بهروز ساری صراف

بارش از مهم ترین و متغیرترین عنصر اقلیمی است که در بستر زمان و مکان تغییر می کند. بارش های بحرانی در مقیاس های مختلف زمانی به ویژه روزانه، خسارات سنگینی به جوامع انسانی مناطق پرجمعیت شهری و اکوسیستم های طبیعی وارد می کنند و بسیاری از اقتصادهای مناطق خشک را تحت تاثیر قرار می دهد. تابش موج بلند خروجی زمین به عنوان پارامتری مهم جهت شناسایی ابرها و برآورد این نوع بارش، موردمطالعه قرار می گیرد. هدف از پژوهش حاضر این است که با استفاده از محصولات سنجنده (AIRS) ماهواره آکوا و ماهواره (GPM)، ارتباط و تحلیل متغیرهای تابش موج بلند زمینی و مقادیر بارش را در محیط نرم افزار Arc GIS برای چهار ماه سرد سال (دسامبر تا مارس) کشور ایران، به مدت 17 سال آماری بررسی نماید. از روش های همبستگی، رگرسیون و برآورد سطح اطمینان به منظور ارتباط سنجی و نحوه تغییرات آن استفاده شد. با توجه به نتایج به دست آمده در تمام ماه های مورد مطالعه، کل کشور به جزء جنوب شرقی حوضه دریای خزر در ژانویه، قسمت هایی از فلات مرکزی و مرزی شرق ایران، همبستگی منفی از 10 تا 92 درصد وجود دارد که نشان از رطوبت دار بودن جو کشور می باشد و مانع خروج تابش موج بلند شده است. در مناطق بارشی غرب رشته کوه زاگرس همبستگی های منفی 60 درصد به بالا و تابش موج بلند خروجی کمتر از 260 وات بر مترمربع متر می باشد که دلیل آن ابرناکی و جو پر از رطوبت، همراه با بارش بوده است. در دسامبر و فوریه، مناطق بارشی حوضه دریای خزر در همبستگی های منفی 40 درصد به بالا و تابش کمتر از 235 وات بر مترمربع بارش صورت می گیرد و دلیل مقدار عددی کمتر تابش موج بلند خروجی حوضه دریای خزر جهت پیش بینی، وجود رطوبت نسبی زیاد منطقه می باشد که عامل خروج کمتر آن می گردد.

خاک حاصل خیز، آب و هوای خوب، آب کافی، جلگه ها و مخروط افکنه های پای کوهستان، چشمه ها، منابع معدنی و بسیاری از موهب ت های طبیعی؛ امروزه سبب توسعه مناطق مسکونی، تولیدی، صنعتی و خدماتی و کشاورزی در این مناطق شده است . در کنار این مزیت ها؛ گسل ها، زلزله، رانش زمین، سیلاب و خطراتی از این قبیل همواره در مناطق مذکور سبب خسارت هایی به ساختارهای اقتصادی و صنعتی می شوند. در پژوهش حاضر، خطرات طبیعی تهدیدکننده شهر تبریز شناسایی شده است . ممیزی خطرات و تجزیه و تحلیل آ نها و ارائه راه کارهای مقابله با آن ها از اهداف اصلی پژوهش است. این بررسی نشان داد که عمده ترین خطر تهدیدکننده شهر تبریز ،گسل بزرگ شمال این شهر است که خطرات دیگر از قبیل رانش زمین و فرونشست نیز به تبع آن اتفاق خواهند افتاد . در مرحله بعدی، وقوع سیلاب از خطرات اصلی شهر تبریز محسوب می شود.

هدف از این مطالعه شبیه سازی عددی و پیش بینی تغییرات آب وهوای ایران با تأکید بر دو پارامتر اقلیمی دما و بارش است. روش مورد استفاده این تحقیق الگوریتم شبکه های عصبی مصنوعی برای شبیه سازی متغیرهای دما و بارش 24 ساعته برحسب گام زمانی ماهانه در طی یک دوره 31 ساله نسبت به دوره پایه است. از تحلیل مانوا برای مقایسه میانگین تغییرات دما و بارش طی دوره مشاهده شده 2020-1990 و دوره شبیه سازی شده 2050-2020 استفاده شده است. نتایج مقایسه نشان می دهد، تفاوت معنی داری بین تغییرات دما و بارش 24 ساعته در ایستگاه های هواشناسی منتخب در ایران وجود دارد. مربع جزئی اتا محاسبه شده، تغییرات بارش و دمای ثبت شده به ترتیب برابر1/42 و 9/17 درصد، تغییرات بارش و دمای شبیه سازی شده نیز به ترتیب برابر6/41 و 1/18 درصد می باشد. بیشترین و کمترین بارش مشاهده شده در ماه های مارس و ژوئیه رخ داده است. شبیه سازی ها بیشترین و کمترین میزان بارش را برای ماه های مارس و اوت پیش بینی کردهاند. همچنین بیشترین و کمترین میانگین دمای مشاهده شده به ترتیب در ماه های ژوئیه و ژانویه رخ داده و شبیه سازی ها نیز این مقادیر را برای همین ماه ها پیش بینی کرده اند. نتایج مقایسه ایستگاه های هواشناسی منتخب طی دوره های مذکور نشان داد، بیشترین و کمترین مقادیر بارش مشاهده شده به ترتیب در ایستگاه های رشت ۹۵/۱۰۹و یزد ۳۶/۴ میلی متر ثبت شده و شبیه سازی ها نیز برای همین ایستگاه ها ۴۶/ ۱۱۲ و ۶۳/۵ میلی متر پیش بینی کرده اند. بیشترین و کمترین میانگین دمای مشاهداتی به ترتیب در ایستگاه های بندرعباس۹۹/۲۶ و اردبیل۳۶/۹درجه سانتی گراد ثبت شده و شبیه سازی ها نیز برای همین ایستگاه ها۱۰/۲۷و۴۵/۹ درجه سانتی گراد پیش بینی کرده اند.

زمان تمرکز یکی از مهم ترین پارامترهای فیزیکی هر حوضه آبریز است و آن عبارت از مدت زمانی است که دورترین قطره آب نسبت به نقطه تمرکز لازم دارد تا مسیر خود را طی کند و به نقطه تمرکز برسد . اگر بارانی با شدت یکنواخت و برای مدت بسیار طولانی روی حوضه ای ببارد و شدت آن زیادتر از ظرفیت نفوذ باشد بلافاصله جریان رواناب از نقطه تمرکز شروع می شود. از شروع روان اب تا زمانی که دبی به مقدار ثابت خود می رسد مدتی به  طول می انجامد که آن را زمان تمرکز می گویند (علیزاده، 1367) از آنجا که در فرمول محاسبه زمان تمرکز پارامتر شماره منحنی 1 وجود دارد لذا برای محاسبه این متغیر نیز لازم است مطالعات گسترده ای در زمینه ضریب نفوذپذیری خاک – کاربری اراضی منطقه – ضریب نگه داشت سطحی انجام گیرد که در این رابطه نمونه برداری و آزمایشات متعددی از قسمت های مختلف حوضه انجام یافته و مقادیر نفوذ پذیری خاک تعیین شده است . محاسبه پهنه های نفوذپذیری خاک و کاربری اراضی تحت شرایط فعلی حوضه و تهیه نقشه های مزبور از نتایج این بخش از مطالعات بوده است. پس از ارائه فرضیات و انجام محاسبات مربوط به تفکیک زیر حوضه اقدام به محاسبه مقدار شماره منحنی درسطح حوضه ها شده که در نهایت نقشه پلیگون های شماره منحنی ترسیم و ارائه شده است. در نهایت مقدار زمان تمرکز حوضه و زیرحوضه ها بر حسب ساعت و بر اساس رابطه به دست آمده از سرویس حفاظت خاک آمریکا 2 محاسبه و برآورد گردیده که می تواند در کلیه محاسبات هیدرولوژی مؤثر واقع گردد.

قابلیت دید یعنی توانایی مشاهده دورترین فاصله از یک جسم سیاه است که در برابر افق آسمان قرار دارد. قرار گرفتن شمال غرب ایران در منتهی الیه حوضه جریان بادهای گردوغبارزای معروف به باد شمال که گردوغبارهای بیابان های سوریه و عراق را به جنوب غرب ایران منتشر می کنند باعث کاهش مکرر دید افقی در این منطقه می شوند. هدف پژوهش حاضر این است که با استفاده از داده های دید افقی، مقادیر میانگین عمق اپتیکی آئروسل و محاسبه ضریب خاموشی روند تغییرات دید افقی در این مناطق بررسی و مطالعه شود. داده های به کاررفته در تحقیق حاضر، شامل داده های روزانه دید افقی ایستگاه های سینوپتیک استان های ایلام، خوزستان، چهارمحال بختیاری، کهگیلویه و بویراحمد و لرستان در بازه زمانی 1998 تا 2020 است. برای تجزیه وتحلیل داده های دید افقی از روش آماری Ridit استفاده گردید. افق دید در ایستگاه های موردمطالعه در پنج دسته گروه بندی شد و فراوانی هر دسته مشخص گردید و مقدار Ridit و ضریب خاموشی محاسبه شد. سپس نمودارها و نقشه های مربوطه ترسیم گردید. همچنین نوسانات میانگین AOD ماهانه در دوره آماری موردمطالعه در موقعیت جغرافیایی ایستگاه های هواشناسی محاسبه گردید. مقایسه نمودارهای ایستگاه های موردمطالعه مشخص می کند که به غیراز ایستگاه های یاسوج، مسجدسلیمان، الیگودرز، دهلران و خرم آباد در همه ایستگاه ها منطقه موردمطالعه افق دید کاهش می یابد.

امروزه به دلیل گرمایش جهانی، خشکسالی و رخداد دوره های سرد و تنش های گرمایی، بررسی فرین های اقلیمی دارای اهمیت زیادی است. لذا در این پژوهش به پیش نگری بلند مدت تغییرات فرین های دمایی در شمال غرب ایران در دوره پایه (2014-1985) و سه دوره آینده نزدیک(2050-2021)، آینده متوسط(2080-2051) و آینده دور(2100-2081) پرداخته شد. بدین منظور از 2 شاخص حدی دمایی شامل تداوم دوره گرم (WSDI) و تداوم دوره سرد (CSDI) و آزمون روند من کندال (Maan-Kendall) جهت بررسی تغییرات استفاده شد. برای پیش نگری تغییرات نمایه ها در دوره آینده نیز پس از ارزیابی 7 مدل گردش کلی (GCMs) از سری مدل های گزارش ششم (CMIP6) از دو مدل بهینه تحت سه سناریوی خط سیر مشترک اجتماعی- اقتصادی شامل SSP3-7.0، SSP1-2.6 و SSP5-8.5 بهره گرفته شد. توزیع فضایی روند تغییرات تداوم دوره گرم در دوره پایه نشان داد که هسته بیشینه آن در جنوب و جنوبغربی منطقه قرار دارد و با حرکت به سمت شمال و شمال شرقی از میزان آن کاسته می شود. تغییرات مکانی نمایه تداوم دوره سرد با هسته های بیشینه آن در نواحی غربی و اطراف دریاچه ارومیه و هسته های کمینه در نواحی مرکزی و شمالی منطقه مشخص می شود. بر اساس نتایج، میانگین تداوم دوره گرم و تداوم دوره سرد در دوره پایه به ترتیب برابر با 53/5 و 80/3 روز در سال است که حداکثر و حداقل تداوم دوره گرم با 1/8 و 7/2 روز به ترتیب مربوط به ایستگاههای پیرانشهر و پارس آباد و حداکثر و حداقل تداوم دوره سرد نیز با 7/5 و 32/1 روز مربوط به ایستگاههای زرینه و مریوان است. بررسی روند تغییرات نیز نشان داد که در بیشتر ایستگاهها نمایه WSDI دارای روند افزایشی است که این روند در برخی ایستگاهها معنی دار شده است ولی نمایه CSDI دارای روند کاهشی و درهیچ کدام از ایستگاهها معنی دار نشده است. ارزیابی مدل های مختلف با شاخص های خطاسنجی مختلف نیز نشان داد که مدل های MRI-ESM2-0 و MPI-ESM1-2-L بهترین عملکرد را در شبیه سازی فرین های دمایی در منطقه مورد مطالعه دارند. توزیع روند تغییرات در دوره آینده نیز نشان داد که نمایه WSDI در بیشتر ایستگاهها و بر اساس هر سه سناریو به ویژه سناریوی SSP5-8.5 دارای روند افزایشی خواهد بود ولی روند CSDI در بیشتر ایستگاهها کاهشی و براساس سناریوهای SSP3-7.0 و SSP5-8.5 معنی دار خواهد بود.

امروزه در شمال غرب کشور، به دنبال خشک شدن دریاچه ارومیه، کانون های جدیدی در فرسایش بادی تشکیل گردیده و این کانون ها به سرمنشا تولیدگرد و غبارهای خطرناک تبدیل شده است. با ادامه روند خشکی و مدیریت غیر اصولی آب و خاک، تشکیل کانون های فرسایش بادی در قسمت جنوب شرق دریاچه ارومیه، پیامدهای منفی برای طبیعت و سلامت انسان در ابعاد بزرگتر خواهد داشت. در این مطالعه، به منظورشناسایی کانون های فرسایش بادی، تغییرات تراز آب دریاچه ارومیه بر اساس الگوی نوسانات پارامترهای اقلیمی و با استفاده از داده های دراز مدت ایستگاه های موجود در حوضه آبخیز دریاچه ارومیه بررسی شد. برای شناسایی مناطق منشا تولید ریزگرد و ردیابی طوفان های گردو غباردر محدوده مورد مطالعه، از داده های هواشناسی دید افقی زیر1000 متر و مدل لاگرانژی HYSPLITحالت پسگرد و از REANALYSISبرای ردیابی بیشترین میزان فراوانی گرد و غبار(با بازه 5 ساله)در 26 تزار فشاری ( 100-1000هکتوپاسکال)، مورد استفاده قرارگرفت. در محدوده مورد مطالعه (شهرستان بناب و ملکان)کانون فرسایش بادی با استفاده از داده های AODپایگاه MACCبا دقت مکانی0.125 × 0.125درجه جغرافیای و مقیاس زمانی روزانه، بررسی شد. در این مطالعه از پایگاه ماهواره های ترا و آکوا MODISبا طول موج550 نانومتر برای تولیدداده های AOD بهره گرفته شد. بررسی تصاویر ماهواره مودیس و اجرای شاخص بارزسازی ریزگرد، وقوع توفان های مشخص گرد و غبار در فراز دریاچه ارومیه و همچنین جنوب شرق دریاچه در روزهای مختلف را اثبات کرد. بررسی ها نشان دادکه ریزگردهای نمکی گسترده ای در تمامی بخش های دریاچه ارومیه و از جمله جنوب شرق دریاچه در محدوده شهرستان بناب در حال گسترش هستند و ریزگردهای این بخش در بستر جریانات جوی به سمت شرق و جنوب شرق تا مسافتی بیش از 140 کیلومتر و در جهت شمال شرق در مسافتی بیش از150 کیلومتر در طی 12 ساعت منتشر می شوند .

     امروزه پیش بینی داده های هواشناسی برای برنامه ریزی های آینده در زمینه های طبیعی و انسانی از اهمیت بالایی برخوردار است. از جمله می توان به پیش بینی خشکسالی و سیل و... اشاره کرد که در این صورت می توان با برنامه ریزی مدون از خسارات احتمالی کاست. در این پژوهش، ابتدا با استفاده از مدل CLIMGEN و داده های هواشناسی (2009-1961)، ایستگاه سینوپتیک تبریز پیش بینی داده های هواشناسی سال های 2009-2000 انجام گرفت و با توجه به هدف تحقیق همبستگی بین این داده ها با داده های مشاهداتی در SPSS16 صورت گرفت. با توجه به همبستگی بین داده های مشاهداتی و شبیه سازی شده، سپس به پیش بینی داده های هواشناسی منطقه تبریز طی دوره 2040-2016 پرداخته شد. در نتیجه با استفاده از شاخص SPI جهت به دست آوردن ترسالی و خشکسالی ها در دوره مورد مطالعه و دوره شبیه سازی شده اقدام گردید. نتایج نشان می دهد که در دو دوره مورد مطالعه (2009-1961 و 2040-2016)، روند بارش رو به کاهش گذارده است و از طرف دیگر در دوره پیش بینی شده نسبت به دوره مشاهداتی ترسالی و خشکسالی ها رو به افزایش نهاده و از وضعیت نرمال فاصله گرفته است. برای سال2040 در منطقه مورد مطالعه با مدل گردش عمومی جو HADCM2 طبق سناریوی A1BAIM مدل سازی شد و از مدل MAGICC-SCENGEN برای ریز مقیاس نمایی داده های با قدرت تفکیک خروجی 5/2 در 5/2 مدل های گردش عمومی استفاده شد. نتایج حاصل از این مدل نیز حاکی از کاهش بارش و افزایش دما در منطقه مورد مطالعه می باشد.

 پدیده ی سیل یکی از مخاطرات جوی است که فراوانی آن در شمال غرب ایران قابل توجه بوده و همه ساله خسارات جانی و مالی فراوانی بر مناطق مختلف وارد می کند. فناوری جدید رادار هواشناسی به دلیل دارا بودن مقیاس مناسب قدرت تفکیک مکانی1000 متر و تفکیک زمانی 15دقیقه ای، می تواند به عنوان یک ابزار سودمند سنجش از دور در کاهش خسارات وارده بسیار مفید و کارا باشد. هدف از پژوهش حاضر، امکان سنجی استفاده کاربردی از فناوری جدید رادارداپلر برای پیش بینی کوتاه مدت پدیده ی سیل و اعلام هشدار به موقع به سازمان ها و ساکنان مناطق دارای احتمال وقوع سیل است. برای این منظور داده هایاتی از رادار داپلر تبریز که می تواند گسترش سه بعدی، سمت و سرعت حرکت و مقدار بارندگی حاصل از سلول های ابر بارشی را با دقّت و مقیاس مناسب تشخیص دهد، انتخاب و زمان و مکان تشکیل، سمت و سرعت و ابعاد سلول های ابر بارشی در رویداد سیل روستای غلّه زار آذرشهر به طور دقیق مورد پایش قرار گرفت. نتایج نشان داد ب رآورد بارندگی شش ساع ته رادار تب ریز ه مبستگی بالایی با داده های مت ناظر ایستگاه های هواشناسی دارد، اما در حالت کلی رادار، مقدار بارندگی را کمتر از ایستگاه های هواشناسی برآورد می کند. همچنین با توجه به قابلیت نفوذ به داخل ابر امواج رادار و دارا بودن قدرت تفکیک مکانی و زمانی مناسب، بسته به محل تشکیل و سرعت توسعه ی سلول های ابر مولد بارش های شدید، می توان در محدوده ی دید رادار تبریز پدیده ی سیل را چند ساعت قبل تشخیص داده و در صورت هماهنگی سازمان های مربوطه و اعلام هشدار سریع، خسارات آن را به حداقل رساند.

تغییر در الگوی دما و بارش تأثیرات مهمی بر روی کمیت و کیفیت منابع آبی بخصوص در مناطق خشک و نیمه خشک دارد. در این مقاله با استفاده از مدل SDSM، خروجی مدل جهانی گردش عمومی جو  HadCM3را در منطقه ی مورد مطالعه به وسیله ی داده های مشاهداتی ایستگاه تبریز ریزمقیاس نموده و با در نظر گرفتن سناریوی تغییر اقلیم A2، تغییرات تبخیر، رواناب و تغذیه ی ناشی از بارش در آبخوان تسوج برای دوره ی 2030-2017 مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از ریز مقیاس نمایی نشان داد تحت سناریو A2، در منطقه ی مورد مطالعه میانگین دمای سالانه نسبت به دوره ی پایه 01/1 درجه سانتی گراد افزایش و بارش سالانه 1/7- میلی متر کاهش خواهد یافت. به منظور شبیه سازی میزان تبخیر و تعرق، تغذیه و رواناب در دوره ی آینده از مدل HELP استفاده شد. نتایج نشان داد که به دلیل افزایش دما مقادیر قابل توجهی از بارش صرف تبخیر و تعرق خواهد شد. در کنار کاهش بارش و افزایش دما، ویژگی های هیدرولیکی و رطوبتی خاک در میزان تغذیه نقش مهمی ایفا می کند. به طوری که با افزایش رطوبت خاک از میزان تغذیه کاسته شده و بر میزان رواناب افزوده خواهد شد.