بارش زا در دو دهه اخیر حذف شده و بجای آن یک الگوی تابستانی ظاهر گردیده است.

در دوره آماری 2018-۱۹۸۷ بارش بی سابقه ای در اکتبر ۲۰۱۵ در بازه زمانی 72ساعته به مقدار ۳۲۰ میلی متر در ایلام ثبت شد. این بارش سنگین از دیدگاه دورپیوندی، شار فعالیت موج راسبی و همچنین از نظر همدیدی-دینامیکی مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی کمیت های هواشناختی از داده های بازتحلیل ERA5 با تفکیک افقی 25/. درجه استفاده شده است. جهت تعیین قابلیت پیش بینی پذیری بارش فوق، مدل WRF برای سه حوضه تودرتو و تفکیک افقی 36، 12 و 4 کیلومتر اجرا و سپس مقادیر بارش شبیه سازی با دیدبانی مقایسه شدند. نتایج نشان می دهند که براساس شار فعالیت موج راسبی، بودجه انرژی این سامانه از عرض های میانی تامین شده است. همچنین ترکیب دوسامانه کم فشار قوی سودان و مدیترانه، تاثیر توفان حاره ای چاپالا به عنوان عامل تزریق رطوبت مضاعف به منطقه، بندال ایجاد شده در سطوح میانی جو، پشته شکل گرفته در عرض های جنوبی ایران و همچنین تاثیر رشته کوه زاگرس از عوامل تاثیر گذار بر این بارش سنگین است. نتایج بررسی دورپیوندی نشان داد که شاخه نزولی النینوی متوسط تا قوی مانع حرکت هسته همرفتی فاز 2 و قوی MJO به سمت شرق بوده است. فعالیت فاز 2 MJO سبب گسترش و تقویت پشته در عرض های جنوبی ایران، منجر به ماندگاری چند روزه سامانه و بارش ممتد در منطقه مورد مطالعه شده است و همچنین فاز مثبت NAO سبب تشکیل گرادیان فشاری قوی و تقویت چرخند در شرق مدیترانه شده است. نتایج شبیه سازی مدل WRF نیز نشان داد که ضریب همبستگی 88% با سطح معنی داری 95% و درصد خطای 8% بین مقدار بارش شبیه سازی با دیدبانی نشان دهنده توانایی مدل در پیش بینی این بارش بوده است.

وقوع مخاطرات جوی، همچون یخبندان و سرمای دیررس بهاره، سالانه، خسارات زیادی در بخش کشاورزی ایجاد می کند. برنامه ریزی به موقع می تواند خسارت ناشی از بلایای طبیعی را کاهش دهد. امروزه، با استفاده از مدل های پیش بینی عددی وضع هوا، می توان از خسارت های ناشی از آن ها جلوگیری کرد. در این تحقیق، برای ارزیابی پیش بینی دما توسط مدلWRF  در زمان وقوع سرماهای دیررس بهاره، از یازده ایستگاه هواشناسی واقع در حوضه آبریز زاینده رود، با درجه تفکیک افقی یک کیلومتر، شبیه سازی شد. سپس، با دو رویکرد نقطه ای و منطقه ای دماهای شبیه سازی شده با مقادیر دیدبانی متناظر در پیش بینی های 24 و 48ساعته دمای سطحی (دومتری) ارزیابی شد. براساس نتایج جذر میانگین مربعات خطا، ضریب تعیین اصلاح شده و شاخص میانگین اریبی که برای دمای شبیه سازی 24ساعته بهتر از 48ساعته است به ترتیب 8/2، 88/0، و 48/0 بود. ارتباط قابل قبولی از لحاظ آماری (ضریب همبستگی) بین متغیر مستقل، که همان داده های مدل WRF است، و متغیر وابسته، که همان داده های دیدبانی شده (واقعی) است، وجود دارد.

خشک سالی پدیده ای اقلیمی است که به کندی شروع شده و دارای طبیعت پنهانی است. مدت زمان وقوع آن طولانی و خسارت های ناشی از آن در بخش های مختلف به صورت تدریجی ظاهر می شود؛ بنابراین، ارزیابی و بررسی خشک سالی در برنامه ریزی و اجرای طرح های مقابله با آن از اهمیت زیادی برخوردار است. در سال های اخیر، استفاده از شاخص های خشک سالی ترکیبی متفاوتی موردتوجه محققین قرار گرفته است. در این مطالعه، خشک سالی های دشت شهرکرد واقع در استان چهارمحال و بختیاری در یک دوره ی آماری 31 ساله (1394-1364) با استفاده از یک شاخص خشک سالی ترکیبی (CDI) جدید که حاصل ترکیب سه مؤلفه ی شاخص خشک سالی منبع آب زیرزمینی (GRI)، شاخص بارش استانداردشده ی اصلاحی (SPImod) و تبخیر-تعرق پتانسیل (ETP) است، موردبررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از شاخص GRI نشان می دهند که در ابتدای دوره ی آماری (1364) تا اواسط 1378، بلندترین دوره ی ترسالی به وقوع پیوسته و تا سال 1378 وضعیت آبخوان شهرکرد مناسب بوده است، ولی از آذرماه 1387 طولانی ترین دوره ی خشک سالی شروع و تا انتهای دوره ی آماری (1394) ادامه یافته است. نتایج حاصل از بررسی خشک سالی آب زیرزمینی با شاخص GRI نشان دهنده ی افزایش خشک سالی آب های زیرزمینی در سال های اخیر است که دلیل اصلی آن، افزایش میزان برداشت از سفره به دلیل توسعه ی کشاورزی می باشد. نتایج حاصل از شاخص CDI نشان می دهد به طورکلی دشت شهرکرد در فاصله زمانی سال های 1364 تا 1378 با ترسالی هایی مواجه بوده، ولی از سال 1387 تا انتهای دوره ی آماری موردمطالعه (1394) دچار خشک سالی های پی در پی و شدیدی شده است. ازآنجایی که شاخص مزبور خشک سالی های هواشناختی و آب زیرزمینی را به طور هم زمان در محدوده ی موردمطالعه موردبررسی قرار می دهد، می تواند اطلاعات مفیدی در اختیار مدیران و برنامه ریزان منابع آب این دشت قرار دهد. 

مطالعه ی حاضر، به بررسی اثرات تغییر اقلیم بر رواناب در حوضه ی رود زرد واقع در استان خوزستان پرداخته است. در این مطالعه، از ترکیب 14 مدل گردش عمومی تحت دو سناریوی انتشار A2 و B1 برای شبیه سازی متغیرهای اقلیمی در دوره ی آتی (2054-2025) نسبت به دوره ی پایه (2000-1971) استفاده شده است. از یک رویکرد وزنی میانگین دما و بارش مشاهده ای برای ترکیب مدل های GCM استفاده گردید، هم چنین روش ترکیبی، عامل تغییر (CF) و مدل LARS_WG برای ریزمقیاس نمایی داده ها و مدل هیدرولوژیکی- توزیعی WetSpa برای شبیه سازی فرآیند بارش- رواناب در شرایط پایه (1997-1991) و آتی (2054-2025) به کار گرفته شده است. نتایج، نشان دهنده ی عملکرد قابل قبول مدل WetSpa در شبیه سازی فرایند بارش- رواناب است. هم چنین نتایج حاصل از ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر دما و بارندگی سالانه در دوره ی آتی حاکی از انتظار افزایش دما و کاهش بارندگی به میزان 51/1 (3/1) درجه ی سانتی گراد و 17/7 (62/4) درصد به ترتیب تحت حالت متوسط سناریوی انتشار A2 (B1) است؛ علاوه بر این، نتایج حاصل از بررسی اثرات تغییر اقلیم بر رواناب، حاکی از کاهش رواناب سالانه به میزان 53/14 (36/12) درصد تحت حالت متوسط سناریوی انتشار A2 (B1) است. این نتایج با تغییرات افزایشی دما و کاهشی بارش تطابق دارد. نتایج این مطالعه می تواند در مدیریت منابع آب حوضه ی رود زرد و تخصیص بهینه از سد جره که در خروجی حوضه قرار دارد، مورد استفاده قرار گیرد.