محمد سلیقه

بارش های سنگین از جمله مخاطرات محیطی است که وقوع ناگهانی آنها منجر به خسارات جانی و مالی می شود. با توجه به اینکه هیچ پدیده ی محیطی وجود ندارد که الگوی خاصی از توزیع فشار، عامل ایجاد آن نباشد، می توان با شناخت شرایط سینوپتیکی و الگوهای فشار بوجود آورنده ی این پدیده، از چند روز قبل، بارش های سنگین را پیش بینی کرده و آمادگی لازم در مواجه با این پدیده بدست آورد. بر این اساس این پژوهش با هدف شناسایی و طبقه بندی الگوهای گردش جوی بارندگی های شدید بر روی ایران، به انجام رسیده است. برای دستیابی به این مهم، داده های میانگین روزانه ی ارتفاع تراز 500 هکتوپاسکال و فشار سطح دریا طی دوره ی آماری 2009 – 1980 در تلاقی های 5/2 * 5/2 درجه از مجموعه داده های بازسازی شده ی NCEP / NCAR ، استخراج گردید. محدوده ی انتخاب شده که گستره ای از 10 تا 60 درجه ی عرض شمالی و 10 تا 80 درجه ی طول شرقی را پوشش می دهد، شامل 609 یاخته است. با استفاده از آرایه ی S روش تحلیل مؤلفه های اصلی (PCA) تعداد 609 تلاقی مورد مطالعه به پنج مؤلفه ی اصلی که مجموعاً 63/77 درصد از کل واریانس داده ها را توضیح می دهند، کاهش داده شد. سپس به کمک خوشه بندی چند هسته ای (K- Mean Cluster) همه ی روزهای مورد مطالعه به پنج گروه دسته بندی و نقشه ی ترکیبی هر گروه به عنوان الگوی گردشی کنترل کننده ی بارش های شدید و فراگیر ایران، ترسیم و ارائه شد. نتایج این بررسی گویای وجود اختلاف در آرایش الگوها، فراوانی تیپ های هوا و مسیر حرکت آنها به سوی ایران است. همچنین برای ارزیابی رابطه ی بین الگوهای گردش جوی و بارش از شاخص Pi استفاده شد

هدف این تحقیق تحلیل آماری و سینوپتیکی کولاک برف در استان آذربایجان غربی است. بدین منظور، از سازمان هواشناسی کشور داده های مربوط به کدهای هوا طی دوره ی آماری 1986 تا 2009 اخذ شد. با استفاده از نرم افزار Excel و Spss کدهای مربوط به کولاک برف (کدهای 36 تا 39) مشخص و به بررسی آماری داده ها پرداخته شد. سپس، نقشه های مربوط به فشار، امگا (ناپایداری)، دما و جهت و سرعت باد از سایت cdc.noaa.gov جمع آوری شدند و تحلیل سینوپتیکی آن ها صورت گرفت. نتایج تحقیق نشان داد که در طی دوره ی آماری مورد مطالعه 322 روز همراه با کولاک برف بود که سال 1992 دارای بیشترین و سال 1999 دارای کمترین روز همراه با پدیده ی کولاک برف بود. با توجه به این که رخداد پدیده ی کولاک برف مربوط به فصل سرد سال است، مطالعه ی حاضر نشان داد که ماه های ژانویه و فوریه زمان اوج رخداد پدیده ی کولاک برف هستند. با توجه به شرایط سینوپتیکی حاکم بر منطقه، ارتفاع و عامل توپوگرافی از مهم ترین عوامل تأثیرگذار در رخداد پدیده ی کولاک برف بودند. از هفت ایستگاه سینوپتیکی مورد مطالعه، ایستگاه سردشت دارای بیشترین و ایستگاه خوی دارای کمترین روز همراه با پدیده ی کولاک برف بودند. سرانجام، نتایج حاصل از تحلیل سینوپتیکی نشان داد که طی دوره ی آماری مورد مطالعه در استان آذربایجان غربی دو الگوی گردشی در رخداد پدیده ی کولاک برف نقش داشته اند که شامل الگوی گردشی کم فشار دریای خزر پرفشار اروپای شرقی و الگوی کم فشار شمال دریای سیاه است

خشکسالی یکی از پیچیده ترین بلایای طبیعی است. این پدیده دارای ویژگی های متفاوتی است که توسط شاخص های متفاوتی محاسبه می گردد. از آنجایی که این شاخص ها متکی به متغیّرهای اقلیمی و ایستگاه های هواشناسی می باشند بنابراین قابلیت ثبت آنها در تمامی مکان ها به شکل پیوسته نیست. بر این اساس جهت تخمین مقدار متغیّرهای هواشناسی در مکان های نمونه برداری نشده و تهیه نقشه های پیوسته از روش های درون یابی فضایی استفاده می شود. در این پژوهش ابتدا با استفاده از شاخص استاندارد بارش (SPI) شدت خشکسالی محاسبه گشته سپس به منظور ارزیابی روش های مختلف درون یابی چندین روش درون یابی فضایی از قبیل کریجینگ عمومی، کوکریجینگ، فاصله معکوس وزن دار (IDW)، چند جمله ای محلی، اسپیلاین کاملاً منظم، اسپیلاین با کشش و اسپیلاین صفحه نازک به کار برده شد و به منظور مقایسه روش های درون یابی از روش ارزیابی متقاطع و همچنین محاسبه معیارهای خطا گیریRMSE, MBA, MSE و شاخص %G استفاده گردید. نتایج به دست آمده نشان داد که بهترین روش برای درون یابی شدت خشکسالی شاخص SPI، روش کریجینگ عمومی می باشد چرا که در اکثر ماه ها دارای کمترین خطا بوده و همچنین در 9 ماه از سال مقدار %G در آن مثبت محاسبه شده است. در واقع این روش دارای کمترین انحراف می باشد. بیشترین خطا مربوط به روش درون یابی روش اسپیلاین صفحه نازک است در واقع هر سه معیار ارزیابی، مقادیر بالای خطا را نسبت به دیگر روش ها نمایش می دهد.

باد سیستان به عنوان برجسته ترین جریان ترازهای زیرین جو در فلات ایران، بنا به ماهیت، گستره ای محلی تا منطقه ای را در شرق این فلات اشغال می نماید. اگرچه محلی و یا منطقه ای بودن باد سیستان موضوعی باز تلقی می گردد، اما آغاز و خاتمه ناگهانی وزش باد سیستان در شرق ایران و تغییرات سال به سال قابل ملاحظه در زمان آغاز و خاتمه این باد، نقش برجسته عوامل بزرگ مقیاس و مقیاس منطقه ای را در شکل گیری باد سیستان متذکر می گردد. پژوهش حاضر سعی دارد با بهره گیری از روش هایی موسوم به «نقطه تغییر»، زمان آغازگری (Onset)، زمان خاتمه و طول مدت وزش باد سیستان را مورد بررسی قرار دهد. مطالعه با بهره گیری از داده های روزانه شدت و جهت باد در ایستگاه زابل، به عنوان ایستگاه معرف باد سیستان، برای یک دوره 41 ساله (2012-1972) به انجام رسید و جهت تعیین زمان آغازگری و خاتمه باد سیستان از سه روش Pettitt، SNHT و Buishand استفاده شد. در این تحقیق با بهره گیری از سری زمانی روزانه شدت و جهت وزش باد، زمان آغاز، خاتمه و طول مدت وزش باد سیستان تعیین گردید. یافته ها بیانگر آن است که از میان سه روش تخمین نقطه تغییر، روش پتیت در تعیین زمان آغاز و خاتمه باد سیستان از کارایی مناسب تری برخوردار است. بر اساس روش پتیت باد سیستان بطور متوسط در روز 122 ام (2 می) از سال میلادی آغاز شده و تا روز 287 ام (14 اکتبر) تداوم می یابد. بر این اساس، متوسط طول دوره وزش باد سیستان 165 روز در سال تعیین گردید. یافته ها همچنین بیانگر آن است که زمان آغازگری، زمان خاتمه، شدت و طول مدت وزش باد سیستان تغییرات قابل ملاحظه ای را از سالی به سال دیگر نشان می دهد. از دیگر نتایج این مطالعه، نبود یک روند معنی دار در رفتار تمامی ویژگی های باد سیستان است.

سیگنال های اقلیمی، الگوهای بزرگ مقیاسی از ناهنجاری های گردش و فشار هوا میباشد که در محدوده جغرافیایی وسیع گسترش یافته است. این سیگنال ها در توجیه رفتار اقلیم از اهمیت زیادی برخوردارند. در این پژوهش ارتباط بارش با سیگنال های اقلیمی(AO, NAO,SOI, ENSO) در ناحیه مرکزی ایران مورد بررسی قرار گرفته است. داده های سیگنال ها از پایگاه داده های NCEP استخراج گردید و مجموعه داده های بارش ماهانه نیز از مرکز خدمات ماشینی سازمان هواشناسی کشور دریافت شد. داده ها ماهانه طی دوره ی آماری 30 ساله، بین سال های 1978 تا 2008 بوده است. در نهایت با بکارگیری روش شبکه عصبی مصنوعی، مدل های شبیه سازی شده برای بازه های 0، 3 و 6 ماهه محاسبه شد و نتایج نشان داد از بین سیگنال های مورد مطالعه سیگنال ENSO در مناطقNINO1.2 و NINO3 بر بارش منطقه مورد مطالعه تاثیر معنی داری دارد و تاخیر 3 و 6 ماهه موجب قوی شدن ضریب همبستگی شاخص انسو در مناطق NINO1.2 و NINO3 با بارش ایستگاه های مورد مطالعه شده است. همچنین تاخیر 6 ماهه باعث منفی شدن ضریب همبستگی بین شاخص انسو در مناطق NINO1.2 و NINO3 است. مطابق با مدل های ارئه شده، سیگنال انسو در مناطق NINO1.2 و NINO3 می تواند به عنوان پیش بینی کننده بارش در کنار سایر پارامترهای تاثیر گذار مورد استفاده قرار گیرد و سایر سیگنال های اقلیمی مورد مطالعه تاثیر معنی داری بر بارش ایستگاه های مورد مطالعه ندارد.

در این پژوهش از پارامترهای اقلیمی و زمینی جهت مکان یابی مساعد کشت درخت زیتون که شامل عناصر: مجموع بارش سالانه، درجه روزهای رشد درخت زیتون(GDD)، رطوبت نسبی، ساعات آفتابی، دمای سالانه، دمای حداقل سرد ترین ماه سال(ژانویه) با طول دوره اماری 23 ساله از سالهای( 2008-1986)میلادی و پارامترهای زمینی درصد شیب، جهت شیب و ارتفاع با استخراج از مدل رقومی ارتفاع جهت مطالعه استفاده شده است. برای بررسی عناصر اقلیمی از 11 ایستگاه داخل و 4 ایستگاه مجاور بعنوان نقاط کمکی جهت پهنه بندی اقلیمی بهره گرفته شد. در ادامه با بهره گیری از نیازهای رویشی و اثر گذاری و بررسی های کارشناسی (شرایط اقلیمی – زمینی ) کشت زیتون، لایه های اطلاعاتی کلاسه بندی و ارزش وزنی هریک از پهنه ها مشخص شد. نهایتا با روی هم گذاری و تقاطع لایه های اطلاعاتی به روش ارزش وزنی طبقه بندی شده ی مخدوم نقشه نهایی که پتانسیل های اقلیمی – زمینی مناسب را برای کشت زیتون در استان فارس نشان می داد تهیه گردید. نتایج نهایی حاصل از این پژوهش نشان دهنده این واقعیت است که نقش هریک از عناصر موثر در کشت زیتون متفاوت بوده و پنج عنصر اقلیمی بارش سالانه، درجه- روزهای رشد، دمای سالانه و حداقل دمای سردترین ماه سال (ژانویه)و رطوبت نسبی باتوجه به وزن دهی کارشناسانه و منابع علمی مرتبط در فرایند کشت درخت زیتون اثر گذار تر و سهم و قابلیت بیشتری را نشان می دهند. همچنین از طریق انطباق لایه های وزن گذاری شده با در نظر گیری میزان اهمیت هریک از لایه ها ی موثر در فرایند کشت در محیط GIS، امکان شناخت میزان مطلوبیت مناطق جهت کشت این درخت باغی ارزشمند شناسایی شده است.

هدف از این تحقیق بررسی سطوح رخداد وارونگی دما و تاثیر آن بر روی آلودگی هوای شهر تهران است. بدین منظور ابتدا برای 5 ایستگاه انتخابی سطح شهر تهران، طی سالهای 1383 تا 1387، 100 روز از روزهایی که ایستگاه ها بیشترین میزان آلودگی را داشته اند انتخاب گردید و وضعیت وارونگی در سطوح 900 تا 300 هکتوپاسکال در روزهای آلوده با استفاده از نمودارهای Skew-T و نقشه های فشار سطح زمین، 500 هکتوپاسکال و امگای سطح 850 هکتوپاسکال مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که بین 73 تا 5/85 درصد میزان آلودگی در ایستگاه های سطح شهر تهران ناشی از وارونگی دما بوده است. از طرفی دیگر نتایج نشان داد وارونگی های دمایی شهر تهران متاثر از سامانه های فشار و تشعشع زیاد سطح زمین است. از نظر میزانCO، PM10 و SO2 ایستگاه آزادی آلوده ترین ایستگاه بوده اند. از نظر NO2 ایستگاه شهر ری آلوده ترین و از نظر میزان غلظت O3 ایستگاه شهر ری آلوده ترین ایستگاه بوده است. با اینکه جهت باد غالب تهران از غرب به شرق است اما درآلودگی های ناشی از وارونگی، به دلیل سرعت کم جریان هوا، باد تاثیر زیادی در پالایش هوا ندارد. همچنین از نظر توزیع فضایی آلودگی، در مرکز و غرب از شرق بیشتر است. بعلاوه از شمال به جنوب تهران، بر میزان غلظت آلاینده های NO2 و O3 افزوده می گردد و از میزان غلظت آلاینده های CO، PM10 و SO2 کاسته می-شود.

تغییرپذیـری درجه حرارت سطح دریا (SST) نقش بسیار مهمی را در پیدایش و تکامل فرایندهای اقیانوس­شناسی و اقلیمی نظیر بارندگی­های سنگین و سیلاب­های ناشی از آن، نوسانات سطح دریا در مقیاس کلان و شکل­گیری سیکلون­های حاره­ای دارند. در این پژوهش تأثیر دمای سطح آب دریای عمان (SST) در فصول چهارگانه سال بر بارندگی فصول پاییز و زمستان سواحل شمالی آن مورد ارزیابی قرار گرفته است. داده­های دمای سطح آب بر اساس میانگین­گیری از 4 نقطه در سطح دریای عمان از طریق داده­های آرشیو مرکز تحقیقاتی NCEP وابسته بهNOAA توسط نرم­افزار Gradsاستخراج گردید و داده­های اقلیمی سه ایستگاه ساحلی چابهار، جاسک و بندرعباس نیز مورد استفاده قرار گرفت. دوره­های گرم، سرد و نرمال (شرایط معمولی دمای سطح آب دریا) تعریف و میانه بارندگی در هر دوره به ترتیب Rw،Rc و Rbمحاسبه و از مقادیر نسبت­های به منظور ارزیابی میزان تأثیر این شرایط بر بارندگی استفاده شده است. نتایج نشان داد که وقوع شرایط گرم (سرد) در دمای سطح آب دریای عمان در فصل بهار با کاهش (افزایش) بارندگی در فصول پاییز و زمستان ایستگاه­های مورد مطالعه همراه بوده است. همچنین بارندگی­های زمستانه هم زمان با ناهنجاری­های مثبت دمای سطح دریا در تابستان چشمگیر بوده­اند. جهت بررسی ساز و کار مربوط به تأثیر دمای سطح آب دریای عمان بر بارندگی نواحی ساحلی، نقشه های خطوط جریان[1]، رطوبت نسبی و امگا[2] تهیه و مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاکی از تأثیر دمای سطح آب دریا بر روی الگوهای رطوبت نسبی و خطوط جریان در سطح دریا به عنوان مکانیزم اصلی تغییر میزان بارندگی است. عموماً طی شرایط پرباران خطوط جریان بر روی دریا مسیر طولانی­تری را طی نموده و میزان رطوبت سامانه­های باران­زا و جریان­های صعودی حاکم بر آنها جهت ایجاد بارندگی مهیاتر بوده­اند.

هدف تحقیق تحلیل فضایی بارش فصل مرطوب سال در استان اردبیل می باشد. بدین منظور از مدل زنجیره مارکف استفاده شد. مدل زنجیره مارکف حالت خاصی از مدل هایی است که در آنها حالت خطی یک سیستم به حالتهای قبلی آن بستگی دارد. پس از تهیه داده ها در محدوده استان، مطابقت داده ها با مدل مورد ارزیابی، و سپس رابطه روزهای متوالی دو روزه، سه روزه و... مورد آزمون قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که نسبت دوره های خشک به کل دوره مورد مطالعه بسیار زیاد و دوره های خشک و مرطوب کوتاه مدت بیشتر از دوره های خشک و مرطوب بلند مدت اتفاق می افتد. بارش به جز در ایستگاه خلخال در سایر ایستگاه ها تداوم ندارد، و معمولا از بارش های کوتاه مدت و منقطع برخوردارند. روابط بین بارشهای متوالی 2 روزه و چند روزه بسیار کم و احتمال هر یک از بارشها ی 1روزه 9/51% ، 2روزه 3/24% ، 3 روزه 7/11% 4روزه 7/5% ، 5روزه 6/2% ، 6روزه 4/1% ، 7روزه 9/0% بوده است.

در این پژوهش با استفاده از آزمون آماری – گرافیکی من- کندال که یکی از روش های پیشنهادی سازمان هواشناسی جهانی برای تحلیل سری های زمانی است روند تغییرات میانگین دمای حداقل و حداکثر سالانه در ایران بررسی می شود. برای بررسی این روند و دستیابی به یک الگوی مناسب در این زمینه، داده های مربوط به دو متغیر فوق برای 44 ایستگاه هواشناسی سینوپتیک در یک دوره آماری 40 ساله (2008-1969) از سازمان هواشناسی کشور اخذ گردید. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد که بیشتر گستره ایران، هم شاهد تغییرات در میانگین دماهای حداکثر و هم حداقل بوده است؛ اگرچه این تغییرات در گستره ایران به یک شکل و اندازه نبوده است. 28 ایستگاه در گستره ایران زمین که در غرب، شمال غرب، جنوب غرب، شمال شرق و مرکز ایران بوده اند، دارای تغییرات افزایشی در میانگین دماهای حداکثر بوده اند که همگی این افزایش ها در سطح اطمینان 95 درصد معنی دار بوده اند. از میان ایستگاه های باقیمانده، دو ایستگاه چابهار و تربت حیدریه دارای روند کاهشی بوده اند و در بقیه ایستگاه ها تغییراتی مشاهده نشده است. نوع تغییرات رخ داده نیز همگی از نوع تغییرات ناگهانی و بیشتر آن هم در دهه سوم (1998-1989) به وقوع پیوسته است. از 33 ایستگاهی که افزایش در میانگین دماهای حداقل در آنها مشاهده گردیده است، 19 مورد دارای تغییراتی از نوع روند و بقیه از نوع تغییرات ناگهانی بوده است. این تغییرات افزایشی بجز در قسمت های کوچکی از غرب، جنوب غرب، جنوب و یک ایستگاه در شرق ایران در دیگر قسمت های ایران مشاهده گردیده است. دو ایستگاه فسا و شهرکرد نیز دارای روند کاهشی در دماهای حداقل بوده اند و در بقیه ایستگاه های باقیمانده روندی مشاهده نشده است. از لحاظ زمانی هم بیشترین تغییرات رخ داده در دهه سوم رخ داده است. میانگین حسابی آماره های آزمون من – کندال برای دماهای حداکثر 24/0 و برای میانگین دماهای حداقل 4/0 بدست آمد که حاکی از تقریباً دو برابر بودن تغییرات در میانگین دماهای حداقل در مقایسه با میانگین دماهای حداکثر است.

خصیصه ویژه آب و هوایی نیمه جنوبی کشور ایران (بویژه جنوب شرق ) ریزش های تابستانه است که در بین دوره های ریزش هایی که تاکنون مورد مطالعه قرار گرفته ، بارش بلند مدت جولای 1976 از ویژگی منحصر به فردی برخوردار بوده است . در این دوره هماهنگی بین چرخش های آتمسفری عرض های پایین (چرخند موسمی ) وعرض های میانی (پرفشار جنب حاره ای) به چشم می خورد. این پژوهش نشان می دهد که هماهنگی بین این سیستم های فشار باعث تقویت وشدت یافتن نفوذ رطوبت از سمت شرق به منطقه مطالعه شده است . هماهنگی بین این دو سیستم در جنوب کوه های هیمالیا نوعی همگرایی را باعث شده که جریان های شرقی غربی حاشیه قطبی سلول موسمی با سرعت بیشتری حرکت نموده اند. این افزایش سرعت سیستم را قادر ساخته که بتواند رطوبت بیشتری را به منطقه جنوب وجنوب شرق کشور ایران برساند. بعلاوه برای نزول بارش، نیاز به عوامل صعود است . عوامل صعود هنگامی ایجاد می شود که سطوح میانی اتمسفر شرایط برای صعود را فراهم کنند . بررسی ها در این پژوهش نشان داد، هنگامی که پر فشارهای جنب حاره ای به سطوح بالاتر منتقل می شوند امکان صعود همرفت های محلی افزایش یافته و ریزش های جوی به وقوع می پیوندد.

در شرق ایران، در دشتی کوچک و فروافتاده شهر زابل واقع شده است. توزیع مراکز فشار و ویژگی های توپوگرافی منطقه به گونه ای است که باعث شکل گیری بادهای 120 روزة سیستان شده است. این بادها که از کوههای افغانستان در شرق ایران سرچشمه می گیرد با چرخش بر روی فلات ایران از جهت شمال غرب به جنوب شرق وارد دشت سیستان می شود. این بادها از منطقه کم ارتفاع بین ناهمواری های شرق ایران گذشته، بر سرعت آن افزوده می گردد. افزایش سرعت آنها، اثر اقلیمی آنها را افزایش می دهد که بسته به شرایط دریاچه باعث ایجاد دو نوع اقلیم متفاوت در زابل می شود؛ در سال های پرآبی که دریاچة هامون در مسیر بادهای 120 روزه دارای آب است هوای مطبوع با رطوبت نسبی مناسب را به ارمغان می آورد. در سال هایی که هامون خشک است جریان باد کف بستر دریاچه را کنده ذرات ریز خاک و ماسه را با خود حمل می نماید و محیط را آلوده می کند. در این تحقیق روابط ویژگی های کالبدی شهر زابل با جهت بادهای غالب منطقه مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که در خیابان هایی که جهت آنها به موازات جهت بادهای غالب است، ساختمانها در حکم باد شکن عمل کرده، اثر کانالیزاسیون خیابان ها باعث افزایش سرعت بادها و تشدید اثرات نامطلوب می شود؛ در خیابان هایی که عمود بر جهت وزش باد غالب است اثر سیرکولاسیون و چرخش هوا، سبب انباشته شدن ماسه های بادی و آلودگی های محیطی می گردد. در این تحقیق پیشنهادهایی جهت کاهش آثار منفی این بادها با استفاده از تغییر در کالبد فیزیکی شهر شده است