درخت حوزه‌های تخصصی

بارش تغییرپذیرترین عنصر اقلیمی است و با توجه به قرار گیری ایران در کمربند خشک جهان، بدیهی است مطالعه ویژگی های بارش و تلاش برای پیش بینی رفتار این عنصر اقلیمی می تواند نقش مهمی در مدیریت منابع آبی کشور ایفا نماید. بدین منظور در تحقیق حاضر تلاش گردید تا ویژگی های فضایی و زمانی بارش در سطح کشور با استفاده از تحلیل هارمونیک مورد ارزیابی قرار گیرد. بنابراین، آمار بارش ماهانه 33 ایستگاه سینوپتیک کشور که قادر به پوشش مناسب کل مساحت کشور بودند، در یک دوره آماری 25 ساله (2005-1980) از سازمان هواشناسی کشور استخراج گردید. سپس فرکانس نسبی بارش هر ماه محاسبه شد و در نهایت با استفاده از تحلیل هارمونیک ویژگی های بارش ماهانه در سطح کشور در غالب شش هارمونیک مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که سه هارمونیک اول از نظر توجیه تغییرپذیری درون سالانه بارش در سطح کشور از اهمیت زیادی برخوردار هستند؛ به طوریکه هارمونیک اول بیش از 70 درصد تغییرات بارش های ماهانه در بیشتر مناطق به استثنای مناطقی از شمال غرب و جنوب شرق کشور را نمایش می دهد. اثرات هارمونیک دوم بارش، بیشتر در مناطق شمال غربی کشور و با شدت کمتری در نواحی جنوب شرق و جنوبی دیده می شود، در حالیکه هارمونیک سوم بارش در مناطق جنوب شرقی، مرکزی و غربی کشور اثر بیشتری بر تغییر پذیری بارش نسبت به سایر مناطق دارد. همچنین، نتایج نشان داد که زمان وقوع حداکثر مقدار مولفه هارمونیک اول بارش در بیشتر نقاط کشور به جز سواحل جنوبی دریای خزر از اواخر پاییز تا اوایل بهار قابل مشاهده است. زمان وقوع ماکزیمم های بارش ناشی از هارمونیک دوم از اوایل پاییز تا اوایل بهار، و زمان وقوع حداکثر مقدار مولفه هارمونیک سوم از اوایل پاییز تا اواخر زمستان می باشد.

در این پژوهش با استفاده از روش های آماری چندمتغیره (تحلیل خوشه ای و تجزیه تابع تشخیص)، به منظور شناسایی تفاوت های زمانی و مکانی بارش و نواحی مشابه بارشی صورت گرفته، داده های بارش ماهانه دوره آماری 1995 تا 2007 مربوط به 35 ایستگاه سینوپتیک، کلیماتولوژی و بارانسجی شمال ایران شامل سه استان گلستان، گیلان و مازندران مورد استفاده قرار گرفت. ابتدا برای گروه بندی و همگن سازی ایستگاه ها از تحلیل خوشه ای به روش Ward استفاده شد. سپس برای آزمون صحت نتایج حاصل از تحلیل خوشه ای آزمون تابع تشخیص و تجزیه به روش (Wilk’s Lambda) استفاده گردید. نتایج حاصل از روش تحلیل خوشه ای به روش فواصل اقلیدسی به روش وارد نشان داد که برحسب مقدار و زمان بارش در منطقه مورد مطالعه می توان چهار خوشه عمده بارش ی ترسیم کرد. همچنین نتایج حاصل از تجزیه تابع تشخیص نشان داد که حدود 3/82 درصد از خوشه بندی های انجام شده در تحلیل خوشه ای به درستی صورت گرفته و حدود 7/17 درصد آن به اشتباه خوشه بندی شده است و روش ویلکز لامبدا هم تفاوت بین میانگین ها را تأیید کرد.

پیوند از دور یکی از ویژگی های آب و هوایی در مقیاس جهانی می باشد. الگوهای پیوند از دور معرف تغییرات کلانی است که در الگوی امواج جوی و رودبادها رخ می دهد و بر الگوی دما، بارش، مسیر رگبارها و موقعیت و شدت رودبادها در قلمروهای وسیع اثر می گذارند. پژوهش حاضر با هدف بررسی تأثیر این الگوها بر سری های دمایی استان اصفهان صورت پذیرفته است. در این راستا آمار دمای حداقل، دمای حداکثر و متوسط دمای 21 ایستگاه سینوپتیک وکلیماتولوژی در داخل و خارج استان طی مقطع زمانی 2010-1961 در مقیاس ماهانه و همچنین داده های استاندارد شده الگوهای پیوند از دور نیمکره شمالی طی دوره مذکور مورد استفاده قرار گرفت. ابتدا داده های مورد مطالعه هر پارامتر بوسیله برنامه نویسی به داده های پیکسلی با ابعاد 5×5 کیلومترمربع تبدیل شد. به این ترتیب 4260 پیکسل در سطح استان اصفهان به دست آمد. در نهایت با بهره گیری از آزمون رگرسیون خطی ارتباط سنجی بین پیکسل های هر ماه و الگوهای پیوند از دور صورت پذیرفت. نتایج حاصل شده بیانگر آن است تأثیر شاخص نوسانات اطلس شمالی بر سری های دمایی استان اصفهان بیش از سایر الگوها می باشد. به طوری که تأثیر این شاخص در ماههای سرد سال بیشتر از سایر ماهها بوده است. در این میان در ماه مارس با متوسط ضریب تعیین 8/21 سری های دمایی بیشتر از سایر ماهها تحت تأثیر شاخص مذکور بوده است. شایان ذکر است همبستگی های رخ داده در دو سطح معنی داری 95 و 99 درصد مشاهده شده است. همچنین دمای حداکثر در ماه مارس و متوسط دما در ماه ژولای از همبستگی مستقیم و سایر ماهها از همبستگی معکوس با شاخص مذکور برخوردار بوده اند.

با توجه به اندازه گیری نقطه ای بارش و عدم پوشش تمام سطح حوزه ها، پیش بینی این نوع داده ها ضروری است. تکنیک های مختلفی جهت برآورد داده های بارندگی در نقاط فاقد داده وجود دارد. به طور کلی روش های زمین آماری در مقایسه با روش های آمار کلاسیک برای برآورد بارش دقیق تر هستند.در ایﻦ راﺳﺘﺎ، ﻣیﺎﻧﮕیﻦ ﺑﺎرش ﺳﺎﻻﻧﻪی 97 ایﺴﺘﮕﺎه باران سنجی در اﺳﺘﺎن ایلام در یک دوره آماری 23 ساله (سال های 1389-1366) ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳی ﻗﺮارﮔﺮﻓﺖ. پس از جمع آوری آمار و اطلاعات مربوطه، نقشه هم باران تهیه و آنالیز واریوگرام انجام شد. در این تحقیق سه نوع روش کریجینگ شامل کریجینگ معمولی، ساده و عام مورد استفاده قرار گرفت. برای ارزیابی انواع مدل ها از مربع میانگین ریشه خطا با خطای استاندارد استفاده شد. نتایج بدست آمده نشان داد که روش کریجینگ عام با پایین ترین میزان میانگین خطای برآورد (003/0) و مربع میانگین ریشه خطاء (97/74) بهترین روش برای درون یابی در این پژوهش می باشد. همچنین در مقایسه مربع میانگین ریشه خطا با خطای استاندارد برای تعیین میزان برآورد مورد انتظار، هرچهار مدل دارای برآوردی بیشتر از حد انتظار بودند. در پایان مشاهده گردید که تغییر نمایی ارتفاع و بارش منطقه نشان می دهد که تاشعاع 4/117 کیلومتری، بین ایستگاه ها از نظر ارتفاع رابطه ی معنا داری وجود دارد و پس از این فاصله، رابطه ی آنها به صورت تصادفی است.

حدوث وقایع فرین اقلیمی از جمله توفان های حاره ای سالانه مخاطرات جبران ناپذیری را در مناطق تحت سیطره خود بر جای می گذارد. شناخت این وقایع و علم به زمان رخداد آن ها می تواند در مدیریت حوادث غیرمترقبه ناشی از آن ها راه گشا باشد. هدف از انجام پژوهش حاضر بازساخت زمانی - مکانی توفان های حاره ای مؤثر بر سواحل جنوبی ایران است. داده های مورد استفاده در این پژوهش شامل داده های بازتحلیل شده مرکز ملی پیش بینی محیطی آمریکا با تفکیک مکانی 2 در ۲ درجه در سال های 1871- 2012 و همچنین داده های مربوط به پایگاه ECMWF با قدرت تفکیک مکانی یک درجه است؛ نتایج نشان داد از نظر فراوانی زمانی در طی سال های 1871- 2015 در مجموع 30 توفان حاره ای سواحل جنوبی ایران را به صورت مستقیم و یا غیرمستقیم تحت تأثیر قرار داده است. بیشترین فراوانی ماهانه مربوط به ماه ژوئن با 21 رخداد و پس از آن ماه ژوئیه با هفت مورد است. از نظر فراوانی مکانی تمامی توفان های شناسایی شده دریای عرب و عرض های تقریبی 15 درجه شمالی را جهت تکوین و در نهایت توسعه خود برگزیده اند و بیشترین تعداد رخداد توفان که در ماه ژوئن اتفاق افتاده است ازنظر حرکت و جابه جایی مسیر جنوب شرق– شمال غرب را انتخاب کرده اند.

برای شناسایی گونه هواهای جزیره ابوموسی، داده های روزانه 69 متغیر اقلیمی(سمت باد،تندی باد، دمای خشک، دمای تر، دمای کمینه و بیشینه، میانگین دمای روزانه، بارش، نم نسبی، فشار تراز ایستگاه، ابرناکی، دیدافقی، فشار بخارآب و ...) این ایستگاه در طول سال های 1362تا 1388 بررسی شد. ابتدا پایگاه داده ای از متغیرهای مورد بررسی در نرم افزار متلب ایجاد شد. این پایگاه داده شامل رخدادهایی بود که مقدار متغیرهای مورد بررسی به طور کامل در آن ثبت شده بودند. در مرحله بعد روی آرایه داده های استاندارد شده (69*9311) که سطرهای آن معرف تعداد روزها و ستون های آن عناصر اقلیمی می باشند یک تحلیل خوشه ای (CA) به روش ادغام «وارد» صورت گرفت و شش گونه هوا برای ایستگاه ابوموسی به دست آمد و در نهایت برای هر کدام از گونه ها یک روز به عنوان روز نماینده انتخاب و ویژگی های پیایی، رخداد و فراوانی سالانه و ماهانه آن ها محاسبه و مشخص گردید . بر این اساس گونه هوای گرم و مرطوب و شرجی به عنوان غالب ترین، همگن ترین و با ثبات ترین گونه شناخته شد.

در این نوشتار، برای بررسی همزمانی پرفشار دریای سیاه با رخداد بارش روزانه در ایران زمین از یک سو، داده های فشار تراز دریا در بازکاوی دوم از پایگاه داده های جوی مرکز پیش-بینی های محیطی NCEP/DOE استخراج شده است. تفکیک زمانی این داده ها، روزانه و تفکیک مکانی آن، 5/2×5/2 درجه قوسی است. چارچوب پوش مورد بررسی، مناطق بین20 تا 70 درجه طول شرقی و 20 تا 70 درجه عرض شمالی را در بر می گیرد و شامل 441 یاخته می باشد. از سویی دیگر، از داده های بارش روزانه 235 ایستگاه همدید در ایران استفاده شده است. بازه ی زمانی مورد بررسی، 45 ساله(11/10/1339 تا 11/10/1383 خورشیدی) است که تشکیل آرایه ای به ابعاد 235× 16071 داده است. سطرها، نماینده ی روز و ستون ها، نماینده ی ایستگاه ها هستند. نتایج نشان داد که بیشترین همزمانی ماهانه رخداد بارش ایران زمین با سامانه پرفشار دریای سیاه در اسفندماه با 66 درصد و کمترین میزان با 30 درصد از آنِ مردادماه می باشد. گستره ی مکانی این همزمانی در اسفندماه مناطقی از شرق، شمال شرق، شمال، شمال غرب و غرب ایران و تا حدودی نیز جنوب غرب ایران را به صورت هسته هایی متراکم در برمی گیرد، لیکن در تیرماه فقط کرانه های جنوبی دریای خزر شاهد رخداد بارش همزمان با پیدایش، گسترش یا تقویت سامانه پرفشار دریای سیاه است. همچنین بیشترین همزمانی فصلی از آنِ فصل زمستان با 60 درصد است و فصل تابستان با 38 درصد پایین ترین میزان همزمانی را دارند. به طور کلی، بیش از 50 درصد بارش ایران همزمان با رخداد سامانه پرفشار دریای سیاه رخ می دهد.

میزان ساعات آفتابی با تأثیری که در تعیین میزان تابش خورشید دارد، عامل اصلی کنترل حیات، آب و هوا و سایر فعالیت های زیستی در سطح زمین به خصوص در مناطق خشک و نیمه خشک به شمار می رود. هدف این تحقیق آن است تا بر مبنای آخرین آمار، تصویری از ناموزونی ها و روندهای ساعات آفتابی در ایران، ارائه ومقادیر ساعات آفتابی را برآورد نماید. به این منظور سطح کشور با استفاده از روش تحلیل خوشه ای و قابلیت های نرم افزار ArcGISبا بهره گیری از آمار ساعات آفتابی سالانه و فصلی 87 ایستگاه سینوپتیک طیّ یک دوره ی 20 ساله (1986- 2005) پهنه بندی شد. برای تأیید صحت پهنه بندی از آزمون های پارامتریک سیداکو آنالیز واریانس یک طرفهیا آزمون های ناپارامتریک من- ویتنیو کروسکال- والیس استفاده شد. همچنین برای برآورد تعداد ساعات آفتابی و نیز شناسایی روندهای زمانی آن، به ترتیب از معادلات رگرسیون خطی چند متغیّره و ساده استفاده گردید. نتایج تحقیق نشان داد که از شمال به جنوب و از غرب به شرق کشور، بر میانگین تعداد ساعات آفتابی افزوده و از میزان تغییرپذیری آن کاسته می شود تا جایی که ضرایب تغییرات سالانه ی ساعات آفتابی، بر عکسِ توزیع مکانی تعداد آن، در سواحل دریای خزر بیشترین مقادیر و در کویرهای مرکزی کمترین مقادیر را دارد. در تمام سطح کشور، روندهای ساعات آفتابی، یا بطور معنی دار، افزایشی است و یا اصلاً معنی دار نیست. حتی یک مورد نیز روند کاهشی معنی دار در سطح کشور مشاهده نشد. میانگین روند افزایشی در سطح کشور، 6/16 ساعت در سال محاسبه گردید. مدل آماری نشان می دهد که بجز فصل تابستان، نقش عرض جغرافیایی در توزیع مکانی ساعات آفتابی، بسیار چشمگیر است. با استفاده از این مدل، تعداد ساعات آفتابی در سطح کشور بر مبنای ارتفاع و عرض جغرافیایی با دقت خوب برآورد گردید.

تغییرات شدید نرخ آب بر اثر بروز خشکسالی های دهه اخیر در آبادی ‌های شمال‌ غرب‌ شهرستان مشهد، اثرات وسیعی بر فعالیت‌ های اقتصادی و اجتماعی جوامع روستایی داشته است. تغییرات آب ‌بها بویژه در مورد آب قنوات نواحی روستایی چشمگیرتر بوده است. کمبود شدید منابع آب در بسیاری از آبادی ‌های دهستان شاندیز موجب کاهش سطح زیر کشت، افت راندمان محصولات و تلفات دامی زیادی شده است. دهستان شاندیز با بیش از 330 کیلومترمربع وسعت به عنوان یک منطقه ییلاقی در پایکوه‌ های بینالود واقع شده که بعد از خشکسالی با تغییرات شدیدی در افزایش نرخ آب‌ بهاء مواجه بوده است. بیش از 50% چشمه ‌ها خشک شده و در نتیجه کاهش دبی قنوات و چاه ‌ها موجب افزایش نرخ خرید و فروش و اجاره آب بویژه در روستاهای تیپ پایکوهی و دشت شده است. نتایج این مطالعه آشکار ساخت که میانگین حق‌الاجاره یک ساعت آب قنات در سال برای آبادی ‌های دهستان شاندیز از 90 هزار تومان در سال 1375 (اوایل خشکسالی) به 525 هزار تومان در سال 1385 افزایش یافته است. چنین روند فزاینده‌ ای در مورد آب بها در طول پنجاه سال اخیر در آبادی ‌های این منطقه بی ‌سابقه بوده است

هدف اصلی در این تحقیق بررسی تغییرات و نوسانات عناصر اقلیمی در چهار ایستگاه سینوپتیک در استان سیستان و بلوچستان در سالهای گذشته و تجزیه و تحلیل آماری و پیش بینی و شبیه سازی آن برای سالهای آینده(2040-2009) می باشد. در پژوهش داده ها را با استفاده از خروجی های مدل گردش عمومی جو ECHO-G با سناریوی A1 که هم اکنون در دانشگاه هامبورگ آلمان و مرکز تحقیقات کره جنوبی مورد استفاده قرار می گیرد جهت ریزگردانی بر روی ایستگاههای منتخب استان استفاده گردید و نتایج آن مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در مرحله تجزیه و تحلیل پیش از تولید داده و تحلیل آنها صحت سنجی مدل با دو روش آماری و مقایسه ای مورد ارزیابی قرار گرفت. ارزیابی صحت مدل بر ایستگاههای مورد مطالعه حاکی از آن بود که مدل در ایستگاهها به خوبی توانسته پارامترهای کمینه دما، بیشینه دما و تابش را شبیه سازی نماید و تنها در شبیه سازی بارش ایستگاهها به خصوص ایستگاه زابل نارسایی کمی داشته است. تحلیل داده های تولید شده در دوره اقلیمی آینده و مقایسه آن با دوره گذشته حاکی از افزایش بارش در ایستگاهها و همچنین افزایش فراوانی تعداد بارش های سنگین در محدوده های ایستگاهها بود. در دوره اقلیمی آینده مولفه کمینه دما بیش از بیشینه افزایش یافته که منجر به کاهش دامنه شبانه روزی دما و کاهش آسایش دمایی در سالهای آتی برای استان است. افزایش در تعداد روزهای داغ و کاهش در تعداد روزهای یخبندان(به خصوص در ایستگاههای زابل و زاهدان) در دوره اقلیمی آینده از نتایج دیگر تحلیل داده ها در دوره آینده بود. عنصر تابش نیز در ایستگاه زاهدان در تمامی ماهها و در سایر ایستگاهها در اغلب ماهها در دوره اقلیمی آینده نسبت به دوره گذشته افزایش می یابد.

تحقیقات علمی در زمینه ی روندهای اقلیمی حاکی از آن است که هم اکنون تغییرات، سریع تر از دوره های گذشته درحال وقوع است. اغلب محققان جهان درجه ی حرارت هوا و نزولات آسمانی را شاهدی در جهت اثبات فرضیه های تغییرات اقلیمی خود می دانند. در این پژوهش به منظور آشکارسازی آماری تغییر اقلیم درگستره ی جغرافیایی استان کرمان از داده های میانگین دمای شبانه ماهانه 17 ایستگاه درداخل و خارج استان طیّ بازه ی زمانی 2010-1961 استفاده شده است. با به کارگیری میان یابی کریجینگ، داده های ایستگاهی به داده های یاخته ای با ابعاد 8×8 تبدیل شده و به کمک آزمون من- کندال وضعیت روند یاخته ای بررسی گردید. سپس با نرم افزار GISنقشه ی پهنه بندی روند برای هرماه ترسیم گردید. به منظور بررسی تأثیرگذاری فعالیّت خورشیدی بر تغییر اقلیم استان کرمان از داده های شدّت تابش کلی خورشیدی ماهانه، روش تحلیل موجک و مقایسه نمودارهای ترسیمی استفاده گردیده است. نتایج حکایت از آن دارد که درطول دوره ی آماری بطور میانگین سالانه66% از پهنه ی استان، تغییرات اقلیمی با روند افزایشی را تجربه نموده اند. بیشترین و کمترین گستردگی حاکمیّت روند مثبت به ترتیب در فصل تابستان و زمستان به وقوع پیوسته است. همچنین افزایش 62/2 درجه ای دمای شبانه را در پهنه ی استان کرمان شاهد بوده ایم. غالباً دشت های با ارتفاع کمتر از 2000 متر دارای روندافزایشی، کوهپایه های غربی استان با ارتفاع 3000-2000 متر دارای روند کاهشی و نواری با امتداد شمال غربی- جنوب شرقی که از مرکز استان می گذرد از گزند تغییرات اقلیمی درامان بوده است. بیشترین تأثیرپذیری از سیکل 11 ساله فعالیّت های خورشیدی در ماه اکتبر رقم خورده به شکلی که می توان روند حادث شده در دمای شبانه ماه اکتبر را در سال های 2000-1961 با اطمینان 95% به سیکل اصلی فعالیّت های خورشیدی منسوب دانست. ماه ژولای در مرحله ی بعدی تأثیرپذیری و سپس ماه های دسامبر و سپتامبر هستند.

هدف این نوشتار بررسی دلایل نوسانات بارش و شدت خشکسالیهای زمستانه استان سیستان و بلوچستان در ارتباط با الگوهای دورپیوند نیمکره شمالی است. در این جهت ابتدا داده های اقلیمی ایستگاههای هواشناسی منطقه جمع آوری شد و با استفاده از آنها شاخص استاندارد بارش زمستانه(SPI) محاسبه و با استناد به آن شدت و گستره خشکسالیهای شدید زمستانه منطقه تعیین شد.شاخصهای دورپیوند فعال نیمکره شمالی در فصل زمستان و همچنین شاخص چند متغیره انسو(MEI) با شاخص (SPI) مقایسه گردید. با استفاده از آزمونهای همبستگی و مدلهای رگرسیونی چندمتغیره گام به گام و عقب رو مشخص گردید. این الگوها در مجموع 55 درصد از تغییرات شاخص (SPI) را تبیین می نمایند و الگوی اسکاندیناوی که معنی دارترین همبستگی را با شاخص(SPI) دارد، به عنوان مؤثرترین الگوی تبیین کننده شدت خشکسالی تعیین شد. در شرایط خشکسالی نیز الگوی آرام شمالی (NP) مؤثرترین الگو شناخته شد.آزمونهای فرض(T، U و ویلکاکسون ) تفاوت بارش طی فازهای مثبت و منفی الگوهای قطبی- اورآسیا(POL)، اسکاندیناوی و حاره ای نیمکره شمالی(TNH) معنی دار نشان داد. مدلها نشان می دهد که با کاهش هر واحد از شاخص های قطبی-اورآسیا(POL) و اسکاندیناوی به ترتیب حدود 18 و22 درصد بر شدت خشکسالی افزوده می شود. ازطریق نقشه های ترکیبی و مقاطع طولی وعرضی در برابر ارتفاع جو، الگوهای سینوپتیک حاکم در نیمکره شمالی همزمان با شرایط ترسالی و خشکسالی شدید بررسی شد. نتایج نشاندهنده تغییر مسیر مشخص در مسیرهای سیکلونی، رودبادها و مراکز فشار همزمان با بروز خشکسالیهای سیستان و بلوچسنان در مقیاس سینوپتیکی نیمکره شمالی است.