آذر بیرانوند

باد، عنصری است که با استفاده از آن انرژی پاک تولید می شود؛ اما این عنصر در صورتی که تغییری در آستانه سرعت (به صورت افزایشی یا کاهشی) و جهت آن صورت بگیرد یا با عناصر یا پدیده های دیگر ترکیب شود، در زمان های مختلف خسارات جانی و مالی به بشر وارد می کند. در این مطالعه به منظور دستیابی به پتانسیل انرژی باد از داده های ساعتی مربوط به سرعت و جهت باد، دما، رطوبت و فشار طی دوره آماری 1369 تا 1387 بهره گرفته شده است. برای انجام همه تجزیه وتحلیل ها، نرم افزار WINDOGRAPHER به کار رفته است. نتایج حاصل از بررسی ها نشان داد در ایستگاه اردبیل میانگین سرعت برابر با 4/7 و درصد وقوع باد آرام برابر با 43% بوده است. این ایستگاه باد غالب شرقی و نایب غالب جنوب غربی دارد. بررسی تحلیل های ساعتی نشان داد در تمام ساعات غلبه با وزش های شرقی بوده است؛ اما بیشترین بازدهی انرژی در جهت جنوب غربی است. نابرابری جهت های مربوط به بیشینه سرعت و بیشینه انرژی قابل دسترس نشان دهنده تابعیت انرژی از سرعت وزش، نه جهت است و بیشینه انرژی تابعی از مکعب سرعت است. با توجه به طبقه بندی استاندارد کمسیون الکترونیکی بین المللی، میانگین سرعت ایستگاه اردبیل در کلاس 3 قرار می گیرد. مقایسه و تحلیل ضرایب فاکتور گنجایش و میانگین انرژی در انواع توربین موجود برای این کلاس نشان داد برای منطقه مطالعه شده نوع توربین WinWinD WWD-3-120 و Vestas V112-3.0MW مناسب بوده است.

در این پژوهش از داده های مربوط به مؤلفة مداری و نصف النهاری باد طی 1330-1389 برای ابعاد مکانی 20 تا 80 درجة عرض شمالی و 10- تا 120 درجة طول شرقی و در تراز ارتفاعی 200 هکتوپاسکال استفاده شده است. این داده ها از NCEP/NCAR اخذ شده است. محاسبات روند از روش رگرسیون خطی با روش کمترین مربعات خطا (LSE) انجام گرفته است. نتایج بررسی روند در چهار فصل سال نشان داد که مقدار معنی داری روند سرعت رودباد برای فصل های بهار، تابستان، پاییز و زمستان به ترتیب 10، 9/2، 11 و 10 درصد از پهنه بوده است. در فصل های بهار و پاییز، مقدار روند بین 05/0- تا 15/0- مشاهده شد که در سدة آینده کاهش شدت رودباد را در پی خواهد داشت. به طورکلی، کاهش شدت بهاره، پاییزه و تابستانة رودباد جنب حاره در سدة آینده، در سطح اطمینان 95 درصد پیش بینی می شود. بررسی روند مؤلفة مداری و نصف النهاری رودباد در فصل های مختلف نشان داد که بیشترین تغییرات شرق سو در فصل زمستان 4/7 درصد و بیشترین تغییرات شمال سو در فصل بهار و پاییز با 6/10 و 4/8 درصد از پهنة مطالعه شده است. بررسی متوسط رودباد در دهه های مختلف نشان داد که بیشترین تغییرات رودباد مربوط به دهة پنجم (1370-1380) بوده است.

شناخت نحوه رخداد رودباد به عنوان یکی از اجزای اصلی گردش عمومی جوّ، تأثیر بسزایی در پیش بینی و چگونگی وقوع سایر رویدادهای اقلیمی دارد. در پژوهش حاضر، از داده های مربوط به مؤلّفه مداری و نصف النّهاری باد در ترازهای 200، 300، 400 و 500 هکتوپاسکال، در محدوده عرض جغرافیایی20 تا  80 درجه شمالی و طول جغرافیایی 10 درجه غربی تا120 درجه شرقی بهره گرفته شده است. بازه زمانی مورد استفاده، شامل فروردین 1330 تا اسفند 1389 بوده است. در این مطالعه ماتریسی به ابعاد 1325×21914 (سطرها تعداد روز و ستون ها تعداد یاخته ها است) از متوسط روزانه سرعت باد، برای هر تراز تدوین گردید. این داده ها با به کارگیری نرم افزار GrADS استخراج شده است. سپس با استفاده از نرم افزار Arc Map بیضی استاندارد برای هر تراز ترسیم گردید.  نتایج تحلیل توصیفی در مقیاس سالانه، بیانگر رخداد مرکز متوسّط سالانه رودباد جنب حارّه بر فراز شمال آفریقا، دریای سرخ و شمال عربستان در تراز 200 هکتوپاسکال است. مرکز مزبور در ترازهای پایین تر به سمت شرق جابجا شده است. همچنین بررسی متوسّط فراوانی سالانه حاکی از رخداد بیشینه وقوع هسته در مناطق مذکور است. این امر یکی از عوامل مهم در انتقال پدیده گرد وغبار به جنوب غرب و غرب کشور است.  ترسیم بیضی استاندارد در تمام سطوح نشان داد که کشور در نیمه دوم بیضی استاندارد قرار گرفته است و در ترازهای پایین تر بیضی استاندارد به سمت غرب و تا حدودی شمال جابجا شده است. بررسی فراوانی بیشینه هسته در طول دوره، مراکز بیشینه فراوانی وقوع هسته را در خوزستان، بوشهر، فارس، کرمان، هرمزگان و سیستان و بلوچستان نشان داد. نحوه عملکرد دینامیکی هسته رودباد در ورودی راست و خروجی چپ هسته، که همراه با واگرایی بالایی است، همزمان با همگرایی در منطقه ای که فاقد رطوبت کافی است، توفان غباری را در پی دارد.

دما یکی از عناصر اقلیمی می باشد که در طول زمان دچار نوسانات زیادی شده است. زمانی که این نوسانات افزایش و کاهش بیش ازحد نرمال داشته باشند و در ناحیه بالا و پایین توزیع آماری قرار گیرند، در صورت تداوم می تواند منجر به ایجاد امواج گرمایشی و سرمایشی شود. هدف از این مطالعه تحلیل تغییرات زمانی و مکانی امواج گرمایشی و سرمایشی ایران طی دوره ای 50 ساله می باشد. بدین منظور دمای 663 ایستگاه همدید از سال 1341 تا 1383 از پایگاه داده ای اسفزاری اخذ گردیده است. به منظور تکمیل این پایگاه دمای روزانه از سال 1383 تا 1390 از سازمان هواشناسی کشور اخذ و به پایگاه داده ای مذکور اضافه گردیده است. به منظور انجام محاسبات و ترسیم نقشه ها از نرم افزارهای Matlab و grads و surfer بهره گرفته شده است. برای تحلیل روند از رگرسیون بهره گرفته شده است. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که نمایه های حدی امواج سرمایشی و امواج گرمایشی ضمن اینکه تأثیر مستقیمی بر همدیگر داشته اند در اکثر مساحت ایران از روند افزایشی برخوردار بوده است. توزیع آماری نمایه حدی امواج سرمایشی ناهمگن تر از نمایه حدی امواج گرمایشی است. به طوری که ضریب تغییرات مکانی برای امواج سرد 22/84 درصد می باشد. همچنین نمایه حدی امواج سرمایشی تغییرپذیری مکانی بیشتری را داشته است. بالاترین میزان پراش مشترک نمایه حدی امواج گرمایشی و سرمایشی در شمال غرب، شرق و امتداد کوه های زاگرس دیده شده است. تحلیل روند نمایه ها نشان داد که امواج گرم در 65.8% ایران تشدید شده اند و از شدت امواج سرد در 48.5% ایران کاسته شده است.

در این تحقیق توفان های گردوغبار در غرب ایران برای دوره زمانی 2022-1987 مورد بررسی قرار گرفته است، که شامل روزهایی است که تعلیق گردوخاک دید افقی را حداقل در سه ایستگاه هواشناسی به کمتر یا مساوی یک کیلومتر می رساند. با استفاده از تحلیل چشمی داده های فشار سطح دریا، ارتفاع ژئوپتانسیل، دما، مؤلفه مداری (u) و نصف النهاری (v) باد در سطوح مختلف جو مربوط به ERA-Interim ، الگوی چرخند دینامیکی و حرارتی که از مهم ترین الگوهای چرخه گردوغبار غرب ایران هستند، جداسازی شدند. بررسی توزیع زمانی چرخندهای تفکیک شده نشان داد که چرخندهای حرارتی در ژانویه تا مه و چرخندهای دینامیکی در فصول گذار بیشینه رخداد را داشته اند. از نظر طول دوره چرخند حرارتی 35 درصد و چرخند دینامیکی 65 درصد بیش از 1 روز گردوغبار ایجاد نموده اند. توفان های ناشی از وقوع چرخند حرارتی نسبت به توفان های ناشی از چرخند دینامیکی از شدت پایین تری برخوردارند، طول دوره کمتر و شدت پایین تر توفان های ناشی از چرخندهای حرارتی به ماهیت شکل گیری و اثرگذاری آنها مربوط می شود که به حرارت سطحی وابسته بوده و در مکان شکل گیری باقی می مانند. در توفان های ناشی از وقوع چرخند دینامیکی با توجه به موقعیت ایجاد چرخند در منطقه، بیشترین خیزش گردوغبار از کانون های غربی و جنوب غربی در کشور عراق بوده است، به نحوی که حدود 40 درصد از این توفان ها از دریاچه های مرکزی و مخصوصاً دریاچه ثرثار نشأت گرفته اند. در حالی که در چرخند حرارتی کانون های واقع در نیمه جنوبی کشور عراق، شمال عربستان، کویت و جنوب غرب ایران در وقوع گردوغبار اثرگذارتر از سایر بخش ها در منطقه بوده است.

به منظور شناسایی توفان های گردوغبار در غرب ایران، داده های هواشناسی 33 ایستگاه همدیدی طی دوره زمانی 2022-1987 استفاده شد. روزهایی که پدیده تعلیق با دید افقی کمتر یا مساوی یک کیلومتر حداقل در سه ایستگاه مشاهده شده باشد به عنوان رویداد گردوغبار در نظر گرفته شد. به منظور استخراج الگوهای همدیدی از داده های ERA-Interim استفاده شد. با بهره گیری از نقشه فشار سطح و نقشه ارتفاع ژئوپتانسیل در سطوح پایین جو الگوی باد شَمال تابستانه و زمستانه که از مهم ترین الگوهای جوی انتقال و انتشار گردوغبار به غرب ایران هستند، جداسازی شدند. از 229 رخداد بررسی شده، 70 مورد توفان ناشی از باد شَمال تابستانه و 25 مورد ناشی از باد شَمال زمستانه بودند. در توفان های ناشی از وزش باد شَمال تابستانه، بیشترین میزان خیزش گردوغبار از کانون های گردوغبار نیمه شمالی کشور عراق بوده است. به عبارتی نقش کانون های اطراف دریاچه ثرثار، استان نینوا و استان کرکوک در توفان های ناشی از باد شَمال تابستانه قابل توجه است. در توفان های ناشی از باد شَمال زمستانه نقش دریاچه های مرکزی عراق در خیزش گردوغبار کمتر و در حدود 15 درصد و نقش کانون های واقع در شرق و جنوب شرق عراق، شمال عربستان، کویت و جنوب غرب ایران نسبت به توفان های ناشی از باد شمال تابستانه بیشتر است.