سمیه رفعتی

سابقه و هدف: همه گیری کووید 19 به منزله پدیده ای جغرافیایی درنظر گرفته می شود که تجزیه وتحلیل فضایی و تأثیر جغرافیایی آن، در تصمیم گیری و جنبه های زندگی روزمره، بسیار اهمیت می یابد. سامانه اطلاعات جغرافیایی و تکنیک های مکانی می توانند نقش مهمی در تجزیه و تحلیل کلان داده های شیوع این بیماری در سطح جهانی ایفا کنند. مطالعات انجام شده باکمک تکنیک های تحلیل فضایی توانسته اند میزان اهمیت متغیرهای اجتماعی و بهداشتی را در میزان ابتلا و موارد مرگ ومیر ناشی از بیماری کووید 19 نشان دهند؛ هرچند درمورد تأثیر متغیرهای هواشناسی در این زمینه، مطابق با متفاوت بودن نتایج پژوهش های پیشین، همچنان ابهاماتی وجود دارد. با توجه به تنوع اقلیمی ایران، با انجام دادن پژوهش هایی در این زمینه به منظور آشکارسازی عوامل مهم و اثرگذار فضایی، می توان گام های مؤثری برداشت. بنابراین هدف این مطالعه مدل سازی و تعیین عوامل تأثیرگذار در پراکنش بیماری کووید 19، براساس داده های موجود و دردسترس است.مواد و روش ها: در این مطالعه، با استفاده از روش های رگرسیون فضایی عمومی و محلی، عوامل تأثیرگذار در پراکنش میزان ابتلا به بیماری کووید 19 بررسی شد. برای این منظور، 73 شهرستان که آمار تعداد مبتلایان به بیماری کووید 19 آنها (طی دوره ای کوتاه، از دهم اسفند 98 تا بیستم خرداد 99 به تفکیک شهرستان ها) دردسترس بوده است، انتخاب شدند. عوامل ارتفاع، تراکم جمعیت و میانگین سنی، نسبت جمعیت بالای 55 سال به جمعیت کل و همچنین پارامترهای هواشناسی شامل رطوبت، دما، فشار و سرعت باد انتخاب و رابطه آنها با این بیماری، به کمک روش های آمار فضایی، بررسی شد. براساس روش رگرسیون گام به گام تراکم جمعیت، فشار هوا، میانگین سن و سرعت باد به منزله پیش بینی کننده های معنی دار تعیین شدند و بروز بیماری با استفاده از تکنیک OLS مدل سازی شد. سپس با توجه به ناایستابودن رابطه متغیرهای مستقل با متغیر وابسته، هم در بعد فضایی و هم در بعد داده ها، تکنیک GWR به کار رفت و برای افزایش تغییرپذیری فضایی و برطرف کردن مشکل هم راستایی خطی، از روش تحلیل مؤلفه های اصلی و نرم افزار SPSS بهره برده شد.نتایج و بحث: نتایج نشان داد مدل عمومی ارائه شده به طور کلی به لحاظ آماری معنی دار است و مقادیر واریانس توجیه شده با مدل تصادفی نیست اما رابطه متغیرهای مستقل با متغیر وابسته، هم در بعد فضایی و هم در بعد داده ها، ناایستاست. همچنین مشخص شد توزیع باقی مانده ها تاحدی از توزیع نرمال انحراف نشان می دهد که چه بسا به دلیل وجود ناایستایی در مدل باشد. بنابراین تکنیک رگرسیون وزن دار جغرافیایی برای مدل سازی به کار گرفته شد. به منظور اجرای آن و افزایش تغییرپذیری فضایی برای رفع مشکل هم راستایی خطی (به دلیل وجود الگوی خوشه ای در متغیرهای هواشناسی)، روش تحلیل مؤلفه های اصلی استفاده شد و عوامل هواشناسی به یک فاکتور کاهش یافت. این عامل نزدیک به 70٪ تغییرات این متغیرها را توجیه می کند. کاهش عوامل متغیرهای میانگین سن و نسبت جمعیت بالای 55 سال نیز به یک عامل باعث بهبود نتایج شد. بنابراین تراکم جمعیت، عامل هواشناسی و عامل سن به منزله متغیرهای پیش بینی کننده در مدل سازی با تکنیک GWR درنظر گرفته شدند. افزایش 10درصدی ضریب تعیین تعدیل شده مدل وزن دار جغرافیایی (63٪) نشان از بهبود نسبی نتایج این مدل درقیاس با مدل عمومی دارد. نتایج آزمون خودهمبستگی فضایی موران نشان داد، با اینکه از شدت الگوی خوشه ای باقی مانده ها در این مدل درمقایسه با مدل OLS کاسته شده است، همچنان در سطح اطمینان 99٪ معنی دار است. تحلیل نقاط داغ در سطح اطمینان 95٪ نشان داد بخش های غربی استان کردستان، بخش های شمالی و غربی استان خوزستان نقاط داغ (الگوی خوشه ای کم برآورد معنی دار) و بخش های شرقی استان همدان و بخش های شمالی استان بوشهر نقاط سرد (الگوی خوشه ای بیش برآورد معنی دار) هستند. بنابراین دست کم یک متغیر تأثیرگذار در بروز این بیماری درنظر گرفته نشده است. با توجه به اینکه متغیرهای احتمالی درنظر گرفته نشده همچون عوامل فرهنگی، بهداشتی و ژنتیکی دردسترس نبوده اند و یا ممکن است اندازه گیری آنها سخت بوده باشد، از بررسی آنها صرف نظر شد.نتیجه گیری: نتایج این مطالعه اهمیت و میزان تأثیر عوامل جمعیت شناختی و محیطی را در میزان ابتلا به بیماری کووید 19 روشن کرده است و می تواند برای ادامه مطالعاتی در این زمینه راه گشا باشد.

هدف: بررسی پراکنش مکانی و زمانی رخداد آذرخش و روند تغییر آنروش و داده: پراکنش مکانی و زمانی رخداد آذرخش و روند تغییر آن با کاربرد محصولات شبکه ای اقلیمی آذرخش LIS-OTD در گستره ی  E°65-E°25 و N °42- N °15مطالعه شد. پراکنش ماهانه مکانی و زمانی رخداد آذرخش بر اساس داده های HRMC و روند تغییر رخداد آذرخش در دوره ای حدود بیست ساله (۲۰۱۴-۱۹۹۵) بر اساس داده های LRMTS و با کاربرد شیب رگرسیون استاندارد شده و نرم افزار R بررسی شد.یافته ها: بر اساس ویژگی های فعالیت آذرخش می توان ایران را به هشت ناحیه تقسیم کرد. کمینه ی رخداد آذرخش و بنابراین فعالیت همرفتی در مرکز و شرق کشور رخ می دهد. بیشینه ی آن در ماه های جون تا آگوست در شمال غرب، در ماه های نوامبر تا می در غرب، جنوب غرب و جنوب و در ماه سپتامبر در جنوب رخ می دهد. بیشینه ی رخداد در جنوب غرب و غرب ایران، تحت تأثیر فعالیت منطقه ی همگرایی دریای سرخ است. شدیدترین روند افزایشی رخداد آذرخش به ترتیب در جنوب شرق ایران در فصل تابستان، دریای مازندران در فصل زمستان، محدوده ی بین دریای سیاه و مدیترانه در فصل پاییز و بالاخره جنوب خلیج فارس در فصل بهار رخ داده است. از سوی دیگر شدیدترین روند کاهشی نیز به ترتیب در مرکز دریای سرخ و محدوده ی دریای سیاه و مدیترانه در فصل تابستان مشاهده شده است.نتیجه گیری: بنا به تغییر معنادار آذرخش، به عنوان تظاهری از فعالیت های همرفتی، در برخی نقاط و ماه ها در دو دهه ی مطالعه شده، و با توجه به تأثیر فعالیت های همرفتی بر رژیم بارشی ایران، می توان انتظار داشت تغییری مؤثر در ویژگی های رژیم بارشی ایران در نتیجه ی پدیده گرمایش زمین رخ دهد.نوآوری، کاربرد نتایج: برای نخستین بار اقلیم شناسی آذرخش با استفاده از داده های ماهواره ای مطالعه شده است. روشن شدن توزیع فضایی و زمانی رخداد این پدیده در سطح ایران و منطقه و همچنین روند تغییر آن چشم انداز روشن تری در رابطه با رخداد سامانه های همرفتی ایجاد کرده است.

این پژوهش با هدف تحلیل فضایی تغییرات اقلیمی دما در ایران انجام شد. ابتدا با استفاده از آزمون من-کندال و شیب سن، روند تغییرات شناسایی شد. سپس با استفاده از روش های تحلیل مولفه های اصلی و خوشه بندی، گستره ایران از لحاظ روند تغییرات سالانه شاخص های فرین در چهار خوشه دسته بندی شد. 38 ،33 ، 18 و 11 درصد از ایستگاهها به ترتیب در خوشه های 1، 2، 3 و 4 قرار گرفتند. شدیدترین روندهای افزایشی در ایستگاههای خوشه یک، که در نواحی پست و کم ارتفاع ایران استقرار دارند رخ داده است. میانگین ارتفاع آنها 535 متر است. ایستگاههای خوشه 2 روند افزایشی متوسط و ایستگاههای خوشه 3 روند افزایشی ضعیفی را تجربه کرده اند. ایستگاههای خوشه 2 غالبا در نواحی شمال غرب و غرب ایران استقرار یافته اند، اما ایستگاههای خوشه 3 نظم خاصی را از نظر پراکندگی فضایی نشان نمی دهند. ایستگاههای خوشه 4 بر خلاف سه خوشه دیگر، روندهای آشکاری را نشان نمی دهند. به طور کلی، نتایج این پژوهش نشان داد که بین عامل ارتفاع و شیب روند شاخص های فرین گرم همبستگی معکوس وجود دارد. یعنی هرچه ارتفاع کاهش می یابد، شیب روند افزایش می یابد. بنابراین ایستگاههایی که در نواحی پست و کم ارتفاع قرار گرفته اند نسبت به نواحی مرتفع، تغییرات اقلیمی شدیدتری را تجربه کرده اند. همچنین تغییرات اقلیمی شاخص های حدی گرم قوی تر از شاخص های حدی سرد و روند افزایش دماهای کمینه بیشتر از دماهای بیشینه است. علاوه بر آن، تعداد شب های گرم با شیب بیشتری نسبت به تعداد روزهای گرم افزایش یافته است.

یکی از چالش های مهم در عصر حاضر، رقابت جهت دسترسی به منابع آب می باشد. بارش به عنوان یکی از عناصر بنیادی چرخه آب شناختی و سامانه اقلیم، دارای تغییرپذیری زمانی و مکانی بالایی به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشکی مانند ایران است. تغییرات زمانی آن به علت تغییرپذیری رطوبت و گردش جو می باشد. به همین منظور در این پژوهش روند تغییرات هم زمان آب قابل بارش (رطوبت جو) و بارش بر روی حوضه های آبریز ایران جهت شناسایی ارتباط بین تغییرات این دو متغیر بررسی شده است. برای این هدف داده های ماهانه بازکاوی شده ( ERA5 ) بارش و آب قابل بارش از مرکز پیش بینی میان مدت اروپا ( ECMWF ) در بازه 1979- 2019 اخذ گردید. روند تغییرات ماهانه، فصلی و سالانه این دو متغیر با استفاده از آزمون من-کندال بررسی شد. نتایج حاکی از روند کاهشی هر دو متغیر، در فصل زمستان در حوضه های آبریز شرق و نواحی مرکزی کشور و در مقابل روند افزایشی هر دو متغیر در فصل پاییز در اکثر حوضه ها آبریز دارد. بررسی سالانه نشان داد بارش در حوضه های شرقی کشور روند کاهشی را تجربه کرده اند اما آب قابل بارش در حوضه های غرب، جنوب، جنوب غرب و شمال روند افزایشی داشته است. این تحقیق نشان داد که پتانسیل رخداد بارش های رگباری و شاید سنگین، به دلیل افزایش آب قابل بارش، می تواند بیشتر گردد.

موج های سرمایی از رویدادهای فرین دمایی هستند که در آن ها مقادیر غیرمعمول دمای کمینه مشاهده می شود. این موج ها در دوره سرد سرما و در دوره گرم سال خنکی هوا را در پی خواهند داشت. هدف از پژوهش حاضر مطالعه موج های سرمایی- خنک ایران و تحلیل همدید الگوهای گردشی ایجادکننده آن است. ازاین رو، با استفاده از داده های کمینه دمای روزانه (ERA-Interim -ECMWF) در دوره 2004-2013 و محاسبه نمره استاندارد آن ها، ناهنجاری های کمتر از 1- به عنوان روزهای دارای موج سرمایی و خنک شناسایی شد. با استفاده از داده های فشار تراز دریا در روزهای دارای موج های سرما و خنک و همچنین روش تحلیل خوشه ای سلسله مراتبی، پنج خوشه به عنوان الگوهای بهاره، تابستانه، پاییزه، اواخر پاییز- اوایل زمستان، و زمستانه استخراج شد. موج های سرمایی و خنک ایران در بیشتر موارد از فرارفت هوای سرد از طریق جریانات ورودی از سمت شمال، شمال شرق، و شمال غرب ناشی می شوند. این جریانات حاصل استقرار پُرفشار بر روی سرزمین های همسایه های شمالی از شمال دریای سیاه تا شمال شرق دریای خزر هستند. در الگوهای اول و دوم (بهاره و تابستانه)، علاوه بر وجود سامانه های پُرفشار در موقعیت های ذکرشده، شیب فشاری ناشی از حضور کم فشارهای سطحی در نیمه جنوبی در این زمان جریانات شمالی را سبب شده است.

در این مطالعه سعی شد ویژگی های سامانه های میان مقیاس همرفتی پدیدآوردنده ی سیل روزهای 4 و 5 فروردین 98 با کاربرد تصاویر ماهواره ای تعیین و سپس شرایط جوی رخداد آن ها بررسی شود. برای این منظور تصاویر متئوست نسل دوم با تفکیک مکانی 3 کیلومتر و تفکیک زمانی 15 دقیقه و همچنین داده های بازکاوی ECMWF با تفکیک مکانی 125/0 درجه طول و عرض جغرافیایی به کار گرفته شد. به طور کلی نتایج این پژوهش نشان داد سه سامانه ی همرفتی میان مقیاس با بیشینه مساحتی بین 73 تا 660 هزار کیلومتر مربع و ویژگی های حرکتی متفاوت در روزهای 4 و 5 فروردین 1398 بخش های مختلفی از ایران را تحت تاثیر قرار دادند. در روزهای رخداد، ریزش هوای سرد عرض های بالا توسط پرفشار آزور و تزریق هوای گرم و مرطوب توسط پرفشار روی دریای عمان و دریای عرب صورت گرفته که باعث فعال شدن منطقه همگرایی دریای سرخ به همراه سامانه ی مدیترانه ای شده است. این شرایط پدیدآوردنده ی رودباد سطح پایین، جفت شدن رودباد سطوح پایین و بالا و تقویت یکدیگر شده که نتیجه آن تقویت، تداوم و گسترش سامانه های همرفتی میان مقیاس بوده است. همچنین احتمالا چینش عمودی قابل توجه باد نیز منجر به شکل گیری سلول های همرفتی جدید در مناطقی دور نسبت به منشا سلول های اولیه شد.

در این پژوهش سعی شد با کاربرد مدل رگرسیون و بر اساس متغیرهای ضخامت نوری هواویزها و پارامترهای هواشناسی، میزان ذرات معلق برآورد و دقت آن ارزیابی شود . برای این منظور داده های غلظت ذرات معلق کوچک تر از 10 میکرومتر، داده های دما، رطوبت نسبی، سرعت باد، دید افقی و ابرناکی، ارتفاع لایه مرزی، ضخامت نوری هواویزها حاصل الگوریتم های ادغامی دیپ بلو و دارک تارگت 550/0 نانومتر به کار گرفته شد. نتایج نشان داد میزان نوسانات ذرات معلق که توسط مدل قابل توجیه است تصادفی نیست (در سطح اطمینان 99درصد)، هر چند که تغییرات توجیه شده توسط مدل ها کم (16درصد در فصل گرم و 20درصد در فصل سرد) است و خطاهای محاسبه شده در بخش ارزیابی روشن نمود که مدل های ارائه شده، دقت زیادی ندارند. همچنین مشخص شد در فصل گرم متغیر سرعت باد می تواند نتایج حاصل از مدل رگرسیون رابطه ضخامت نوری هواویزها و غلظت ذرات معلق کوچک تر از 10 میکرومتر را بهبود ببخشد و در فصل سرد نیز وجود متغیرهای ارتفاع لایه مرزی و دما در مدل رگرسیون به لحاظ آماری قابل قبول است و باعث بهبود نتایج مدل می شود. واژه های کلیدی: ذرات معلق، ضخامت نوری هواویزها، مدل رگرسیون، پارامترهای هواشناسی، تهران.

در این تحقیق، با محاسبه ی پتانسیل باد در محدوده ی ایستگاه های همدید استان کرمانشاه، کارایی و ارزیابی اقتصادی 10 مدل توربین بادی برای بهره گیری از انرژی بادی بررسی شد. برای این منظور، از داده های سرعت باد در دوره ی آماری مشترک 2009- 2013 در مقیاس زمانی 3 ساعته و نرم افزارهای WAsP و Windographer بهره گرفته شد و پارامترهای احتمال تولید انرژی، ضریب ظرفیت و خروجی انرژی سالانه ی توربین های مختلف برآورد شد. سپس، ارزیابی اقتصادی هریک از توربین ها انجام و اقتصادی ترین توربین و محدوده در استان کرمانشاه معرفی شد . با بررسی ضریب ظرفیت توربین ها روشن شد که توربین 500 کیلوواتی در تمام ایستگاه ها بهترین کارایی را دارد. همچنین، بهترین کارایی این توربین در ایستگاه های گیلان غرب، تازه آباد و سومار برآورد شده است. میزان تولید انرژی سالانه ی توربین 2000 کیلوواتی، از 2 گیگاوات ساعت در سال در ایستگاه کنگاور تا 7/6 گیگاوات ساعت در سال در ایستگاه گیلان غرب متغیر است. با محاسبه ی شاخص نسبت منفعت به هزینه مشخص شد که احداث نیروگاه در محدوده ی ایستگاه گیلان غرب در تمامی انواع مختلف توربین صرفه ی اقتصادی بیشتری درمقایسه با مناطق دیگر دارد. تولید برق با هیچ یک از توربین های بادی موردبررسی در محدوده ی ایستگاه های اسلام آباد، کنگاور، سرپل ذهاب، روانسر، سنقر، هرسین، جوانرود و قصرشیرین اقتصادی نیست. ​

   پیامدها و تهدیدهای ناشی از مخاطرات اقلیمی از یک طرف و فرصت هایی مانند استفاده در منابع آب، کشاورزی و سایر بخش های اقتصادی از طرف دیگر باعث شده است تا در سال های اخیر سامانه های همرفتی بارش زا بیشتر موردتوجه قرار گیرند. بدین منظور در این پژوهش، شرایط دینامیکی سامانه های همرفتی میان مقیاس در ماه های گرم و سرد سال و بارش همرفتی تجمعی آن ها بررسی شده است. پس از اخذ تصاویر ماهواره های زمین آهنگ متئوست، فراگیرترین سامانه های همرفتی میان مقیاس بدون اشتقاق و ادغام با استفاده از آستانه دمای درخشندگی 224 کلوین و آستانه مساحت مشخص شدند و از طریق مدل RegCM4، رفتار دینامیکی و بارش همرفتی تجمعی آن ها بررسی گردید. نتایج نشان داد مکان شکل گیری سامانه ها در جنوب عراق و شمال عربستان بوده است. الگوی جریانات سامانه های ماه های سرد سال تحت تأثیر توپوگرافی بوده است؛ به گونه ای که با برخورد آن ها به ارتفاعات، تاوایی مثبت در منطقه ایجاد شده است و با افزایش ارتفاع تاوایی قوی تر شده است. همچنین هسته کمیت های دینامیکی ماه های دسامبر- ژانویه پس از عبور سامانه از ارتفاعات زاگرس تضعیف شده است. در مقابل، ارتفاعات زاگرس تأثیر زیادی در قدرت فعالیت سامانه های آوریل نداشته است. تاوایی و همگرایی سامانه های همرفتی در ماه آوریل قوی تر و شدیدتر از ماه های دسامبر- ژانویه بوده است.

با توجه به اهمیت ارتفاعات زاگرس در توزیع و میزان بارش ایران، در مطالعه حاضر با به کارگیری مدل اقلیمی میان مقیاس RegCM4 و انجام شبیه سازی، تأثیر ارتفاعات زاگرس بر بارش همرفتی تجمعی و سرعت قائم باد ترازهای مختلف جو بررسی گردید. داده های موردنیاز این پژوهش از داده های دوباره تحلیل شده مرکز پیش بینی های محیطی/ مرکز ملی پژوهش های جوی (NCEP/NCAR) و باقدرت تفکیک افقی 5/2 درجه برای دوره زمانی 2000 تا 2005، از عرض جغرافیایی 22 تا 38 درجه شمالی و طول جغرافیایی 38 تا 58 درجه شرقی اخذ گردید. شبیه سازی ها بر شبکه ای با تفکیک افقی 10 km و گام زمانی 30 ثانیه صورت گرفته است. در مرحله ی اول مدل با داده های واقعی اجرا، سپس رشته کوه زاگرس و کوه های مرکزی ایران حذف و مدل دوباره اجرا گردید. نتایج نشان داد هسته های بارش تجمعی ماه های دسامبر- ژانویه در شرق ارتفاعات زاگرس تضعیف شده است و ارتفاعات زاگرس باعث افزایش بارش در غرب ایران و کاهش آن در شرق شده است. در مقابل در ماه آوریل، بیشینه بارش در هر دو اجرا، در غرب ایران و منطقه زاگرس تمرکز داشته است و کمینه آن در شرق زاگرس و دشت های مرکزی ایران بوده است. همچنین با حذف ارتفاعات زاگرس، بر بارش همرفتی تجمعی این ماه در سواحل دریای خزر افزوده شده است. ارتفاعات زاگرس در ماه آوریل باعث جابجایی رودباد ترازهای بالای جو از تراز 200 به 400 هکتوپاسکال و سبب افزایش سرعت و وسعت آن ها شده است؛ بنابراین الگوی جریانات سامانه های همرفتی میان مقیاس و بارش همرفتی حاصل از آن ها متأثر از الگوی ارتفاعات بوده است و با تغییر شرایط دمایی از شرایط سرد به شرایط گرم، میزان و نحوه تبعیت از توپوگرافی و شرایط محلی تغییر کرده است؛ به گونه ای که در ماه دسامبر، ارتفاعات باعث کاهش سرعت باد ترازهای پایین جو و در ماه ژانویه و آوریل سبب افزایش آن شده است.

افزایش دمای کره زمین باعث بروز ناهنجاری هایی در اقلیم کره زمین می شود که این امر بر تمام زوایا زندگی و حیات بشر تاثیر گذار است. در این راستا، هدف از این مطالعه بررسی تغییرات دما و پیش بینی دمای حدی (حداکثر و حداقل دما) در استان گیلان و مازندارن است. جهت این بررسی از مدل آماری- دینامیکی SDSM و برای تحلیل تغییرات و روند دما از تکنیک آماری و گرافیکی من- کندال استفاده شده است. داده های روزانه دمای ایستگاه رشت، رامسر و بابلسر طی دوره آماری 1961 تا 2010 از سازمان هواشناسی کشور و نیز داده های مدل گردش عمومی HadCM3 از پایگاه های مربوطه اخذ شد. دوره مورد مطالعه به سه دوره تقسیم بندی شد. نتایج حاکی از وجود روند مثبت معنی دار در حداقل و حداکثر دمای ماهانه و سالانه هر سه ایستگاه در دوره اول و سوم است. همچنین در دوره دوم، روند معنی داری در دماهای حدی رامسر و حداکثر دمای رشت دیده نمی شود. آزمون گرافیکی کندال بر روی دماهای حد سالانه سه دوره اعمال شد که نتایج حاصل نشان داد که با عدول از مرز بحرانی 1/96± در سطح 95 درصد اطمینان وقوع تغییرات از نوع روند افزایشی و نیز تغییرات از نوع ناگهانی در هر سه ایستگاه رخ داده است. در دوره پیش بینی شده، بیش ترین تغییر در حداقل دمای ماهانه و سالانه دیده می شود. افزایش حد دما حدوده 0/1 تا 1/7 درجه سانتیگراد پیش بینی شد. نوسانات کوتاه مدت و رخداد روند مثبت معنی دار هم در حداکثر و هم در حداقل دما گویای افزایش دما در سال های آتی خواهد بود که حاکی از وقوع تغییرات اقلیمی رخ داده می باشد.

شرایط شکننده، متغیر و گاه مخاطره آمیز اقلیم کنونی ایران پیش بینی آینده آن را بسیار ضروری اما سخت نموده است. پیش بینی شرایط اقلیم آینده بوسیله مدل های گردش کلی جو مورد استفاده تحقیقات متعددی به هدف تدقیق محلی نتایج قرار گرفته است. یکی از پرکاربردترین این روش ها، ریزمقیاس نمایی آماری است. این روش در مطالعات اقلیمی به طور گسترده استفاده شده اما تاکنون نتواسته بیان روشنی از شرایط اقلیم آینده ایران به نمایش بگذارد. پژوهش حاضر با هدف تعیین دورنمای شرایط اقلیمی آینده در ایران، تحقیقات انجام گرفته در زمینه ی ریزمقیاس نمایی آماری خروجی مدل های گردش عمومی جو-اقیانوس برای بررسی فراسنج های بارش و دما تحت سناریوهای انتشار مختلف، گردآوری گردید. با روش تحلیل توصیفی-محتوا و مقایسه نتایج، دید جامعی از اقلیم آینده، مخاطرات آن و بویژه تغییر اقلیم در ایران ارایه گردد. در نهایت با توجه به تفاوت های اقلیمی-جغرافیایی سرزمین ایران، نتایج حاصل به طور جداگانه در 6 منطقه بررسی گردید. در منطقه شمال غرب تغییرات بارش کاهشی، کاهشی-نوسانی و کاهشی-انتقالی و دما افزایشی و در منطقه غرب و جنوب غرب تغییرات بارش کاهشی، کاهشی-نوسانی و افزایشی و تغییرات دما افزایشی پیش بینی شده است . منطقه جنوب و جنوب شرق دارای تغییرات کاهشی، کاهشی-نوسانی، نوسانی و افزایشی-نوسانی بارش و تغییرات افزایشی دما خواهد بود . در منطقه شرق و شمال شرق تغییرات بارش نوسانی و کاهشی-نوسانی و تغییرات دما افزایشی-نوسانی است. در منطقه سواحل شمالی، تغییرات بارش کاهشی و افزایشی-نوسانی و دما افزایشی و افزایشی-نوسانی و منطقه جنوب البرز و مرکز ایران نیز دارای تغییرات کاهشی، نوسانی، افزایشی-نوسانی بارش و تغییرات افزایشی دما خواهند بود. با توجه به روند کاهشی بارش و روند افزایشی دما در درصد بسیار بالایی از پهنه سرزمین ایران، رخداد مخاطرات اقلیمی و محیطی ناشی از آن همانند امواج گرمایی، خشکسالی و سیل نیز می تواند در آینده افزایش یابد.

در این مطالعه سامانه همرفتی عمیق روز ۲۷ مارس ۲۰۰۷ و سطوح جهیده (OT) مرتبط با آن که در برخی مناطق غرب و جنوب غرب ایران منجر به رخداد توفان و بارش های شدید شد، با استفاده از تصاویر SEVIRI مورد بررسی قرار گرفت. توسعه و اضمحلال سامانه با کاربرد تصاویر RGB حاصل از باندهای مریی، فروسرخ میانی و پنجره فروسرخ پایش شد. همچنین با کاربرد تصویر باند مریی، پدیده-های OT شناسایی شدند و توانایی روش های اختلاف دمای درخشندگی باندهای بخار آب، ازن و دی اکسیدکربن با IRW، برای شناسایی OT ارزیابی شد. درنهایت برای درک شرایط رخداد سامانه همرفتی مورد بررسی که با پدیده OT همراه بوده است، نقشه های انرژی پتانسیل همرفتی، روباد سطح پایین و جریان باد و همچنین نمودار هوف مولر رطوبت نسبی و رطوبت ویژه تفسیر شدند. نتایج نشان داد بیش تر پدیده های OT سطوحی با دمای ۲۰۸ تا ۲۱۵ درجه کلوین دارند که با معیار بیشینه دمای OT مطابقت دارد؛ اما چند پدیده OT با سطوحی اندکی گرم تر از ۲۱۵ درجه کلوین نیز مشاهده شده اند. در هر سه روش اختلاف دمای درخشندگی باندهای فروسرخ، برخی پیکسل ها به اشتباه به عنوان OT شناسایی شدند و برخی پدیده های OT بر اساس آستانه های تعیین شده، شناسایی نشدند، که به دلیل قدرت تفکیک مکانی نسبتاً ضعیف تصاویر مورد استفاده است. با وجود این که با کاربرد این تصاویر و روش ها تعداد و محل دقیق این پدیده ها را نمی توان به درستی تعیین نمود، اما می توان رخداد یا عدم رخداد آن ها را به طورکلی مورد بررسی قرار داد که می تواند برای تعیین ویژگی های فضایی و زمانی و همچنین شرایط رخداد پدیده OT که اثرات اقلیمی و جوی مهمی دارند، مفید و پرکاربرد باشد. بررسی شرایط رخداد سامانه مورد مطالعه نشان داد در روز رخداد این سامانه و روز قبل آن روباد سطح پایین در منطقه حضور داشته و در تزریق هوای گرم و مرطوب به منطقه نقش مؤثری داشته است.

در ایران موضوع وقوع مخاطرات طبیعی به ویژه سامانه های همرفتی میان مقیاس به علت افزایش تهدیدها و خسارات ناشی از آن ها از اهمیت بالایی برخورداراست. بدین منظور چرخه عمر سامانه های همرفتی میان مقیاس غرب ایران در دوره زمانی ۲۰۰۱ تا ۲۰۰۵ با استفاده از تصاویر ماهواره ای و شاخص تغییرات مساحت و آستانه های دمای درخشندگی ۲۲۴ و ۲۴۲ کلوین شناسایی گردید. با توجه به اینکه اگر سامانه ای از اشتقاق به وجود بیاید یا با ادغام خاتمه یابد، تشخیص مراحل چرخه عمر آن غیرممکن است؛ لذا سامانه هایی انتخاب شدند که بدون رخداد ادغام یا اشتقاق بودند. بنا بر اهمیت سامانه همرفتی میان مقیاس روز هفتم و هشتم دسامبر ۲۰۰۱، چرخه عمر و شرایط دینامیک سیکل زندگی آن به صورت موردی بررسی گردید و تأثیرات ارتفاعات زاگرس بر چرخه عمر آن از طریق مدل RegCM۴ موردبررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد مدل قابلیت آشکارسازی اثر ارتفاعات بر چرخه عمر سامانه های همرفتی میان مقیاس دارد. در اجرای مرجع مراکزی از کمیت های تاوایی، همگرایی- واگرایی و سرعت قائم در زاگرس و غرب آن تشکیل که باعث بارش در این منطقه شده است. در مقابل در اجرای بدون کوهستان این مراکز به هم خورده و هسته بارش به شرق ارتفاعات زاگرس جابجا شده است؛ به گونه ای که سامانه در مرحله بلوغ تضعیف و در مرحله زوال، دشت های مرکزی ایران از بارش بیشتری برخوردار بوده اند. همچنین الگوی میدانی کمیت ها از الگوی ناهمواری ها تبعیت کرده است.

بارش های سنگین ناشی از سامانه های همرفتی میان مقیاس در غرب ایران که از نظر شدت و فراوانی باعث خسارات جانی و مالی زیادی شده اند و سهم زیادی از بارش سالانه را به خود اختصاص داده اند، نقش مهمی در امنیت غذایی و منابع آب داشته و بدین منظور چرخه عمر، شرایط تشکیل و ویژگی های سامانه همرفتی میان مقیاس 23آوریل 2004 با استفاده از تصاویر ماهواره های متئوست، GEOS و GMS از طریق معیارهای شاخص تغییرات مساحت (ΔE)، آستانه های دمای درخشندگی 221 و 243 کلوین و آستانه مساحت بیش از 10000 کیلومترمربع مورد بررسی قرار گرفت. مساحت سامانه در شروع چرخه عمر با روند کندی افزایش داشته و روند کاهشی مساحت آن در مرحله زوال شدید و ناگهانی است. در مرحله شکل گیری شرایط سینوپتیک تأثیر بیشتری داشته و عامل غالب بوده است؛ اما در مرحله بلوغ تأثیر توپوگرافی و ارتفاعات زاگرس در شدت فعالیت مؤثر تر بود. یافته های این مطالعه نشان داد، در مرحله بلوغ، با افزایش درصد کسر همرفتی و کاهش دمای درخشندگی بر شدت فعالیت همرفتی افزوده شده؛ اما در مرحله زوال این وضعیت برعکس شده است. همچنین ساعات اوج فعالیت همرفتی و افزایش مساحت سامانه همزمان با بیشینه سرعت سامانه بوده است.

در این مطالعه تأثیر رودبادهای سطح پایین (LLJ) در شکل گیری سامانه های همرفتی میان مقیاس در جنوب غرب ایران طی سال های 2001-2005 بررسی شد. برای تشخیص اهمیت رودبادهای سطح پایین در شکل گیری این سامانه ها درصد رخداد، اندازه و طول عمر سامانه ها در هر دو شرایط حضور و نبود رودبادهای سطح پایین در منطقه، همچنین نقشه های سرعت باد و شار رطوبت در سطح 850 هکتوپاسکال بررسی شد. همچنین، شرایط تشکیل این سامانه ها برای یک نمونة موردی (روزهای دوم و سوم آوریل 2002) ارزیابی شد. نتایج این مطالعه نشان داد در تمام ماه های مورد بررسی، عمدة سامانه های همرفتی میان مقیاس (بیش از 80 درصد) در شرایطی تشکیل شد که LLJ در منطقة حضور داشت و هوای گرم و مرطوب عرض های پایین تر (دریای عرب و سرخ) را به منطقة مورد مطالعه تزریق و همگرایی سطح پایین را تشدید می کرد. در این شرایط میانگین اندازه و طول عمر بزرگ ترین و بادوام ترین سامانه های تشکیل شده در روزهای همراه با رخداد رودبادهای سطح پایین (به ترتیب 222 هزار کیلومترمربع و 17 ساعت) نسبت به میانگین اندازه و طول عمر بزرگ ترین و بادوام ترین سامانه های تشکیل شده در روزهای بدون رخداد آن (به ترتیب برابر 80 هزار کیلومترمربع و 6/9 ساعت) با 95 درصد اطمینان بیشتر بوده است.

در این تحقیق ویژگی های فضایی و زمانی رخداد سامانه های همرفتی در جنوب غرب ایران، طیّ سال های 2001 تا 2005 با استفاده از تصاویر ادغامی دمای درخشندگی حاصل از باند مادون قرمز ماهواره های زمین آهنگ Meteosat،GOES و GMS، مورد بررسی قرار گرفت. سامانه های همرفتی بر اساس آستانه های دما و مساحت به ترتیب برابر 228 درجه کلوین و 1000 کیلومترمربع در تصاویر دمای درخشندگی شناسایی و مسیریابی شدند. در مجموع 268 سامانه همرفتی در زمان رخداد بارش سنگین (بر اساس WMO با مجموع بارش بیش از 10 میلی متر و همچنین ثبت پدیده رگبار حداقل در 3 ایستگاه) شناسایی شد. نتایج نشان داد که ماه های دسامبر و آوریل به ترتیب با 69 و 67 مورد پررخدادترین و ماه فوریه تنها با 5 مورد کم رخدادترین ماه های سال از نظر بارش همرفتی بوده اند. تعداد رخداد سامانه هایی با طول عمر و وسعت زیاد، قابل توجه بوده است، که نشان دهنده ی نقش مهم عوامل دینامیک در شکل گیری سامانه های همرفتی این منطقه است. فراوان ترین جهت حرکت از جنوب غرب به سمت شمال شرق (53 درصد) و از غرب به سمت شرق (38 درصد) بود، بنابراین جهت حرکت سامانه های همرفتی با جهت حرکت کلی جریانات جوی در این منطقه مطابقت داشته و توسط جریانات در سطوح میانی جو تعیین شده است. همان طور که انتظار می رفت محل شکل گیری سامانه های همرفتی تحت تأثیر توپوگرافی منطقه است، به این صورت که بیشینه محل شکل گیری این سامانه ها در دامنه ی رو به باد زاگرس بوده و در دامنه ی بادپناه کوه های زاگرس به ندرت سامانه ای تشکیل شده است. بطور کلی فراوانی رخداد از جنوب غرب منطقه به سمت شمال شرق ابتدا افزایش و سپس کاهش یافته است. بنابراین میزان رخداد از شرایط توپوگرفی تأثیر پذیرفته و فراوانی رخداد در ارتفاعات بیشتر بود. اما پراکندگی رخداد و میزان تأثیرپذیری آن از توپوگرافی، در ماه های مختلف سال تفاوت هایی داشته؛ بطوری که در ماه های گرم سال بیشترین و در ماه های سرد سال کمترین هماهنگی با توپوگرافی دیده شده است.

در این مطالعه به بررسی الگوهای فشار مسبب رخداد سامانه های همرفتی با بارش سنگین (بر اساس WMO با مجموع بارش بیش از 10 میلی متر) در جنوب غرب ایران، طی دوره آماری (2005-2001) پرداخته شده است. بدین منظور داده های بازکاوی شده NCEP با قدرت تفکیک شبکه های افقی 5/2 درجه طول و عرض جغرافیایی به کار گرفته شده است. برای استخراج الگوها از روش های همبستگی و بردار ویژه بهره جویی شد. نتایج حاصل از روش همبستگی به دلیل دقت بیشتر، در تحلیل های بعدی مورد استفاده قرار گرفت و درصد شکل گیری سامانه ها در هر الگوی ترکیبی از سطح زمین تا سطح 500 به دست آمد. فشار سطح دریا در هفت الگو، ارتفاع ژئوپتانسیل سطح 850 هکتوپاسکال در هشت الگو و ارتفاع ژئوپتانسیل سطح 500 هکتوپاسکال در پنج الگو طبقه بندی شدند. با بررسی شرایط همدیدی و الگوهای رخداد سامانه های همرفتی، معلوم شد که رخداد سامانه های همرفتی در جنوب غرب ایران تا اندازه زیادی وابسته به گسترش و نفوذ زبانه کم فشار سودانی بوده است. بخش گسترده ای از سامانه هایی که جنوب غرب ایران را تحت تأثیر قرار دادند، در امتداد منطقه همگرایی دریای سرخ (جنوب شرق عراق، کویت و شمال شرق شبه جزیره عربستان) شکل گرفتند.

سامانه های همرفتی همه ساله در مناطق مختلف ایران خسارت های زیاد و در مواردی غیر قابل جبران به وجود می آورند. با توجه به این که بارش حاصل از این سامانه ها در جنوب غرب ایران بخش عمده ای از بارش کل را تشکیل می دهند و نقش مهمی در تامین منابع آب دارند، ضرورت بررسی ویژگی های اقلیم شناسی آن ها اجتناب ناپذیر است. در این مطالعه به منظور شناسایی الگو های مکانی و زمانی رخداد سامانه های همرفتی میان مقیاس (MCSs) در جنوب غرب ایران از محصول موزاییک شده دمای درخشندگی مرکز پیش بینی اقلیمی NCEP/NWS و داده های ایستگاه های همدید استفاده شد. سامانه های همرفتی میان مقیاس طی ساعات بارشی و رخداد پدیده های مرتبط با همرفت، بر اساس آستانه ی دمایی 228 درجه کلوین، آستانه ی بیشینه مساحت ده هزار کیلومترمربع و آستانه ی طول عمر 3 ساعت، شناسایی شدند. در مجموع 189سامانه همرفتی میان مقیاس طی سال های 2001 تا 2005 شناسایی شد. یافته های این تحقیق نشان داد، بیشترین تعداد MCSs در ماه دسامبر (54 مورد) رخ داده است، شکل گیری MCSs از شرایط توپوگرافی تاثیر پذیرفته ، ولی دامنه ی رو به باد نقش خیلی مهمی در شکل گیری آن ها نداشته است. فراوانی رخداد این سامانه ها در ماه آوریل و می کاملا از توپوگرافی منطقه تبعیت کرده، اما با افزایش سرما میزان تبعیت از توپوگرافی کم تر شده تا آن جا که در ماه ژانویه هماهنگی بین فراوانی رخداد MCSs با توپوگرافی منطقه مشاهده نشده است.

دستیابی به پراکنش فضایی دقیق بارش ماهانه و ارزیابی شبیه سازی مدل های منطقه ای برای علوم محیطی به ویژه اقلیم شناسی اهمیت فراوان دارد. با توجه به تغییرپذیری زمانی و فضایی زیاد بارش و تراکم محدود ایستگاه های اندازه گیری، پیشرفت ها در زمینه تخمین بارش با استفاده از تصاویر ماهواره ای بسیار بااهمیت جلوه می کند. در این زمینه چندین پروژه در سطح بین المللی در دست انجام است و تولیدات آنها در دسترس پژوهشگران قرار دارد. داده های بارش ماهانه 43B3 (محصول TRMM) نمونه ای از آن است که در این مطالعه مورد ارزیابی قرار گرفته است. در مطالعه حاضر دقت مجموع بارش ماهانه و سالانه 43B3 (در طول سال های 2001 تا 2003) با استفاده از داده های ایستگاه های سینوپتیک و کلیماتولوژی سازمان هواشناسی بررسی شده اند. نتایج به طور متوسط بیش برآوردی برای بارش های اندک، و کم برآوردی برای بارش های زیاد را نشان می دهد. میزان دقت این داده ها برای مقادیر بارش کمتر از میانگین چندان نیست. با این حال، ارتباطی بین میزان دقت با ویژگی حرارتی و رطوبتی ماه ها مشاهده نمی شود. همچنین میزان دقت این داده ها، در سطح ایران متفاوت است، به طوری که در جنوب رشته کوه البرز و نواحی مرکزی و تا اندازه ای در نواحی شرقی ایران، دقت مناسبی ندارند. اما در نواحی غربی و جنوب کشور، دقت آنها را می توان مناسب برشمرد. از آنجا که داده های 43B3 در قیاس با برآوردهای حاصل از تکنیک درون یابی کریجینگ دقت کمتری دارد، کاربرد آنها برای مقاصد عملی در ایران پیشنهاد نمی شود.