مخاطرات جوی

هدف اصلی مقاله حاضر، پهنه بندی مخاطرات جوی در شمال شرق ایران (خراسان بزرگ) می باشد. برای این منظور از داده های سازمان هواشناسی کشور در مقیاس روزانه و ماهانه برای تعداد 17 ایستگاه هواشناسی سینوپتیک در محدوده سه استان خراسان شمالی، خراسان رضوی و خراسان جنوبی برای یک دوره 38 ساله( 2008-1971) استفاده شد. در این تحقیق تعداد 13 مخاطره جوّی مهم در محدوده خراسان بزرگ مورد بررسی قرار گرفت. بطور کلی پدیده ها در قالب دو روش اصلی مورد بررسی قرار گرفت و نقشه های فراوانی وقوع به تفکیک برای هریک از مخاطرات با بهره گیری از سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) تهیه شد. در ادامه با در نظر گرفتن میزان مشابهت ها و تفاوت ها، 13 مخاطره جوی یاد شده در قالب 3 دسته اصلی مخاطرات دمایی، مخاطرات مرتبط با دید و مخاطرات بارشی دسته بندی شدند و برای هر دسته نقشه پهنه بندی فضایی تهیه گردید. در نهایت با ترکیب نتایج حاصل از بررسی تمامی مخاطرات، نقشه جامع مخاطرات جوّی منطقه مطالعاتی تهیه شد. یافته های تحقیق نشان داد بخش های کوهستانی شمال خراسان از جهت فراوانی وقوع رخدادها، جزء پرمخاطره ترین مناطق محسوب می گردند، درحالی که بخش های غربی و جنوبی خراسان از کمترین میزان خطرپذیری برخوردارند. الگوی فضایی وقوع مخاطرات بیانگر روند افزایشی مخاطرات دمائی از شمال به جنوب بوده و در مقابل مخاطرات بارشی از الگویی معکوس برخورداراند، مخاطرات مرتبط با دید یک الگوی غالب مداری را بویژه در نیمه شمالی خراسان نشان می دهند، بطوری که از غرب به شرق بر میزان وقوع رخدادهای مرتبط با دید افزوده می شود.

سیلاب ها یکی از شدیدترین و مخرب ترین مخاطرات جوی می باشند که همه ساله خسارت جانی و مالی شدیدی را متحمل جوامع در جای جای نقاط مختلف دنیا می کنند. پژوهش پیش رو به دنبال آشکارسازی ویژگی های همدیدی و هیدرومتئورولوژیکی رخداد سیلاب در هروچای به انجام رسیده است. جهت انجام این پژوهش از داده های روزانه بارش ایستگاه های خلخال، خانقاه، آرپاچایی و لمبر و داده های ایستگاه هیدرومتری رودخانه کیوی چای جهت شناسایی بارش رخ داده و سیلاب اتفاق افتاده و برای بررسی همدید این پدیده از داده های تراز سطح زمین (فشار سطح زمین)، داده های سطوح فوقانی جو از قبیل ارتفاع ژئوپتانسیل، امگا، بادمداری، باد نصف النهاری و رطوبت نسبی در ترازهای 500 تا 1000 هکتوپاسکال استفاده به عمل آمد. نتایج به دست آمده بیانگر این می باشد که قرارگیری سیستم کم فشار در سطح زمین، وقوع بلوکینگ و قرارگیری منطقه مورد مطالعه در شرق ناوه در سطوح فوقانی، منفی بودن پیچانه های جوی و امگا در ترازهای مختلف، همراه با تغذیه رطوبتی دریای سیاه و مدیترانه در ترازهای 500 تا 700 هکتوپاسکال، دریای سرخ و خلیج فارس و دریای عمان در ترازهای 850 و دریای خزر در ترازهای 925 و 1000 هکتوپاسکال شرایط لازم جهت تولید ناپایداری بر بالای جو منطقه مورد مطالعه را فراهم کرده است. این شرایط باعث ایجاد رگبار شدید و شدت یافتن دبی رودخانه هروچای گشته و منجر به تولید سیلاب در این منطقه شده است.

طوفان های تندری به دلیل اثرات مهم خسارتباری که بر انسان و محیط طبیعی دارند، پدیده اقلیمی بسیار مهمی به شمار می روند. بررسی ها نشان داده است که عامل ارتفاع و عرض جغرافیایی دو متغیر مهمی هستند که می توانند بر میزان وقوع این پدیده اثرگذار باشند. بنابراین هدف اصلی از پژوهش حاضر، تحلیل فضایی رفتار پدیده رعدوبرق و میزان اثرپذیری آن از مؤلفه هایی چون ارتفاع و عرض جغرافیایی در گستره ایران می باشد. بر این اساس ابتدا داده های ماهانه وقوع طوفان های تندری 118 ایستگاه همدید ایران، طی سال های 1991 تا 2010 از سازمان هواشناسی کشور اخذ شد و به وسیله سیستم اطلاعات جغرافیایی(GIS) و روش درونیابی کریجینگ (Universal)، نقشه های سالانه و فصلی کل ایران تولید گردید. در ادامه برای درک بهتر اثرپذیری طوفان های تندری از ارتفاع و عرض جغرافیایی، به وسیله نرم افزار CerveExpert نمودارهای فصلی و سالانه به همراه میزان همبستگی هریک تولید و مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که بیشترین طوفان های تندری سالانه در شمال غرب ایران رخ می دهد و کمترین میزان آن بر نواحی مرکزی و شرقی کشور منطبق است. همچنین طبق تحلیل های فصلی، بااینکه بیشترین میزان پراکندگی ایستگاه ها در ارتفاع 800 تا 1300 متری قرار دارد، اما حداکثر وقوع این پدیده در فصول مختلف ایستگاه ها از ارتفاع صفر تا 2200 متری تغییر دارد. نتیجه کلی نشان می دهد که عامل ارتفاع، همبستگی کمی با وقوع پدیده طوفان تندری داشته و بیشترین همبستگی مربوط به عامل عرض جغرافیایی است.

تغییرات طبیعی آب و هوا در بسیاری از مناطق جهان منجر به ایجاد مخاطراتی برای شهرها و انسان هایی که در آن زندگی می کنند می شود، شناسایی این مخاطرت و انجام اقداماتی جهت مقابله با آن، برای تامین امنیت شهروندان ضروری می باشد. در این پژوهش سعی بر آن بوده است تا در ابتدا با شناسایی مخاطرات جوی در سطح شهر بندرترکمن، نوع این مخاطرات و میزان تهدید آن ها سنجیده شود، سپس راهکارهایی برای مقابله با تهدیدات شناسایی شده در قالب مدل های سه بعدی ارائه شده و تشریح گردد. روش تحقیق در این پژوهش توصیفی- تحلیلی بوده و نوع آن کاربردی توسعه ای می باشد. جامعه آماری پژوهش انجام شده، مردم شهر بندرترکمن در خیابان آزادی و متخصصین رشته های مربوط به موضوع تحقیق می باشد. اطلاعات لازم در این پژوهش با استفاده از مطالعات اسنادی و میدانی گردآوری شد. در یافته های این پژوهش، مخاطرات سیل و افزایش گرما به عنوان جدی ترین مخاطرات تعیین شد و جهت ایمن سازی شهر در برابر مخاطرات جوی، تغییر در سبک ساختمان سازی و انجام اصلاحات و تغییراتی در شبکه جوب ها، و ایجاد تاسیساتی به منظور مقابله با بادها، گرما و سرمای شدید در سطح شهر و ایجاد تغییراتی کلی در ساخت و روند گسترش شهر، لازم دانسته شد. نتایج حاصل از این پژوهش، بیانگر این است که بهترین روش ایمن سازی شهرها در برابر مخاطرات جوی، طراحی سبک جدیدی از ساختمان های مقاوم در برابر این نوع از مخاطرات است.

هدف پژوهش حاضر، پهنه بندی اقلیمی مخاطرات جوی در شمال غرب ایران می باشد. برای این منظور از داده های سازمان هواشناسی کشور شامل دمای متوسط، دمای حداقل، دمای حداکثر و بارش در مقیاس روزانه و ماهانه برای تعداد سیزده ایستگاه هواشناسی سینوپتیک در محدوده سه استان آذربایجان شرقی، آذربایجان غربی و اردبیل برای یک دوره ی ۲۶ ساله (۲۰۱۵-۱۹۹۰) استفاده شد. در این تحقیق تعداد ده مخاطره جوی مهم مورد بررسی قرار گرفت. سپس نقشه های فراوانی وقوع به تفکیک برای هر یک از مخاطرات با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی( GIS ) تهیه شد. یافته های تحقیق نشان داد که در شمال غرب بخش های شرق و جنوب شرق، مرکز و غرب آن از ﺟﻬﺖ ﻓﺮاواﻧی وﻗﻮع ﺟﺰء ﭘﺮﻣﺨﺎﻃﺮه ﺗﺮیﻦ ﻣﻨﺎﻃﻖ هستند. در ﻋیﻦ ﺣﺎل ﺑﺨﺶ ﻫﺎی شمال شرق از کﻤﺘﺮیﻦ ﻣیﺰان ﺧﻄﺮﺧیﺰی ﺑﺮﺧﻮردارﻧﺪ. کولاک و توفان گرد و غبار از ﻣﻬﻢ ﺗﺮیﻦ ﻣﺨﺎﻃﺮات ﺟﻮی شمال غرب بود. بالاترین فراوانی مخاطره در منطقه ی شمال غرب پدیده ی کولاک با مجموع ۴۱۴۸ بار مخاطره در طی دوره ی مورد مطالعه است. بیشترین فراوانی کولاک در ایستگاه اهر با مجموع ۵۱۴ بار مخاطره مشاهده گردید. دومین مخاطره در شمال غرب پدیده ی گرد و غبار با مجموع ۱۹۴۸ بار مخاطره است. بیشترین فراوانی آن در ایستگاه مراغه با مجموع ۴۱۰ بار مخاطره مشاهده می گردد. سومین مخاطره در شمال غرب پدیده ی توفان تندری با مجموع ۱۷۷۳ بار مخاطره بوده است. ششمین مخاطره پدیده ی یخبندان با میانگین ۱۳۱۵ بار مخاطره است. بیشترین فراوانی یخبندان در ایستگاه خلخال با مجموع ۱۴۴ بار مخاطره شد. هفتمین مخاطره صورت گرفته در شمال غرب پدیده ی تگرگ با مجموع ۳۴۱ بار مخاطره است. بیشترین فراوانی تگرگ در ایستگاه مراغه با مجموع ۵۶ بار مخاطره گردید. هشتمین مخاطره پدیده ی مه با مجموع ۳۳۳ بار بوده است. بیشترین فراوانی مه در ایستگاه اهر با مجموع ۱۳۵ بار مخاطره می باشد. نهمین مخاطره صورت گرفته در شمال غرب پدیده ی خشکسالی با مجموع ۱۶۸ بار مخاطره است. بیشترین فراوانی خشکسالی در ایستگاه های ارومیه و اردبیل هر دو با مجموع ۱۶ بار مخاطره مشاهده گردید. دهمین و کمترین مخاطره مشاهده شده در شمال غرب پدیده ی بارش حدی با مجموع ۱۴۹ بار مخاطره می باشد. بیشترین بارش حدی در ایستگاه پارس آباد با مجموع ۱۹ بار مخاطره مشاهده گردید. کمترین فراوانی بارش حدی در ایستگاه های ماکو، خلخال هر دو با مجموع ۴ بار مخاطره بوده است.

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

امروزه تغییرات اقلیمی ناشی از افزایش غلظت گازهای گلخانه ای موجب افزایش رخداد های حدی و مخاطرات جوی شده است. هدف از این پژوهش، تحلیل و بررسی آینده اقلیم بر مخاطرات جوی منطقه سیستان است. در این مطالعه جهت شبیه سازی داده های کمینه و بیشینه دما از داده های مدل CanESM2 تحت سه سناریوی ( RCP2.6 ,RCP4.5 ,RCP8.5 ) با ریزگردانی آماری SDSM و جهت شبیه سازی داده های بارش از مدل Hadcm3 تحت سناریوهای ( A1B ,A2, B1) با ریز گردانی آماری LARS-WG استفاده شده است. بدین منظور، پس از انجام واسنجی، صحت سنجی و مدلسازی داده ها در ایستگاه منتخب، کارایی مدل از نظر میزان انطباق داده های پایه دما (2005-1984) و بارش (2015-1986) با مقادیر شبیه سازی (2039-2020) در سطح اطمینان معنی داری مورد ارزیابی قرار گرفتند. جهت انطباق داده های پایه با داده های شبیه سازی شده از سه معیار ریشه میانگین مربعات خطا ( RMSE) ، ضریب تعیین ( R2) و میانگین مربعات خطا ( MSE) استفاده شده است. با توجه به داده های شبیه سازی شده چهار مخاطره مهم جوی یخبندان، امواج گرمایی، بارش های حدی و خشکسالی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که امواج گرمایی و خشکسالی در آینده تهدیدات جدی در منطقه هستند بطوریکه در سال 2021 و تحت سناریوی انتشار RCP 2.6 ، 32 موج گرما پیش بینی شده و محدوده مورد مطالعه بیشتر از 5 موج گرما را در سال تجربه خواهد کرد. همچنین بیشترین فراوانی خشکسالی در سال 2020 و تحت سناریوی انتشار A1B پیش بینی گردیده است. بارش های حدی در بعضی از سالها و تحت سناریوی B1 می توانند تهدید قابل توجهی در منطقه باشند. شدت و فراوانی یخبندان سالانه تحت سناریوی انتشار RCP2.6 نسبت به سناریوهای دیگر بیشتر و نسبت به تهدیدات جوی بررسی شده کمتر است.

امروزه تغییرات اقلیمی ناشی از افزایش غلظت گازهای گلخانه ای موجب افزایش رخداد های حدی و مخاطرات جوی شده است. هدف از این پژوهش، تحلیل و بررسی آینده اقلیم بر مخاطرات جوی منطقه سیستان است. در این مطالعه جهت شبیه سازی داده های کمینه و بیشینه دما از داده های مدل CanESM2 تحت سه سناریوی (RCP2.6 ,RCP4.5 ,RCP8.5 ) با ریزگردانی آماری SDSM و جهت شبیه سازی داده های بارش از مدل Hadcm3 تحت سناریوهای (A1B ,A2, B1) با ریز گردانی آماری LARS-WG استفاده شده است. بدین منظور، پس از انجام واسنجی، صحت سنجی و مدلسازی داده ها در ایستگاه منتخب، کارایی مدل از نظر میزان انطباق داده های پایه دما (2005-1984) و بارش (2015-1986) با مقادیر شبیه سازی (2039-2020) در سطح اطمینان معنی داری مورد ارزیابی قرار گرفتند. جهت انطباق داده های پایه با داده های شبیه سازی شده از سه معیار ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، ضریب تعیین (R2) و میانگین مربعات خطا (MSE) استفاده شده است. با توجه به داده های شبیه سازی شده چهار مخاطره مهم جوی یخبندان، امواج گرمایی، بارش های حدی و خشکسالی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که امواج گرمایی و خشکسالی در آینده تهدیدات جدی در منطقه هستند بطوریکه در سال 2021 و تحت سناریوی انتشارRCP 2.6 ، 32 موج گرما پیش بینی شده و محدوده مورد مطالعه بیشتر از 5 موج گرما را در سال تجربه خواهد کرد. همچنین بیشترین فراوانی خشکسالی در سال 2020 و تحت سناریوی انتشارA1B پیش بینی گردیده است. بارش های حدی در بعضی از سالها و تحت سناریویB1 می توانند تهدید قابل توجهی در منطقه باشند. شدت و فراوانی یخبندان سالانه تحت سناریوی انتشار RCP2.6 نسبت به سناریوهای دیگر بیشتر و نسبت به تهدیدات جوی بررسی شده کمتر است.

امروزه شاهد انبوهی از پدیده های مخرب طبیعی هواشناسی و هیدرولوژیکی هستیم که هرساله تلفات و خسارات مالی و زیست محیطی بیشتری به زندگی بشر وارد می کنند. یکی از پدیده های جوی که می تواند بر ایمنی پرواز، حمل و نقل، سازه ها، انرژی و بسیاری دیگر از جنبه های زندگی بشری اثر مستقیم داشته باشد، جست باد است. هدف از این مطالعه، بررسی توزیع زمانی-مکانی جست باد در کشور ایران در یک بازه زمانی 15 ساله و ارزیابی یک روش تجربی تحت عنوان WPD جهت پیش بینی این پدیده با استفاده از برونداد مدل WRF است. بدین منظور داده های ثبت شده در 32 ایستگاه همدیدی بین سال های 2004 تا 2018 میلادی موردمطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد تعداد دفعات وقوع جست باد در مناطق جنوب شرق و شمال غرب کشور به مراتب بیشتر از سایر مناطق بوده است؛ درحالی که فراوانی وقوع جست بادهای همرفتی در نیمه غربی کشور بیشتر بود. به طور کلی، فراوانی وقوع جست باد در بازه موردمطالعه روندی صعودی داشته و اغلب گزارش های جست باد همرفتی مربوط به فصل بهار بوده است. در مجموع، 67 درصد جست بادها در نیمه اول سال گزارش گردیده اند و تنها 13 درصد از آن ها در فصل پاییز اتفاق افتاده اند. همچنین محتمل ترین زمان وقوع جست باد بین ساعت های 18-12 محلی بوده است. در ادامه و از میان روش های پیش بینی جست باد، رابطه مورداستفاده در سامانه پس پردازش یکپارچه مدل WRF (WPD) انتخاب و عملکرد آن در کشور ایران مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از روش پیش گفته بر روی 885 مورد جست باد غیرهمرفتی، حاکی از عملکرد مطلوب این روش جهت پیش بینی جست باد در ایران بود.