محسن حمیدیان پور

هدف این پژوهش شناسایی تغییرات زمانی و پراکندگی فضایی رخداد توفان های تندری گستره استان سیستان و بلوچستان، در مقیاس ساعتی، ماهانه، فصلی و سالانه، در دوره آماری سی ساله (2016 -1987) می باشد. بدین منظور از داده های ساعتی هوای حاضر (ww) 7 ایستگاه همدید استان سیستان و بلوچستان استفاده گردید. جهت بررسی تغییرات زمانی این رویداد از روش ناپارامتریک من کندال و شیب سن استفاده شد. ضمن اینکه ارتباط این پدیده با انسو و همچنین پراکندگی مکانی آن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بررسی ها نشان می دهد که در مقیاس ساعتی بیشترین توفان های تندری در ساعات 12 و 15 بعد از ظهر رخ داده است و به ندرت در شب رخ می دهند.به لحاظ ماهانه بیشترین بسامد توفان های تندری متعلق به ماه مارس و می باشد. در بین فصول، فصل بهار با 756 (5/17%) رخداد بیشترین و پاییز (5/17%) و تابستان (17%) کمترین فراوانی را دارند و همچنین در دوره ی آماری مورد مطالعه سال 1997 با 195 و سال 1985 با 12 رخداد به ترتیب بیشترین و کمترین فراوانی را داشته است.بررسی روند تغییرات توفان های تندری در ایستگاه های منتخب نشان می دهد که توفان های تندری در تمامی ایستگاه ها به جز ایستگاه سراوان روند افزایشی دارند. این روند کاهشی در سطح 95% معنی دار است. از دیگر نتایج این پژوهش این است که حدود 72 درصد توفان های تندری در فاز گرم انسو (النینو) رخ می دهد و نوسانات سالانه این پدیده مرتبط به تغییر الگوهای جوی در طی النینو می باشد.به لحاظ آرایش مکانی بیشترین توفان های تندری در تمامی فصول در شرق استان با مرکزیت ایستگاه های ایرانشهر و سراوان رخ می دهد. این آرایش فضایی در مقیاس فصلی بدین صورت است که بیشترین توفان های تندری تابستانه و پاییزه با منشاء حاره ای از مرکزیت شهر ایرانشهر برخوردار است ولی در طی فصول زمستان و بهاره با منشاء برون حاره ای با مرکزیت شهر سراوان می باشد

در این مطالعه به منظور آشکارسازی نقش توپوگرافی بر ساختار باد سیستان، از مدل اقلیمی منطقه محدود RegCM4 استفاده شد. با بهره گیری از مدل، چهار تجربه متفاوت با تفکیک افقی 20 کیلومتر اجرا شد که در هر تجربه شرایط متفاوتی از ناهمواری ها در نظر گرفته شد. در تجربه نخست، ناهمواری ها به شکل واقعی مورد استفاده قرار گرفت. در سه تجربه دیگر، مدل به ترتیب با حذف کوه های خراسان جنوبی، حذف کوه های خراسان (جنوبی، رضوی و شمالی) و حذف تمامی کوه های شرق فلات ایران (کوه های خراسان و افغانستان) به اجرا در آمد. یافته ها بیانگر آن است که باد سیستان یک پدیده اقلیمی چند مقیاسه است که هم در مقیاس همدید و هم در مقیاس های متوسط و محلی قابل تحلیل می باشد. شبیه سازی ها، مبین آن است که، ناهمواری های منطقه علاوه بر تاثیرگذاری بر جهت باد، بر شدت آن نیز تأثیرگذارند. در مقیاس همدید، شیب فشار بین سامانه های کم فشار پاکستان و پرفشار ترکمنستان منجر به شکل گیری یک جریان شمالی گسترده بر روی منطقه می گردد. در مقابل، واداشت های مکانیکی و گرمایشی حاصل از استقرار کوه ها، ویژگی های مقیاس متوسط جریان هوا در ترازهای زیرین، بویژه شکل گیری و تداوم رودبادهای تراز زیرین را در مرزهای شرقی ایران رقم می زنند. نتایج مطالعه بیانگر آن است که، واداشت های مکانیکی ناشی از استقرار کوه ها، عامل اصلی تشکیل و تداوم دو هسته رودباد تراز زیرین یکی در حوالی دشت آتیشان و دیگری بر جانب شمالی دریاچه هامون (باد سیستان واقعی) می باشد. در این میان، شکل گیری و تداوم هسته رودباد بر جانب شمالی دریاچه هامون، بیش از همه، به واداشت های مکانیکی کوه های خراسان جنوبی وابسته است. بررسی گرمایش دررو نیز مبین آن است که، هسته های بیشینه ی گرمایش و سرمایش از ناهمواری های منطقه پیروی می نمایند، به طوری که با حذف کوه ها، ضمن حذف این هسته های گرمایی، ساختار محلی جریان در مرزهای شرقی کشور دچار تغییرات اساسی می گردد.

در این پژوهش، با استفاده از مدل ریزمقیاس نمایی آماری LARS-WG5.1، تغییرات بارش و دمای ماهانه در جنوب شرق کشور بر اساس خروجی چهار مدل با سه سناریوی مشترک (A1B ، A2 و B1 )، پس از بررسی توان مندی مدل لارس در شبیه سازی اقلیم گذشته، همچنین با درنظرگرفتن عدم قطعیت ها طی سه دورة زمانی آینده (2011-2030، 2046-2065 و 2080-2099) بررسی شد. یافته های پژوهش نشان از افزایش دما بر اساس تمام مدل- سناریوها، طی دوره های آتی دارد، به طوری که میزان این افزایش دما در ایستگاه های واقع در خشکی از ایستگاه های مناطق ساحلی بیشتر است. برعکس رفتار یکنواخت افزایشی در دما، تغییرات فصلی بارش در ایستگاه های مختلف بسیار نوسانی است. مقدار بارش طی فصول سرد سال در تمامی ایستگاه ها روندی افزایشی دارد، در حالی که بارش های بهاره روی ایستگاه های واقع در خشکی نسبت به نواحی ساحلی افزایش بیشتری خواهد داشت، به طوری که در آینده می توان انتظار افزایش وقوع سیلاب های بهاره را در این مناطق داشت. نتایج تحلیل عدم قطعیت ها نیز نشان داد که بهترین عملکرد در شبیه سازی مقدار دمای ماهانه را مدل HADCH3 و ضعیف ترین عملکرد در شبیه سازی مقدار بارش ماهانه را مدل INCM3 نسبت به سایر مدل- سناریوها دارد.

باد سیستان به عنوان برجسته ترین جریان ترازهای زیرین جو در فلات ایران، بنا به ماهیت، گستره ای محلی تا منطقه ای را در شرق این فلات اشغال می نماید. اگرچه محلی و یا منطقه ای بودن باد سیستان موضوعی باز تلقی می گردد، اما آغاز و خاتمه ناگهانی وزش باد سیستان در شرق ایران و تغییرات سال به سال قابل ملاحظه در زمان آغاز و خاتمه این باد، نقش برجسته عوامل بزرگ مقیاس و مقیاس منطقه ای را در شکل گیری باد سیستان متذکر می گردد. پژوهش حاضر سعی دارد با بهره گیری از روش هایی موسوم به «نقطه تغییر»، زمان آغازگری (Onset)، زمان خاتمه و طول مدت وزش باد سیستان را مورد بررسی قرار دهد. مطالعه با بهره گیری از داده های روزانه شدت و جهت باد در ایستگاه زابل، به عنوان ایستگاه معرف باد سیستان، برای یک دوره 41 ساله (2012-1972) به انجام رسید و جهت تعیین زمان آغازگری و خاتمه باد سیستان از سه روش Pettitt، SNHT و Buishand استفاده شد. در این تحقیق با بهره گیری از سری زمانی روزانه شدت و جهت وزش باد، زمان آغاز، خاتمه و طول مدت وزش باد سیستان تعیین گردید. یافته ها بیانگر آن است که از میان سه روش تخمین نقطه تغییر، روش پتیت در تعیین زمان آغاز و خاتمه باد سیستان از کارایی مناسب تری برخوردار است. بر اساس روش پتیت باد سیستان بطور متوسط در روز 122 ام (2 می) از سال میلادی آغاز شده و تا روز 287 ام (14 اکتبر) تداوم می یابد. بر این اساس، متوسط طول دوره وزش باد سیستان 165 روز در سال تعیین گردید. یافته ها همچنین بیانگر آن است که زمان آغازگری، زمان خاتمه، شدت و طول مدت وزش باد سیستان تغییرات قابل ملاحظه ای را از سالی به سال دیگر نشان می دهد. از دیگر نتایج این مطالعه، نبود یک روند معنی دار در رفتار تمامی ویژگی های باد سیستان است.

خشکسالی یکی از پیچیده ترین بلایای طبیعی است. این پدیده دارای ویژگی های متفاوتی است که توسط شاخص های متفاوتی محاسبه می گردد. از آنجایی که این شاخص ها متکی به متغیّرهای اقلیمی و ایستگاه های هواشناسی می باشند بنابراین قابلیت ثبت آنها در تمامی مکان ها به شکل پیوسته نیست. بر این اساس جهت تخمین مقدار متغیّرهای هواشناسی در مکان های نمونه برداری نشده و تهیه نقشه های پیوسته از روش های درون یابی فضایی استفاده می شود. در این پژوهش ابتدا با استفاده از شاخص استاندارد بارش (SPI) شدت خشکسالی محاسبه گشته سپس به منظور ارزیابی روش های مختلف درون یابی چندین روش درون یابی فضایی از قبیل کریجینگ عمومی، کوکریجینگ، فاصله معکوس وزن دار (IDW)، چند جمله ای محلی، اسپیلاین کاملاً منظم، اسپیلاین با کشش و اسپیلاین صفحه نازک به کار برده شد و به منظور مقایسه روش های درون یابی از روش ارزیابی متقاطع و همچنین محاسبه معیارهای خطا گیریRMSE, MBA, MSE و شاخص %G استفاده گردید. نتایج به دست آمده نشان داد که بهترین روش برای درون یابی شدت خشکسالی شاخص SPI، روش کریجینگ عمومی می باشد چرا که در اکثر ماه ها دارای کمترین خطا بوده و همچنین در 9 ماه از سال مقدار %G در آن مثبت محاسبه شده است. در واقع این روش دارای کمترین انحراف می باشد. بیشترین خطا مربوط به روش درون یابی روش اسپیلاین صفحه نازک است در واقع هر سه معیار ارزیابی، مقادیر بالای خطا را نسبت به دیگر روش ها نمایش می دهد.

شمال شرق ایران بعضی اوقات تحت تأثیر بارش های شدید قرار گرفته و همین عامل باعث خسارات فراوانی می گردد. این مطالعه از طریق طبقه بندی الگوهای همدیدی مرتبط با بارش های سنگین، به بالابردن درک ما از مکانیزم های دینامیکی که چنین بارش هایی را تولید کرده کمک می کند. در این مطالعه یک روز بارش سنگین، روزی تعریف شد که کل بارش روزانه در حداقل 3 ایستگاه، برابر یا بیشتر از 15 میلی متر ثبت شده باشد. بر این اساس 186 روز در ماه های اکتبر تا می سال های 1970 تا 2006 انتخاب شدند. علاوه بر آن از میانگین روزانه ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال، فشار تراز دریا و مؤلفه های باد مداری (U) و نصف النهاری (V) در تراز 500 و 850 هکتوپاسکال در روزهای وقوع بارش های سنگین با تفکیک مکانی 5/2 درجه در شبکه مختصاتی 20-60 درجه شمالی و 70-20 درجه شرقی نیز استفاده شده است. جهت طبقه بندی داده های ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال و استخراج الگوهای آن از روش ترکیبی کمی و کیفی بهره برده شده است. ابتدا تحلیل مؤلفه های اصلی با آرایه S بر روی ماتریس داده ها انجام شدند و به کمک آزمون غربالی 9 مؤلفه نخست - که 91 درصد واریانس داده ها را توجیه می کردند- انتخاب و به روش وریمکس چرخانده شدند. سپس روش خوشه بندی K-means به منظور طبقه بندی نمرات عاملی که از روش PCA بدست آمده بودند، بکار برده شد . همچنین با استفاده از روش دستی نقشه های 6 ساعته ی هر روز بارش، تا حداکثر 72 ساعت قبل از شروع بارش بررسی گردیدند. نتایج حاصله بیانگر آن است که سه نوع الگو در ریزش بارش های سنگین منطقه مورد مطالعه موثر هستند: کم فشارهای سودانی، کم-فشارهای ترکیبی سودانی- مدیترانه ای و کم فشارهای مدیترانه های. در بین این سه الگو، سنگین ترین بارش ها مربوط به الگوی سودانی است.