عبدالعظیم قانقرمه

امروزه شبیه سازی داده های هواشناسی برای برنامه ریزیهای آینده در زمینه های طبیعی و انسانی از اهمیت بالایی برخوردار است. از جمله می توان به پیش بینی خشکسالی اشاره کرد که در این صورت می توان با برنامه ریزی مدون از خسارات احتمالی کاست. در این پژوهش، داده های مدل HADCM3 تحت سناریوهای انتشار A1B ،A2 و B1 برای پیش بینی داده های هواشناسی استان خراسان شمالی با بهره گیری از ریزگردان آماریLARS WG5 ریزمقیاس شدند. برای این منظور، پس از انجام واسنجی، صحت سنجی و مدلسازی داده ها در ایستگاههای منتخب، کارایی مدل از نظر میزان انطباق داده های پایه با مقادیر شبیه سازی شده(2012-1993-2032-2013) با استفاده از سه معیار ریشه میانگین مربعات خطا(RMSE)،میانگین خطای مطلق(MAE) و میانگین خطای انحراف(MBE) ارزیابی گردید. با استفاده از شاخصهایSPIوRDI جهت به دست آوردن ترسالی و خشکسالیها در دوره پایه دوره شبیه سازی شده تحت سناریوهایB1,A2,A1B اقدام گردید. نتایج نشان می دهد که درصد فراوانی خشکسالیها دوره پیش بینی شده نسبت به دوره پایه تحت هرسه سناریودرمقیاس یک ماهه وسالانه بااستفاده از دوشاخص SPIوRDI کاهش داشته است و از طرف دیگر درصدفراوانی ترسالی افزایش داشته است.بیشترین درصدفراوانیها به طبقه نرمال درهردومقیاس زمانی اختصاص پیداکرد. نقشه پهنه بندی فراوانی وقوع خشکسالیها در دوره پایه وشبیه سازی شده نشان داد درصد فراوانی خشکسالیهادرمقیاس زمانی یک ماهه وسالانه در دوره شبیه سازی شده تحت سناریوهای مطرح شده کمتراز درصد فراوانی خشکسالی هریک از ایستگاههای استان خراسان شمالی در دوره پایه می باشد اما وسعت خشکسالیها در آینده بیشتر از دوره پایه با استفاده از شاخصهای SPIوRDI پیش بینی می شود.

قرارگیری ایران در عرضهای جغرافیایی بین 25 تا 40 درجه نیمکره شمالی سبب شده است که در طی سال رودباد جنب حاره ای، عاملی برای کنترل سامانه های رطوبتی در گستره ایران شود، به عبارتی زمانی که این رودباد در موقعیت جنوبی ایران قرار می گیرد بدلیل قدرت زیاد آن بادهای غربی به راحتی سیستم های رطوبتی را وارد کشور می کنند، اما زمانی که به عرض های شمالی در طی فصول گرم جابجا می شود از قدرت آن کاسته می شود. در سال های گذشته گزارش شده است که موقعیت رودباد در نیمکره شمالی در حال جابجایی است. بنابراین هدف از این تحقیق بررسی جابجایی موقعیت رودباد جنب حاره ای و تغییرپذیری آن بر روی ایران می باشد. در این تحقیق به منظور دستیابی به هدف پژوهش، در محدوده بین 30 تا 80 درجه طول شرقی در نیمکره شمالی داده سرعت باد مداری در سطوح بین 1000 تا 10 هکتوپاسکال از مرکز ملی مطالعات جوی و اقیانوسی ایالات متحده (NOAA) و همچنین خروجی مدل های گردشی شامل CanESM2 و GFDL-CM3 برای دوره تاریخی 1948 تا 2005 و دوره های آتی 2006 تا 2100 در دو سناریوی RCP4.5 و RCP8.5 از مرکز هیئت بین دولتی تغییر اقلیم (IPCC) دریافت شدند. در این مطالعه مولفه های اصلی رودباد شامل؛ سرعت هسته مرکزی رودباد و موقعیت عرض جغرافیایی می باشد. بررسی موقعیت و سرعت رودباد نشان می دهد که تغییرات موقعیت رودباد جنب حاره بر روی ایران و نواحی شرقی آن از روند تغییرات افزایشی معنی دار پیروی می کند. در حالیکه که در غرب ایران تغییرات سرعت رودباد از روند معنی داری کاهشی برخوردار است. آینده موقعیت رودباد مستقر بر روی ایران نیز بر اساس مدل اقلیمی CanESM2 و GFDL-CM3 در دو سناریوی rcp4.5 و rcp8.5 مشخص می کند که نسبت به دوره پایه در هر دو سناریو و همچنین آینده نزدیک و دور موقعیت آن به شمال جابجا خواهند شد.

دما یکی از مهمترین عناصر اقلیمی است که تغییرات آن میتواند ساختار آب و هوایی هر منطقه ای را دگرگون سازد. بنابراین از جمله اهداف این تحقیق ارزیابی ناهنجاریهای آن در استان مازندران می باشد. داده های مورد استفاده در این تحقیق به صورت روزانه که شامل دو گروه داده های بیشینه و کمینه دما و فشار در سطح دریا و 500 هکتوپاسکال می باشد. در این تحقیق انحرافات مثبت دمایی با تداوم های بالاتر از یازده روز به عنوان شاخص ناهنجاریهای دمایی در نظر گرفته شد. نتایج این پژوهش نشان داد فراوانی ناهنجاری های دمایی در ایستگاههای مختلف استان تفاوت قابل ملاحظه ای نشان نمی دهد این موضوع حاکی از آن است که ناهنجاری های دمایی در مقیاس کلان توسط عوامل آب و هوایی خارج از مقیاس محلی کنترل می شوند. با این وجود به صورت جزئی تکرار ناهنجاریها بویژه در دماهای بیشینه در ایستگاههای کوهستانی بیشتر از ایستگاههای ساحلی و جلگه ای استان بوده است. بدین منظور رابطه ناهنجاریها با شاخص مداری مورد ارزیابی قرار گرفت، بطوریکه مشخص گردید شاخص مداری برآورد شده واقع در منطقه مورد مطالعه رابطه ی بالایی را با ناهنجاریهای دمایی استان نشان می دهد. علاوه براین ارزیابی تغییر ناهنجاریها توسط آزمون من-کندال حاکی از وجود روند معنی دار افزایشی در فراوانی ناهنجاریهای رخ داده در اکثر ایستگاهها می باشد.

پیش بینی بیشینه رواناب حوضه به اطلاعات درست از حجم، شدت و پراکنش بارش نیاز دارد. در رابطه استدلالی  برای پیش بینی رواناب حوضه، شدت بارش ثابت فرض شده است و مقدار بارش نیز در بخش های مختلف حوضه از روش های درون یابی به دست می آید؛ زیرا بارش، یک فراسنج بسیار متغیر و احتمال خطا در برآورد آن زیاد است. این روش استدلالی به روش مدت - مساحت مشهور است. در این پژوهش به کمک داده های پوششی رادار، حجم و شدت بارش بر فراز حوضه در گام های زمانی 30 دقیقه (روش شدت – مدت - مساحت) به دست آمد. منحنی های همزمان تمرکز حوضه در گام های زمانی 30 دقیقه در نرم افزار G.I.S تهیه شد. سپس مختصات محیط و مساحت منحنی ها برای رادار تعریف، برنامه اجرایی آن در محیط نرم افزار رادار نوشته و حجم و شدت بارش در گام زمانی لازم برآورد شد. در ادامه به دلیل استفاده از داده های حجم بارش در گام زمانی انتخابی، رابطه استدلالی تغییر یافت و بیشینه رواناب شبیه سازی و با بیشینه دبی مشاهداتی مقایسه شد. هنگام بارش های شدید و پرحجم یا مرطوب بودن خاک حوضه به دلیل بارش های پیشین، بیشینه دبی زیاد بود. در بارش های کم شدت و کم حجم شرایط متفاوت بود؛ اگر شدت بارش در ابتدا کم بود و سپس افزایش داشت، مقدار رواناب بیش از حد انتظار بود؛ اگر شدت بارش در ابتدا زیاد بود و سپس کاهش داشت، مقدار رواناب کمتر بود. تأثیر پراکنش زمانی و مکانی بارش نیز بر مقدار دبی بیشینه نشان داده شد. تأخیر زمانی بین بیشینه دبی مشاهداتی و بیشینه رواناب شبیه سازی در بارش های شدید و پرحجم، کوتاه و در بارش های معمولی و کم حجم، طولانی بود. نتایج نشان داد استفاده از ضریب رواناب ثابت در رابطه استدلالی، مقدار بیشینه رواناب را دقیق برآورد نمی کند. با توجه به ویژگی بارش (شدت، مقدار، مدت، پراکنش زمانی و مکانی) و همچنین ویژگی رطوبتی خاک حوضه باید از ضرایب مختلف بهره برد.

تغییرپذیری مولفه های دما و بارش و نقش تغییر اقلیم بر روی آنها و همچنین تأثیر شاخص های بزرگ مقیاس اقلیمی در سالهای اخیر توسط محققین در حوزه های مختلف علمی مورد توجه خاصی قرار گرفتند. یکی از مهم ترین شاخص ها با مقیاس منطقه ای که به نوعی در شرق اقیانوس اطلس با شاخص NAO در یک محدوده عمل می کند به شاخص دریای شمال- خزر (NCP) اشاره نمود. در این پژوهش، از سه دسته داده شامل مولفه های دما و بارش، داده های بازکاوی شده ارتفاع ژئوپتانسیل 500 هکتوپاسکال و داده های ارتفاع ژئوپتانسیل 500 هکتوپاسکال بر اساس 14 مدل اقلیمی استفاده کردیم. در مرحله اول شاخص NCP برای دوره های آتی توسعه و تعمیم و سپس فازهای مثبت و منفی آن برای دو سناریوی RCP4.5 و RCP8.5 مشخص شد و همچنین مولفه های حداکثر دما، حداقل دما، نرخ بارش و تعداد روزهای بارشی نیز برای دوره های آتی ریزمقیاس نمایی گردیدند. با توجه به آینده نگری انجام شده برای فازهای مثبت و منفی این شاخص مشخص شد که برای دوره آتی 2060-2041 دمای حداکثر و حداقل در هر دو فاز بر مبنای دو سناریو افزایش خواهند یافت. آینده نگری نرخ و تعداد روزهای بارشی نیز نشان داد که رفتار تغییرات بارش در دوره آتی نسبت به دوره پایه بی نظم تر از مولفه دما خواهد بود. بطوریکه مشخص گردید میانگین تعداد روزهای بارش در سناریوی RCP4.5 در هر دو فاز از روند کاهشی برخوردار خواهند بود و همچنین در هر دو فاز نرخ بارش در ایستگاههای که با بدنه آبی دریای خزر فاصله نزدیکی دارند افزایش قابل توجهی را خواهند داشت. همچنین بر مبنای سناریوی  RCP8.5 متوسط تعداد روزهای بارش منطقه مورد مطالعه در فاز مثبت نسبت به دوره پایه در حدود ۵ روز کاهش و در فاز منفی ۴ روز افزایش خواهد یافت.

تراز آب دریای خزر در مقیاس های مختلف زمانی دائماً در حال افت وخیز و نوسان می باشد. بر این اساس هدف از این مقاله نیز ارزیابی وضعیت تراز آب دریای خزر برای دوره های آتی است. داده های مورداستفاده در این تحقیق شامل دو گروه تراز آب دریای خزر و همچنین خروجی سه مدل اقلیمی از گزارش ششم IPCC شامل؛ INM-CM4-8، MIROC-ES2L و MPI-ESM1-2-LR می باشد. در این مطالعه برای شبیه سازی تراز آب دریای خزر، دوره های پایه را با پنج مقیاس زمانی در نظر گرفتیم. در کل نتایج یافته های این تحقیق نشان داد که مطابق با سناریو SSP2-4.5 باوجود انتشار متوسط گازهای گلخانه ای در سطوح فعلی تا سال ۲۰۵۰ و کاهش آن تا سال ۲۱۰۰، تراز آب دریای خزر روند کاهشی یکنواختی را خواهد داشت. درحالی که در سناریوی SSP8-8.5 با انتشار گازهای گلخانه ای شدید و سه برابر شدن دی اکسید کربن تا ۲۰۷۵، تراز آب دریای خزر ابتدا تا سال ۲۰۵۰ ثابت خواهد ماند اما از این سال به بعد روند کاهشی آن شروع خواهد شد.

توسعه ی کالبدی فضایی روندی متحول برای پاسخگویی به نیازها و خواست های شهروندان است که در برگیرنده فضاهای کالبدی جهت کارکردها و فعالیتهای نوین می باشد. هدف این پژوهش از یک سو بررسی روند توسعه ی کالبدی فضایی شهر بندرترکمن در ادوار مختلف و از دیگر سو بررسی رابطه ی بین ظرفیت های محیطی ساحل با میزان توسعه ی کالبدی فضایی شهر می باشد. به منظور دستیابی به هدف مذکور از دو روش تحلیل مکانی جهت بررسی روند توسعه و نیز روش پیمایشی استفاده گردید. جامعه ی آماری این تحقیق شهروندان و مسئولان و کارشناسان بوده اند که با استفاده از فرمول کوکران 250 نفر تعیین شده و نمونه ها نیز به صورت تصادفی ساده انتخاب شده-اند. در همین راستا در گام نخست؛ ابتدا به بررسی روند توسعه ی شهر در ادوار مختلف زمانی با استفاده از نقشه های تهیه شده، سپس به بررسی رابطه ی بین میزان سرانه و تراکم جمعیت و همچنین به تحلیل شکل و چگونگی توسعه ی شهر با استفاده از مدل کمی آنتروپی پرداخته شد که نتایج حاصل از این تکنیک نشان می دهد؛ در بخش تحلیل مکانی، توسعه ی کالبدی فضایی شهر طی دوره های مختلف زمانی از گسترش موزون و برنامه ریزی شده برخوردار نبوده و رشد شهری بی قواره (اسپرال) بوده است و علت آن را می توان در مهاجرت بی رویه روستاییان به شهر پس از یکجانشین کردن ترکنمن ها جستجو نمود. در گام بعدی با استفاده از آمارهای توصیفی و استنباطی، نقش ظرفیت های محیطی ساحل در توسعه ی کالبدی فضایی شهر به وسیله ی نرم افزار Spss مورد سنجش قرار گرفت، همچنین نتایج حاصل از تحلیل همبستگی نشان می دهد که اگرچه بین ظرفیت های محیطی ساحل با توسعه ی کالبدی فضایی شهر رابطه ی 99درصدی و معنادار وجود دارد، اما متأسفانه عملکرد مدیران و مسئولان شهری در استفاده از توان های محیط ساحل مثبت تلقی نمی گردد و توزیع امکانات و خدمات در نواحی مختلف شهری عادلانه نبوده و محلات مختلف در برخورداری از امکانات و خدمات شهری تفاوت 99 درصدی و معناداری را نشان می دهند.

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. 

آبدهی رودخانه ها دارای افت و خیزهایی است که به طور عمده متأثر از پدیده های خشکسالی در مقیاس منطقه ای و جهانی هماهنگ با دگرگونی های اقلیمی می باشد و همچنین در سال های اخیر به دلیل نیازهای روزافزون به آب و دخالت های انسانی ناشی از آن در سطح حوضه های آبریز این روند بیشتر کاهش یافته است. آبدهی رودخانه های منتهی به دریای خزر از سواحل ایران نیز منفک از این مسأله نیست، هر چند هنوز به آن مرحله بحرانی نرسیده است. در این پژوهش با توجه به موارد بالا روند تغییرات آبدهی رودخانه های ایران به دریای خزر مورد ارزیابی قرار می گیرد همچنینً با سایر رودخانه های مهم و نوسانات سطح آب خزر مقایسه می شود. داده های مورد استفاده در این پژوهش شامل؛ شاخص های دگرگونی های اقلیمی مانند خشکسالی ها، تغییرات درجه حرات کره زمین، آمار ماهانه و سالانه 9 رودخانه ایران و همچنین داده های تراز آب دریای خزر و سایر رودخانه ها است که از بانک اطلاعات مرکز ملی تحقیقات دریای خزر استفاده شده است. روش پژوهش به صورت تحلیل سری های زمانی و مقایسه ای می باشد. نتایج حاصل از پژوهش نشان می دهد که در یک دوره مشترک زمانی آبدهی رودخانه های ایرانی دریای خزر از یک روند کاهشی پیروی کرده که در دامنه این روند دو دوره افزایشی و دو دوره کاهشی دیده می شود. علاوه بر این تغییرات دبی رودخانه های ایران با تفاضل سالانه تراز آب همبستگی بالایی را نیز نشان می دهند این موضوع بیانگر اثرات متقابل دریای خزر و حوضه آبریز رودخانه های ایران بر روی یکدیگر است. بهره برداری از منابع آب رودخانه های ایران با احداث سد نیز از جمله عوامل دیگر مؤثر بر میزان آبدهی رودخانه ها در سال های اخیر بوده است.

یکی از مباحث بسیار مهم در میکروکلیمای شهری، نقش کنترلی ارتفاع لایه مرزی آتمسفری است. این بخش از اقلیم از یک طرف متاثر از تغییرات اقلیمی سیاره ای و از طرفی دیگر متاثر از دخالت ها و فعالیت های انسانی در موقعیت های شهری است. بطوری که با افزایش و کاهش ارتفاع آن بعضی متغیرهای های آلوده کننده آتمسفری نقش بیشتری از خود نشان می دهند از جمله آنها دی اکسید نیتروژن (NO 2 )، دی اکسید گوگرد (SO 2 )، شاخص آیروسل (AI) می باشد. در این مطالعه برای یک دوره چهار ساله پایش های روزانه ماهواره Sentinel-5P را در موقعیت شهرهای استان اصفهان مورد ارزیابی قرار دادیم. در ادامه به منظور شناسایی تاثیر ارتفاع لایه مرزی،  فراوانی نسبی متغیرهای فوق را در دو حالت استقرار در بالا و پایین آستانه 750 متری لایه مرزی  مورد مقایسه قرار دادیم. بطور کلی نتایج حاکی از آن است که شاخص آیروسل (AI) در بالای آستانه 750 متری لایه مرزی آتمسفری بیشترین تجمع را بر روی موقعیت های شهری استان اصفهان نشان می دهند. در حالیکه این نسبت به گازهای دی اکسید نیتروژن (NO 2 ) و دی اکسید گوگرد (SO 2 ) کاملاً متفاوت عمل می کند یعنی اینکه کاهش ارتفاع لایه مرزی آتمسفری فراوانی وقوع آنها را بیشتر نشان می دهد. البته لازم به ذکر است ارزیابی آماری با ضریب کاپا عدم تطابق درونی فراوانی برای هر سه متغیر فوق در بالا و پایین آستانه 750 متری لایه مرزی نشان می دهد. همچنین وزن دهی انجام شده نیز در این دو طبقه نیز، تفاوت وزن ها را کاملا آشکار می کند.