پژوهشهای تغییرات آب و هوایی

اثرات تغییر اقلیم، پیامدهای متفاوتی را بدنبال دارد که یکی از مهمترین این پیامدها، تغییر الگوی فضایی- زمانی رخداد استرس های حرارتی می باشد. بهرحال استرس های حرارتی به عنوان یکی از مخاطرات جوی شناخته می شود که سلامت جوامع بشری را مورد تهدید قرار می دهد. کشور ایران با توجه به موقعیت جغرافیای آن بر روی کمربند خشک و نیمه خشک کره زمین، انتظار می رود که الگوی اقلیمی آن تحت تاثیر تغییرات سوء گرمایش جهانی قرار گیرد. لذا در این تحقیق سعی گردید که نقشه خطر استرس حرارتی، با دیدگاه ترکیب شاخص های متنوع بیوکلیمایی، برای دو دهه پایه ۱۹۸۰ تا ۲۰۱۰ و دهه آینده ۲۰۲۰ تا ۲۰۴۹ تهیه و مناطق خطرخیزشناسایی و معرفی گردند. لذا بر مبنای یک سناریوی میانه تحت عنوان RCP4.5 و با توجه به مدل CanEMS2، تغییرات اقلیمی ۴۱ ایستگاه اصلی ایران شبیه سازی شد. در این مطالعه بوسیله ۵ شاخص بیوکلیمایی، نقشه فراوانی رخداد استرس حرارتی برای دوره های مطالعاتی تهیه گردید. اگرچه همبستگی بین نتایج این شاخص ها از سطح معناداری برخوردار می باشد، اما آنچه مشخص بود، اینکه هر یک از این شاخص ها الگوهای فضایی متفاوتی از فراوانی رخداد استرس حرارتی نمایش می دهند. بنابراین در این پژوهش بر مبنای روش فازی در محیط GIS، نتایج ۵ شاخص بیوکلیمایی ترکیب و نقشه خطر ریسک استرس حرارتی تهیه شد. بهرحال نتایج این تحقیق با توجه به سناریوی RCP4.5 برای دهه ی آینده، گویای کاهش مساحت مناطق خطر پذیر استرس حرارتی با آستانه طبقات ریسک زیاد و ریسک خیلی زیاد به مقدار 5/24 درصد در قیاس با دوره پایه می باشد. همچنین الگوی فضایی نشان می دهد که برای هر دو دوره مطالعاتی، کمینه خطرپذیری این بلای جوی مربوط به نواحی مرکزی ایران بوده و از طرف دیگر سواحل جنوبی و شمالی ایران را می توان بعنوان مهمترین نواحی با ریسک بالای خطر، بعنوان نقاط حادثه خیز معرفی نمود

رویدادهای اقلیمی حدی، پدیده های نادری هستندکه از نظر شدت و فراوانی کمیاب بوده و از آنجایی که اکوسیستم ها و ساختارهای فیزیکی جوامع انسانی با شرایط اقلیمی بهنجار تنظیم شده اند، در زمان رخداد این پدیده ها، به ندرت می توانند خود را تجهیز و آماده کنند، درنتیجه تغییر در زمان وقوع رویدادهای حدی اغلب می تواند آثار چشمگیری بر اکوسیستم ها و جامعه نسبت به تغییر در شرایط متوسط جوی داشته باشد. هدف از انجام تحقیق حاضر، برسی روند فرین های دمایی ایستگاه های نوار شمالی کشور می باشد. روند فرین های دمایی در دو دوره مشاهداتی 2015-1982 و دوره آینده 2055-2020 استخراج شده است. داده های مورد استفاده در این پژوهش حداقل و حداکثر دمای ثبت شده ایستگاه های مورد مطالعه به صورت روزانه بوده و برای دوره آینده نیز از خروجی ریزمقیاس شده مدل گردش عمومی CanESM2 بر اساس سناریوهای 4.5 RCP و RCP 8.5 استفاده شده است. نتایج پژوهش نشان داد حداقل و حداکثر روزانه ایستگاه های مورد مطالعه در دوره آینده با افزایش مواجه می باشد که این افزایش بر اساس سناریوی RCP 8.5 با شیب بیشتری همراه است. به طور نسبی ایستگاه گرگان بیشترین افزایش دما را در بین ایستگاه های مورد مطالعه دارا می باشد. بررسی آماری نشان می دهد در همه ایستگاه ها و در هر دور دوره مشاهداتی و مدل شده، شاخص های فرین دمایی با روند و تغییراتی همراه هستند به طوریکه فرین های سرد (روزهای یخی ID، شب های سرد TN10p، روزهای یخبندان FD و روزهای سرد TX10p) با شیب کاهشی و فرین های گرم( روزهای تابستانی SU25، شب های حاره ای TR20، شب های گرم TN90p و روزهای گرم TX90p) با شیب افزایشی در هر دو دوره مشاهداتی و آینده مواجه هستند. به نظر می رسد شیب برخی شاخص های مربوط به دمای شبانه مانند شب های حاره ای و شب های گرم، نسبت به سایر شاخص ها از شدت بیشتری برخوردار است.

عواملی نظیر رشد جمعیت مصرف بی رویه آب، تغییرات آب وهوایی، گرم شدن کره زمین هدر رفتن آب، آلودگی آب و عدم مدیریت صحیح باعث می شوند که منابع آب طبیعی، در حال تمام شدن بوده و هر تغییری در مقدار آن تأثیرات مستقیم و غیرمستقیم اقتصادی سیاسی، اجتماعی امنیتی، بر جای بگذارد. لذا تحقیق حاصل باهدف شناسایی مناطق مستعد بحران آب در محدوده شرق اصفهان انجام گرفته است. این مطالعه به صورت توصیفی_تحلیلی بوده و تمام ناآرامی های اتفاق افتاده در منطقه شرق اصفهان، موردبررسی قرارگرفته است. ابزار گردآوری اطلاعات شامل: مطالعات کتابخانه ای، نقشه های توپوگرافی و زمین شناسی، داده های پارامترهای اقلیمی و هیدرولوژیکی آب های سطحی و زیرزمینی بود. تجزیه وتحلیل داده ها به وسیله ی مقایسه نقشه های فضایی و همچنین داده های ناآرامی های منطقه در نرم افزار ARC GIS انجام شد. مساحت محدوده بحرانی (خشک سالی شدید و خیلی شدید) در سال 91 کمترین و در سال 96 بیشترین مقدار بوده که نشانه درگیر شدن مناطق بیشتری از منطقه با بحران آب و در نتیجه افزایش، احتمالاً تعداد ناآرامی ها مواجه می گردد. همچنین روند محدوده های بحرانی (خشک سالی های شدید و خیلی شدید) تقریباً ثابت بوده و در سال 96 به یک باره حدود 25 درصد به نسبت سال 95 افزایش پیداکرده است. درنتیجه بحران شدید منابع آب در این مناطق، کشاورزی و معیشت مردم را تحت تأثیر قرار داده و نشان دهنده درگیر شدن مناطق بیشتری از منطقه با بحران آب است که به تبع آن احتمالاً تعداد ناآرامی ها نیز بیشتر می شود.

تغییر اقلیم یکی از عمده ترین چالش های پیش روی بشر در زمان حاضر است. پارامترهای مختلف اقلیمی نظیر دما، بارش و باد در یک محل از عواملی هستند که بر اقلیم آن منطقه تاثیر گذار بوده و شناخت آنها تعیین کننده اقلیم آن منطقه می باشند. وقوع پدیده هایی از قبیل افزایش یا کاهش ناگهانی دما، بارندگی و سرعت و جهت باد طی یک یا چند سال را می توان دلیلی بر تغییر اقلیم آن منطقه دانست. از مباحث مهم اقلیمی که در سال های اخیر افکار پژوهشگران و حتی سران حکومت ها و سازمان ها را به دلیل اثراتی که بر فعالیت های سیاسی، اجتماعی، اقتصادی و ... دارا می باشد، به خود مشغول داشته است. در کشور ما نیز این مسئله کمتر مورد توجه بوده است ولی در سال های اخیر تحقیقات و کنفرانس هایی را در پی داشته است. به منظور بررسی تغییر اقلیم استان کردستان میانگین، حداقل، حداکثر درجه حرارت و میانگین بارش و میانگین، حداقل، حداکثر سرعت و جهت باد، ایستگاه سنندج طی سال های1960-2017 از سازمان هواشناسی دریافت و به صورت سری زمانی تنظیم و با استفاده از آزمون ناپارامتری من_کندال بررسی شده است. در این تحقیق با استفاده از مدل فوق نوع و زمان تغییرات عناصر مذکور شناسایی شده است. نتایج به دست آمده از تحلیل داده ها نشان می دهد که زمان شروع بیشتر تغییرات ناگهانی و از هر دو نوع روند و نوسان بوده است. پارامترهای میانگین و حداقل دما دارای روند منفی و پارامتر حداکثر دما دارای روند مثبت است و بارش روند منفی را نشان می دهد و پارامترهای میانگین و حداقل سرعت باد دارای روند منفی و پارامتر حداکثر سرعت باد دارای روند مثبت است و پارامتر میانگین جهت باد دارای روند منفی است.

خشکسالی، به عنوان یک پدیده پیچیده و زیان باراقلیمی، فعالیت های مختلف انسانی و فرایندهای زیستی را تحت تأثیر قرار می دهد. واکاوی مکانی و توالی زمانی و ﭘﯿﺶﺑﯿﻨﯽ آن شاید ﻧﻘﺶ ﻣﺆﺛﺮی در ﮐﺎﻫﺶ ﺧﺴﺎرات ﻧﺎﺷﯽ از آن در ﺑﺨﺶﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻒ فعالیتی و طبیعی داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﺪ. در اﯾﻦ رابطه ﺷﺎخص ﻫﺎی ﻣﺘﻨﻮﻋﯽ ﺗﻌﺮﯾﻒ ﺷﺪه اﻧﺪﮐﻪ ﺑﻪ ﻧﻈﺮ ﻣﯽرﺳﺪ، برآوردﻫﺎی ﻣﺘﻔﺎوﺗﯽ از ﺧﺸﮑﺴﺎﻟﯽ داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﻨﺪ. در پژوهش حاضر برای تحلیل فضایی خشکسالی هواشناسی استان گلستان با بهره گیری از داده های بارش 72 ایستگاه بارانسنجی متعلق به سازمان هواشناسی، با دوره آماری 40 ساله (1971-2010) و برای پایش خشکسالی اکولوژیک، از تصاویر ماهواره ای Landsat (TM) (1987 و 2000) و Landsat (MSS) (1975) مورد استفاده قرار گرفت. از شاخص آماری SPI در بررسی روند تغییرات زمانی و از شاخص گیاهی NDVI برای شناسایی تنش های گیاهی ناشی از خشکسالی استفاده شده و مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج دو شاخص مذکور ضرایب همبستگی مناسب و در سطح اطمینان بالای 99 درصد معنادار را نشان می دهد. نتایج نشان داد که براساس شاخص SPI، سال 2000 بیشترین و شدیدترین خشکسالی را داشته که 1/42 درصد از مساحت استان (معادل 857500 هکتار) را شامل می شود و براساس شاخص NDVI، بیشترین تراکم پوشش گیاهی مربوط به سال 1975 می باشد که مقدار آن 1/29 درصد از مساحت استان (معادل 594106 هکتار) را شامل می شود. براساس نقشه های نهایی می توان نتیجه گرفت که محدوده های شمالی و شمال شرق استان بیشترین خشکسالی را دارا هستند. نگاه کلی به نقشه ها، نقش بارز اختلاف ارتفاع و فاصله از دامنه های شمالی البرز درجهت جنوب به شمال را از هر دو نظر فراوانی و شدت رخداد خشکسالی ها نشان می دهد.

شدت و میزان آلودگی هوای نواحی شهری متأثر از تغییرات اقلیمی و گرمایش جهانی در سال های اخیر افزایش یافته است و اثر آن در شهرهای بزرگ صنعتی از جمله اصفهان مشهود است. به منظور بازیابی و بررسی این تأثیر از اطلاعات و آمار هواشناسی ایستگاه سینوپتیک اصفهان جهت بررسی تغییرت اقلیمی و از داده های شاخص AQI برای بررسی شدت و میزان آلودگی استفاده شده است. بررسی ها نشان داد در یک دوره 63 ساله، 43/1 درجه سلسیوس متوسط سالانه دمای شهر اصفهان افزایش نشان می دهد که موجب گردیده شده و میزان و شدت آلودگی هوای شهر اصفهان در انتهای دوره (سال های 97-1390 افزایش یابد. نتایج نشان داد بر اساس میانگین ماهانه شاخص AQI در 83 ماه از 96 ماه از سال 90 تا 97 در وضعیت زرد یا سالم برقرار است، در 12 ماه وضعیت نارنجی و در یک ماه وضعیت قرمز حکمفرما است. ماه های فصل گرم با شرایط تقریبا ثابت عمدتا زرد یا نارنجی است. ولی در فصل سرد بخاطر توربولانس جو، شرایط کاملا دگرگون شده بطوری که هم تحت شرایط پایداری مطلق هوا و بروز اینورژن، با وضعیت قرمز و حتی وضعیت خطرناک و بحرانی مواجه است و هم تحت شرایط ناپایداری جوی، هوای کاملا پاک بروز می کند. البته روزهای همراه با آلودگی رقم بزرگتری را به خود اختصاص داده است. لذا برای اینکه در ماه های سرد مواجه با وضعیت بحرانی و خطرناک در کیفیت هوا نشویم باید میانگین شاخص AQI را از 3/84 به زیر شاخص 50 یعنی هوای پاک کاهش داد.