علیرضا کربلایی دریی

هدف از پژوهش حاضر، تعیین راستای استقرار و شیب بهینه برای نصب پنل فتوولتاییک در شهرستان کاشان می باشد که برای این منظور با استفاده از موقعیت جغرافیایی منطقه، روابط و مدل فیزیکی Masters Gilbert تابش دریافتی خورشید بر سطح پنل، محاسبه شد، نتایج این پژوهش نشان میدهد که میزان تابش دریافتی بر سطح کلکتور در راستای جنوب و در شیب های مختلف، در 64 درصد از مواقع سال، بیشتر از تابش روی سطح پنل نصب شده در راستای جنوب شرق یا غرب با زاویه شیب های مختلف است. بیشترین میزان تابش در آزیموت رو به جنوب در شیب 30 و 40 درجه می باشد، آزیموت جنوب شرقی-غربی (30 درجه) تقریبا شبیه به آزیموت جنوب است و تنها درراستای جنوب شرقی- غربی، در فصل تابستان، شیب های نزدیک به قائم، تابش بیشتری نسبت به جنوب دریافت می کنند. میزان تابش دریافتی بر سطح پنل در راستای جنوب شرقی- غربی (آزیموت 60 درجه) در شیب های مختلف در 87 درصد از مواقع سال بیشتر از تابش روی سطح پنل نصب شده در راستای شرق یا غرب (آزیموت 90 درجه) با زاویه شیب های مختلف است. با مقایسه نتایج ، مشخص می شود که راستای نصب پنل فتوولتاییک هر چه از جنوب به سمت شرق یا غرب تغییر کند، شدت تابش در روزهای سال کاهش بیشتری خواهد داشت، بیشترین بازده ی تولید انرژی فتوولتاییک در شهرستان کاشان در راستای رو به جنوب، و با زاویه نصب پنل فتوولتاییک 30 درجه نسبت به خط افق می باشد. همچنین مناسب ترین شیب برای نصب پنلها بین 30 تا 40 درجه، نسبت به سایر شیب ها به دست آمد.

این مطالعه با هدف بررسی اثر گرمایش جهانی بر رفتار پُرفشار جنب حاره به انجام رسید. بدین منظور، از داده های حداکثر دمای روزانه 49 ایستگاه سینوپتیک طی 1977 تا 2016 استفاده شد؛ با توجه به روند دماهای بالای صدک 95، سال 1996 مرز بین دو دوره قبل و بعد از تشدید گرمایش انتخاب شد. نتایج حاصل از تحلیل ها نشان داد در دوره اول مقدار دما به 39.5 درجه رسیده است؛ درحالی که در دوره دوم این مقدار به 40.5 درجه رسیده است و فراوانی دماهای آستانه در دوره اول بسیار کمتر از دوره دوم بوده است. به عبارت دیگر، رفتار گرمایش جهانی ثابت شد و فراوانی دماهای بالای 40.5 درجه در بیشتر ایستگاه ها فراگیر و به حالت عادی و نرمال درآمد. نتایج تحلیل سینوپتیک نشان داد میانگین بلندمدت ارتفاع هسته پُرفشار جنب حاره طی دوره اول نسبت به دوره دوم افزایشی دَه متری داشته است؛ اما میانگین بلندمدت اختلاف ارتفاع هسته پُرفشار جنب حاره در دوره دوم، نسبت به دوره اول، در ماه جولای، در طول 52.5 درجه شرقی به بیش از 100 متر رسیده است. همچنین، نتایج حاصل از رابطه متقابل دما و ارتفاع جو نشان داد که دلیل افزایش ارتفاع هسته پُرفشار جنب حاره افزایش دما در لایه های پایین اتمسفر است.

هدف از این پژوهش واکاوی و شناسایی تغییرات مقادیر حدی بارش به عنوان نشانه هایی از تغییرات اقلیمی در گستره ی ایران می باشد. برای انجام این تحقیق از داده های روزانه بارش، 76 ایستگاه همدید در دوره ی 1986 تا 2016 استفاده شد. نتایج نشان داد، روند تعداد روزه ای هم راه ب ا ب ارش س نگین درحدود 7 درصد از پهنه ایران منفی و در 93 درصد آن روندی مشاهده نشد. روند روزهای متوالی خشک در 28 درصد از گستره ایران روند مثبت و در 37 درصد دیگرآن روند منفی وجود دارد. روزهای متوالی مرطوب در اکثر گستره ی ایران فاقد روند است. روند مقدار کلّ بارش روزهای مرطوب سالانه در ح دود 99 درصد از گستره ایران منفی است. حداکثر شیب منفی بارش سالانه ی ایران در ایستگاه مسجد سلیمان با شیب 26/8 – مشاهده شد و روند مثبت درایستگاه بندر انزلی وجود دارد. روند روزهای خیلی مرطوب در حدود 78 درصد از گستره ای ران منفی و در حدود 14 درصد روند مثبت و نیز 8 درصد از آن بدون روند است. رون د روزه ای بس یار مرط وب درح دود 70 درصد از گستره ایران منفی است. بیشترین روند افرایشی روزه ای بس یار مرط وب در خرم آباد با شیب 1.4 و بیشترین روند کاهشی در سر پل ذهاب با شیب 2.78- مشاهده می گردد و همچنین در 22 درصد از گستره ایران روند خاصی مشاهده نمی شود. روند مقدار ب ارش ی ک روزه در ح دود 47 درصد از گستره ایران منفی و در 47 درصد آن بدون روند و 6 درصد از آن با روند مثبت است. روند بیشترین مقدار بارش 5 روزه در ح دود 73 درصد از گستره ایران منفی و در 2 درصد آن مثبت و 25 درصد از آن بدون روند است بیشترین شیب روند کاهشی مربوط به ایستگاه های فسا و مسجد سلیمان که به ترتیب برابر 2.4- و 1.9- است.

دمای رویه زمین، فراسنجی کلیدی در فیزیک فرآیندهای رویه زمین در مقیاس منطقه ای و به ویژه جهانی است. نزدیک به دو دهه است که از اندازه گیری دمای رویه توسط سنجنده مودیس می گذرد. واکاوی وردش های مکانی دمای رویه می تواند ما را در شناخت رفتار این فرا سنج کلیدی یاری کند. هدف از این پژوهش واکاوی روند تغییرات دمای رویه در گستره ایران است. بدین منظور از داده های دمای رویه زمین سنجنده مودیس ترا (MOD11A1) در دوره زمانی 1379-1398 به صورت روزانه و با تفکیک مکانی 1 × 1 کیلومتری بهره گرفته شد. پس از استخراج داده ها در گستره ایران، روند دمای رویه گستره ایران بر روی 1884077 یاخته به کمک آزمون من کندال موردبررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد بیشترین گستره روند افزایشی دمای رویه در فصل زمستان در ماه دی، بهمن و اسفند قابل مشاهده است و بیشتر روند های افزایشی معنی دار نیز در ارتفاعات دیده می شود که این موضوع می تواند در ارتباط با کاهش پوشش برفی و کاهش سپیدایی در این نواحی باشد. بررسی روند دمای رویه در فواصل ارتفاع 100 متر نیز نشان داد که در دی ماه تمامی سطوح ارتفاعی دارای روند افزایشی در دمای رویه است که این روند افزایشی در سطح 05/0 معنی دار است.

امروزه ارتباط اقلیم معماری در طراحی جهت سازه های ساختمانی و تابش انرژی خورشید کاملاً مشهود است. لذا بهینه سازی جهت این سازه ها در دوره ی گرم و سرد سال سبب کاهش مصرف انرژی و افزایش بهره وری می گردد. در این راستا، پژوهش حاضر سعی دارد ضمن واکاوی شرایط تابشی در همدان، جهت بهینه ساختمان در مواقع گرم با کمترین دریافت انرژی و در مواقع سرد با بیشترین انرژی خورشیدی شناسایی شود. برای نیل به این هدف و محاسبه ی شدت تابش خورشیدی بر سطوح قائم ساختما ن ها در همدان از برنامه نویسی در نرم افزار Excel و روش محاسباتی کسینوس استیونسون محاسبه و برای تفکیک دوره های سرد و گرم از نمودار محاسب دمای مؤثراستفاده شد. نتایج نشان داد که موقعیت ویژه جغرافیایی همدان شامل قرارگیری آن در نیمه ی غربی کشور، سردسیر بودن و همجواری آن با رشته کوه زاگرس- الوند سبب شده است که در اغلب ماه های سال(مگر در تابستان و میانه ی روز)، نیاز به انرژی خورشیدی بالا باشد. همچنین نتایج حاکی از این است که مناسب ترین جهت برای نمای ساختمان های یک طرفه جهت جنوب با انحراف 15 درجه ای به سمت شرق و غرب است. برای ساختمان های دوطرفه جهت شمال- جنوب ایده آلترین جهت است زیرا 6/18درصد انرژی تابیده شده خورشید مربوط به دوره ی گرم سال و 4/81 درصد انرژی مربوط به دوره سرد سال است. در ساختمان های چهارطرفه به ویژه مجتمع های طبقاتی و آپارتمانی نیز امتداد 75+، 105- ، 165+ و15- بهترین جهات است. در این جهات، 5/29 درصد از انرژی خورشیدی مربوط به دوره ی گرم سال و 5/70 درصد انرژی به دوره سرد سال تعلق دارد.

ایران کشور است که هرساله با طوفان های تندری زیادی روبه رو است. لذا در پژوهش حاضر به توزیع زمانی و مکانی و همچنین واکاوی همدیدی و ترمودینامیکی وقوع طوفان های تندری در بخش وسیعی از فلات ایران پرداخته شد. بدین منظور از داده های مربوط به روزهای همراه با طوفان تندری، 20 ایستگاه همدید در فلات ایران با تأکید بر نیمه شرقی کشور و همچنین داده های ارتفاع ژئوپتانسیل (hgt)، امگا (Omega) و رطوبت ویژه (Shum) در طول دوره آماری 2010 تا 2015 استفاده شد. پس از استخراج روزهای همراه با طوفان تندری، با استفاده از نرم افزار GIS Arc و روش IDW نقشه های توزیع زمانی و مکانی تهیه گردید. سپس با استفاده از نرم افزار GrADS نقشه های همدیدی لازم در ترازهای مختلف جو تهیه و تحلیل گردید. بررسی های ترمودینامیکی نیز با استفاده از نمودارهای Skew-t و شاخص های CAPE و PWAT انجام شد. نتایج حاصل از توزیع زمانی و مکانی نشان داد که در مقیاس ماهانه، از ایستگاه جیرفت در استان کرمان به سمت عرض های بالا در ماه های آوریل و می، بیشترین فراوانی طوفان تندری وجود داشته و به طرف عرض های پایین تر از ماه دسامبر تا فوریه فراوانی طوفان های تندری بیشتر می گردد. در مقیاس فصلی نیز در نیمه شمالی منطقه موردمطالعه بیشترین رخداد طوفان های تندری در فصل بهار دیده می شود؛ درحالی که در نیمه جنوبی بیشترین فراوانی مربوط به فصل زمستان است. درمجموع در همه مناطق موردمطالعه در طول سال کم و بیش پتانسیل رخداد طوفان تندری وجود دارد. نتایج حاصل از واکاوی همدیدی نیز نشان داد که در روزهای همراه با طوفان تندری، اُمگای منفی و صعود و ناپایدار هوا حاکم بوده و از سوی دیگر، نفوذ رطوبت به جو منطقه و قرارگیری در زیر سرد چال ها و جلوی ناوه، شرایط را برای رخداد این پدیده فراهم می کند. بررسی نمودارهای skew-t و شاخص های CAPE و PWAT نیز بیانگر وجود رطوبت بیشتر در روز طوفان نسبت به روز قبل از طوفان و ناپایداری ناشی از صعود همرفتی شدید (حدود دو برابر) در روز رخداد طوفان تندری است.

هدف از پژوهش حاضر واکاوی رفتار زمانی- مکانی سپیدایی روشن در ایران است. سنجنده مودیس سپیدایی تیره را برای تابش مستقیم و سپیدایی روشن برای تابش پراکنده همسان گرد در ظهر محلی ارائه می دهد. برای این منظور، داده های ترکیبی سپیدایی سنجنده مودیس تررا- آکوا (MCD43A3v006) برای بازه زمانی 1378-1398 به صورت روزانه و در تفکیک مکانی 500×500 متر به کار گرفته شد. تغییرات زمانی- مکانی مقادیر سپیدایی روشن با استفاده از تحلیل مؤلفه اصلی واکاوی شد. نتایج نشان داد سه مؤلفه اصلی قادر به تبیین 7/97 درصد از پراش داده هاست. واکاوی مکانی سپیدایی روشن حاکی از آن است که سپیدایی های بالاتر از میانگین در نواحی مرتفع و کوهستانی ایران، همچون رشته کوه های زاگرس و البرز، ارتفاعات شمال غرب کشور مانند قله های سبلان و سهند وجود دارد که در ارتباط با پوشش برفی است. بنابراین، مؤلفه اول پوشش برفی نام گذاری شد. در مؤلفه دوم سپیدایی در سه فصل بهار، تابستان، و پاییز برابر است. واکاوی مکانی مؤلفه دوم نشان داد سپیدایی های بالاتر از میانگین در ارتباط با پوشش نمکی است. بنابراین، مؤلفه دوم پوشش نمکی نام گذاری شد. واکاوی تغییرات زمانی سپیدایی در مؤلفه سوم حاکی از آن است که سپیدایی های بالاتر از میانگین در برف خوان هاست. درنتیجه، مؤلفه سوم برف خوان نام گذاری شد.

پهنه بندی مکانی دمای رویه ی زمین نشان داد که دمای رویه در این حوضه میل به خوشه ای شدن و لانه گزینی دارد. به طوری که در دوره گرم سال(بهار و تابستان)، گرانیگاه و ثقل افزایشی دمای رویه در بخش های مرکزی این حوضه که منطبق بر مناطق کم ارتفاع و پست حوضه است، انطباق دارد و در دوره سرد سال(پاییز و زمستان)، افت محسوس دما در این بخش ها تشدید می شود. مجاورت بخش های شمالی و غربی این حوضه با گره گاه کوهستانی شمال غرب از یک سو و همسایگی با کرانه های جنوبی دریای خزر و توپوگرافی البرز از سوی دیگر؛ سبب کاهش دمای رویه در دوره گرم سال و افزایش نسبی دما در دوره سرد سال شده است. همچنین نتایج آزمون روند حاکی از این است که درتمام ماه ها، روند افزایشی معنادار در دمای رویه به ویژه در ماه های تابستان(تیر، مرداد، شهریور به ترتیب با 92/22، 67/11 و 47/13 درصد از مساحت حوضه) و در زمستان(دی، بهمن و اسفند به ترتیب با 35/32، 27/10 و 75/1 درصد از مساحت حوضه) کاملاً مشهود است و ماه های بهار و پاییز دارای روند کاهشی ناچیز در دمای رویه هستند. بیشترین میزان روند افزایشی معنادار مربوط به دی ماه و بیشترین روند منفی معنادار، از آنِ مهر ماه می باشد. به طورکلی؛ 5/89 درصد از مساحت حوضه سفیدرود، بدون روند؛ 22/9 درصد، روند افزایشی و 28/1 درصد، روند کاهشی معنادار در دمای رویه ی زمین را به خود اختصاص داده اند.

خشکسالی، مخاطره ای طبیعی است که سالانه در مناطق وسیعی از کره زمین خسارات زیاد اقتصادی، اجتماعی، زیست محیطی و جانی بوجود می آورد. خسارات ناشی از این پدیده، غیرملموس ولی بسیار وسیع و پرهزینه است که در صورت لزوم، تکنیک سنجش از دور به سبب دقت زمانی بالا، پوشش طیفی گسترده، سهولت دسترسی، عدم نیاز به تصحیح اتمسفری و زمین مرجع نمودن می تواند ابزار مفیدی در پایش خشکسالی به شمار آید. استان همدان در سال های اخیر به دلیل بروز خشکسالی های مکرر، با مشکلات زیادی مواجه شده است. لذا در پژوهش حاضر به بررسی و پایش خشکسالی استان همدان با شاخص TCI و اثر آن بر پوشش گیاهی استان با استفاده از داده های دورسنجی AVHRR و NOAA پرداخته شد. ابتدا داده های مربوطه از پایگاه داده نوا استار استخراج و در نهایت، رفتار زمانی- مکانی شاخص خشکسالیِ پوشش گیاهی بر روی 1528 یاخته در استان همدان مورد بررسی قرار گرفت. تفکیک مکانی داده های مورد استفاده در این پژوهش 4 کیلومتر است . نتایچ به دست آمده گویای این واقعیت است که خشکسالی پوشش گیاهی استان همدان بر اساس داده های دورسنجی افزایش چشمگیری داشته است. ضرایب من-کندال بیانگر وجود روندهای کاهشی پوشش گیاهی در سطح اطمینان معناداری 95 ام است. تنها در ماه های می، ژوئن و دسامبر تا حدودی از گستره خشکسالی پوشش گیاهی استان کاسته شده است. واکاوی رفتار مکانی شاخص خشکسالی پوشش گیاهی نشان داد که ماه های فوریه، مارس و نیز آوریل در گستره استان همدان خشکسالی های شدیدتری تجربه شده است.

طراحی اقلیمی روشی مناسب جهت ایجاد مکان یابی انواع سازه ها و ایمن سازی در ایجاد شرایط آسایش انسان توأم با کاهش همه جانبه ی هزینه ی انرژی در انواع آب وهوا بوده و حائز اهمیت است. هدف از این مطالعه، بررسی بهینه سازی جهت استقرار ساختمان در شهر کاشان است. این شهر در غالب ایام سال، گرم و خشک است و ضرورت دارد با تعیین بهترین جهت برای ساختمان از تابش مناسب آفتاب در مواقع گرم و هم چنین در مواقع سرد از بیش ترین تابش آفتاب استفاده شود. در این پژوهش، مقدار انرژی خورشیدی تابیده شده بر سطوح قائم ساختمان به صورت نظری و واقعی با روش محاسباتی قانون کسینوس (استیون سون) صورت پذیرفته است. برای تفکیک دوره ی گرم و سرد سال با استفاده از دمای ساعتی از روش اربز (Erbs) بهره گرفته شد. نتایج این پژوهش نشان داد ایده آل ترین جهت برای نمای اصلی ساختمان های یک طرفه جهتی است که در مواقع گرم، کم ترین انرژی و در مواقع سرد، بیش ترین انرژی را دریافت می نماید. بر این اساس، در جهت 180 درجه یا جنوب با دریافت 53.6 درصد از انرژی دریافتی در مواقع سرد و دریافت 41.7 درصد از کل انرژی در مواقع گرم جهت مناسبی به نظر می رسد. جهت مناسب برای ساختمان های دوطرفه مربوط به جهت شمال – جنوب است؛ زیرا در مواقع گرم سال 41.7 درصد از انرژی دریافتی حاصل و در مواقع سرد سال مقدار 53.5 درصد از انرژی را دریافت می دارد. بهترین جهت مناسب برای ساختمان های چهار طرفه مخصوصاً مجموعه های آپارتمانی جهت 60+،120-،150+ و 30- است؛ زیرا در مواقع گرم مقدار 52.8 درصد و در مواقع سرد 38.4 درصد انرژی دریافت می کند.