آب و هواشناسی کاربردی

باد در زمره منابع انرژی پاک و تجدیدپذیر به شمار می رود و در دهه گذشته، استفاده از انرژی باد در جهان با استقبال فراوان همراه بوده است. هدف از انجام پژوهش حاضر، ارزیابی پتانسیل انرژی باد ایستگاه های منتخب استان فارس شامل شیراز، آباده و لارستان در دوره زمانی 1990-2005 است. در این پژوهش، برای ترسیم گلباد سالانه ایستگاه ها، از نرم افزار wrplot استفاده گردید. داده های منفصل باد با استفاده از تابع توزیع ویبول جایگزین شدند. چگالی توان باد سالانه و دیگر فراسنج های انرژی باد در ترازهای ارتفاعی 10، 20 و 50 متر محاسبه شد. برای برآورد سرعت باد در ارتفاع بالاتر از 10 متر، از مدل قانون توان یک هفتم استفاده شد. نتایج نشان دادند که ایستگاه همدیدی شیراز با چگالی توان بادی معادل 33/584 و 27/1164 وات بر متر مربع در ارتفاع 10 و 50 متری و قرارگیری در طبقه هفتم اطلس انرژی باد ایالت متحده، از پتانسیل خوبی در زمینه انرژی باد برخوردار است و می تواند به عنوان مکانی مناسب برای سرمایه گذاری و مطالعه بیش تر در خصوص استقرار توربین های بادی و بهره برداری از انرژی باد تعیین گردد. در ایستگاه های آباده و لارستان به علت محدودیت در موجودیت ساعات باد در سال و دیگر فراسنج های انرژی باد، سرمایه گذاری در این زمینه، مقرون به صرفه نمی باشد.

در پژوهش حاضر، با بکارگیری روش های آماری و فنون سنجش از دور، برآورد و پهنه بندی پراکنش بیشینه بارش محتمل در استان فارس مورد بررسی قرار گرفته است. هدف اصلی از انجام این پژوهش، پهنه بندی مقادیر بیشینه بارش محتمل با رویکرد استفاده از داده های ماهواره ای و تعیین نحوه توزیع مکانی این مقادیر می باشد. جهت حصول به این هدف، پهنه بندی مقادیر بیشینه بارش محتمل با استفاده از روش درون یابی وزن دهی معکوس فاصله انجام پذیرفته است. بدین جهت داده های ماهانه بارش مستخرج از ماهواره TRMM در بازه زمانی 15ساله (1998-2012) با تفکیک مکانی 25/0 × 25/0 درجه مشتمل بر 183 نقطه دریافت شد. سپس پراکنش زمانی - مکانی بیشینه بارش محتمل در فصول چهارگانه ترسیم گردید. یافته های پژوهش نشان داد که روند افزایشی از جهت جنوب و خاور استان فارس به سمت نواحی باختری و مرکزی بجز در فصل تابستان وجود دارد. شهرستان های رستم، ممسنی و سپیدان از بیشترین میزان (590-770 میلی متر) در فصل زمستان و شهرستان های لارستان، زرین دشت، داراب و آباده از کم ترین میزان بیشینه بارش محتمل در فصل تابستان (4 میلی متر) برخوردار می باشند. همچنین بیشترین مقدار و شدت بارش روزانه مشاهده شده منطقه مورد مطالعه در 20 فوریه سال 1999 با دامنه بارشی 110-130 میلی متر روی داده است.

دراین تحقیق به بررسی تاثیرعوامل اقلیمی مخصوصا دما بر فنولوژی بادام در دوره آماری2014-1995 پرداخته شده است.داده های مورد نیاز در این پژوهش شامل آمار روزانه برخی پارامتر های هواشناسی ثبت شده در ایستگاه های مورد مطالعه و داده های ثبت شدهمراحل مختلف فنولوژی بادام در مرکز هواشناسی نجف آباد می باشد. در این تحقیق از نرم افزار GISبرای تهیه نقشه پهنه بندی و از مدلAHP برای وزن دهی به معیار های مورد سنجش استفاده شد. نتایج پژوهش حاکی از آن بود که در قسمت جنوب و جنوب شرقی و نواحی محدودی از شرق این شهرستان که شامل شهر نجف آباد و مناطق مجاور آن می باشد به دلیل داشتن زمستان های گرمتر و میانگین دمای روزانه بالاتر مراحل فنولوژی بادام سریعتر آغاز می گردد. بنابراین، امکان یخبندان دیرس بهاره در این منطقه، وجود دارد. در قسمت مرکزی این شهرستان همچون شهر علویجه و مخصوصاً شهر دهق به دلیل هوای سردتر مراحل فنولوژی دیرتر آغاز می گردد. همچنین، در مناطق محدودی از شمال، شمال غرب و شمال شرق شهرستان با محدودیت فصل رشد و نیز یخبندان دیررس بهاره مواجه است. تحقیقات نشان داد شمال غرب این شهرستان در معرض یخبندان های کشنده قرار دارد. نتایج مطالعات نشان داد که از 69542 هکتار مساحت این منطقه، 84/36161 هکتار در شرایط مناسبی جهت کاشت این گونه گیاهی می باشد.

در بین فراسنج های اقلیمی، بارش به دلیل تعامل پیچیده با عوامل و عناصر اقلیمی از خود رفتاری چندگانه و پیچیده ای بروز می دهد که موجب توجه ویژه محققین بدان شده است. سال هاست رویکرد محققان علوم محیطی از آمار کلاسیک به آمار فضایی معطوف شده است.به همین دلیل اقلیم شناسان نیز باید با مبانی این علم آشنا شوند و توابع تحلیلی آن را مبنای مطالعات خود قرار دهند.در مطالعه حاضر با استفاده ازروش های نوین آمار فضایی مانند خودهمبستگی فضایی موران جهانی، شاخص انسلین محلی موران و لکه های داغ، رفتار مکانی بارش فصلی در غالب چندین آماره ارائه گردیده است.بررسی های آماری نشان داد که فصل تابستان بیش ترین ضریب تغییرات بارش (50/267) ایران را دارا است که توسط شاخص های ضریب درجه اوج و گیتس اورد جی نیز تأییدشده است. بالاترین ناهنجاری مکانی بارش بر اساس شاخص پراکندگی فصول تابستان و پاییز معرفی شده اند. همچنین به استناد خروجی های شاخص اندازه خوشه بزرگ ترینخوشه های بارشی ایران در فصل زمستان ایجاد می گردد که نشان دهنده نظم نسبی بارش ایران می باشد. نتایج آماره های فضایی نیز نشان داد که تغییرات درون سالی بارش در ایران دارای الگوی خوشه ای بالا می باشد. بر اساس شاخص محلی موران و لکه های داغ، بارش در کرانه های ساحلی دریای خزر و بخش های غرب و جنوب غرب ایران (عمدتاً زاگرس) دارای خودهمبستگی فضایی مثبت (خوشه های بارش باارزش بالا) و در بخش هایی از نواحی مرکزی و همچنین بخش هایی از جنوب شرق ایرانو نواحی مرکزی دارای خودهمبستگی فضایی منفی (خوشه های بارش باارزش پایین)بوده است.

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.

در این مطالعه از شاخص درجه سختی هوا، به منظور بررسی شرایط زیست اقلیمی منطقه شمال غرب(استان های آذربایجان غربی، آذربایجان شرقی، اردبیل، زنجان و کردستان) در دوره سرد سال استفاده شد. بدین منظور از داده های میانگین دمای روزانه طی یک دوره زمانی 10 ساله در 22 ایستگاه سینوپتیک که دارای دوره آماری کامل تری بودند استفاده گردید. ماههایی که میانگین دمای آن ها کمتر از 18 درجه سانتی گراد بود، به عنوان ماه سرد در نظر گرفته شدند. بر طبق این معیار، 7 ماه از سال(سه ماه پاییز، سه ماه زمستان و ماه اول بهار) در منطقه به عنوان ماه سرد شناخته شد. با استفاده از نتایج شاخص درجه سختی هوا، نقشه های پهنه بندی آسایش برای منطقه شمال غرب تهیه گردید. نتایج نشان داد که، منطقه به طور کلی در بخش اعظم سال با شرایط سردی روبرو است. همچنین مشخص شد که شرایط سختی هوا با ارتفاع رابطه مستقیم دارد زیرا که هر چه ارتفاع از سطح دریا بیشتر باشد شرایط دمایی سردی بر منطقه حاکم می گردد. به نحوی که مناطقی مانند بیجار و زرینه اوباتو تقریباً در تمامی سال از آسایش اقلیمی به دورند. نتیجه این بررسی نشان می دهد که 13 درصد از کل منطقه در دوره سرد سال از شرایط سختی هوا به دور است و یا به عبارت دیگر از حالت اعتدال برخوردار است. در حالیکه در 87 درصد دیگر شرایط سختی در ماههای سرد حاکم است که درجات کمی سخت تا خیلی سخت مشاهده می شود.

در این مطالعه، تحلیل روند آماری فراسنج های اقلیمی مجموع بارش، تعداد روزهای بارانی، میانگین رطوبت نسبی، میانگین دما، میانگین کمینه و بیشینه دما در دو مقیاس ما هانه و سالانه بر روی داده های پیمونگاه(ایستگاه)همدید سبزوار انجام گرفت. برای این منظور،از آماره های آزمون من- کندال برای تعیین چگونگی روند و از برآورد کننده شیب خط سن برای تعیین شیب یا بزرگی روند داده های اقلیمی سبزوار در بازه ی زمانی 1341 تا 1390 استفاده شد. در بین سری های زمانی، سری زمانی مجموع بارش سبزوار روند منفی را درماه های فروردین، اردیبهشت، خرداد، مهر و دی ماه نشان می دهد این روند منفی بارش اگرچه از جهت آماری معنی دار نیست اما به جهت اقلیم خشک منطقه، وقوع روند منفی در ماه های اوج نیاز گیاه به آب و روند افزایشی فراسنج های دما همینروندکاهشیناچیز اهمیت زیادی دارد. بر اساس آماره های آزمون من- کندالو نمودار گرافیکی من- کندال در میان سری های زمانی دما، میانگین کمینه دما از روند افزایشی مشهود تری نسبت به دیگر سری های زمانی دما برخوردار است. نتایج این پژوهش، با یافته های برخی از تحقیقات در مورد برخی نقاط ایران که افزایش دما و کاهش بارندگی را تایید کرده اند تقریباً هم خوانی دارد. از نکات قابل توجه دیگر، روند افزایشی قابل توجه در دما به خصوص میانگین کمینه دما می باشد. در مقیاس سالانه میانگین دما، میانگین کمینه و میانگین بیشینه دما روند افزایشی در فاصله اطمینان99/99% را نشان می دهند. نمودار گرافیکی من- کندال که برای سری های زمانی سالانه رسم شده است یک روند منفی ضعیف در مجموع بارش سالانه و میانگین رطوبت نسبی به خصوص در دهه های اخیر را نشان می دهد.