رقیه ملکی مرشت

هدف از مطالعه حاضر، تحلیل شاخص های خشکسالی بارش برای پیش بینی و کاهش اثرات منفی آن در استان اردبیل بوده است که از نظر نوع تحقیق، یک مطالعه توصیفی- تحلیلی محسوب می گردد. داده ها با استفاده از روش اسنادی گردآوری شد. بر همین اساس، اطلاعات میانگین بارندگی و میانگین دما به صورت ماهانه در ایستگاه های سینوپتیک اردبیل، گرمی، پارس آباد، مشکین شهر و خلخال در استان اردبیل در بازه زمانی (2016-1996) از سازمان هواشناسی کشور دریافت گردید. جهت تحلیل داده ها در هرکدام از 5 ایستگاه سینوپتیک استان، شاخص های SPI و CZI، از نرم افزارهای Dip و Dic، استفاده شد. سپس پهنه بندی خشکسالی در دو مقیاس 6 و 12 ماهه، از درون یابی IDW، در نرم افزار Arc Gis، انجام گرفت. نوآوری پژوهش حاضر استفاده از قواعد اگر - آنگاه در نرم افزار MATLAB، در تلفیق شاخص های خشکسالی در رشته اقلیم شناسی می باشد. نتایج به دست آمده نشان داد که خشکسالی های خیلی شدید در مقیاس 12 ماهه کم تر از مقیاس 6 ماهه رخ داده است و در هر 5 ایستگاه مورد مطالعه، تعداد خشکسالی های متوسط، بیش تر از خشکسالی های شدید و خیلی شدید بوده است. همچنین بیش ترین درصد فراوانی خشکسالی در شهرستان اردبیل و کم ترین آن در ایستگاه گرمی مشاهده گردید. مقایسه دو شاخص مذکور نشان داد که عملکرد آن ها اختلاف چندانی با هم ندارد؛ اما مشخص گردید که شاخص SPI، بهتر از شاخص CZI، می تواند تعداد خشکسالی ها را آشکار نماید.  

امواج گرمایی از فرین های آب و هوایی آسیب زا بر انسان و محیط زیست است. هدف از پژوهش حاضر، بررسی تأثیر امواج گرمایی بر جزایر حرارتی کلانشهر تبریز طی سال های 2018-2003 بود. بدین منظور داده های حداکثر دمای ایستگاه سینوپتیک تبریز از سازمان هواشناسی اخذ و روزهایی توأم با موج گرمایی با کمک شاخص فومیاکی و در محیط نرم افزار متلب تعیین شدند. جهت بررسی تأثیر امواج گرمایی بر تشدید جزایر حرارتی، امواج گرمایی در ماه های گرم و سرد سال انتخاب و جزایر حرارتی برای آن روزها و یک روز بدون موج گرمایی با کمترین دمای حداکثر قبل از هر موج گرمایی در روز هنگام و شب هنگام به کمک داده های دمای سطح زمین سنجنده مودیس آکوا محاسبه شد. طبق نتایج، طی دوره موردمطالعه حداکثر تداوم امواج گرمایی 4 روزه و لذا کوتاه مدت بوده است. بیشترین فراوانی سالانه و ماهانه امواج گرمایی به ترتیب در سال 2010 و در ماه های آوریل، ژوئن و دسامبر بوده و روند امواج گرمایی در دوره موردمطالعه کاهش جزئی غیرمعنادار داشته است. براساس نتایج، هم در ماه های گرم و هم در ماه های سرد اغلب در هر دو شرایط وجود و عدم موج گرمایی، در روز جزیره سرمایی و در شب جزیره گرمایی در مرکز شهر وجود داشته که با وقوع موج گرما در مقایسه با روزهای عادی بر شدت جزیره سرمایی روزانه و جزیره گرمایی شبانه افزوده شده است که این وضعیت در ماه های گرم محسوس تر از ماه های سرد بود. همچنین طبق یافته ها، تداوم امواج گرمایی نقش چندانی در تشدید جزایر حرارتی نداشته است.

امواج گرمایی و جزایر حرارتی شهری از پدیده هایی هستند که جوانب مختلف حیات انسان را تحت تأثیر قرار می دهد. هدف از پژوهش حاضر، واکاوی رابطه امواج گرمایی و جزایر حرارتی شهری در کلانشهر اهواز از سال 2003 تا 2018 می باشد. بدین منظور پس از آماده سازی داده های حداکثر دمای ایستگاه سینوپتیک اهواز طی دوره آماری مذکور، روزهای گرمی که دمای آن ها بالاتر از 2+ انحراف معیار یا بالاتر از میانگین (NTD) بود و حداقل 2 روز تداوم داشت، با استفاده از شاخص فومیاکی و در محیط نرم افزار متلب به عنوان روزهایی توأم با موج گرمایی تعریف شد و سپس جهت بررسی تأثیر امواج گرمایی بر تشدید جزایر حرارتی در ماه های گرم و سرد سال جزایر حرارتی برای روز هنگام و شب هنگام روزهای توأم با موج گرما و یک روز عادی با کمترین دمای حداکثر به عنوان روز بدون موج گرما حداکثر تا دو هفته قبل از وقوع هر موج گرمایی با استفاده از داده های سنجنده مودیس- آکوا، محاسبه گردید. طبق نتایج، بیشترین امواج گرمایی شهر اهواز در اواخر دوره سرد سال رخ داده که در ماه مارس سال 2010 بوده و از نظر تداوم، 7 روزه و لذا بلند مدت بوده است. یافته ها همچنین نشان دادند، اگرچه در هردو شرایط وجود و عدم موج گرمایی، در مرکز این شهر، اغلب در روز جزیره سرمایی و در شب جزیره گرمایی تشکیل یافته، ولی در شرایط موج گرمایی در روز هنگام اغلب جزیره سرمایی شدیدتر از روزهای عادی بوده است و در شب هنگام جزیره گرمایی اغلب نسبت به شرایط عادی شدت بیشتری داشته است. در مجموع، به نظر می رسد رخ داد امواج گرمایی در تشدید جزایر حرارتی شهر اهواز هم در ماه های گرم و هم در ماههای سرد تأثیر داشته که البته این شرایط در ماه های گرم محسوس تر از ماه های سرد سال بوده است.

در مناطق شهری، جزیره حرارتی تحت تأثیر امواج گرمایی تشدید می گردد و ممکن است بر سلامت و رفاه ساکنان شهری تأثیر منفی بگذارد. به منظور مقایسه میزان تأثیرپذیری جزایر حرارتی از وقوع امواج گرمایی در شهرهای کرمانشاه و ایلام، داده های حداکثر دمای شهرهای مورد مطالعه طی سال های 2003 تا 2018 بررسی شد و روزهایی توأم با موج گرمایی در محیط نرم افزار متلب و با شاخص فومیاکی تعیین شدند. جهت برآورد میزان تأثیرپذیری جزایر حرارتی از وقوع امواج گرمایی طی دوره مورد مطالعه، امواج گرم در ماه های گرم سال انتخاب و جزایر حرارتی برای آن روزها و یک روز بدون موج گرمایی با کمترین دمای حداکثر قبل از هر موج گرمایی در روز هنگام و شب هنگام مودیس- آکوا برای هر دو شهر محاسبه شد. طبق نتایج، حداکثر تداوم موج گرمایی در کرمانشاه 4 روزه و کوتاه مدت ولی در ایلام 6 روزه و بلند مدت بوده است. بیشترین فراوانی موج گرما در هر دو شهر در سال 2010 و در ماه مارس بوده. براساس یافته های پژوهش، در روز هنگام در هر دو شرایط وجود و عدم موج گرمایی جزیره سرمایی در مراکز هر دو شهر وجود داشته که با وقوع موج گرما اغلب شدت جزیره سرمایی بیشتر شده است. در شب هنگام، اگرچه در هر دو شرایط وجود و عدم موج گرمایی اغلب در مراکز هر دو شهر جزیره گرمایی هرچند ضعیف ایجاد شده، ولی میزان تأثیرپذیری جزایر گرمایی از وقوع امواج گرمایی در کرمانشاه حداکثر 8/2 درجه سلسیوس و در ایلام اغلب کمتر از 1 درجه سلسیوس بوده است.

امواج گرمایی یکی از مخاطرات اقلیمی تأثیرگذار بر جوانب مختلف زندگی بشر است. هدف پژوهش حاضر، بررسی موج های گرم شهر اردبیل و نقش آن در گرمایش شهری طی سال های 2018-2003 بود؛ بر این اساس، داده های دمای حداکثر ایستگاه اردبیل از سازمان هواشناسی دریافت شد. سپس در محیط نرم افزار متلب با اعمال شاخص فومیاکی بر داده های دمای حداکثر، روزهایی که دمای آن ها 2+ انحراف معیار یا بیشتر از میانگین NTD بود و حداقل دو روز تداوم داشت، به عنوان روز توأم با موج گرمایی تعریف شد. برای بررسی تأثیرپذیری جزیره حرارتی از وقوع امواج گرمایی در ماه های گرم و سرد سال، جزیره حرارتی برای روزهای توأم با موج گرمایی و یک روز عادی بدون موج گرمایی با کمترین دمای حداکثر قبل از وقوع هر موج گرمایی در روزهنگام و شب هنگام مودیس-آکوا محاسبه شد. طبق نتایج، طی دوره مطالعه شده، بیشترین فراوانی سالانه و ماهانه مخاطره موج گرمایی اردبیل، در سال های 2010 و 2016 و در ماه های مارس، آوریل و ژوئیه بوده است. همچنین نتایج نشان داد که طی دوره مطالعه شده، حداکثر تداوم امواج گرمایی چهارروزه و کوتاه مدت بوده است. براساس یافته ها، چه در ماه های گرم و چه در ماه های سرد، در هر دو شرایط، وجود و نبود موج گرمایی اغلب در روز جزیره سرمایی و در شب جزیره گرمایی در مرکز اردبیل تشکیل شده است که شدت آن در زمان حاکمیت امواج گرمایی به خصوص در ماه های گرم سال بیشتر از شرایط بدون موج گرمایی بوده است. در شب های تابستان، در شرایط حاکمیت موج گرمایی تا 4 درجه سلسیوس نیز افزایش دما در جزیره گرمایی تجربه شده است. درمجموع نتایج نشان داد که میزان تأثیرپذیری جزیره حرارتی از رخداد امواج گرمایی، در ماه های گرم بیشتر از ماه های سرد بوده است. 

هدف پژوهش حاضر، شبیه سازی و پیش بینی دمای حد بیش تر و امواج گرمایی شهر ارومیه طی سال های 2050-2020 به منظور پیش آگاهی و کاهش آثار منفی ناشی از افزایش ناگهانی دما در این شهر است که با استفاده از نرم افزار SDSM و مدل CanESM2 شبیه سازی و تحت مناسب ترین سناریوی RCP برای 31 سال آتی پیش بینی گردید. بدین منظور ، داده های حد بیش تر دمای روزانه ایستگاه ارومیه از سال 2005-1961 به عنوان نماینده سایر ایستگاه های استان آذربایجان غربی از سازمان هواشناسی کشور دریافت و پیش بینی انجام شد. نوآوری پژوهش حاضر، استفاده از کم خطاترین سناریوی RCP برای پیش بینی دقیق تر می باشد. طبق نتایج حاصل، سناریوی 5/8RCP به عنوان کم خطاترین سناریو جهت پیش بینی انتخاب شد و یافته ها نشان دادند که میانگین حد بیش تر دما در ایستگاه ارومیه از اواخر زمستان تا اواخر بهار نسبت به دوره پایه کاهش و در اواسط تابستان افزایش جزئی خواهد داشت. در مجموع طی سال های 2050-2020 شاهد روند افزایشی محسوس حد بیش تر دمای شهر ارومیه خواهیم بود. براساس نتایج اعمال شاخص بالدی، امواج گرمایی این شهر کوتاه مدت و حد بیش تر چهار روزه خواهد بود. بیش ترین فراوانی امواج گرمایی مربوط به امواج یک روزه بود که روند افزایشی جزئی داشت ولی امواج گرمایی دو، سه و چهار روزه روند کاهشی نشان دادند. در مجموع، احتمال رخداد امواج گرمایی کوتاه مدت، بیش تر از امواج گرمایی بلندمدت است. همچنین از آنجا که امواج گرمایی شناسایی شده اغلب در پاییز و زمستان بیش ترین فراوانی را نشان دادند، لذا احتمال وقوع این مخاطره در فصول سرد بیش تر از فصول گرم است.

یکی از مهم ترین چالش های پیش روی بشر، مسأله تغییر اقلیم و چگونگی رویارویی با مخاطرات ناشی از آن است. هدف از پژوهش حاضر، پیش بینی دمای حداکثر شمال غرب ایران بر اساس مدل های اقلیمی CMIP6 بود. بدین منظور داده های متغیر دمای حداکثر 12 ایستگاه منتخب شمال غرب ایران طی دوره آماری 2014-1985 از سازمان هواشناسی کشور اخذ گردید و پس از روندیابی با بهره گیری از آزمون من- کندال، تحت دو سناریوی متوسط (SSP 2-4.5) و بدبینانه (SSP 5-8.5) مدل های CanEsm5، MPI-ESMI-2HR، در نرم افزار SDSM6.1 شبیه سازی و برای 30 سال آتی پیش بینی گردید. جهت ارزیابی عملکرد مدل های CMIP6 و مقایسه مقادیر پایه و پیش بینی شده، از 3 سنجه آماری شامل: میانگین مربعات خطا (MSE)، ریشه میانگین مربع خطا (RMSE)  و میانگین خطای مطلق (MAE)  بهره گرفته شد. نتایج حاصل از روندیابی به روش من- کندال حاکی از روند صعودی معنادار در سطح اطمینان 99% در همه ایستگاه ها به جز ایستگاه تکاب بود که روند صعودی دما در آن معنادار نبود. نتایج مدل سازی دمای حداکثر نشان داد که مدل CanESM5 در مقایسه با مدل MPI-ESMI-2HR  در پیش بینی دمای حداکثر خطای کمتر و دقت بیشتری دارد. طبق پیش نگری انجام شده بر اساس سناریوهای دو مدل، طی دهه های آتی در همه ایستگاه ها و در کل ماه های سال افزایش دما تجربه خواهد شد که میزان این افزایش تحت سناریوی بدبینانه (SSP 5.8.5) بیشتر بود. در مجموع طبق یافته های پژوهش حاضر، بالاترین درصد افزایش دما در همه ایستگاه ها در ماه های سرد سال و اغلب در اواخر پاییز و زمستان رخ خواهد داد. بر اساس نتایج، دمای بیشینه در همه ایستگاه ها 2/0 الی 2 درجه سلسیوس افزایش خواهد داشت. ایستگاه های تکاب، ارومیه و مراغه با 12 الی 13 درصد افزایش، ماکو و جلفا با 6% افزایش به ترتیب بیشترین و کمترین میزان افزایش دمای بیشینه را در مقایسه با سایر ایستگاه ها تجربه خواهند کرد.

در این پژوهش از مدل SWAT برای شبیه سازی شرایط هیدرولوژیکی حوضه رودخانه ارس در دوره آینده استفاده گردید. واسنجی مدل بر اساس داده سال های 2006-1987 و اعتبارسنجی آن در سال های 2014-2007 با الگوریتم SUFI2 انجام و مدل SWAT بر اساس دبی جریان ماهانه ایستگاه هیدرومتری منتخب کالیبره شد. بعد از انتخاب پارامترهای بهینه و با اجرای شبیه سازی در 350 دور شبیه ساز، مقادیر معیارهای ارزیابی در دوره واسنجی و در مرحله اعتبارسنجی به دست آمد. برای ارزیابی تغییرات بیلان آب حوضه تحت شرایط تغییر اقلیم از داده های ریزگردانی شده مدل اقلیمی CNRM-CM6 در دوره تاریخی (1985-2014) و دوره آینده (2025-2100) تحت سناریوی SSP5-8.5 به عنوان داده ورودی به مدل SWAT استفاده شد. یافته ها نشان داد ET حوضه سهم زیادی از بارش 272 میلی متری دوره تاریخی و 351 میلی متری دوره آینده حوضه را به خود اختصاص داده و میزان نفوذ و جریان جانبی که برای تغذیه منابع زیرزمینی و سطحی ضروری هستند، بسیار اندک است. همچنین برحسب کاربری اراضی، کمینه ET حوضه در کاربری مراتع خوب به دست آمد. هر چند در دوره آینده بارش سالانه به میزان 79 میلی متر نسبت به دوره تاریخی بیشتر خواهد بود ولی بخش عمده ای از آن صرف تبخیر و تعرق در ماه های می تا جولای خواهد شد.

پژوهش حاضر با هدف واکاوی تغییرات بارش شمال غرب ایران طی دهه های آتی بر اساس مدل های GCM صورت گرفته است. بدین منظور، ابتدا بارش سال های 2014-1985 بر اساس آزمون من- کندال روندیابی گردید. سپس داده های روزانه بارش برای هر یک از ایستگاه های مورد مطالعه در نرم افزار SDSM6.1 برای 2014-1985 شبیه سازی شد. آنگاه تحت سناریوهای (SSP2-4.5) و (8.5-SSP5) مدل های CanEsm5 و MPI-ESMI-2HR، بارش سال های 2043-2015 پیش بینی شد. جهت ارزیابی عملکرد مدل های CMIP6 و مقایسه مقادیر پایه و پیش بینی شده، از سنجه های آماری MSE،RMSE و MAE استفاده شد. بر اساس نتایج آزمون من- کندال، بارش دوره پایه در ایستگاه های تبریز، اردبیل، ارومیه، تکاب و مراغه دارای روند کاهشی و در ایستگاه های مشگین شهر، سردشت، ماکو، خلخال، سراب، جلفا و پارس آباد دارای روند افزایشی بود. از بین 12 ایستگاه مورد بررسی، فقط بارش ایستگاه مراغه روند کاهشی معنادار داشت. در سایر ایستگاه ها روندهای بارش معنی دار نبود. بر اساس پیش بینی های انجام شده بر اساس مدل های مذکور، تحت سناریوی متوسط (SSP 2-4.5)، در اواخر زمستان و اوایل بهار، بارش کاهش خواهد یافت. در سایر ماه ها به ویژه ماه های تابستان و پاییز، درصد کاهش بارش بیشتر خواهد بود. بر اساس سناریوی 8.5-SSP5، بیشترین درصد کاهش بارش در مدل MPI به میزان 33% در ایستگاه های جلفا، سردشت، مراغه و در مدل CanESM5 حدود 33 الی 35 درصد در ایستگاه های جلفا، تکاب و ارومیه پیش بینی گردید. طبق نتایج حاصل، اگرچه هر دو مدل، بارش را با خطای نسبتاً بالایی پیش بینی نمودند، لیکن مدل MPI نسبت به مدل CanESM5 خطای کمتر و دقت بیشتری در پیش بینی بارش داشت.