پژوهشهای تغییرات آب و هوایی

پژوهشهای تغییرات آب و هوایی

پژوهشهای تغییرات آب و هوایی سال اول بهار 1399 شماره 1

مقالات

۱.

اصلاح خطای دما و بارش در شبیه سازی مدل های آب و هوایی

نویسنده:
تعداد بازدید : ۵۵ تعداد دانلود : ۴۴
اصلاح خطا معمولاً برای خروجی های مدل اقلیمی قبل از استفاده بعنوان ورودی مدل های محیطی در مطالعات اثر تغییر اقلیم استفاده می شود. در این پژوهش ابتدا خروجی شش GCM ریزمقیاس نمایی شده با RcgCM4-4 در محدوده CORDEX جنوب آسیا با قدرت تفکیک افقی حدود 50 کیلومتر از سایت ESGF دریافت گردید. همچنین داده های بارش، دمای بیشینه و دمای کمینه 41 ایستگاه همدید با نزدیکترین فاصله با یاخته های مدل ها در محدود ایران از سازمان هواشناسی کشور اخذ شد. سپس دقت خروجی های یاخته های متناظر با ایستگاه های زمینی نسبت به داده های مشاهداتی با روش های همبستگی و انحراف معیار استاندار شده با استفاده از نمودار تیلور ارزیابی گردید. در ادامه خطای مدل با کمترین خطای آماری برای خروجی های بارش با روش fitQmapRQUANT و برای خروجی های دمای بیشینه و دمای کمینه با روش اصلاح خطای اسکن خطی تصحیح خطا شدند. نتایج نشان داد روش های اصلاح خطای بکار رفته برای خروجی های دما سبب کاهش خطای داده ها شده است. برای دمای بیشینه در اکثر ایستگاه های مطالعاتی کم برآوردی این متغیر مشاهده گردید. این کم برآوردی در فصول گرم سال بیشتر از فصول سرد سال است. خروجی های ماهانه دمای کمینه مدل CCCma در مقایسه با داده های ایستگاه های واقع در مناطق جنوبی ایران بیش برآوردی این متغیر را بویژه در فصول گرم سال از خود نشان دادند. این در حالی است که در اکثر ایستگاه های واقع در عرض های جغرافیایی بالا برآوردی درست یا کم برآوردی این متغیر مشاهده شد. در حالی که برای خروجی های بارش به سبب اختلاف زیاد بین داده های مشاهداتی و مدل روش اصلاح خطا اثر بخش نبود. برای این متغیر مدل در شبیه سازی آن متأثر از بارش های موسمی جنوب آسیا برآورد درستی از بارش های جنوب ایران نداشته و شرایط بارش تابستانه را در این مناطق و حتی مناطق واقع در عرض های بالاتر در خروجی های هر شش مدل مورد بررسی از خود نشان داد.
۲.

واپایش تغییرات اقلیمی با تمرکز بر مخاطره خشکسالی با استفاده از فن آوری فضایی جهت مدیریت منابع آب زیرزمینی (مطالعه موردی:حریم پوششی رودخانه کارون)

تعداد بازدید : ۳۳ تعداد دانلود : ۵۴
با توجه به روند تغییرات اقلیم و کاهش بارندگی در دهه اخیر، خشکسالی به یک مشکل بزرگ در جهان و بالاخص در مناطق خشک و نیمه خشک از قبیل ایران تبدیل شده است. استفاده از تکنیک سنجش از دور و تصاویر ماهواره ای به عنوان یک ابزار مفید جهت پایش مکانی و زمانی خشکسالی مورد توجه محققین واقع شده است. اما استفاده از این تکنیک و نتایج حاصل از آن همچنان نیاز به ارزیابی و واسنجی برای مناطق مختلف دارد. هدف این پژوهش ارزیابی پوشش گیاهی و دمای سطح زمین جهت تحلیل دوره خشکسالی و ترسالی در حریم پوششی رودخانه کارون استان خوزستان با استفاده از تصاویر ماهواره مادیس سنجنده ترآ، داده های بارش ایستگاه های سینوپتیک واقع در منطقه، شاخص های سنجش ازدوری همچون TCI,VCI,VHI به منظور آشکارسازی تغییرات رخ داده در بازه زمانی17 ساله(مادیس) و 28 ساله (بارش، جهت صحت سنجی) می باشد. بدین منظور ابتدا با بررسی داده های بارا نسنجی و سینوپتیک ایستگاه های موجود و با استفاده از مدل شاخص بارش استانداردشده(SPI) سه ماه MAY,JUN,APR به عنوان نمونه انتخاب شد. در این مطالعه از تارنمای SearchEarthData تصاویر ماهواره ای با کد(MOD11A2,MOD13A3) از سال 2000 تا 2017 دریافت شده و روی آن ها پیش پردازش و پردازش های لازم همانند تصحیح هندسی و رادیومتریک انجام گرفته شده است، و سپس شاخصSPI با شاخص های شرایط دمایی، شاخص وضعیت پوشش گیاهی و شاخص سلامت پوشش گیاهی به صورت تلفیقی به کمک تصاویر ماهوارهMODIS سنجنده TERRA مورد مقایسه قرار گرفت. بدین ترتیب در مرحله بعد نتایج این مطالعه نشان داد تصاویرMODIS و شاخص های ساخته شده دارای قابلیت لازم برای پایش خشکسالی می باشد.همچنین جهت پردازش اطلاعات گرانشی تغییرات سطح آب های زیرزمینی از داده های سنجنده GRACE MONTHLY MASS GRIDS_LAND بهره گرفته شد. نتایج این تحقیق می تواند گزینه مناسبی برای تصمیم گیران به منظور بررسی نظارت، بررسی و حل وفصل شرایط خشکسالی مؤثر باشد و ضرورت تعریف نمایه ای را دوچندان کند.
۳.

راهکارهای سازگاری با تغییرات اقلیمی در کنترل مصرف انرژی ساختمانها، با تمرکز بر بهره گیری از نفوذ هوا در اقلیم های مرطوب، نمونه موردی: شهرگرگان

تعداد بازدید : ۱۵۵ تعداد دانلود : ۱۱۳
پارامترهای هواشناسی مبنای طراحی صرفه جویی در مصرف انرژی ساختمانها و بهره برداری از سیستم های مکانیکی و تهویه هوا است. در دهه های اخیر، عناصر هواشناسی و اقلیمی دچار تغییرات عمده ای شده و برنامه ریزی مدیریت مصرف انرژی در ساختمانها باید متأثر از داده های جدید و تغییر یافته آب و هوایی باشد. با توجه به نیاز روزافزون افراد به مسکن و افزایش مصرف سوخت های فسیلی، نیاز به مسکن متناسب با اقلیم و ایجاد آسایش محیطی اهمیت یافته و به کارگیری روش های طراحی غیرفعال، از ارزان ترین راه حل ها جهت رسیدن به ساختمان های کم انرژی است. این مطالعه در جهت شناخت پتانسیل های تهویه طبیعی در گرگان برای تأمین سرمایش مجتمع های مسکونی می باشد. راهکارهای استفاده از تهویه طبیعی در طراحی یک مجتمع مسکونی عبارتند از تراس، فضای ارتباطی عمودی ، تهویه مستقیم برای راهروها، تهویه عبوری داخلی، نحوه چیدمان واحدها برای دریافت مناسب ترین تهویه. به منظور کنترل تأثیر راهکارها، میزان مصرف انرژی طی دوره گرم سال در قالب یک پروژه کاربردی شبیه سازی شد. در این پژوهش، یک الگو با تهویه مکانیکی و 4 الگودر 22حالت با بهره گیری از تهویه طبیعی طراحی و از نظر مصرف انرژی با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج نشان داد که تنها ساختمانی دارای صرفه جویی قابل توجه در انرژی است که نفوذ هوای زیادی از طریق فضاهای مشاع میانی واحدهای طبقات داشته باشد و هرچه موانع بیرونی و داخلی در هدایت هوا کاهش یابند، میزان مصرف انرژی نیز کاهش می یابد.
۴.

مطالعه اثرات تغییر اقلیم بر ضریب استفاده از باند فرودگاه به روش FAA. مورد مطالعه: فرودگاه زاهدان

تعداد بازدید : ۴۲ تعداد دانلود : ۱۱۶
در مقاله حاضر با استفاده از گلبادهای قطبی شانزده جهتی، ضریب استفاده از باند فعلی فرودگاه زاهدان (باند 35-17) در دو دوره آماری 2017-1991 و 2050-2020 و با در نظر گرفتن بادهای جانبی مجاز (13 نات در ساعت) به روش FAA محاسبه شد. در این راستا با بکارگیری نرم افزار SDSM و مدل CanESM<sub>2</sub> و بر اساس سه سناریوی RCP<sub>2.6</sub>، RCP<sub>4.5</sub> و RCP<sub>8.5</sub>، سمت و سرعت وزش باد ایستگاه زاهدان تا سال 2050 مورد مطالعه قرار گرفت و با استفاده از نرم افزار WRPLOT گلبادهای شانزده جهتی روزانه برای دوره های آماری مزبور ترسیم گردید. نتایج نشان می دهد که ضریب استفاده از باند فعلی فرودگاه زاهدان در دوره 2017-1991 برابر با 02/95% است. همچنین پیش بینی ها نشان می دهد که تا سال 2050، ضریب استفاده از باند فعلی این فرودگاه در دو سناریوی RCP<sub>2.6</sub> و RCP<sub>4.5</sub> به ترتیب با 99/2% و 01/3% افزایش مواجه شده و به بیش از 01/98% می رسد. در حالی که ضریب مزبور در RCP<sub>8.5</sub> با 8/1% کاهش مواجه شده و برابر با 22/93% می شود که از حداقل ضریب استفاده از باند (95%)، کمتر است. بنابراین بر اساس سناریو RCP<sub>8.5</sub> در فرودگاه زاهدان جهت تامین حداقل ضریب استفاده از باند، نیاز به احداث باند دیگری منطبق با جهت باد نائب غالب شناسایی شده در این سناریو (135 درجه) وجود دارد.
۵.

واکاوی آماری - همدید تغییرپذیری آب و هواشناختی رژیم بارش غرب میانی ایران با تاکید بر رخداد خشکسالی های شدید

تعداد بازدید : ۴۴ تعداد دانلود : ۸۰
یکی از پیامدهای تغییرات آب وهوایی، تغییرپذیری الگوهای جوی و افزایش رخداد خشکسالیها می باشد. خشکسالی یکی از مخاطرات طبیعی است که با شناخت ویژگی های آن می توان پیش بینی بهتری از این پدیده جهت کاهش اثرات زیانبار آن انجام داد. هدف این مطالعه پایش خشکسالی های شدید و بسیار شدید و شناسایی الگوهای همدیدی مؤثر در رخداد آن در منطقه غرب میانی ایران است. بدین منظور داده های میانگین روزانه بارش طی یک دوره آماری 26 ساله (اکتبر 1989 تا سپتامبر 2015) برای 16 ایستگاه همدیددر منطقه پژوهش، از سایت سازمان هواشناسی کشور دریافت شد. جهت شناسایی دوره های خشک و بررسی آماری خشکسالی از شاخص بارش استاندارد (SPI) استفاده گردید. محاسبه این شاخص برای مقیاس های زمانی مختلف نشان دهنده فراوانی بالا و تداوم طولانی مدت خشکسالی به خصوص در بازه زمانی سالانه است. از لحاظ مکانی خشکسالی های شدید و بسیار شدید از شمال به جنوب و از غرب به شرق منطقه افزایش داشته است. از این رو ایستگاه هایی مانند همدان، دهلران، بروجرد و سرپل ذهاب به عنوان بحرانی ترین مناطق در منطقه پژوهش شناسایی شدند. در واکاوی همدید یک الگوی پشته، یک الگوی ناوه و دو الگوی زناری در ایجاد خشکسالی منطقه مشخص شدند. الگوی پشته حاصل جابجایی کمربند پرارتفاع جنب حاره بویژه گسترش نصف النهاری پرارتفاع جنوب عربستان است. در الگوی ناوه، ناوه تضعیف شده مدیترانه و عدم تطابق تراز میانی و زیرین جوّبه عنوان علت اصلی رخداد دوره های خشک در غرب میانی ایران ودر الگوی زناری نیز وزش بادهای غربی به شکل زناری و گذر این بادها از منطقه پژوهش علل ایجاد دوره های خشک شناخته شد.
۶.

بررسی و تحلیل اثرات ناهنجاری دمای سطح دریای سیاه برتغییرات الگوی رخداد دما و بارش غرب و شمال غرب ایران

تعداد بازدید : ۳۴ تعداد دانلود : ۶۱
برهمکنش جو-اقیانوس به دلیل انتقال تکانه انرژی تأثیر به سزایی در سیستم های جوی ایفا می کند. در این میان نوسانات سطح دریا اثرات متنوعی بر تغییرپذیری عناصر اقلیمی دارد. هدف از این مطالعه بررسی و تحلیل اثرات ناهنجاری های دمای سطح دریای سیاه بر دما و بارش غرب و شمال غرب ایران است. برای این منظور دمای سطح آب پهنه آبی دریای سیاه () از سایت NCEP/NCAR اخذ شده است. بعد از استخراج 1 ، آمار بارش روزانه دما و بارش 108 ایستگاه برای در پهنه غرب و شمال غرب کشور طی دوره آماری 1341 تا 1390 به دست آمده. سپس به کمک ضریب همبستگی پیرسون رابطه دما و بارش شمال غرب با ناهنجاری های مثبت و منفی دمای سطح دریای سیاه مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که ناهنجاری های مثبت دمای سطح دریای سیاه بیشتر دمای غرب کشور را تحت تأثیر قرار داده است به طوری که ضریب تغییرات مکانی دما در زمان حاکمیت ناهنجاری های منفی دریای سیاه بیشتر بوده است. این در حالی است که دمای شمال غرب کشور بیشتر با ناهنجاری های منفی در ارتباط است. در مورد بارش وضعیت متفاوت است به طوری که بارش در پهنه غرب و شمال غرب بیشتر با ناهنجاری های منفی دمای سطح دریای سیاه ارتباط دارد که در این میان استان های غربی بیشتر تحت تأثیر قرار دارند. در زمان ناهنجاری های مثبت تنها استان های اردبیل، آذربایجان شرقی و غربی آن هم به طور ضعیفی تحت تأثیر ناهنجاری های مثبت دمای سطح دریای سیاه می باشند.