سید ابوالفضل مسعودیان

بارش تغییر پذیرترین پارامتر جوی است که زمان و فصل آن هم دچار تغییر می گردد. شناخت دقیق سازوکار ونحوه تغییرات فصل بارندگی اهمیت بسیاردارد. در این راستا مطالعه فصل بارندگی در استان همدان که از نظر کشاورزی جایگاه ویژه ای در سطح کشور دارد، اجتناب ناپذیر است این مطالعه سعی در شناخت تغییرات فصل بارندگی در استان همدان را دارد بدین منظورتاریخ وقوع، آغاز وخاتمه بارندگی از داد ه های روزانه بارش در استان همدان استخراج، روند خطی و تغییرات احتمالی آن ها، طی دوره سی ساله 1358 تا 1387 مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. بدین منظور مشاهدات به سه دهه مجزا تقسیم و مقایسه گردید. نتایج این مطالعه نشان می دهد که در دهه اول دوره بارندگی اوایل پائیز آغاز و در بهار پایان می یافت. یعنی دوره بارندگی طولانی بوده است. در دهه دوم فصل بارندگی تغییر خاصی نکرده و فقط در برخی مناطق استان طول دوره بارندگی کوتاه تر ودربرخی نواحی بلندتر شده است. اما در دهه سوم دوره بارندگی جابه جایی محسوسی داشته است. یعنی آغاز بارندگی از زمستان و خاتمه آن به طرف تابستان بوده است. این بدان معنا است که در سال های اخیر فصل بارندگی با سرعتی نسبتا"" کند به طرف تابستان در حرکت است. تغییرات روند طول دوره بارندگی نیز نشان دهنده روند افزایشی است. به عبارتی در دوره مورد مطالعه فصل بارندگی طولانی تر شده است، به منظور طبقه بندی تغییرات فصل بارندگی بر روی داده های میانیابی شده و بر اساس ""متوسط فاصله اقلیدسی"" و به روش ادغام ""وارد [1] "" تحلیل خوشه ای انجام شد. بر این اساس، استان همدان از نظر تغییرا ت فصل بارندگی به سه منطقه طبقه بندی گردید. منطقه یک با بیشترین وسعت، کوتاه شدن فصل بارندگی را نشان می دهد منطقه دو جابجایی آغاز فصل بارندگی به طرف زمستان را نشان می دهد و در منطقه سوم فصل بارندگی تغییری محسوسی نداشته است.

موج های گرمایی از مهم ترین بلایای آب و هوایی بوده که هر سال پیامدهای زیست محیطی مخربی را در طبیعت به جای می گذارند. بر این اساس هدف اصلی این پژوهش شناسایی موج های گرمایی ایران و ویژگی های آن ها مانند تداوم، شدت و فراوانی می باشد که در جهت نیل به آن از آمار روزانه ی حداکثر دما مربوط به 663 ایستگاه هم دید و اقلیمی در قلمرو مورد مطالعه، طیّ دوره ی آماری1/1/1340 تا 29/12/1382 (15705 روز) استفاده گردیده است. سپس با استفاده از روش درون یابی کریگینگ با یاخته های 18×18 کیلومتر یک ماتریس 7187×15705 آماده شده که بر روی سطرها روزها و بر روی ستون ها یاخته ها قرار گرفته است. در گام بعدی با استفاده از شاخص فومیاکی ماتریس مورد نظر استاندارد سازی و ماتریس انحراف دمای بهنجار ایران (NTD) شکل یافت. برای شناسایی موج های گرمایی ایران، با استفاده از برنامه نویسی در محیط Matlab. روزهایی را که دست کم 2 روز تداوم داشته و دمای آن 2+ انحراف معیار یا بالاتر از میانگین (NTD) بود، به عنوان موج گرما تعریف شد. از ماتریس NTD ایران 282 موج گرمای 2 تا 25 روزه شناسایی و دسته بندی گردید. این موج ها از کم تداوم ترین موج 2 روزه تا فراگیرترین موج 25 روزه در دوره ی گرم و سرد گروه بندی و تحلیل شد. نتایج پژوهش نشان داد که موج های گرمایی کوتاه رخداد بیشتری داشته است و تعداد امواج گرمایی پرتداوم کمتر رخ داده است. پایان زمستان و روزهای نخستین پاییز موج های گرمایی بیشتر و فراوان تر می باشد، این هنگام ها با گذار دوره ی سرد به گرم و گرم به سرد، همزمان است. موج های با تداوم بیشتر کم رخداد بوده ولی درصد بیشتری از مساحت ایران را در برگرفته اند و موج های کوتاه پررخداد بوده و در گستره ی کمتری از ایران اتفاق افتاده اند. در شمال و شمال غرب، مرکز ایران و سواحل جنوب رخداد موج گرما بیشتر بوده است. همچنین امواج گرم در دوره ی آماری روند افزایشی داشته و در سال های اخیر، پررخدادتر بوده اند.

چرخندهای عرض میانه از در فراهم آوردن بارش ایران نقش با ارزشی دارند. بررسی 43 سال داده های ارتفاع ژتوپتانسیل تراز 1000 هکتوپاسکال نشان داد که در طی سال های اخیر تعداد چرخندها به سبب گرمایش جهانی افزایش یافته است. در این پژوهش یک مرکز چرخندی با دو ویژگی آشکارسازی شد: ارتفاع ژئوپتانسیل در نقطه ی بررسی نسبت به هشت همسایه ی آن کمینه باشد و میانگین وزنی شیو ارتفاع ژئوپتاسیل بر روی نقطه ی بررسی و هشت همسایه ی آن دست کم 100 ژئوپتانسیل متر بر هزار کیلومتر باشد. در این پژوهش یک مرکز چرخندی بر روی عراق شناسایی شد که به سبب تأثیر بر اقلیم ایران شایان توجه است.

در این پژوهش ناهنجاری فشار تراز دریا در روزهای همراه با رخداد سرماهای فرین ایران بررسی شده است. برای انجام این بررسی به کمک داده های دمای663 ایستگاه همدید و اقلیمی ایران در بازه ی زمانی 1/1/1340 تا 29/12/1382 و به یاری روش کریگینگ دمای ایران بر روی یاخته های 18*18 کیلومتر برای کل ایران میانیابی شد و یک آرایه­ی 5214*15705 به دست آمد. داده های فشار تراز دریا نیز در همین بازه ی زمانی از پایگاه داده­ی NCEP/NCAR وابسته به سازمان ملی جو و اقیانوس شناسی ایالات متحده امریکا فراهم شد. نخست روزهای همراه با سرمای فرین به کمک نمایه ی انحراف استاندار شده ی دما آشکارسازی شد. سپس مقادیر این نمایه بر حسب بزرگی و گستره ی رخداد سرما مرتب شد و پانصد مورد از سردترین و فراگیرترین سرماهای ایران برگزیده شد. سپس ناهنجاری فشار تراز دریا در روزهای برگزیده محاسبه شد. بررسی ها نشان داد که سردترین و فراگیرترین سرماهای ایران با چهار الگوی ناهنجاری فشار تراز دریا همراه است.

ابرناکی و بارش از مهم ترین ویژگی های اقلیمی سواحل جنوبی خزر محسوب می شود. گستردگی دریای خزر در راستای عرض جغرافیایی در شمال ایران، وجود رشته کوه بلند البرز در جنوب، در زمان عبور سامانه های چرخندی مهاجر و استقرار الگوهای همدید واچرخندی شمالی، شرایط مناسبی را برای رخداد رویداد های بارشی سنگین تر سواحل جنوبی خزر فراهم می کنند. هدف از این تحقیق بررسی ساز و کار جوی- دریایی خزر در ایجاد گروه های بارشی سنگین و فوق سنگین همرفت و غیر همرفت سواحل جنوبی آن با استفاده از اثر مستقل و متقابل دمای سطح دریا و دمای هوای 2متری است. بر اساس بارش روزانه هفت ایستگاه همدید شمال ایران در سال های1360 تا 1383، پایگاه داده رویدادهای بارشی سواحل جنوبی خزر تشکیل و با در نظر گرفتن 25 و50 درصد احتمال وقوع رخداد آن ها، رویدادهای بارشی فوق سنگین و سنگین منطقه، آماده شد. در هردو گروه بارشی، با استفاده از شناسه همدید ابرهای پایین، بارش های همرفت و غیرهمرفت تفکیک شدند و متغیر های بیشینه، میانگین و سطح فراگیری منطقه ای رویدادهای بارشی سنگین تر سواحل جنوبی خزر، پس از ترسیم نقشه های روزانه هم بارش منطقه در هر کدام از چهار گروه بارشی سنگین و فوق سنگین همرفت و غیر همرفت، محاسبه شد. ازسوی دیگر، داده های روزانه دمای سطح دریا و داده های6 ساعته دمای هوای 2 متری دریای خزر در همین دوره زمانی برای 719 نقطه روی دریای خزر با فواصل 0.25 درجه از سایت های www.ncdc.noaa.gov و www.dss.ucar.edu استخراج شد. میانگین تفاوت بین دمای هوای 2 متری و دمای سطح دریا در روز های مورد بررسی روی دریای خزر، به عنوان شاخص دریافت فعالانه رطوبت به دست آمد و روابط بین این شاخص، دمای سطح دریا و بارش های سنگین تر منطقه بررسی شد. نتایج نشان می دهد که درساز و کار جوی - دریایی، وجود سه شرط اصلی برای ایجاد بارش های سنگین و فوق سنگین منطقه الزامی است. این شرایط عبارتند از افزایش تدریجی دمای سطح دریا همراه با آرایش مناسب از شمال تا جنوب، افزایش میانگین دمای سطح دریا و افزایش اختلاف میانگین دمای هوای 2متری و دمای سطح دریای خزر(شاخص دریافت رطوبت). این شاخص که مهم ترین عامل محسوب می شود، در گروه بارشی فوق سنگین کم تر از سنگین و در بارش های غیر همرفت کم تر از هم رفت است.

بررسی 45 سال داده های دما، بارش، رطوبت جوی و باد ایستگاه همدید اصفهان به روش تحلیل خوشه ای بر پایه محاسبه فواصل اقلیدسی و روش ادغام وارد نشان داد که در اصفهان 9 گونه هوا وجود دارد. این گونه ها عبارتند از: گونه سرد، یخبندان آرام؛ گونه سرد، یخبندان، خشک؛ گونه معتدل؛ گونه بسیار سرد، یخبندان، آرام، مه آگین؛ گونه سرد، بادی؛ گونه گرم و خشک؛ گونه بارشمند؛ گونه بادی؛ گونه بسیار گرم و خشک. تغییرات فصل در اصفهان به سبب پیدایش و میرش این گونه های هواست.

در این پژوهش برای تحلیل زمانی- مکانی روند روزهای فرین سرد ایران، از داده های میانگین دمای روزانه 663 پیمونگاه اقلیمی و همدید ایران در بازه زمانی 1/1/1340 تا 29/12/1382 استفاده شده است. به کمک روش کریگینگ داده ها برای یاخته های 15 15-کیلومتر برای پهنه ایران میان یابی شدند و یک آرایه 7187 15705 به دست آمد. برای شناسایی روزهای همراه با دمای فرین از نمایه تفاضل دمای بهنجار شده (NTD) استفاده شد. روزهایی که میزان نمایه دست کم 2- بود(2- ) به عنوان روزهای همراه با رخداد سرمای فرین برگزیده شدند و روند آن برای پهنه ایران در برج های مختلف سال محاسبه شد. نتایج نشان داد که گستره روند منفی رخداد تعداد روزهای فرین سرد طی دوره مورد مطالعه بیشتر از گستره روند مثبت است. روند مثبت تعداد روزهای فرین سرد بر روی ناهمواری های مرتفع شهرکرد، سنندج، زنجان تا اردبیل و به صورت نوار باریکی بر روی رشته کوه های البرز قرار گرفته اند، در حالی که روند منفی رخداد تعداد روزهای فرین سرد، نیمه مرکزی و جنوبی کشور را در بر دارد. بیشترین وکمترین رخداد سرماهای فرین ایران به ترتیب مربوط به برج های دی و تیر است. .

در این پژوهش که با هدفِ تحلیلِ فراوانی تابع جبهه زایی در زمان بارش های ابرسنگین ایران انجام شد؛ از رویکرد محیطی به گردشی استفاده گردید. 125 روز از سنگین ترین و فراگیرترین بارش های ایران از پایگاه داده بارش روزانه کشور(شامل نقشه های همبارش ایران که به کمک 1437 ایستگاه همدید، اقلیمی و باران سنجی از تاریخ 1/1/1340 تا 11/10/1383 تهیه شده) براساس آستانه بالای 99 درصد، جهت مطالعه انتخاب شد. فراوانی تابع جبهه زایی در محدوده وسیعی از صفر تا 120 درجه طول شرقی و صفر تا 80 درجه عرض شمالی در 6 تراز 500، 600، 700، 850، 925 و 1000 هکتوپاسکال و در چهار دیده بانی در ساعت های 00:00، 06:00، 12:00 و 18:00 زولو، بررسی شد. نتایج نشان دادکه از نظر مهیایی شرایط مناسب جبهه زایی در زمان رخداد بارش های ابرسنگین و فراگیر ایران، ترازهای 500، 600 و 700 هکتوپاسکال در تمام موارد (به استثنای دیده بانی ساعت 18:00 تراز 500 هکتوپاسکال) به عنوان ترازی فعال دیده نشده اند زیرا فراوانی تابع جبهه زایی در این ترازها بر روی ایران در بیشتر موارد کمتر از 20 درصد بوده است. در مقابل در ترازهای 850، 925 و 1000 هکتوپاسکال ایران(بویژه بخش های شرق، شمال شرق و جنوب غرب ایران) به عنوان محل بیشینه فعالیت های جبهه زایی دیده شده است.

ایران در کمربند خشک عرض میانه قرار گرفته که متوسط بارش آن 250 میلی متر بوده و از تغییرات زمانی و مکانی شدید برخوردار است. رویدادهای بارشی با تدوام کوتاه، یکی از مشخصه های مناطق خشک بوده که در ایران نیز ملموس است. هرچند بارش ایران تدوامی بین 1 تا 45 روز داشته و از تغییرات زمانی مکانی شدید نیز برخوردار است اما بیشینه بارش و روزهای بارشی ایران توسط بارش های تدوام کوتاه تأمین می گردد؛ بنابراین رخداد بارش های تدوام طولانی، یک رویداد فرین تلقی می گردند که از تغییرپذیری شدیدی نیز برخوردارند. با توجه به اهمیت بارش به ویژه در تأمین منابع آب ایران، بررسی نقش تداوم های متفاوت بارش در تأمین آن ضروری می باشد؛ بنابراین فهم این که هر تداوم بارش، چه سهمی از روزهای بارشی و مقدار بارش گستره ایران را تولید می نماید، ضروری است. برای بررسی الگوهای فضایی اهمیت تداوم بارش در پهنه ایران از پایگاه داده بارش ایران با آرایش زمان مکان استفاده گردیده است. در این پایگاه داده مشاهدات روزانه بارش از 01/01/1340 تا 10/10/1383 با فواصل 15 کیلومتر بر روی 7187 یاخته موجود است. ابتدا، تدوام های مختلف بارش، متوسط مقدار بارش و روزهای بارشی در سری زمانی هر یاخته برآورد و سپس سهم تداوم های مختلف بارش در تأمین روزهای بارشی و مقدار بارش هر یاخته نیز محاسبه گردیده است. حاصل نسبت سهم هر تداوم در تأمین مقدار بارش هر یاخته به سهم همان تداوم در تأمین روزهای بارشی همان یاخته، میزان اهمیت آن تداوم را مشخص می نماید. نتایج این بررسی نشان داد که اهمیت تداوم های بارش در گستره ی ایران دارای الگوهای فضایی متفاوت می باشند. بارش های با تدوام یک تا هفت روز، تقریباً در تمام گستره ی ایران و بارش های با تدوام بزرگ تر تنها در برخی از قسمت های ایران رخ داده اند. با افزایش تدوام بارش ها، سهم آن ها در تشکیل روزهای بارشی ایران به شدت کاهش می یابد. بر خلاف آن، افزایش تداوم بارش ها، سبب کاهش تأمین بارش تمام گستره ایران نمی گردد. با افزایش تداوم بارش، سهم آن ها در تأمین روزهای بارشی ایران به شدت کاهش می یابد؛ به گونه ای که بیشینه روزهای بارشی کُل ایران و بیشینه بارش بخش بزرگی از ایران توسط بارش های با تداوم یک روزه، تأمین می گردد. با این وجود، سهم بارش های با تداوم یک روزه در تأمین روزهای بارشی و بارش نیمه ی شرقی ایران پُررنگ تر است. در مقابل، با افزایش تداوم بارش ها، روزهای بارشی و بارش ایران با الگوهای فضایی متفاوت کاهش می یابند. سهم تأمین بارش در مرکز و جنوب شرق ایران با افزایش تداوم بارش به شدت کاهش می یابد، اما در غرب و شمال غرب ایران این شرایط برعکس می باشد. در برخی مناطق پُربارش نیمه غربی و شمالی ایران، افزایش تداوم بارش با افزایش سهم آن ها در تأمین بارش همسو بوده و در سایر مناطق پُربارش کاهش سهم تأمین بارش توسط تداوم های مختلف بارش تدریجی است. بنابراین الگوهای فضایی متفاوتی از سهم تأمین روزهای بارشی و مقدار بارش ایران توسط تداوم های مختلف بارش پدید می آید که نشانگر الگوهای فضایی اهمیت آن ها در گستره ایران است. اهمیت بارش های با تداوم یک روزه، الگوی فضایی خاصی را نشان نمی دهد و مهم ترین تداوم بارش ایران، کم اهمیت ترین تداوم بارش نیز محسوب می گردد. افزایش تداوم بارش ها با افزایش میزان اهمیت آن ها در ایران همسو بوده و الگوهای فضایی متفاوتی را ایجاد می نمایند. میزان اهمیت بارش های با تداوم کوتاه (1 تا3 روز) در نیمه شرقی و میزان اهمیت بارش های با تداوم طولانی (بیش تر از سه روز) در نیمه ی غربی ایران بیشینه می باشد.

در این پژوهش به کمک داده های بارش روزانه 169 ایستگاه سینوپتیک و کلیماتولوژی و باران سنجی منطقه غرب و شمال غرب کشور از تاریخ 1951 تا 2004 که طول دوره آماری آنها دست کم 10 سال بود، نقشه هم بارش ترسیم شد و یک ماتریس 169×19724 حاصل شد که بر روی سطرها روز و بر روی ستون ها، ایستگاه ها قرار گرفتند. سپس میانگین بارش برای هر روز محاسبه شد و یک ماتریس جدید 169×366 حاصل شد. با استفاده از روش کریجینگ جهت درون یابی بارش کل پهنه مورد نظر اندازه یاخته ها 14×14 کیلومتر در نظر گرفته شد و برای هر روز نقشه بارش جداگانه ای ترسیم شد. نتایج حاصل از تحلیل خوشه ای بر روی فواصل اقلیدسی این ماتریس به روش وارد نشان داد که بر حسب مقدار و زمان دریافت بارش در منطقه مورد مطالعه سه ناحیه بارشی متمایز وجود دارد. مناطق مذکور با توجه به وضعیت بارشی آنها شامل منطقه کم بارش، پربارش و متوسط می باشد.

در این پژوهش، از مجموعه داده های روزانه ی شش متغیر اقلیمی شامل میانگین حداکثر دمای روزانه، حداقل دمای روزانه، بارش روزانه، فشار بخارهوا، مولفه باد مداری و نصف النهاری استفاده گردید. دوره ی آماری داده ها از تاریخ 1/1/1360 تا 29/12/1382 به مدت 23 سال می باشد. ابتدا پایگاه داده ها در نرم افزار Matlab به صورت آرایش ماتریس Pm×n تشکیل شد. آرایش ماتریس P، ماتریسی از پایگاه داده ها است که در آن سطرها (m)، زمان و ستون ها (n)، عناصر اقلیمی هستند. سپس یک تحلیل خوشه ای پایگانی با روش ادغام وارد بر روی ماتریس استاندارد شده داده ها به منظور تیپ بندی صورت گرفت، پنج تیپ متمایز برای ایستگاه مشهد مشخص شد (تیپ معتدل، بارشمند، یخبندان، بسیار گرم و خشک بادی و گرم و خشک). یک روز نماینده نیز برای هر تیپ مشخص گردید. در پایان الگوهای گردشی تراز میانی جو (500 هکتوپاسکال) هر یک از تیپ ها تعیین شد. با توجه به نقشه های الگوهای گردشی، نقش سامانه های پرارتفاع عربستان و جنوب ایران در ایجاد شرایط گرم و خشک و نقش فرود مدیترانه، فرود شمال شرق ایران و پرفشار سیبری در سطح زمین در ایجاد دوره های سرد آشکار می شود.

به منظور شناسایی الگوهای زمانی و مکانی رویدادهای بارشی سواحل جنوبی خزر، از روش تحلیل مؤلفه های اصلی(PCA) و تحلیل خوشه ای (CA) استفاده شد. در این تحقیق با استفاده از داده های روزانه بارش، شاخص های گرایش مرکزی، پراکندگی آماری و درصد فراوانی سه متغیر مدت، مقدار و شدت رویدادهای بارشی در 46 ایستگاه همدید، اقلیم شناسی و باران سنجی منطقه، طی دوره آماری سال 1336 تا 1383 محاسبه شدند. سپس پهنه بندی رویدادهای بارشی منطقه بر اساس این سه متغیر انجام شد و رژیم های بارشی نواحی مختلف به دست آمد. در ادامه، رویداد های بارشی هر ایستگاه، مبتنی بر داده های استاندارد شده این سه متغیر به چهارگروه بارشی سبک، متوسط، سنگین و فوق سنگین تقسیم و رژیم های بارشی آنها ارائه شد. نتایج نشان می دهندکه به طورکلی در سواحل جنوبی خزر، شش ناحیه همگن بارشی وجود دارد؛ به طوری که تغییرات نواحی در بخش میانی و همگنی نواحی در بخش های شرقی و غربی بیش تر است. شاخص های میانگین مدت بارش، واریانس مدت و مقدار بارش و چولگی وکشیدگی مقدار و شدت بارش رویداد ها در سواحل میانی و غربی بیش از سواحل شرقی و نواحی کوهستانی منطقه است. نتایج نشان می دهند با آنکه میانگین مقدار بارش رویدادها در نواحی مختلف در ماه های شهریور تا آذر بیشینه است، لیکن فراوانی آن ها، دارای الگوی متفاوتی است. رژیم فراوانی رویداد های بارشی در نواحی ششگانه این منطقه نشان می دهد که نواحی ساحلی وکوه پایه ها و کوه های غربی گیلان، در ماه های شهریور تا آذر، مناطق کوهستانی مازندران میانی از فروردین تا مرداد و بقیه مناطق کوهستانی در فصل زمستان، دارای بیشینه فراوانی رویداد های بارشی هستند. همچنین نتایج نشان می دهند که در همه گروه های بارشی، ماه تیر و فصل تابستان، کمترین فراوانی رویدادها را دارند. درگروه های بارشی سبک، متوسط و سنگین، ماه اسفند و فصل زمستان و درگروه بارشی فوق سنگین، ماه مهر و فصل پاییز دارای بیشترین فراوانی رویداد های بارشی هستند.

در این پژوهش یکی از سنگین ترین و فراگیرترین بارش های کشور (روزهای 12/8/1373 تا 17/8/1373)، جهت آگاهی و شناخت سازوکارهای موثر بر رخداد این گونه رویدادهای فرین بررسی شد. در این دوره حدود نیمی از ایستگاههای کشور بارش چشمگیری داشتند. جهت تحلیل این رویداد، رویکرد محیطی به گردشی انتخاب شد. بعد از ترسیم نقشه های همبارش روزهای مورد مطالعه، نقاط اوج بارش و مراکز ثقل آنها به دست آمد و سپس الگوهای گردشی اصلی و منابع رطوبتی در زمان این رویدادها استخراج شد. تحلیل نقشه های فشار تراز دریا نشان داد که الگوی پرفشار اروپا - کم فشار عراق در رویداد این بارش ها موثر بوده است. در این زمان زبانه ای از پرفشار اروپا و دریای سیاه از شمال غرب کشور نفوذ کرده و با کم فشار عراق شیو شدیدی را موجب شده است. به نظر می رسد تحت این شیو شدید فشار و همچنین ادغام رودبادهای جنب حاره ای و جبهه قطبی بر روی عراق، فرود عمیق بر روی قبرس، تغذیه رطوبتی خلیج فارس در ترازهای 925 و 850 هکتوپاسکال، تغذیه رطوبتی دریای سرخ و مدیترانه و سیاه در ترازهای بالاتر، این بارش های سنگین اتفاق افتاده است.

در این پژوهش یکی از سنگین ترین و فراگیرترین بارش های کشور (روزهای 12/8/1373 تا 17/8/1373)، جهت آگاهی و شناخت سازوکارهای موثر بر رخداد این گونه رویدادهای فرین بررسی شد. در این دوره حدود نیمی از ایستگاههای کشور بارش چشمگیری داشتند. جهت تحلیل این رویداد، رویکرد محیطی به گردشی انتخاب شد. بعد از ترسیم نقشه های همبارش روزهای مورد مطالعه، نقاط اوج بارش و مراکز ثقل آنها به دست آمد و سپس الگوهای گردشی اصلی و منابع رطوبتی در زمان این رویدادها استخراج شد. تحلیل نقشه های فشار تراز دریا نشان داد که الگوی پرفشار اروپا - کم فشار عراق در رویداد این بارش ها موثر بوده است. در این زمان زبانه ای از پرفشار اروپا و دریای سیاه از شمال غرب کشور نفوذ کرده و با کم فشار عراق شیو شدیدی را موجب شده است. به نظر می رسد تحت این شیو شدید فشار و همچنین ادغام رودبادهای جنب حاره ای و جبهه قطبی بر روی عراق، فرود عمیق بر روی قبرس، تغذیه رطوبتی خلیج فارس در ترازهای 925 و 850 هکتوپاسکال، تغذیه رطوبتی دریای سرخ و مدیترانه و سیاه در ترازهای بالاتر، این بارش های سنگین اتفاق افتاده است.

در این پژوهش از داده های روزانه ی دمای 663 ایستگاه اقلیمی و همدید کشور، در بازه ی زمانی 1/1/1340 تا 11/10/1383. بهره برداری شده است. به کمک روش زمین آماری کریگینگ، داده ها روی پیکسل های 15×15 کیلومتر درون یابی شدند. به این ترتیب آرایه ای به ابعاد 7187×15992 تشکیل شد. برای شناسایی روزهای فرین سرد از نمایه ی انحراف بهنجار شده ی دما (NTD ) بهره بردیم، سپس داده ها برحسب مقدار این نمایه و گستره ی حاکمیت سرما (NTD

برای دستیابی به الگوهای فرارفت دمایی در سال های سرد، ابتدا براساس متوسط دمای سالانه کشور، پنج سال سرد مشخص گردید. سپس برای تعیین فرارفت های دمایی سه مؤلفه باد مداری، باد نصف النهاری و دمای هوا در تراز 1000 هکتوپاسکال، برای ساعت 12 GMT و در محدوده جغرافیایی 20 تا 50 درجه عرض شمالی و 35 تا 70 درجه طول شرقی، از پایگاه داده های اقلیمی استخراج گردید. فرارفت دمایی برای هر سال با استفاده از برنامه نویسی در محیط نرم افزار گرادس محاسبه گردید و در مرحله بعد تحلیل مؤلفه اصلی بر روی ماتریس داده های فرارفت دمایی انجام گرفت. این تحلیل نشان داد که با پانزده مؤلفه می توان بیش از 93 درصد تغییرات داده ها را تبیین کرد. سپس تحلیلی خوشه ای با روش ادغام وارد، بر روی ماتریس نمرات مؤلفه ها انجام گرفت و براساس مقادیر پانزده مؤلفه در 1827 روز، دوازده الگوی فرارفتی شناسایی گردید. برای هر الگوی فرارفتی یک روز نماینده مشخص شد که معرف فرارفت دمایی در زمان حاکمیت آن الگوست. با مشخص شدن روز نماینده، نقشه های فرارفت دمایی این روزها محاسبه و ترسیم گردید. تحلیل نقشه های روزهای نماینده الگوهای فرارفت دمایی نشان داد که در طی دوره مورد مطالعه، الگوهای فرارفت سرد، به مراتب غلبه بیشتری دارند و از این رو پایین بودن دما در سال های سرد ناشی از فراوانی فرارفت های سرد و یورش توده های هوای سرد و گسترش آن بر پهنه ایران زمین بوده است. فرارفت های دمایی در قالب دو گروه فرارفت های شرقی ناشی از گسترش فراباری سیبری و فرارفت های غربی در نتیجه استقرار بادهای غربی، کشور را در بر می گیرند. بررسی نقشه های روز های نماینده، نشان می دهد که فرارفت های شرقی سطحی اند و شدت بیشتری نیز دارند و در لایه های پایین جَو جابه جا می شوند. این در حالی است که فرارفت های غربی، ملایم ترند و در ترازهای میانی جَو نمود بیشتری دارند. بررسی بسامد فرارفت های دمایی در ماه های سال، نشان داد که الگوهای شماره 9 و 11 و 12 تابستانه اند و در 31 درصد موارد در دوره گرم حادث شده اند. از این رو می توان گفت که فرارفت های دمایی در دوره سرد سال بسامد بیشتری دارند.

در این تحقیق با بررسی دمای میانگین ماهانه 338 ایستگاه سینوپتیک و کلیماتولوژی در سرزمین ایران هشت ناحیه دمایی در ایران شناسایی شد و بروش تحلیل خوشه ای فصل بندی مناطق دمایی مشخص شد. با مقایسه دمای میانگین هر ناحیه با میانگین دمای ایران که 18 درجه سلسیوس است هشت ناحیه دمایی نام گذاری شدند. این نواحی دمایی عبارتند از: ناحیه گرم جنوب غربی، سرد دامنه ای، سرد کوهپایه ای، گرم کرانه های خلیج فارس، معتدل دشت سری، معتدل خزری، گرم دشتی و ناحیه سرد کوهستانی که به ترتیب میانگین دمای سالیانه شان 7/24، 6/14، 4/9، 0/27، 2/17، 7/16، 2/20، 1/12 درجه سانتی گراد می باشد. بر طبق نمودارهای خوشه ای هر هشت ناحیه دمایی به لحاظ زمانی از دو فصل دمایی نسبتا متمایز سرد و گرم و فصول گذار تشکیل شده اند.

در این مقاله به کمک داده های بارش روزانه 333 ایستگاه سینوپتیک و کلیماتولوژی 366 نقشه هم بارش کشور به روش کریگینگ روی یاخته های 18´18 کیلومتر محاسبه و یک ماتریس 5214´366 حاصل شد. انجام یک تحلیل خوشه ای بر روی فواصل اقلیدسی این ماتریس به روش ادغام وارد نشان داد که برحسب مقدار و زمان دریافت بارش در ایران هشت ناحیه بارشی متمایز وجود دارد. آرایش جغرافیایی این نواحی آشکار می سازد که هرچند مقدار بارش تا اندازه ای به ناهمواری ها وابسته است اما زمان دریافت بارش بیشتر آرایش مداری دارد و با پیشروی و پسروی سامانه های همدید وابستگی دارد

نوسان اطلس شمالی مهمترین الگوی پیوند از دور نیمکره شمالی است. این الگو دارای دو هسته،‌ یکی بر روی گرینلند و دیگری بر روی اطلس شمالی است. برای شناسایی رابطه میان بارش ایران با نوسان اطلس شمالی، مقادیر شاخص این الگوی پیوند از دور که بر پایه ناهنجاری های ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 700 هکتوپاسکال به دست آمده، با داده های میانیابی شده بارش ماهانه ایران مقایسه شده است. در این مقایسه، سری زمانی شاخص نوسان اطلس شمالی برای هر ماه به طور جداگانه با سری زمانی همان ماه بر روی هر یک از یاخته های نقشه های رقومی همبارش در یک مدل خطی وارد شده است. این بررسی نشان داد که ایران در ماه های نوامبر، مارس، دسامبر، اوت و اکتبر با نوسان اطلس شمالی ارتباط دارد. در بهترین شرایط حداکثر 35 درصد از تغییرات بارش بخش هایی از ایران با نوسان اطلس شمالی تبیین می شود. در ماه اکتبر و اوت به طور متوسط حدود 12 درصد تغییرات بارش کرانه های خزر با نوسان اطلس شمالی تبیین می شود، ولی رابطه آنها در اکتبر مستقیم و در اوت معکوس است.