مهدی عالی جهان

امروزه ریزگردها و توفان های گردوغبار به یکی از مسائل و مشکلات مهم کشور ایران و سایر مناطق جهان تبدیل شده است. این پژوهش درصدد استخراج الگوهای سینوپتیک توفان های گردوغبار استان اردبیل و پایش و منشأیابی مکان برخواست آن به انجام رسیده است. بازه زمانی موردمطالعه 34 ساله (2013 – 1979) می باشد. از داده های ایستگاه های سینوپتیک استان اردبیل و داده های سطوح فوقانی جو سازمان ناسا جهت انجام پژوهش پیش رو استفاده به عمل آمد. جهت نیل به اهداف پژوهش از روش های محیطی به گردشی، خوشه بندی سلسله مراتبی و مدل HYSPLIT بهره گرفته شد. با توجه به نتایج حاصل شده 3 الگوی ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال شناسایی گردید. الگوی شماره 1 و 2 تقریباً مشابه به یکدیگر بوده و بیانگر رخ داد ناوه عمیق است که از اروپای مرکزی شکل گرفته و تا نیمه های دریای سرخ امتداد داشته است. در الگوهای یادشده منطقه مورد مطالعه در شرق ناوه مذکور قرار داشته است. الگوی سوم بیانگر رخ داد بلوکینگ بریده کم فشار بر فراز دریای سیاه و مناطق هم جوار و قرارگیری استان اردبیل در شرق ناوه متشکل از بلوکینگ می باشد. منشأ ریزگردها در الگوهای 1 و 2 نواحی شرقی کشور عراق و غرب کشور ایران و در الگوی شماره 3 در ارتفاع 500 هکتوپاسکال نواحی مرکزی کشور عراق و در ارتفاعات 850 و 1000 هکتوپاسکال نواحی مرکزی کشور سوریه می باشد. واژگان کلیدی: توفان گردوغبار؛ استخراج الگو؛ تحلیل سینوپتیک؛ مدل HYSPLIT؛ استان اردبیل

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.

هدف از این پژوهش، پیش بینی یخبندان های متوسط و شدید سه ایستگاه کرمانشاه، سرپل ذهاب و ک نگاور با استفاده از خروجی مدل ریزگردان لارس در دو دهه آینده می باشد. داده های ورودی مدل های مورد استفاده در این پژوهش شامل متغیرهای بارش، دمای کمینه، دمای بیشینه و تابش در مقیاس روزانه طی دوره زمانی 2012- 1992 می باشند. در پژوهش حاضر با استفاده از خروجی دو مدل اقلیمی HADCM3 و BCM2 تحت سناریوی A1B، وقوع آغاز و پایان یخبندان های زودرس و دیررس متوسط و شدید در سه بازه زمانی 2030- 2011، 2065- 2046 و 2099- 2080 مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج حاصل از پردازش مدل LARS-WG به وسیله دو طرح واره Bcm2 و Hadcm3 نشانگر گرم تر شدن این ایستگاه ها در سال های آینده می باشد. شروع یخبندان های متوسط ایستگاه های مذکور با گذشت زمان به سمت فروردین ماه میل می کند. در بین ایستگاه های مورد بررسی، رفتار ایستگاه های کنگاور و کرمانشاه شباهت زیادی به هم داشته اما ایستگاه سرپل ذهاب به دلیل ماهیت گرمسیری خود، رفتاری متفاوت از دو ایستگاه در سال های آینده از خود نشان داد. شروع یخبندان های شدید این ایستگاه ها با گذر زمان به تأخیر افتاده و به سمت بهار پیشروی می کند و از آن طرف، زمان خاتمه آخرین یخبندان های شدید نیز با گذشت زمان و نزدیک شدن به پایان دوره پیش بینی شده، به سمت ابتدای زمستان و حتی تا بهمن ماه در ایستگاه سرپل ذهاب نیز می رسد. با توجه به نتایج حاصل از پردازش مدل های مذکور، در سال های آتی از ت عداد روزهای یخبندان متوسط و ش دید این ایستگاه ها کاسته ش ده و رون د دمایی این ایستگاه ها رو به افزایش خواهد گذاشت.

امروزه اثرات گرمایش جهانی بر روی جنبه های مختلف کره زمین بر کسی پوشیده نیست. به دلیل اهمیت این موضوع، پژوهش پیش رو جهت آشکار سازی تأثیر گرمایش جهانی بر روی دماهای حداقل، به صورت ماهانه و دوره ای (سرد و گرم) انجام گرفته است. برای انجام این پژوهش از دو دسته داده، داده های دمای 17 ایستگاه سینوپتیک کشور و مقادیر متناظر آن، داده های ناهنجاری های دمایی کره زمین طی بازه زمانی 60 ساله (1951تا2010)، میلادی استفاده گردید. جهت نیل به اهداف پژوهش از روش های همبستگی پیرسون، رگرسیون خطی و پلی نومیال، مدل زمین آمار و آزمون ناپارامتری من-کندال استفاده شد. براساس نتایج به دست آمده به غیر از ایستگاه های خرم آباد و ارومیه که رابطه همبستگی معکوس با گرمایش جهانی داشته و ایستگاه های همدان و کرمان که هیچ گونه رابطه معناداری با گرمایش جهانی نشان نمی دهند؛ در سایر ایستگاه ها تأثیرپذیری مثبت از گرمایش جهانی دیده می شود. بررسی روند تغییرات دمای حداقل حاکی از تغییرات معنادار اغلب ماه ها دارد. نتایج حاصل از بررسی دوره ای (سرد و گرم)، دمای حداقل بیانگر تأثیر بیش تر ناهنجاری های دمایی کره زمین بر روی دمای حداقل دوره گرم سال است. در هر دو دوره تغییر روند صورت گرفته براساس نتایج حاصله به وضوح معنی دار هستند

این تحقیق با رویکرد همدید – ماهواره ای جهت بررسی ریشه های جوّی رخ داد موج بارشی ابر سنگین استان چهارمحال و بختیاری و ارزیابی دقت ماهواره TRMM در برآورد مقدار بارش این منطقه صورت گرفته و براساس سه دسته داده، داده های بارش روزانه ایستگاه های استان چهارمحال و بختیاری، داده های سطوح فوقانی جو و داده های ۳B۴۲ ماهواره TRMM به انجام رسیده است. ابتدا نقشه های جوی ترسیم شده و مورد تحلیل قرار گرفت. سپس جهت آشکارسازی بارش رخداده و ارزیابی دقت عملکرد ماهواره TRMM مقدار بارش ثبت شده توسط ماهواره با استفاده از مدل زمین آمار (کریجینگ) مورد پهنه بندی قرار گرفت و با مقدار مشاهده ای ارزیابی شد. ترسیم و تحلیل نقشه های جوی نشان داد که گرادیان فشار حاصل شده بین پرفشارهای مستقر بر روی اروپای مرکزی، شمال خزر و غرب چین، با کم فشارهای مستقر بر روی شمال غرب عربستان، خلیج فارس، غرب هندوستان و شمال غرب افریقا و از طرفی دیگر حاکمیت شرایط سیکلونیک در روزهای پایانی در سطح زمین همراه با رخ داد بلوکینگ در سطوح فوقانی و کشیده شدن فرودهای عمیق ناشی از آن ها بر روی منطقه مورد مطالعه در ترازهای ۵۰۰، ۶۰۰، ۷۰۰، ۸۵۰ هکتوپاسکال، همچنین بالاسو بودن جریان هوا در جو (امگای منفی) که مبین صعود هوا و تقویت جریانات همرفتی در ترازهای یاد شده بوده و باعث ناپایداری و واگرایی شدید شده با منفی بودن پیچانه-های جوی در ترازهای ۸۵۰، ۹۲۵، ۱۰۰۰ هکتوپاسکال شرایط مساعد جهت رخ داد بارش سنگین مهیا شده است. از طرفی با تأمین و تغذیه عمده رطوبتی توسط دریای سرخ در ترازهای ۵۰۰، ۶۰۰، ۷۰۰ هکتوپاسکال و خلیج فارس در ترازهای ۸۵۰، ۹۲۵، ۱۰۰۰ هکتوپاسکال و درنهایت وجود کلیه شرایط ذکر شده با حاکمیت و استقرار رودباد قوی و شدید بر روی بیشتر نقاط ایران در روزهای مطالعاتی باعث تشدید ناهنجاری ها و ناپایداری جوی در منطقه مورد مطالعه شده و درنتیجه بارش سنگین ۵۵۱ میلی متری را به دنبال داشته است. با توجه به برآورد بارش صورت گرفته توسط ماهواره TRMM و مقایسه آن با مقادیر ثبت شده توسط ایستگاه های مشاهداتی مشخص می گردد که ماهواره TRMM از دقت کافی جهت تخمین و برآورد بارش در این منطقه برخوردار نبوده و در اکثر ایستگاه ها برآوردی بیشتر از حد مشاهده شده انجام شده است؛ به نحوی که همبستگی و ضریب تعیین بین آن ها به ترتیب برابر با ۲۲/۰ و ۰۵/۰ درصد است.

جنگل ها ریه های تنفسی جهان به شمار می روند و از ارزش حیاتی برای کره زمین برخوردارند؛ لذا حفظ و نگهداری از آن ها برای ساکنین زمین بسیار حائز اهمیت است. پژوهش پیش رو، به منظور تحلیل ترمو – دینامیک مخاطره طبیعی آتش سوزی جنگل های دزفول در روزهای ۱۲ می و ۱ آگوست سال ۲۰۱۲ با دیدگاه محیطی به گردشی به انجام رسیده است. جهت انجام این پژوهش، از داده های سطوح فوقانی جو شامل (فشار تراز دریا، ارتفاع ژئوپتانسیل، دمای ترازهای مختلف جوی و ۲ متری سطح زمین، باد مداری و نصف-النهاری ترازهای مختلف و ۲ متری سطح زمین و رطوبت نسبی) همچنین از نقشه های (فشار تراز دریا، ارتفاع ژئوپتانسیل، ضخامت جو، جریان باد، دمای جو، تاوایی، وزش دمایی و رطوبت نسبی)، بهره گرفته شده است. تحلیل نقشه های جوّی نشان دادند در زمان های رخ داد آتش سوزی در جنگل های دزفول، در سطح زمین کم فشار حرارتی، در سطوح فوقانی جو، پدیده بلوکینگ همراه با پشته ای بر روی منطقه مورد مطالعه در روز ۱۲ می و پربند بسیار پرارتفاع در روز ۱ آگوست قرار دارد. زیاد بودن ضخامت جو که نشان از استقرار سیستمی گرم دارد، وزش دمایی گرم بر روی منطقه با حاکمیت شرایط حرارتی با درجه حرارت بالای ۴۰ درجه در روز ۱۲ می و دمای بالای ۴۸ درجه سانتی گراد در روز ۱ آگوست از دیگر الگوهای حاکم جوی در این روزها می باشند. پایداری جو و جریان تاوایی منفی که فرونشست هوای گرم عرض های جغرافیایی جنوبی از ترازهای فوقانی به سطح زمین را به دنبال داشته و مجموع پدیده های ذکر شده با رطوبت نسبی بسیار اندک ۱۰ درصدی حاکم که اتمسفری خشک را بر آب و هوای دزفول تحمیل کرده شرایط لازم جهت وقوع آتش سوزی جنگل های دزفول را فراهم کرده است.

پژوهش پیش رو به منظور شناسایی الگوهای سینوپتیک سطح زمین و ارتفاع ژئوپتانسیل تراز پانصد هکتوپاسکال رخداد توفان تندری در دشت اردبیل طی بازة بیست ساله (1992-2012) به انجام رسیده است. در این پژوهش، از داده های فشار سطح زمین، ارتفاع ژئوپتانسیل تراز پانصد هکتوپاسکال و روش خوشه بندی سلسله مراتبی وارد با فاصلة اقلیدسی استفاده شده است. نتایج خوشه بندی، چهار الگو در سطح زمین و چهار الگو در تراز پانصد هکتوپاسکال را به دست داد. الگوهای سطح زمین شامل ۱. شکل گیری کم فشارهایی بر روی هندوستان و سیبری و پرفشارهایی بر روی اروپای شمالی و غرب چین؛ ۲. شکل گیری کم فشارهایی بر روی درة گنگ، خلیج فارس و شمال اروپا و پرفشارهایی بر روی سیبری و غرب چین؛ ۳. شکل گیری کم فشارهایی بر روی هند و خلیج فارس و پرفشارهایی بر روی سیبری و غرب چین؛ ۴. شکل گیری پرفشار در آسیای مرکزی و رخداد جبهه در شمال غرب کشور است. الگوهای ارتفاع ژئوپتانسیل تراز پانصد هکتوپاسکال شامل الگوهای 1. شکل گیری ناوه بر روی شرق مدیترانه و قرارگیری اردبیل در شرق ناوه؛ 2. شکل گیری بلوکینگ امگایی شکل بر روی شمال خزر و قرارگیری اردبیل در جنوب غرب آن؛ 3. رخداد بلوکینگ بریدة کم فشار بر روی مرکز و شرق ترکیه و قرارگیری اردبیل در شرق ناوة ایجاد شده از آن؛ ۴. رخداد بلوکینگ دوقطبی در اروپای مرکزی و قرارگیری منطقة بررسی شده در شرق ناوه است.

گرمایش جهانی و ارتباط معنی دار تغییرات دما و بارش نقاط مختلف دنیا با افزایش دمای کره زمین، به عنوان مهم ترین نمودهای تغییر اقلیم در قرن حاضر قابل توجه هستند. تاثیرات مخرب این پدیده بر روی کره زمین یکی از چالش برانگیزترین موضوعات در سطح جهانی می باشد. به دلیل اهمیت این موضوع، پژوهش پیش رو جهت آشکار سازی تأثیر گرمایش جهانی بر روی دماهای حداکثر، به صورت ماهانه و دوره ای(سرد و گرم) انجام گرفته است. برای انجام این پژوهش از دو دسته داده، داده های دمای 17 ایستگاه سینوپتیک کشور و مقادیر متناظر آن، داده های شاخص متوسط جهانی ناهنجاری های دمایی خشکی ها و اقیانوس ها طی بازه زمانی 60 ساله (1951تا2010)، میلادی استفاده گردید. جهت نیل به اهداف پژوهش از روش همبستگی پیرسون برای آشکار سازی ارتباط آماری بین داده ها، از روش رگرسیون خطی و سهمی جهت تحلیل روند سری زمانی داده ها، برای نشان دادن پراکندگی مکانی همبستگی بین داده های دمای ایستگاه ها با گرمایش جهانی در سطح کشور از مدل زمین آمار و در نهایت جهت آشکار سازی آماری معناداری تغییر روند دماها از آزمون ناپارامتری من – کندال استفاده شد. براساس نتایج به دست آمده تأثیر گرمایش جهانی بر روی دمای حداکثر در ماه های سرد سال همچون ژانویه، دسامبر و نوامبر خیلی کمتر بوده و بیش ترین نمود آن در فصول بهار و تابستان بیشتر در ایستگاه های جنوبی مانند آبادان، اهواز و شیراز دیده می شود. فرآیند ذکرشده در بررسی دوره ای دمای سرد و گرم سال نیز مشهود است و تأثیرپذیری دمای دوره ی گرم ایستگاه های مطالعه شده از گرمایش جهانی نسبت به دوره ی سرد بیشتر بوده و بیانگر افزایش دمای دوره ی گرم سال می باشد. در این بین تعدادی از ایستگاه ها نیز مانند ایستگاه انزلی، ارومیه و خرم آباد در برخی ماه ها از گرمایش جهانی تأثیرپذیری معکوس داشته و در دماهای حداکثر آن ها افت دیده می شود. این امر در نتایج حاصل شده از تحلیل های دوره ای نیز مشاهده می گردد. تغییرات روند دمای حداکثر ایستگاه های مورد بررسی بیانگر معناداری آن در ماه های تابستان می باشد. روند تغییرات ماه های ژوئیه، آگوست و سپتامبر معنی دار بوده که این فرآیند در ایستگاه های جنوبی بیشتر نمایان است. بررسی معناداری تغییر روند دمایی صورت گرفته در دوره های(سرد و گرم) ایستگاه های مورد بررسی نشان دهنده معناداری آن در دوره گرمایی می باشد.

پژوهش حاضر به منظور مقایسه مدل های جبری و زمین آماری در پهنه بندی عمق آب های زیرزمینی دشت اردبیل در یک بازه زمانی 28 ساله( 1362 تا 1390)، با استفاده از داده های 22 حلقه چاه پیزومتری در سطح دشت اردبیل به انجام رسیده است. مدل های مقایسه شده مدل IDW و مجموعه روش های توابع شعاعی(RBF)، به عنوان نماینده روش های جبری و مدل کریجینگ به عنوان نماینده روش های زمین آماری می باشد. از اعتبارسنجی متقاطع، شاخص های خطای، میانگین انحراف خطا(MBE)، ریشه دوم میانگین مربع خطا(RMSE)، همبستگی مقادیر برآوردی و مشاهده ای، واریانس تخمین جهت انتخاب روش مناسب و اعتبارسنجی مدل های مربوطه استفاده شده است. مدل انتخاب شده با نقشه کاربری اراضی منطقه، پراکندگی چاه های عمیق و نیمه عمیق، همچنین شبکه آبراهه های سطح دشت مورد مقایسه قرار گرفت تا از صحت و دقت برآورد صورت گرفته اطمینان حاصل گردد. نتایج نشان داد از بین مدل های مختلف مدل Completely Regularized spline که یکی از مدل های توابع شعاعی محسوب می شود نسبت به سایر روش ها از دقت بالاتری برخوردار بوده و با نقشه های کاربری اراضی منطقه، پراکندگی چاه های عمیق و نیمه عمیق و شبکه آبراهه های منطقه همخوانی بسیار بالایی دارد. بنابراین بهترین روش جهت پهنه بندی عمق آب های زیرزمینی دشت اردبیل محسوب می گردد.

پژوهش پیش رو برای آشکار سازی اثرهای گرمایش جهانی بر آبدهی حوضه ارس انجام گرفته است. داده های استفاده شده برای انجام این پژوهش، شامل داده های سالانه و فصلی گرمایش جهانی و داده های دِبی حوضه ارس در بازه زمانی چهل ساله (2008-1968) بوده و براساس روش های همبستگی پیرسون و رگرسیون خطی و غیرخطی برای مطالعات فصلی و سالانه به انجام رسیده است. مطالعات نشان از ارتباط معکوس و قوی گرمایش جهانی با آبدهی حوضه ارس دارد. این فرآیند، به خصوص از سال 1994 به بعد آشکار است و با افزایش گرمایش جهانی آبدهی حوضه ارس، کاهش چشمگیری از خود نشان می دهد. تغییرات آبدهی حوضه ارس نشان از روند کاهنده آن طی بازه زمانی بلندمدت خود دارد که ارتباط آن با گرمایش جهانی دارای همبستگی معکوس برابر با 68/0- درصد با ضریب تعیین 46/0 است. در بین فصول سال بیشترین تأثیرپذیری از گرمایش جهانی متعلق به فصل زمستان با همبستگی معکوس 70/0- و ضریب تعیین 49/0 است. فصل بهار با همبستگی معکوس 57/0- و ضریب تعیین 32/0، پاییز با همبستگی معکوس 54/0- درصد و ضریب تعیین 29/0 و درنهایت تابستان با همبستگی معکوس 17/0- و ضریب تعیین 03/0 درصد، در رتبه های بعدی قرار می گیرند. در تمامی مطالعات انجام گرفته، روند دِبی حوضه ارس همواره کاهنده بوده و از سال 1994 به بعد زیر میانگین بلند مدت خود است که وقوع خشکسالی و کاهش آبدهی شدید حوضه، درنتیجه تأثیر گرمایش جهانی را نشان می دهد. مقایسه مدل های رگرسیون خطی و غیر خطی در شبیه سازی تغییر پذیری آبدهی حوضه ارس از گرمایش جهانی نشان از دقت بالای مدل غیر خطی نسبت به نوع خطی خود دارد.