سعید بساطی

در سال های اخیر، مطالعه فرین ها و حدی ها برای کارشناسان و دانشمندان اقلیم به علت تأثیرات شدید و مخربی که بر فعالیت های انسانی و فرایندهای طبیعی دارند، مورد توجه قرارگرفته اند که در کشور ما نیز به صورت پراکنده به این مهم پرداخته می شود. در این پژوهش سعی شده پیش بینی و تحلیل دماهای کرانگین بالای کرمانشاه با استفاده از داده های بیشینه مطلق سالانه ایستگاه کرمانشاه و ارتباط آن ها با شاخص اقلیمی اطلس شمالی طی یک دوره 50 ساله (2010- 1961) بررسی شود. از روش رگرسیون (پلی نومیال و لگاریتمی) و آماره من- کندال برای آزمون معنی داری روند تغییرات سری های دمایی استفاده شد و نمودار آن با استفاده از نرم افزار مطلب ترسیم گردید. با استفاده از ضرایب همبستگی پیرسون ارتباط آن ها با شاخص NAO و موج گرمایی بررسی گردید. نتایج نشان می دهد که دمای 2 دهه 1970 و 1980 پایین تر و 3 دهه 1960، 1990 و 2000 بالاتر از متوسط طولانی مدت باشند و دهه 1980 سردترین و دهه 2000 گرم ترین دهه معلوم گردید. نتایج کلی این پژوهش بیانگر نوسانات فصلی در سری دماهای کرانگین بیشینه کرمانشاه است که این نوسانات معنی دار نیستند. برای پیش بینی دمای کرانگین بیشینه کرمانشاه مدل هالت وینترز بهترین مدل تشخیص داده شد که حاصل از این مدل نشان می-دهد در سال های 2014 و 2019 دما افزایش ناهنجاری خواهد داشت. بیشترین همبستگی بین نوسان اطلس شمالی و دماها در فصول سرد سال و در بازه زمانی یک ماهه و به صورت منفی نمود پیداکرده، درحالی که ضریب همبستگی در فصول گرم سال با وقفه سه ماهه و از رابطه ای مثبت برخوردار است.

دماهای حداکثر، طیف وسیعی از فعالیت ها را به خصوص در دوره گرم سال و ساعات بعدازظهر روز تحت تأثیر قرار می دهد. این مقاله تغییرات زمانی و مکانی دماهای میانگین حداکثر و بالاترین دماها را در ایران با روش های آماری در یک دوره 45ساله بررسی می نماید. پهنه بندی های دمایی با استفاده از قابلیت-های شبکه ای GIS انجام و با آزمون های مختلف آماری بررسی شد. همچنین رابطه دماهای حداکثر با عوامل محلی، و روندهای دمایی با استفاده از معادله های رگرسیونی تحلیل گردید. نتایج مطالعه، شش پهنه متفاوت دمای حداکثر را در کشور مشخص نمود. بررسی نقشه ها و مقایسه ضرایب β استاندارد مدل های رگرسیون چندگانه، نقش بارز عرض جغرافیایی و سپس ارتفاع را در کنترل دماهای حداکثر به خصوص در دوره سرد سال، با کمترین میزان تغییرپذیری دمایی در سواحل جنوب، تأیید می نماید. نتیجه آزمون Shapiro-Wilk حکایت از نرمال بودن دماها و آزمون Levene غالباً حکایت از برابری واریانس های دمایی بین پهنه ها داشت. همچنین آزمون های Games-Howell و Gabriel ثابت نمود که میانگین های دمای حداکثر پهنه ها در تمام مقیاس های زمانی به صورت دوبه دو با یکدیگر اختلاف معنی دار دارند که این امر نشان از درستی پهنه بندی ها دارد. میانگین دمای بعدازظهرها در سطح کشور برمبنای لایه شبکه ای، 3/25 درجه سلسیوس محاسبه شد که نسبت به 45 سال گذشته 62/0 درجه سلسیوس افزایش یافته 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 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.

دماهای کرانگین عناصر آب و هوایی هستند که در قالب مخاطرات اقلیمی بر عوامل اقتصادی و اجتماعی تأثیر دارند و شناخت و پیش بینی آن ها به منظور برنامه ریزی در زمینه های کشاورزی، صنعتی و اقتصادی ضروری می باشد. از طرف دیگر این تغییرات به شدت با نوسانات جوی - اقیانوسی کلان مقیاس مرتبط اند. با توجه به این موضوع، تبیین اندرکنش دماهای کرانگین ایستگاه های غرب کشور و نوسان مدیترانه شرقی، از اهداف مهم این مطالعه می باشد. برای بررسی تأثیر نوسان مدیترانه شرقی بر تغییرات دماهای کرانگین ایستگاه های غرب ایران، از روش های همبستگی پیرسون، روند خطی و پلی نوم یال استفاده شده است. نتایج مطالعه نشان می دهد در فاز منفیدمای کرانگین بیشینه از 09/0 تا 85/0 و دمای کرانگین کمینه 1 درجه نسبت به میانگین دوره آماری افزایش یافته است. برعکس در فاز مثبت دمای کرانگین بیشینه از 1/0 تا 4/0 و دمای کرانگین کمینه از 06/0 تا 56/0 درجه سانتی گراد نسبت به میانگین دوره آماری کاهش داشته است. تأثیر EMO بر دماهای کرانگین در فصل بهار قوی تر از فصل زمستان بوده است. بیشترین همبستگی ماهانه بین دماهای کرانگین و این الگو در ماه مارس بوده است. دماهای کرانگین کمینه با تراز 300 و دماهای کرانگین بیشینه با تراز 500 هکتوپاسکال الگوی مدیترانه شرقی بالاترین همبستگی داشته اند.

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.

   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.