غلامرضا روشن

درختان تأثیرات طولانی مدت متغیرهای اقلیمی را در خود ثبت می کنند. به کمک دانش اقلیم شناسی درختی می توان این متغیرها را به ویژه برای مناطقی بازسازی کرد که از داده های اقلیمی کوتاه مدت برخوردارند. به همین منظور در این پژوهش به کمک پهنای حلقه های سالیانه گونه بلوط ایرانی در استان گلستان، 6 منطقه طرح جنگل داری انتخاب شد؛ سپس با استفاده از یک تحلیل رگرسیون چندمتغیره پاسخ سطحی در محیط نرم افزار STATISTICA، مؤلفه های مختلف درجه حرارت (متوسط ماهیانه، متوسط حداکثر و حداقل) 15 ایستگاه هواشناسی برای دوره رشد شامل ماههای فروردین تا شهریور، بازسازی شد. یافته های پژوهش نشان می دهد تغییرات دمایی در فصل رشد در استان گلستان طی 170 سال گذشته، شش چرخه عمده نوسانی دارد؛ همچنین با توجه به نتایج پژوهش حاضر مشخص شد دوره 40ساله اخیر (1350 تا 1390) درقیاس با سه دوره 40ساله پیش از خود، تغییرات عمده ای در میانگین و میانه دمایی دارد.

فعالیت آتشفشانی می تواند از طریق ایجاد اختلال در ورود تابش خورشید نوسانات آب و هوایی ایجاد کند. در این پژوهش سعی شده تا اثر فعالیت های آتشفشانی عمده دنیا بر روی تغییرات دمایی در ایران واکاوی شود. برای رسیدن به این منظور ابتدا 16 ایستگاه هواشناسی دارای آمار بلند مدت در سطح ایران انتخاب و از سازمان هواشناسی کشور سری زمانی بلند مدت دما دریافت شد. در ادامه برای انتخاب آتشفشان های عمده از شاخص VEI و DVI استفاده و شش آتشفشان عمده انتخاب شدند. برای بررسی تاثیر فعالیت های آتشفشانی عمده بر روی دمای در ایران از تکنیک های SEA و رگرسیون خطی چندگانه بهره برده شد. نتایج نشان داد که بعد از فوران های آتشفشانی عمده می توان اثرات کاهشی دما را با تاخیر زمانی صفر، یک و دو ساله مشاهده کرد و بیشترین شدت کاهش دما در سال اول بعد از وقوع آتشفشان مشاهده شد. مقایسه سه متغیرِ دمای میانگین، دمای میانگین حداقل و دمای میانگین حداکثر نشان داد که فعالیت های آتشفشانی بیشترین تاثیر کاهشی را بر روی دمای میانگین حداکثر دارند. نتیجه بررسی برای تفکیک فصول نیز مشخص کرد که در زمستان شدت اثرگذاری کاهشی بیشتری رخ می دهد ولی در تابستان اثر کاهشی آتشفشان ها مدت زمان بیشتری دوام دارد. در نهایت یافته های این تحقیق نشان می دهد که به طور میانگین در سال وقوع فوران آتشفشان های عمده کاهش ۶۷.۰- درجه سانتی گرادی، در سال اول بعد از فوران آتشفشان ها میزان کاهش 1- درجه سلسیوس و در تاخیر زمانی دو ساله میانگین کاهش دما 0.47- درجه سلسیوس مشاهده شده است. از این رو می توان تایید کرد که فوران آتشفشان های عمده بر روی دمای ایران تاثیر گذار بوده و باعث کاهش دما در ایران شده اند.

عدم انطباق ساختمان های جدید با محیط اقلیمی و بی توجهی به تأثیرات متقابل این دو منجر به مصرف لجام گسیخته انرژی های فسیلی شده است؛ بگونه ای که افزون بر آن، آسایش حرارتی ساکنان آن ها را نیز دچار اختلال می کند. لذا تحقیق حاضر به دنبال شناخت صحیح از نظام اقلیمی حاکم بر کشور و در نتیجه استفاده مناسب از راهکارهای مختلف تأمین سرمایش و گرمایش به منظور صرفه جویی در هزینه های مصرف انرژی است. در این پژوهش به منظور حصول راهکارهای مختلف تأمین فعال و غیرفعال انرژی سرمایشی و گرمایشی درون ساختمان ها برای شهرهای مختلف ایران، از داده های اقلیمی روزانه دما و رطوبت نسبی ۱۵۵ ایستگاه هواشناسی در سال های ۱۹۹۵ تا ۲۰۱۸ استفاده گردید. به منظور ارزیابی راهبردهای زیست اقلیمی برای تأمین آسایش داخل ساختمان ها از دو نمودار بازترسیم شده زیست اقلیمی ساختمانی گیونی که یکی برای کشورهای در حال توسعه و دیگری کشورهای توسعه یافته است، استفاده گردید. با توجه به جروجی های حاصل از ترسیم نمودار زیست اقلیمی هر ایستگاه، درصد فراوانی راهبردهای مختلف طراحی زیست اقلیمی محاسبه و بر مبنای تحلیل خوشه ای، هشت گروه زیست اقلیمی برای ایران طبقه بندی گردید. در نهایت پیشنهادات طراحی اقلیمی برای هریک از هشت خوشه ایجاد شده، تدوین شده است و درصد وقوع شرایط آسایش حرارتی و هریک از راهبردهای سرمایشی و گرمایشی در این هشت پهنه مورد ارزیابی قرار گرفت.

هدف از این پژوهش، شبیه سازی تقاضای انرژی برای دهه های آینده در بخش گرمایشی (HDD[1]) و سرمایشی(CDD[2] ) منازل و با استفاده از شاخص درجه- روز (Degree Day) است. برای این منظور نواحی شمال غرب کشور که شامل 8 ایستگاه تبریز، اردبیل، ارومیه، کرمانشاه، همدان، سنندج، قزوین و زنجان است و جزء نواحی سردسیر ایران محسوب می شود، انتخاب و مورد ارزیابی قرار گرفته شد تا بتوان با شناخت بیشتر از این مناطق در تقاضای انرژی در بخش گرمایش و حتی تغییرات ممکنه در تقاضای انرژی سرمایشی در دهه های آینده، بتوان کمکی موثر برای برنامه ریزان انرژی و جایگزینی مدیریت ریسک بر بحران اعمال نمود. بدین منظور، جهت شناسایی تغییرات اقلیم آینده و شبیه سازی مقادیر درجه- روز از مدل گردش عمومی جو HADCM3 و سناریویA1 استفاده شده است. از آنجا که در این پژوهش دسترسی به داده های روزانه و نقطه ای هر ایستگاه مورد نیاز بوده، لذا از مدلLARS-WG برای ریز مقیاس نمایی زمانی و مکانی داده های دمای کمینه و بیشینه و در 2 مقیاس زمانی گذشته (1961 تا 1990) و مقیاس زمانی آینده (2011 تا2100) تمرکز شده است. نتایج شبیه سازی شده دما، افزایش دمای شمالغرب کشور، به میزان 42/1 درجه سلسیوس برای میانگین دراز مدت 2011 تا 2100 در مقایسه با دوره مشاهداتی1961 تا 1990 نشان می دهد. بگونه ای که بیشترین افزایش دما به مقدار gC°58/2 برای اردبیل و کمترین آن با gC°44/0 برای زنجان پیش بینی می شود. نتیجه نهایی شبیه سازی ها نشان دهنده کاهش کلی نیاز به انرژی گرمایشی به مقدار 2502 درجه- روز کالری و افزایش نیاز به انرژی خنک کنندگی به مقدار 825 درجه- روز کالری برای میانگین نود سال آینده (2011-2100) در نواحی شمال غرب است. بنابراین، با گسترش فصول گرم و محدود شدن فصول سرد در طول سال، استمرار در مصرف انرژی جهت تهویه و خنک کنندگی هوا نیاز بیشتری خواهد یافت که بیشتر این مصرف انرژی در بخش خنک کنندگی مربوط به مناطقی نظیر ارومیه و تبریز خواهد بود.<br clear="all" />[1] Heating Degree Day[2] Cooling Degree Day

امروزه گرم شدن جهانی و تاثیر آن بر عرصه های مختلف همانند کشاورزی، اقتصاد، انرژی، سیاست و غیره.. مورد توجه پژوهشگران می باشد. یکی از این عرصه ها تاثیر گرمایش جهانی بر روی کشاورزی و امنیت غذایی انسان هاست. در این بین محصول سویا از جمله محصولات استراتژیک و با اهمیت و درآمد زا برای نواحی مختلف از جمله گرگان می باشد. لذا در این تحقیق داده های روزانه، ماهانه و سالانه حداقل و حداکثر دما برای دوره مشاهداتی و درازمدت 1961 تا 1990 از سازمان هواشناسی تهیه گردید. در این پژوهش برای ارزیابی تاثیر گرمایش جهانی برای دو بازه زمانی 2049-2035 و 2079-2065 بر روی مقادیر درجه- روز مورد نیاز گیاه سویا، از مدل گردش عمومی جو HadCM3 استفاده شد، ولی خروجی های این مدل با استفاده از نرم افزار Lars-WG در مقیاس روزانه و ایستگاهی ریزمقیاس گردید. برای این تحقیق جهت ارزیابی نقش سناریوهای مختلف تغییر اقلیم از سه سناریوی انتشار A1، A1B و B2 استفاده شد. با توجه به خروجی های دما برای سناریوهای مختلف، بدبینانه ترین نتایج که معادل بیشترین افزایش مقدار دما می باشد، مربوط به سناریوی A2 به میزان افزایش دمایی معادل 64/0 درجه سانتی گراد برای دوره 2049-2035 و 60/0 درجه سانتی گراد برای دوره 2065 تا 2079 شبیه سازی گردید. بهرحال بر اساس افزایش دما، روند کلی مقادیر درجه- روز برای اکثر سناریوها و سالهای شبیه سازی شده افزایش خواهد یافت. هرچند که این مقادیر میانگین برای ماه های اواخر تابستان و اوایل پاییز که مصادف با کشت تابستانه می باشد، نسبت به دوره مشاهداتی کاهش مقدار درجه-روز را نشان می دهد، اما بر مبنای آمار درازمدت 2011 تا 2100، روند درجه-روز برای کشت بهاره افزایشی و برای کشت تابستانه کاهشی و معنادار است. پس توصیه می شود که در دهه های آینده با توجه به تغییرات اقلیم، کاشت زود هنگام کشت تابستانه اعمال گردد. زیرا بر این اساس گیاه سویا می تواند میزان درجه-روز مورد نیاز خود را در فاصله زمانی کوتاه و مناسبتری تامین نماید.

بی نظمی در وضعیت بارندگی ها، خشکسالی ها و بیابانزایی در مناطق مختلف کره خاکی در ارتباط با تغییرات اقلیمی می باشد. از آنجایی که پدیده بیابانزایی به عنوان یکی از بارزترین وجوه تخریب منابع طبیعی در جهان مطرح شده است، در این پژوهش بررسی تغییرات فضایی- زمانی وضعیت بیابانزایی حوضه گاوخونی در طی 6 دهه از سال 1961 تا 2020 با بهره گیری از معیار اقلیمی مدل تعیین شدت بیابانزایی IMDPA تعیین شد. با توجه به نتایج این تحقیق مشخص گردید که دهه اول با میانگین 3.17 شدیدترین و دهه چهارم با 2.22 کمترین شدت بیابانزایی را تجربه نموده و دهه آخر نیز با نمره 2.36 در کلاس بیابانزایی متوسط قرار دارد. یافته های این تحقیق نشان دادند که اگرچه روند تغییرپذیری بیابانزایی بر مبنای میانگین دهه ای در حال کاهش می باشد، اما واقعیت منطقه گویای این است که در دو دهه اخیر بیشینه مساحت حوضه در کلاس بیابانزایی شدید قرار داشته که این هشداری در خصوص آسیب پذیری حوضه نسبت به پدیده بیابانزایی می باشد. از خروجیهای این تحقیق مشخص شد که از میان 3 شاخص معیار اقلیمی، بیشترین امتیاز با میانگین کلی 3.6 در خصوص شاخص ترانسو تجربه شده و سایر شاخص ها در رتبه های بعدی قرار دارند. با توجه به نقشه پهنه بندی شدت بیابانزایی حوضه گاوخونی آشکار گردید که نواحی مرکزی و شرقی از ریسک بالاتر و نواحی شمال غربی و جنوب شرقی ریسک کمتری داشته اند. در این تحقیق به منظور اعتبارسنجی مدل اقلیمی از شاخص NDVI استفاده گردید. تغییرپذیری این شاخص در طی زمان موید افزایش اراضی بایر و کاهش مساحت نواحی آبی و پوشش گیاهی می باشد. بنابراین می توان ملاحظه کرد که خروجیهای دو شاخص NDVI و معیار اقلیمی، یافته های یکدیگر را تایید می نمایند. چنانچه نتایج سایر پژوهش های پیشین نشان می دهند، پیامد گرمایش جهانی منجر به افزایش دما - تبخیر و کاهش بارش در نواحی خشک خواهد گردید. پس با توجه به قرارگیری حوضه گاوخونی در یک ناحیه خشک، انتظار پیامد تغییرات آب و هوایی بر تشدید این مخاطره طبیعی مسئله ای دور از ذهن نخواهد بود. 

با توجه به افزایش جمعیت کشور، نیاز روز افزاون به منابع آب سالم جهت شرب و کشاورزی نیز افزایش می یابد. ارزیابی تأثیر تغییر اقلیم بر نوسانات بارش و ارتباط سنجی این تغییرات با کیفیت آب های سطحی در حوضه گرگانرود از اهداف این پژوهش می باشد. بدین منظور داده های روزانه و ماهانه دو مؤلفه دما و بارش در دوره 2008-1951برای ایستگاه سینوپتیک گرگان و مؤلفه های کیفیت آب رودخانه ی گرگانرود در دوره 2005-1970 به کار گرفته شد. تغییرات کیفیت آب در بستر زمان و در ارتباط با تغییرات مؤلفه ی بارش برای دوره ی مشترک 2005-1970 مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس از مدل LARS-WG و داده های مدل گردش عمومی جو HADCM3 در ارتباط با سه سناریوی A1B، A2 و B1 استفاده شد مقادیر دما و بارش برای سه دوره ی 2030-2011، 2065-2046 و 2099-2080 شبیه سازی گردید و تغییرات هر دوره با مقادیر پایه (1990-1961) توسط آزمون همبستگی پیرسون مورد سنجش و ارزیابی قرار گرفت و همچنین از مقدار P برای بیان سطح معناداری این تغییرات استفاده شد. بر اساس نتایج، تفاوت معناداری بین مقادیر شبیه سازی شده و واقعی در سطح 05/0 وجود نداشت. نتایج شبیه سازی داده های دما برای سه دوره ی نام برده و در هر سه سناریو افزایش دما را پیش بینی کرد. در ارتباط با بارش سناریوهای A1B و B1 نسبت به سناریوی A2 خوش بینانه تر عمل کرده و دوره های ترسالی بیشتر و در نتیجه بهبود کیفیت آب را پیش بینی می نمایند ولی در دوره ی سوم این شرایط برعکس می باشد. همچنین نتایج نشان داد که کربنات ها با میزان بارش رابطه ای مستقیم دارند، درحالیکه Na و SAR با میزان بارش رابطه ی معکوس داشته و بین درصد سدیم و مقدار بارش ارتباط معنی داری مشاهده نشد.

تحقیق حاضر در صدد آشکار سازی تاثیر گرمایش جهانی بر روند و الگوهای دمای کشور می باشد، لذا برای این منظور، این تحقیق، شامل دو قسمت می باشد. قسمت اول مربوط به تحلیل روند دمای کشور با استفاده از داده های 1951 تا 2005 و مولفه های دمای فصلی حداقل، حداکثر و متوسط شبانه( دمای کمینه)، روزانه( دمای بیشینه) و شبانه روزی( دمای میانگین) 92 ایستگاه سینوپتیک وکلیماتولوژی است. بدین دلیل تحلیل روند دمایی گذشته انتخاب گردیده، چون تغییرات دمایی نقش اساسی بروی دیگر پارامترها خواهند گذاشت.قسمت دوم پژوهش شامل پیش بینی و مدل سازی اثر گرمایش جهانی بر مقادیر مولفه دما، درشرایط افزایش گازهای گلخانه ای و با استفاده از مدل MAGICC SCENGEN و با در نظر گرفتن سناریوهای مختلف تغییر اقلیم است. در نهایت، نتایج نشان می دهند که، از لحاظ زمانی، آنچه که از روند دمای حاضر استخراج گردید، بیانگر افزایش معناداری دمای کشور در فصل گرم تابستان است. اما از لحاظ در نظر گرفتن سطوح ارتفاعی، افزایش بیشتر و معنادار دما برای دمای روزانه و شبانه روز، در ایستگاههای مرتفع تر آشکارتر است. نتایج شبیه سازی دما و بارش سالانه کشور گویای افزایش دما تا سقف 4.25 درجه سلسیوس تا سال 2100 برای کشور بوده که بیشترین افزایش در ماه آگوست دیده شده و روند تغییرات بارش کشور نیز گویای افزایش بارش کشور تا سال 2100 است. بنابراین این تغییرات دما و بارش در نهایت باعث طولانی تر شدن فصل رشد و نمو گیاهان، افزایش تبخیر و تعرق، کاهش بارش جامد، افزایش بارشهای همرفتی و در نهایت افزایش پتانسیل سیلاب، خواهد گردید.

در مطالعه حاضر به منظور پایش و پیش یابی اثر تغییرات اقلیمی بر الگوی طراحی بیوکلیمایی، یک مطالعه ی مقایسه ای بین مشهد و مادرید با یک تیپ تقریباً مشابه اقلیمی، انجام شده است. در این پژوهش به منظور مدل سازی طراحی بیوکلیمایی از دو سری زمانی داده های اقلیمی استفاده شده است. داده های پایه این مقاله مربوط به دوره 1990 تا 2010 بوده و از پایگاه داده ای نرم افزار متئونورم استخراج گردیده و به منظور ریزمقیاس نمایی و پیش یابی داده های اقلیمی مؤلفه های تابش، دما، سرعت باد و رطوبت نسبی خروجی های مدل گردش عمومی جو HadCM3، از نرم افزار CCWorldWeatherGen استفاده شده است. لازم به توضیح می باشد که سناریوی مورداستفاده در این تحقیق، سناریوی A2 است. یافته های این تحقیق نشان دادند که میانگین دمای سالانه برای دهه 2050 و 2080 نسبت به دهه ی حاضر، به ترتیب برای مشهد به میزان 0.3 و 1.7 درجه سانتی گراد و برای مادرید 1.6 و 3.2 درجه سانتی گراد افزایش خواهد داشت و از طرف دیگر تغییرات افزایشی رطوبت نسبی دهه های 2050 و 2080 در قیاس با دوره پایه به ترتیب برای مشهد شامل 6.75 و 7 درصد و برای مادرید نرخ افزایشی آن شامل 11.08و 11.17 درصد خواهد بود. درمجموع برآیند تغییرات اقلیمی دهه های آینده منجر به تغییر در راهکارهای طراحی بیوکلیمایی ساختمان ها برای هر دو شهر مطالعاتی خواهد شد. اما وجه مشترک برای هر دو منطقه ی مطالعاتی با توجه به تغییرات اقلیمی آینده، درصد کاهش ایام نیاز به تأمین استراتژی های طراحی بیوکلیمایی در بخش گرمایشی می باشد. اما در بخش استفاده از راهکارهای بیوکلیمایی سرمایشی، افزایش نیاز به این استراتژی ها برای مادرید قابل ملاحظه بوده و اما در مشهد تنها نیاز در استفاده از سایبان برای پنجره ها افزایش نشان می دهد و استفاده از سایر راهکارهای سرمایشی دارای روند کاهشی می باشند.

امروزه با بر هم خوردن تعادل سیستماتیک سامانه ی اقلیم، بروز آشفتگی ها و ناهنجاری های رفتاری در اقلیم تشدید یافته است؛ از جمله بروز و تشدید این رخدادهای حدی، افزایش خشک سالی هاست. از آن جا که کشور ایران به دلیل موقعیت خاص جغرافیایی خود، در مواجه با این ناهنجاری های اقلیمی به شدت آسیب پذیر است. در این تحقیق به ارزیابی و شبیه سازی اثر گرمایش جهانی بر خشک سالی های آینده ی کشور پرداخته شده است. بدین منظور جهت شبیه سازی مؤلفه ی اقلیمی بارش، از ترکیب دو مدل گردش عمومی جو GISS-EH و CNRM-CM3 استفاده گردید. امّا جهت معرفی سناریوی مناسب، 18 سناریو انتخاب و از میان آن ها، سناریوی p50 که با شرایط انتشار گازهای گلخانه ای در ایران انطباق مناسب تری دارد پیشنهاد گردید. به علاوه بر این جهت ارزیابی خشک سالی های ایران با استفاده از شاخص بارش استاندارد (SPI) در دو مقیاس زمانی گذشته تا حال (1976 تا 2005) و برای دهه های آینده، سال های 2025، 2050، 2075 و 2100 مورد توجه واقع گردید. آنچه داده های تجربی و فصلی برای سال های 1976 تا 2005 نشان می دهند، وجود فراوانی رخداد خشک سالی ها در بین 43 ناحیه ی مطالعاتی کشور، ابتدا برای فصل زمستان، سپس بهار و در نهایت پاییز است، که این برای داده های شبیه سازی شده تقریباً عکس می باشد؛ زیرا با رخداد گرمایش جهانی بیش ترین ریسک رخداد خشک سالی به ترتیب برای فصول بهار، پاییز و زمستان شبیه سازی شد. امّا خروجی های شبیه سازی شده بارش نشان می دهند که با توجه به میانگین سالانه و درازمدت(1961- 1990)، تمام دوره های شبیه سازی شده از افزایش بارش نسبت به این میانگین درازمدت برخوردار خواهند گردید. به گونه ای که انتظار می رود مقادیر شبیه سازی شده بارش برای سال2100 به میزان88 میلی متر نسبت به میانگین درازمدت افزایش خواهد یافت. خروجی های شبیه سازی برای خشک سالی ها، در دهه های آینده نشان می دهند که این نواحی غرب خزر و گیلان، به همراه نواحی غرب کرمانشاه و ایلام است که بالاترین ترسالی ها را تجربه خواهند کرد، از طرف دیگر نواحی شمال خراسان و شمال خراسان رضوی، از بالاترین ریسک رخداد خشک سالی برای سال ها و فصول شبیه سازی شده برخوردار می باشند.