درخت حوزه‌های تخصصی

هدف این مطالعه بررسی روند تغییرات سرعت باد سطحی در ایران در دو مقیاس ماهانه و سالانه با روش ناپارامتری من کندال با چهار ویرایش متفاوت شامل الف) روش من کندال مرسوم (MK1)، ب) من کندال پس از حذف اثر ضریب خودهمبستگی مرتبه اول معنی دار (MK2)، ج) من کندال پس از حذف اثر کامل ضرایب خودهمبستگی معنی دار (MK3) و د) من کندال با لحاظ کردن ضریب هارست (MK4) می باشد. داده های مورد استفاده در این مطالعه شامل میانگین سرعت باد در دو مقیاس ماهانه و سالانه در دوره آماری 2005-1966 می باشد. بدین منظور از اطلاعات 22 ایستگاه در سطح کشور ایران استفاده شد. برای تخمین شیب خط روند تغییرات سرعت باد، از روش ناپارامتری تخمین گر سن استفاده شد. نتایج نشان داد که گر چه ترکیبی از روندهای مثبت و منفی در ایستگاه های کشور برای میانگین سرعت باد در هر دو مقیاس سالانه و ماهانه تجربه شده است، ولی تعداد ایستگاه های با روند منفی در مقایسه با تعداد ایستگاه های با روند مثبت بیش تر است. در مقیاس سالانه شدیدترین شیب خط روند منفی متعلق به ایستگاه فسا معادل 074/0- متر بر ثانیه در سال و شدیدترین شیب خط روند مثبت متعلق به ایستگاه زابل معادل 141/0 متر بر ثانیه در سال بود. در مقیاس ماهانه شدیدترین شیب خط روند منفی متعلق به ایستگاه فسا معادل 1/0- متر بر ثانیه در سال و شدیدترین شیب خط روند صعودی معادل 18/0 متر بر ثانیه در سال برای ایستگاه زابل مشاهده شده است. نتایج نشان داد که میانه شیب های خط روند اکثر ایستگاه های ایران در تمام ماه های سال (بجز فوریه و نوامبر) منفی است. بنابراین، در حالت کلی می توان نتیجه گرفت که در اکثر ایستگاه های ایران روند سرعت باد در تمام ماه های سال (بجز ماه های فوریه و نوامبر) نزولی است.

در این نوشتار، داده های هفت متغیر اقلیمی (بارش، نم نسبی، ساعات آفتابی، میانگین دما، میانگین کمینه دما، میانگین بیشینه دما، فشار تراز ایستگاه) ایستگاه سنندج، در طول سال های 73-1343، بررسی شده است. ضمن بررسی زمان مورد مطالعه، 10966 روز دارای داده های کاملی از متغیرهای مذکور بودند. با انجام تحلیل مولفه اصلی (PCA) روی این داده ها، پنج مولفه اصلی، که بالاتر از یک درصد پراش را تبیین می کردند، انتخاب شدند. روی ماتریس (5*10966)، که طول آن تعداد روزها و عرض آن تعداد مولفه های اصلی بود، تحلیل خوشه ای صورت گرفت و پنج تیپ هم دید هوا به دست آمد. با توجه به پراش زیادی که تیپ های یک و پنج داشتند، روی این دو تیپ نیز یک تحلیل خوشه ای صورت گرفت که تیپ اول به سه تیپ فرعی و تیپ پنجم به پنج تیپ فرعی تقسیم شدند و در مجموع یازده تیپ هم دید برای ایستگاه سنندج به دست آمد.

استفاده از انرژی های تجدیدپذیر مانند خورشید، گرمای زمین و باد می تواند در کاهش آلودگی هوا و پدیده تغییر اقلیم مؤثر باشد . وزش بادهای شدید و مداوم، منبع انرژی بسیار مهمی برای بسیاری از نقاط کشور است . در این مطالعه میانگین وحداکثر سرعت باد سالانه و فصلی و انرژی آن براساس داده های نه ایستگاه همدیدی ( سینوپتیک ) در سطح استان همدان و در دوره اقلیمی 2014 - 2000 محاسبه و تحلیل شده و پراکندگی مکانی سرعت و انرژی با د در این منطقه مورد بررسی قرار گرفته است . تاثیر توپوگرافی   بر سرعت باد نشان می دهد شهرستان های کوهپایه ای استان از جمله همدان، نهاوند و اسدآباد بیشتر در معرض وزش بادهای دشت - کوه می باشند، و گرم باد پدیده خاص هواشناسی ناشی از   اثر کوهستان، غالباً در شهرستان همدان رخ می دهد . نقشه رقومی سرعت و انرژی باد منطقه در مقیاس سالانه و فصلی در محیطGIS پهنه بندی شده است ( به روش کریجینگ ). بر این اساس شرق و مناطقی از شهرستان ملایر و بالاخص مناطق شمالی استان بیشترین سرعت متوسط با د را ( بالای سه متر در ثانیه ) نشان داده و مناطق غرب و جنوب غرب با کمترین سرعت باد در طول دوره مورد مطالعه مشخص می شود . بادخیزترین منطقه، نواحی شرقی و شمالی استان است و در بیشتر زمان های سال دارای توان تولید برق بادی است . دشت کبودر آهنگ و مناطقی از شهرستان رزن بالاترین پتانسیل انرژی باد برحسب وات بر متر مربع   را دارد و بیشترین پتانسیل میزا ن تولید انرژی ناشی از باد در همدان، در فصل بهار وپاییز است . در منطقه مورد بررسی ایستگاه های نوژه ( شمال استان ) با بیش از 18 درصد و ملایر ( جنوب شرق استان ) با بیش از 17 در صد ، تداوم وزش باد در اولویت نصب توربین های بادی می باشند . با مطالعه احتمال وقوع و پیش بینی سرعت باد در ایستگاه های هواشناسی استان همدان مناطقی از دشت رزن و کبودر آهنگ با سرعت بالاتر باد پیش بینی می گردد . نتایج این بررسی در برنامه ریزی و مدیریت انرژی منطقه قابل استفاده است .

مدل های پیش بینی عددی وضع هوا در سال های اخیر، کاربرد های گسترده ای در زمینه های مختلف به ویژه پیش آگاهی از وقایع فرین و شناخت ساختار دینامیک پدیده های جوی داشته اند. این پژوهش با استفاده از مدل پیش بینی عددی WRF ساختارهای دینامیک و ترمودینامیک رویدادهای بارشی سنگین موجود در الگوهای مختلف همدیدی سواحل جنوبی خزر را بررسی می کند. 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، فراهم شد. سپس با استفاده از تحلیل خوشه ای به روش ادغام وارد ، الگوهای اصلی فشار تراز دریا برای هر کدام از گروه های بارشی سنگین و فوق سنگین ترسیم شد. مجموعه داده های مورد نیاز برای اجرای مدل WRF (داده های جو بالا و سطح زمین ) از سایت www.dss.ucar.edu استخراج و برای الگوهای مختلف همدید فشارتراز دریا(16 الگو) در سه مرحله (WPS، WRFV3 و ARWpost ) اجرا و سرانجام برای مدل های مناسب تر از نظر پیش بینی مقدار بارش و الگوی مکانی بارش، نقشه ی متغیرهای مختلف جوی، ترسیم، مقایسه و تحلیل شد. برخی از نتایج نشان داد که به طور میانگین سرعت باد روی دریا در گروه بارشی فوق سنگین و در الگوهای همدید پرفشار کم تر از 12 متر در ثانیه و در الگوهای همدید کم فشار، بیش از 15 متر بر ثانیه است. سرعت باد در گروه بارشی سنگین، در الگوهای پرفشار کم تر از 10 متر برثانیه و در الگوهای کم فشار بیش تر از 10 متر بر ثانیه است. در زمان استقرار سامانه های پرفشار، با توجه به دمای مناسب سطح دریا و کم تر بودن دمای 2 متری هوا نسبت به آن، مقدار گرمای محسوس روی دریاچه خزر افزایش یافته به طوریکه در بارش های سنگین به طور میانگین به 200 وات بر متر مربع و در بارش های فوق سنگین به 350 تا 400 و در فرین ترین بارش های سنگین منطقه به بیش از 950 وات بر متر مربع می رسد. مدل WRF در پیش بینی مقدار و الگوی مکانی بارش ها ی ناشی از الگوهای همدید پر فشار ضعیف تر از الگوهای همدید کم فشار عمل می کند.

در این مقاله سعی شده تا به اثرات زیست محیطی و نیز برخی از هزینه های اجتماعی که حمل و نقل جاده ای به اقتصاد ملی وارد می نماید و دور از چشمان مسئولین محترم قرار گرفته پرداخته شود. مسائلی همانند آلودگی زیست محیطی، ایمنی و سوخت ارزان از جمله مسائلی هستند که در این مقاله به آنها اشاره گردیده است.

در این مقاله ویژگی‌های غیرخطی و پیچیدگی سیستم اقلیمی سیاره‌ی زمین مورد بررسی قرار گرفته و استفاده از روش غیرخطی شبکه‌های عصبی مصنوعی به عنوان روشی قابل اعتماد و نسبتاً دقیق برای مطالعه‌ی سیستم اقلیم و مؤلفه‌ها و اجزای آن توصیه شده است. این مطالعه ضمن برشماری مزایای مدل غیرخطی شبکه‌ی عصبی مصنوعی نسبت به مدل‌های کلاسیک بر لزوم استفاده از روش‌های پیشرفته در مطالعه‌ی سامانه‌های اقلیمی و اجزای آن تأکید دارد. همچنین این مطالعه به این نتیجه رسیده که روابط موجود بین عوامل و عناصر اقلیمی یا سازندگان دستگاه اقلیمی بسیار پیچیده تر از آنی است که شاید در مدل ها لحاظ شده است. بر این اساس به نظر می‌رسد که می‌شود در استفاده از مدل‌های کلاسیک برای مطالعات اقلیمی تجدید نظری نمود؛ زیرا زمانی که مدل‌های پیشرفته‌ای مانند شبکه‌های عصبی نمی‌توانند به طور کامل رفتار سیستم‌های اقلیم و خط سیر زمانی و مکانی آن را پیش‌بینی کنند، چنین امکانی در استفاده از مدل های ساده‌ی کلاسیک محدود می شود.

هدف از این مطالعه، بررسی ترکیبات بار گردوغبار (شامل کانی شناسی، ژئوشیمی، عناصر سنگین و میکروارگانیسم ها) در غرب و جنوب غرب ایران و اثرات بررسی اثرات آن بر سلامت انسان است. به این منظور در طی پنج دوره رخداد گردوغبار در این منطقه، اقدام به نمونه برداری از ذرات گردوغبار شد و جهت تعیین مناطق منشأ و گستردگی رخداد گردوغبار در دوره های نمونه برداری شده، از تصاویر شاخص آئروسل سنجنده OMI و مدل HYSPLIT استفاده شده است. جهت تعیین بار گردوغبار از آنالیزهای XRD، XRF، جذب اتمی و بررسی های آزمایشگاهی برای تعیین میکروارگانیزم ها استفاده شد. نتایج نشان می دهد کانی های اصلی گردوغبار ورودی به غرب ایران شامل کربنات ها (کلسیت) و سیلیکات ها (کوارتز) است و فاز فرعی کانی ها نیز شامل ژیپس می باشد. هرگاه منشأ ذرات شمال شرق عربستان یا نواحی داخلی عراق در حوزه رسوبات تبخیری رودخانه های دجله و فرات باشد، نمونه های حاوی کانی ژیپس خواهند بود. همچنین اکسیدسیلیس (SiO2) و اکسید کلسیم(CaO)، ترکیبات شیمیایی غالب ذرات گردوغبار را شامل می شوند و درصد هریک از عناصر وابسته به منشأ گردوغبار متفاوت خواهد بود. میزان غلظت عناصر سنگین در تمام نمونه ها از حدمجاز تعیین شده برای سلامت انسان بیشتر بوده و میزان آن وابسته به مسیر انتقال ذرات و منشأ آن است و بیشینه آن در مناطقی است که ذرات بیشترین تماس را با آلاینده های صنعتی و شهری داشته اند و طولانی ترین مسیر را تا غرب و جنوب غرب ایران طی نموده اند. همچنین بیشترین میکروارگانیزم-های جدا شده شامل انواع باسیلوس برای باکتری ها و آسپرژیلوس برای قارچ ها است. گونه های شناخته شده میکروارگانیزم های فرصت طلب بیماری زا برای انسان و حیوان می باشند. بنابراین گردوغبار مهم ترین مخاطره برای سلامت ساکنان نواحی غربی و جنوب غربی ایران محسوب می شود.

خشکسالی در طول تاریخ یکی از تهدیدهای اصلی ساکنان و تمدن­های کشور ایران بوده است. نمایه های زیادی بر مبنای داده های هوانشناسی، ماهواره ای و مدل های شبیه سازی به منظور تعیین شدت خشکسالی توسعه داده شده است. در این تحقیق توزیع مکانی نمایه شدت خشکسالی پالمر برای یک دوره 36 ساله (1975 تا 2010) با استفاده از داده­های شبکه­ای شده خاک و هواشناسی (متشکل از 296 ایستگاه سینوپتیک و بیش از 1500 ایستگاه بارانسنجی) با تفکیک مکانی 4 کیلومتر و تفکیک زمانی ماهانه، توسط کد نویسی در نرم افزار مطلب در مقیاس کشوری محاسبه و استخراج شد. برای مشاهده الگوی شدت و روند خشکسالی از روندیابی با روش رگرسیون خطی با گام زمانی یک ماهه و بصورت توزیع مکانی استفاده شد. نتیجه محاسبات نشان می دهد که بیش از 60 درصد از سطح مورد مطالعه دارای روند منفی (افزایش خشکسالی) بوده و کمتر از 4 درصد از آن روندی مثبت (بهبود ترسالی) دارد (در سطح 5 درصد معنی دار). شیب روند نیز بین 12/0 تا 22/0- متغیر است.

«نوسان های شمالگان» الگوی تغییر دهنده و مسلط اقلیمی در زمستان های نیمکرة شمالی است. در این تحقیق با استفاده از داده های مربوط به متغییرهای اقلیمی فصل زمستان و شاخص نوسانات فشار سطح دریا در شمالگان ارتباط پیوند از دور بین الگوی مذکور با سختی زمستان در تبریز بررسی شده است. برای اثبات اثر پیوند از دور بر سختی زمستان از ضریب همبستگی پیرسون استفاده شد. نتایج حاصل از محاسبه ضرایب همبستگی پیرسون نشان از وجود ارتباط پیوند از دور بین نوسانات شمالگان و سختی زمستان در تبریز است. پس از محاسبه «شاخص سختی زمستان» تبریز روند پولی نومیال تغییرات آن ترسیم شد که روندی رو به کاهش را از خود نشان میدهد. روند نزولی شاخص مذکور مبین کاهش شدت و سختی زمستان های تبریز در سال های اخیر و ملایم تر شدن اقلیم زمستانی آن است. روند نزولی متغییرهای اقلیمی روزهای برفی و روزهای یخبندان و روند افزایشی درجه حرارت زمستانی تبریز نیز دیگر دلایل کاهش سختی زمستان در تبریز هستند. با توجه به ضرایب همبستگی معنا داری که بین شاخص نوسانات شمالگان و متغییرهای اقلیمی دما، روزهای برفی، روزهای یخبندان و شاخص سختی زمستان محاسبه شده است، میتوان الگوی نوسانات شمالگان را عامل تعیین کنندة سختی یا ملایمت زمستان های تبریز دانست.

برای تحلیل و مدیریت ریسک خشکسالی در یک ناحیه، اطلاعاتی لازم است که از مهمترین آنها بررسی فراوانی ویژگی شدت- مدت خشکسالی است. با توجه به همبستگی بالای این دو عامل بایستی از ابزاری استفاده شود که میزان ارتباط و تأثیراتی که در تحلیل خشکسالی دارند را نمایان سازد. در این تحقیق از طیف متنوعی از توابع مفصل برای این منظور استفاده شده است و برای ارائه روش شناسی مربوط نیز از شش ایستگاه در سطح استان تهران و شاخص بارندگی استاندارد شده ((SPI سه ماهه استفاده گردید. در ادامه ضمن برآورد ارقام شدت- مدت و فراوانی برای ایستگاه ها، مقایسه بین آنها نیز انجام گردید. نتایج نشان داد که بر اساس شاخص SPI، مقادیر شدت- مدت و فراوانی در ایستگاه های مورد مطالعه از شباهت نسبی برخوردار هستند و این امکان را فراهم آورد که بتوان آنها را بطور استانی ارائه نمود. تحلیل های فوق براساس آستانه های خشکسالی نیز انجام شد، که کاربردی شدن بیشتر نتایج و بخصوص امکان تولید سناریوهای خشکسالی را فراهم میآورد

اقلیم و پارامترهای مربوط به آن ـ از جمله بارش، دما، رطوبت و … ـ و تغییرات احتمالی این عناصر در طول دوره زمانی نقش بسزایی در محیط زندگی انسان دارد. لذا شناخت عناصر مذکور و تغییرات مربوط از طریق به کمی در آوردن و مدل بندی آماری پارامترهای و فراسنجهای اقلیمی، امکان بهره وری بهینه از طبیعت و امکانات خدادادی آن را فراهم می سازد. در مقاله حاضر، به منظور تجزیه و تحلیل سری زمانی بارش ماهانه ایستگاههای منتخب غرب کشور و پیش بینی مقادیر آتی برای شناسایی خشکسالی، از روش ساریما استفاده شده است. برای تعیین خشکالی، دو شاخص توزیع استاندارد و درصد بارش نرمال به کار گرفته شده و در نهایت معناداری تغییرات بارش در طول دوره آماری مورد مطالعه، از طریق آزمون F بررسی گردیده است. در خاتمه خشکسالی ضعیف خشکسالی غالب بوده و بارش ایستگاه های منتخب تغییرات معناداری نداشته است.

وقوع پدیدة خشکسالی از واقعیتهای مهم ایستگاههای حوضه آبریز دریاچه ارومیه است که می توان علت اصلی آن را در نوسانهای دوره ای اقلیم و عدم عبور توده هوای مرطوب و باران آور خصوصاً توده هوای مرطوب مدیترانه ای دانست. در این مطالعه دادههای مربوط به بارش سالیانه در یک دورة آماری43 ساله (1960- 2002) برای ایستگاههایی از حوضه آبریز دریاچه ارومیه جهت تحلیل آماری و محاسبه سالهای مرطوب و خشک استفاده قرار گرفته است. روش اصلی استفاده شده در این تحقیق عبارت از « نمایة بارش قابل اعتماد DRI» است. نتایج این مطالعه حاکی از وقوع پدیدة خشکسالی درکل ایستگاهها است که با شدت و ضعفهایی، توأم است. در بین مدلهای «بارش قابل اعتماد»، «نمرات استاندارد شدة بارش سالیانه»2 و «شاخص درصد از بارش میانگین سالیانه»3 که در این تحقیق استفاده قرارگرفته اند، مدل بارش قابل اعتماد با داشتن قابلیتهای بیشتر و محدودیتهای کمتر بهتر از دیگر مدلها تشخیص داده شده است.

بارش از جمله عناصر اقلیمی است که در بُعد زمان و مکان دارای تغییرات بسیاری است. در این بین مطالعه بارش های حدی به سبب اثرات مخرب و زیانبار آن، دارای اهمیت بسزائی است. هدف اصلی مقاله، بررسی تغییرات درون سالانه مقادیر حدی بارش در ایران با استفاده از تکنیک تحلیل هارمونیک است. برای رسیدن به نتیجه مطلوب، داده های بارش از آمار 40 ایستگاه سینوپتیک کشور با دوره آماری 2010-1966 (45 ساله) استخراج گردید. تحلیل هارمونیک به واسطه عمل در فضای طیفی، دارای قابلیت زیادی در بررسی تغییرپذیری بارش است. تحلیل هارمونیک نشان داد که در بیشتر مناطق کشور، عمدتاً تغییرات مقادیر حدی بارش دارای الگوی سالانه بوده و PVR(1) بیشترین سهم را در توضیح و تبیین واریانس داده ها بر عهده دارد. بیشترین میزان PVR(1) در بخش های مرکزی و جنوب غربی (به میزان بیش از 80% به طور مثال در ایستگاههای دزفول و کاشان) مشاهده شد. در سواحل جنوبی دریای خزر و سواحل جنوبی ایران، هارمونیک اول از میزان قابل توجهی (بیش از 70%) برخوردار بوده است. به طورکلی دو هارمونیک اول، واریانس داده ها را به میزان زیادی در بیشتر نواحی ایران توضیح داده و نیاز به هارمونیک های بیشتر وجود ندارد. به عبارتی دیگر، تغییرپذیری سالانه و شش ماهه، مهمترین تغییرات در بارش های حدی ایران می باشند. بدین ترتیب نقش پدیده های بزرگ مقیاس جوی در ایجاد بارش های حدی بیشتر از سایر عوامل است. در بخش-هایی از شمال غرب و جنوب شرق هارمونیک دوم نقش بیشتری در توضیح واریانس دارد. میزان متفاوت T1 بارشهای حدی ایران نیز حکایت از تفاوت های زمانی و مکانی بسیار بالای رخداد های حدی بارش در این منطقه دارد.

در این تحقیق ویژگی های بارش ایران در طی 44 سال گذشته را با استفاده از روش همسازها مورد بررسی قرار دادیم.در این مطالعه ما ازمشاهدات بارش 428 ایستگاه هواشناسی بین سالهای 1383-1340 استفاده و برای تحلیل ویژگی های فصل بارش از روش تحلیل همسازها استفاده نمودیم. با تحلیل سهم پراش میانگین های ماهانه بارش هر نقطه همسازهای بارش هر نقطه محاسبه و جهت آشکار سازی تاثیر عوامل جغرافیایی ( طول، عرض جغرافیایی وارتفاع) بر پراش های بارش، روابط رگرسیونی بکار گرفتیم. در این تحقیق، ویژگی های بارش با استفاده از در صد پراش (PV)، دامنه (A) و ضریب T توجیه شدند. نتایج حاصله از پهنه های بارش نشان داد که همساز های اول و دوم نقش غالبی در توجیه تغییرات بارش ایران ایفا می کند. به طور کلی همساز اول و دوم بیش از 90 درصد پراش بارش در ایران را توجیه می کنند. سهم پراش همساز اول در بارش سالانه ایران از شمال به جنوب افزایش می یابد و در همساز دوم این رابطه معکوس می شود. بطوریکه در استان های آذربایجان غربی و شرقی و نواحی ساحلی خزر همساز دوم بیش تر از جنوب کشور است. نتایج همچنین نشان دهنده بالاتر بودن ضریب همبستگی عوامل مکانی در همساز سوم نسبت به دوهمساز دیگر بود. این نشان دهنده این است که بارش های فصلی و محلی بیشتر تابع عوامل مکانی نظیر طول جغرافیایی، عرض جغرافیایی وارتفاع است. از نتایج این پژوهش می توان برای مدیریت منطقه ای منابع آب و مقاصد کشاورزی استفاده نمود.

اسناد ایزوتوپ اکسیژن (Oxsygen Isotope) موجود در آرشیو های رسوبات دریاچه ای، ابزار رایجی جهت بازسازی دیرینه محیط هستند. در این مقاله، اسناد ایزوتوپی دریاچه های زریوار، میرآباد، بختگان و پریشان جهت بررسی شرایط اقلیمی ایران در عصر یخبندان کوچک (Little ice age) مورد بررسی قرار گرفته اند. بین سالهای1350 تا 1850 مقارن با عصر یخبندان کوچک، تغییراتی در مقادیر ایزوتوپ اکسیژن این دریاچه ها قابل مشاهده است. در دریاچه های زریوار و میرآباد مقادیر ایزوتوپ اکسیژن(O18∂) به طرف مقادیر مثبت تر میل کرده است، در حالی که این مقادیر در دریاچه های پریشان و بختگان به سمت ارقام منفی تر گرایش داشته اند. شواهد ایزوتوپی حاکی از خشکتر بودن شرایط اقلیمی دریاچه های زریوار و میرآباد در عصر یخبندان کوچک نسبت به حال حاضر می باشد. همچنین این شواهد نشان می دهند که دریاچه های پریشان و بختگان در این عصر، شرایط اقلیمی سرد و مرطوبتری را تجربه کرده اند. ناهمگونی اقلیمی در این عصر می تواند نشانگر تغییرات الگوهای گردشی جو در ایران باشد. این شرایط را می توان نتیجه جابه جایی موج بادهای غربی به طرف عرض های جنوبی تر و به دنبال آن گسترش دامنه فعالیت امواج ناشی از این بادها در این مناطق دانست.