حسین عساکره

تغییر عناصر اقلیمی به اشکال مختلفی قابل ردیابی است. در بسیاری مواقع این تغییرات نهان و از طریق مطالعه روند، آشکار نمی شوند. در بسیاری مواقع تغییر عناصر اقلیمی در شکل توزیع فراوانی و عمدتاً در دنباله توزیع فراوانی (فرین ها) نمایان می شوند. در گذشته ردیابی تغییرات از طریق مطالعه تغییر مرکز توزیع فراوانی (میانگین) صورت می گرفت اما اخیراً توجه دانشمندان به دنباله شکل توزیع فراوانی عناصر اقلیمی معطوف شده است. بنابراین بررسی شکل توزیع فراوانی عناصر اقلیمی، نکات بسیار مهمی در خصوص رفتار بلند مدت این عناصر نشان می دهد. شناخت رفتار عناصر اقلیمی براساس شکل توزیع فراوانی آن ها به لحاظ علمی و عملی از اهمیت شایان توجهی برخوردار است. دراین تحقیق با استفاده از مشاهدات روزانه چهار نمایه فرین بارش زنجان ( شامل بیشینه بارش، پنج بارش بزرگ، صدک پنجم و نودو پنجم) و نیز سهم آن ها در بارش سالانه طی دوره آماری 2006-1961 و با استفاده از توزیع فرین تعمیم یافته ( GEV )، تغییرات بارش های فرین در معرض تحلیل قرار گرفت. هرچند تحلیل روند حاکی از ایستایی فرین ها بود اما معلوم شد که چند نوع ناایستایی در مشاهدات رخ داده است. این ناایستایی ها به صورت چرخه ها، جهش و نیز تغییر توزیع فراوانی قابل رویت است. برای مثال مجموع بارش های حاصل از پنج بارش بزرگ حاوی چرخه های حدوداً 3 ساله هستند. از سال 1980 به بعد یک تغییر سطح کاهشی در مجموع بارش های حاصل از صدک پنجم و سهم آن ها در بارش سالانه رخ داده است. شکل توزیع فراوانی بارش های حاصل از صدک پنجم در نیمه اول و دوم باهم متفاوت بوده و در نیمه اول از توزیع چوله به چپ به توزیع چوله به راست در نیمه دوم تغییر یافته است. این تغییر توام با کاهش میانگین و چولگی این توزیع بوده است. همچنین تغییرات حادث شده بر صدک پنجم بارش با شدت کم تری در بارش های حاصل از صدک نود و پنجم قابل مشاهده است. با تمامی این اوصاف بارش بیشینه و پنج بارش بزرگ از ایستایی بیش تری نسبت به شاخص های دیگر برخوردارند. بنابراین می توان استنباط نمود که فراوانی و مقدار بارش های سنگین و سبک به سمت کاهش میل نموده اند.

مدل های GCM به طور وسیع برای ارزیابی تغییر اقلیم در یک مقیاس جهانی استفاده می شود؛ اما خروجی این مدل ها برای ارزیابی تغییرات اقلیمی در سطح محلی و منطقه ای کافی و دقیق نیست. در این مقاله با استفاده از مدل SDSM خروجی مدل تغییر اقلیم canESM۲ را در منطقه مورد مطالعه به وسیله داده های مشاهداتی ایستگاه تبریز که دارای آمار بلندمدت اقلیمی است، ریزمقیاس نموده و با در نظر گرفتن سناریوهای تغییر اقلیم RCP۲.۶، RCP۴.۵ و RCP۸.۵برای دوره های آینده ۲۰۳۹-۲۰۱۰، ۲۰۶۹-۲۰۴۰ و ۲۰۹۹-۲۰۷۰ تغییر اقلیم منطقه مورد نظر، مورد ارزیابی قرار گرفته است. مشاهدات روزانه حداقل و حداکثر دما، بارش برای دوره پایه ۱۹۹۰-۱۹۶۰ به عنوان ورودی وارد مدل شده است. نتایج خروجی مدل ریزمقیاس نشان می دهد که در دوره های آینده دما در ایستگاه تبریز بر اساس سه سناریوی مورد بررسی افزایش خواهد یافت. این افزایش برای دوره ۲۰۶۹-۲۰۴۰ و ۲۰۹۹-۲۰۷۰ محسوس تر خواهد بود. در ایستگاه تبریز به طورکلی بارش در سه سناریوی مورد بررسی برای دو دوره ۲۰۳۹-۲۰۱۰ و ۲۰۹۹-۲۰۷۰ کاهش و برای دوره ۲۰۶۹-۲۰۴۰ افزایش می یابد. همچنین بارش به طورکلی در فصل زمستان افزایش و بقیه فصول با کاهش بارش مواجه خواهد بود. تغییرات میانگین حداقل دمای ایستگاه تبریز در کلیه ماه ها به غیراز ماه نوامبر و دسامبر در دوره های آینده افزایش داشته است. حداقل دما در سه سناریوی مورد بررسی برای سه دوره مورد مطالعه افزایش می یابد. همچنین حداقل دما به طورکلی در تمام فصول افزایش می یابد که در فصل تابستان تا ۸ درجه نیز افزایش دما مشاهده می گردد.

اقلیم به عنوان سامانه ای متشکل از چندین متغیر است. تغییر در هریک از این متغیرها نتایج متنوع و متفاوتی درپی دارد. اخیراً دانشمندان به منظور تحلیل تغییرات اقلیمی توجه خود را به دنباله توزیع فراوانی (فرین های) هریک از عناصر اقلیمی معطوف داشته و نمایه های مختلف و متنوعی برای ردیابی این مشخصه ها ارائه نموده اند. یکی از عناصری که قادر است تغییرات اقلیمی را منعکس نماید، بارش و رفتار زمانی آن است. بررسی تغییرات توام تمامی مشخصات فرین بارش، قادر است فضای چند بعدی این عنصر اقلیمی را بهتر نمایش دهد. یکی از روش های تحلیل توام تغییرات این عنصر و هر عنصر اقلیمی دیگر، به کارگیری تکنیک های آماری چند متغیره است. به منظور بررسی توام فرین های بارش ، 26 نمایه فرین بارش از بارش های روزانه شهر زنجان طی دوره آماری 2006-1961 استخراج گردید. سپس با استفاده از تکنیک تحلیل مؤلفه های مبنا، 6 مؤلفه از 26 نمایه حدود 4/86 درصد از تغییرات را توضیح می داد. این شش مولفه به لحاظ وجود روند، جهش و چرخه هاآزمون شدند. از سال 1982 به بعد مولفه اول با تغییر سطح معنی دار بر کاهش بارش های حاصل از صدک اول دارند. مولفه دوم به عنوان نماینده فراوانی و تداوم بارش های بزرگ حاوی روند کاهشی معنی داری بوده است. بقیه مولفه ها فاقد روند و جهش بوده اند. تحلیل طیفی مؤلفه های مبنای فرین های بارش نیز نشان داد که مولفه دوم علاوه بر روند بلند مدت، حاوی چرخه های حدوداً سه ساله است. مولفه چهارم به عنوان نماینده بارش های ابر سنگین با چرخه های تقریبی چهار ساله و مولفه پنجم که نماینده میزان، فراوانی و تداوم بارش های کم مقدار است، حاوی چرخه های 3-2 ساله هستند.

شناسایی ویژگی های بارش روزانه در برنامه ریزی منابع آب و الگوهای کشت اهمیت زیادی دارد، با برازاندن مدل های احتمال بر بارش روزانه می توان به برخی ویژگی های این داده ها در قالبی خلاصه دست یافت. در این پژوهش، از داده های بارش روزانه شبکه بندی شده پایگاه داده بارش آفرودیت خاورمیانه به ابعاد 25/0 25/0 درجه طول / عرض جغرافیایی استفاده شده است. داده های بارش روزانه این پایگاه داده در محدوده ایران طی دوره 1/1/1330 تا 29/12/1385 (معادل20453 روز) خورشیدی به کمک نرم افزار Grads استخراج گردید. برای شناسایی برازنده ترین توزیع روزهای بارشی، از آزمون نیکویی برازش کلموگروف- اسمیرنف استفاده شد. با برنامه نویسی در محیط نرم افزار Matlab توابع توزیع تیپ نرمال و گاما بر تک تک یاخته های با بارش بیش از 5/0 میلی متر برازش داده شد. تابع نظری توزیع گامای دو فراسنجی و نمایی توانسته اند شرایط آماری لازم آزمون نیکویی برازش در فاصله اطمینان 95% را به عنوان برازنده ترین توزیع احراز نمایند. محاسبه فراسنج های برازنده ترین تابع توزیع فراوانی نشان می دهد با وجود کم بودن مقدار فراسنج میانگین بارش مورد انتطار در بخش قابل توجهی از کشور میزان اعتماد به بارش روزانه کم و نوسان بارش زیاد است. فراسنج های چولگی و کشیدگی حکایت از چوله بودن بارش و عدم تقارن در بارش دارد. از طرف دیگر، پایین بودن مقدار فراسنج شکل، نشان دهنده فاصله زیاد تابع توزیع فراوانی بارش با شرایط نرمال دارد موضوعی که توسط آماره های آزمون آماری نیکویی برازش نیز تأیید شده بود.

حالات دما، نوع تأثیر آن بر محیط را تعیین می کند. یکی از حالات بسیار مهم، قابل توجه و مؤثر دما، که به عنوان یک مخاطره جوی به شمار می آید، پدیده یخبندان است. یخبندان به لحاظ تاثیر بر فعالیت های اقتصادی و حیاتی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. به منظور تحلیل آماری یخبندان در ایران، داده های شبکه ای دمای کمینه روزانه ایران، از پایگاه داده اسفزاری ویرایش نخست بهره برداری شد. این داده ها دارای تفکیک زمانی روزانه از 01/01/1340 تا 11/10/1383 (15992 روز) است. تفکیک مکانی داده ها 1515 کیلومتر ( 7187 یاخته ) است. بدین ترتیب داده های شبکه ای دمای کمینه ایران آرایه ای به ابعاد 7187 15992 و با آرایش گاه جای چیده شد. کلیه تحلیل ها بر روی این آرایه انجام شده است. به منظور تحلیل یخبندان ها و بر اساس آستانه صفر درجه سلسیوس روزهای یخبندان و مشخصات توصیفی، آماری و ترسیمی آن ها از میان سطر ها و ستون های آرایه تولید شده استخراج گردید. برای به کار گیری روش ها و دستیابی به اهداف این تحقیق از نرم افزارهای سورفر و متلب استفاده شد. تحلیل سری زمانی متوسط دما در روزها و یاخته هایی که در آن ها یخبندان رخ داده است، نشان داد که کل روزهایی که یخبندان در آن ها رخ داد 9224روز از 15992 روز بوده است. رفتار نوسانی قوی و روند افزایشی ضعیف و نیز ظهور یک جهش رو به بالا از نیمه دوم دوره آماری از ویژگی های این سری زمانی است. الگوی نوسانی مشابه میانگین دمای یخبندان ها ولی فقدان روند معنی داری بر سری زمانی پهنه های زیر یخبندان حاکم است. کرانه های دریای عمان و بخش هایی از خلیج فارس در استان هرمزگان طی دوره آماری مورد بررسی فاقد یخبندان بوده اند. نواحی مرتفع دارای یخبندان هایی با دمای پایین و نواحی کم ارتفاع یخبندان های با دماهای بالاتر را تجربه می کرده اند؛ اما بررسی های آماری رابطه قوی تری برای عرض جغرافیایی نشان داده است. میانگین تعداد روزهای یخبندان در ایران بین صفر و 145روز قرار دارد. تعداد روزهای یخبندان در ایران با ارتفاعات رابطه قابل توجهی دارد. به منظور بررسی شدت یخبندان از نمایه چندک ها بهره گرفته شد. نتایج نشان داد که شدت یخبندان ها از دو متغیر مکانی ( ارتفاع و عرض جغرافیایی) تبعیت بیش تری داشته اند.

روزهای گرم فراگیر از جمله رویدادهای ناهنجار اقلیمی به شمار می آیند. رخداد چنین روزهایی عمدتاً بر اثر عوامل همدید است. مطالعه عواملی که منجر به رخداد چنین پدیده ای می شود، می تواند حاوی اطلاعات با ارزشی از شرایط تکوین این پدیده باشد. در این تحقیق از داده های شبکه ای دمای بیشینه کشور از ابتدای سال 1340 تا انتهای سال 1386 و داده های جوی استفاده گردیده و روز 17/12/1382 به عنوان فراگیرترین روز گرم ایران شناسایی شده است. در این روز حدود 7/96 درصد از پهنه ایران، گرمای فراگیر را تجربه کرده است. نتایج حاصل از بررسی داده های جوی نشان می دهد شرایط جوی توأم با این پدیده، عبارتند از: حضور شرایط متباین فشار و به تبع آن جهت جریانات جوی گرم بر روی کشور، حضور یک ناوه در نواحی گرم و خشک و قرار گرفتن ایران در بخش جلویی محور ناوه، قرارگرفتن کشوردر ربع ورودیِ جنوبی رودباد و درنهایت وزش گرم درتمامی ترازهای مورد بررسی جو.

بارش از سرکش ترین عناصر اقلیمی به شمار می رود. بنابراین شناخت رفتار نوسانی آن از ضروریات برنامه ریزی محیطی (آگاهی از رفتار آشکار و نهان)، این متغیر کلیدی می باشد. الگوسازی روند و تکنیک تحلیل طیفی یکی از روش های مناسب جهت درک رفتار آشکار و نهان، برای استخراج و تحلیل نوسان های اقلیمی با طول موج های مختلف است.دراین راستا تکنیک تحلیل طیف اندازه ای از توزیع واریانس را در امتداد تمامی طول موج های ممکن سری زمانی به دست می دهد. در این پژوهش از آمار 37 ایستگاه حوضه های آبریز مند و حله(اعم از باران سنجی و سینوپتیک) از بدو تاسیس تا سال 2011میلای که حداقل 30 سال آمار داشتند، جهت بررسی و تحلیل چرخه های بارش سالانه بهره گرفته شده است. براین اساس،ابتدا الگوسازی در خانوداه چند جمله ایها برای شناسایی روند بارش سالانه(الگوی خطی یا سهمی) ایستگاهها در منطقه مورد ارزیابی قرار گرفت.در ادامه نیز با استفاده از تکنیک تحلیل طیفی دوره نگارهای بارش سالانه با فاصله اطمینان 95 درصد برای هر یک از ایستگاههای منطقه مورد مطالعه برآورد و چرخه های معنی دار در طول سری های زمانی بارش حوضه استخراج گردید. بر پایه یافته های این پژوهش مشخص شد که درتمامی ایستگاههای حوضه، بارش سالانه دارای روند کاهشی می باشند، و در این میان 11 ایستگاه با توجه به معنی داری آماری از الگوی روند خطی و سهمی تبیعیت می نمایند، و حاکی از یک رفتار کاهشی در بارش سالانه ایستگاههای مورد مطالعه است.در ادامه نیز مشخص شد که با استفاد ه از تکنیک تحلیل طیفی چرخه های 3-2 ساله ، 10- 3 ساله و گاها چرخه های با دوره بازگشت 10ساله و بالاتر بر بارش حوضه حاکم می باشد. بطوری که میزان چرخه های 3-2ساله بصورت فضایی نیز در تمامی منطقه مورد مطلعه دارای بیشترین رخداد بازگشت بارش سالانه می باشند.

سامانه ی اقلیم، مجموعه ای چند بُعدی، درهم تنیده و پویاست. این ویژگی ها موجب می شود که هم عوامل تغییرزا و هم نتایج تغییر، حاوی تنوع زمانی – مکانی باشد. یکی از ویژگی های اقلیمی که بدین لحاظ قابل تأمل است، تداوم موسم های خشک و مرطوب است. تداوم موسم های خشک و مرطوب به لحاظ شدت و فراوانی رویدادهای بارشی از اهمیّت شایان توجهی برخوردارند. این ویژگی ها به دلیل این که مشخصات اقلیم بارشی را منعکس نموده و نیز به لحاظ این که بر فراسنج های دیگر اقلیمی تأثیر می نهند، نظر بسیاری اقلیم شناسان را به خود جلب نموده است. در تحقیق حاضر با استفاده از مشاهدات بارش روزانه ی شهر زنجان طیّ دوره ی آماری 2006-1961 و بر اساس روش های ناپارامتری، روند بیشینه، متوسط و تداوم موسم های خشک و تر برای هرسال برآورد گردید. نتایج تحقیق نشان داد که نمایه های مورد بررسی در هیچ یک از مقیاس های زمانی سالانه و ماهانه حاوی روند معنی داری نبوده است. مقدار بارش های کم حاوی روند کاهشی معنی دار بوده اند و با توجه به فقدان روند در دفعات وقوع، دفعات این بارش ها و به تبع آن موسم های تر و خشک ثابت بوده است. بر اساس یافته های تحقیق معلوم شد که چهار ماه سال (جون، جولای، آگوست و سپتامبر) فاقد بارش هستند. بارش های احتمالی در این چهار ماه، حاصل رویدادهای محلی- تصادفی و نامنظم می باشد. از این رو چهار ماه یاد شده به عنوان فصل خشک زنجان به شمار می آید. بیشترین دفعات وقوع بارش مربوط به ماه های آوریل و می است. بدین ترتیب پرباران ترین فصل را می توان فصل بهار دانست.

طی سده گذشته اقلیم کره زمین دگرگونی را در مقیاس های مکانی و زمانی مختلفی تجربه کرده است. این روند دگرگونی احتمالاً برای آینده نیز ادامه خواهد داشت. یکی از جلوه های دگرگونی اقلیم که تغییر(پذیری) آن را نشان می دهد، در وردایی رفتار دهه ای بارش قابل ردیابی است. به منظور ردیابی تغییرپذیری بارش ایران، به عنوان نمایه ای از تغییر اقلیم این سرزمین، طی چهار دهه اخیر (1394-1355) از پایگاه داده ای اسفزاری نسخه سوم (حاصل میان یابی داده های بارش روزانه 2188 ایستگاه همدید، اقلیمی و باران سنجی سازمان هواشناسی به مدت 46 سال از 1349 تا 1394 و مجموعاً 16801 روز و با تفکیک مکانی 10 کیلومتر و درنتیجه با ابعاد 16801×205×167) استفاده شده است. به منظور بررسی وردایی دهه ای بارش، میانگین بارش دهه های منتهی به دهه 1394-1385 محاسبه و ویژگی های مکانی بارش ایران طی چهار دوره ده ساله به روش توصیفی - ترسیمی بررسی و مطالعه شد. دراین راستا میانگین بارش هردهه با کل دوره آماری و دهه پیش از آن مقایسه شد. نقشه های بارش هر دهه، نقشه های ناهنجاری آن در قیاس با میانگین کل و نقشه های ناهنجاری آن در قیاس با دهه پیشین ترسیم و بررسی شد. میانگین بارش در انتقال از دهه اول به دوم افزایشی و پس از آن کاهشی بوده است. از آن پس رفتار عمومی کاهشی بارش، هم در نواحی کم بارش و هم نواحی پربارش در طی دهه های متوالی دیده می شود. بارش عموماً در نواحی توأم با بارش زیاد (درکرانه های دریاهای خزر، عمان و خلیج فارس، دامنه های غربی رشته کوه های زاگرس و دامنه های شمالی رشته کوه های البرز)، تغییرات بیشتری را نسبت به بخش های کم بارش کشور (نظیر نواحی مرکزی، شرقی و شمال شرقی) متحمل شده اند؛ به تبع آن بسیاری آماره های مکانی بارش، نظیر ضریب تغییرات، چولگی، کشیدگی، آستانه های بارش (آستانه های کم و زیاد)، تغییر یافته است. این امر در جابه جایی خط همبارش میانگین هر دهه و کاهش سرزمین های توأم با بارشی بیش از میانگینِ دهه ای نیز منعکس شده است.

رژیم بارش به توزیع فصلی- ماهانه بارندگی اشاره دارد. با شناخت این ویژگی، می توان به بخش های مهمی از ساز و کار(های) حاکم بر توزیع زمانی بارش پی برد. رژیم بارش می تواند بر عملکرد سایر اجزاء اقلیم تاثیر گذاشته و برآیند آن پیامدهای مثبت یا منفی خواهد بود. در مطالعه حاضر با استفاده از آمار بارندگی ماهانه 73 ایستگاه طی دوره آماری 2005-1966رژیم بارندگی شمال غرب کشور مورد توجه قرار گرفت. در این راستا از سه نمایه بارش (ضریب تغییرات، نمایه یکنواختی و نمایه فصلی) بهره گرفته شد. هر سه نمایه بیان گر ویژگی های کما بیش یکسان از رژیم بارش پهنه مورد مطالعه بود. نتایج نشان داد که کم ترین ضریب تغییرات و بیش ترین یکنواختی بارش در شمال شرق پهنه مورد بررسی رخ می دهد. این بخش دارای رژیم بارش یکنواخت با یک فصل مرطوب می باشد که نشان می دهد سامانه های متنوع باران زایی در این بخش ها از بیشینه فعالیت برخوردارند. در نقطه مقابل آن، بخش جنوب غربی پهنه، دارای رژیم بارش کاملاً متمرکز است که بازتابی از تاثیر فزاینده سامانه های متمرکز در یک فصل است. حدود 80 درصد از پهنه اخیر دارای رژیم بارش فصلی با یک فصل خشک کوتاه است.

فصل تابستان بخصوص در نیمه جنوبی ایران با حاکمیت شرایط گرما و خشکی هوا شناخته شده است. به منظور بررسی شرایط همدید- پویشی موثر بر رخداد غیر معمول بارش تابستانه 12 – 6 سپتامبر 2008 (22-16 شهریور ماه 1387) در محدوده زاگرس جنوبی، با رویکرد محیطی به گردشی و با استفاده از آمار روزانه 270 ایستگاه ثبت داده، روزهای بارشی شناسایی شد. سپس داده های فشار تراز دریا، ارتفاع ژئوپتانسیل، وزش رطوبتی و همگرائی رطوبت تراز 500 هکتوپاسکال از پایگاه داده های مرکز ملی پیش بینی محیطی و تحقیقات جوی ایالات متحده (نوا) استخراج و آنومالی این پارامترها با توجه به میانگین درازمدت 65 ساله (2012-1948) محاسبه و با شرایط روزهای مذکور مقایسه شد. بررسی الگوی حاکم براین روزها به کلی ارتباط این بارش ها را با فرایند موسمی منتفی و آنرا وابسته به الگویی مشابه الگوهای فصل سرد میداند. انحراف از میانگین شدید فشار تراز دریا در کم فشار خلیج فارس و پر فشار شمالی دریای خزر و شیب تغییرات فشار حاصله در راستای رشته کوه زاگرس و تشکیل جبهه ساکن بر فراز این منطقه و فراز و فرودهای مانع ایجاد شده در مسیر بادهای غربی بعلاوه آنومالی منفی تراز 500 هکتوپاسکال موجبات صعود رطوبت وارده به منطقه از سوی دریاهای مدیترانه و سرخ را فراهم ساخته و منجر به ریزش باران شده است.

بخش عمده ای از نامانایی مکانی بارش ایران حاصل تنوع عوامل مکانی نظیر موقعیت، ارتفاع و ویژگی های توپوگرافی (شیب و جهت گیری آن) در این سرزمین گسترده است. چگونگی هریک از این ویژگی ها قادر است الگوی رفتار مکانی بارش را تعیین کند. بدین دلیل شناخت رفتار مکانی بارش و سازوکار آن از جنبه های مهم در مطالعات اقلیم شناختی است. از این رو تلاش شد، با در نظر گرفتن عوامل مکانی و با بهره گیری از پایگاه دادهی اسفزاری ویرایش نخست (داده های شبکه ای بارش روزانهی ایران با توان تفکیک مکانی داده ها 15 15 کیلومتر) و براساس داده های 1436 ایستگاه همدید، اقلیمی و باران سنجی در گستره ی کشور، دو مدل رگرسیون عمومی (کلی) و رگرسیون موزون جغرافیایی بر بارش کشور برازش یابد. نتایج حاصل شده نشان داد که در بین دو مدل مذکور، برآورد حاصل از به کارگیری رگرسیون موزون جغرافیایی (GWR) به واقعیت نزدیک تر است. بر همین اساس معلوم شد که ارتفاعات در شمال غرب و نواحی داخلی، جهت دامنه ها در زاگرس و شیب در شمال شرق و نواحی خزری مهم ترین عامل مکانی مؤثر بر بارش به شمار می آیند.

وجود واقعیت ها و رویدادهای تصادفی اقلیمی زمینه کاربرد « دانشِ احتمال» را در اقلیم شناسی مهیا کرده است. به طوری که بسیاری از واقعیت های اقلیمی با به کارگیری ابزارها و تکنیک های احتمالاتی قابلیت توجیه و تفسیر بهتری دارد. کاربرد نظریه احتمال در اقلیم شناسی رفتار بسیاری از پدیده های اقلیمی به ظاهر غیر قطعی را به شکل قانون مند ارائه و به تصمیم گیری مدیران و آینده نگری برنامه ریزان کمک می کند. یکی از رویکردها و ضرورت های مطالعات اقلیم شناسی، مطالعه احتمال رخداد چند رویداد درارتباط با یکدیگر است. شانس وقوع یک رویداد به شرط وقوع رویدادی دیگر را «احتمال شرطی» گویند. در تحقیق حاضر، احتمال وقوع شرایط بارشی مختلف در سرزمین ایران، براساس شرایط دمایی متفاوت؛ یعنی: احتمال شرطی حالات بارش به شرط وقوع حالات دما بررسی شده است. در این راستا از دیده بانی های روزانه دما و بارش پایگاه داده ای اسفزاری بهره گرفته شد. نتایج تحقیق به وسیله تحلیل خوشه ای و با استفاده از روش فاصله اقلیدوسی و روش ادغام وارد به صورت نقشه های طبقه بندی احتمالاتی ارائه و تحلیل شد. براساس این مطالعه، سه پهنه اصلی شمالی، مرکزی و جنوبی در کشور تشخیص داده شد. همچنین هفت زیرگروه براساس برخی ویژگی های احتمال شرطی بارش به شرط حالات دمایی برای سه پهنه حاصل شد. هریک از پهنه ها و زیر گروه های مربوط منعکس کننده شرایط اقلیمی و سازوکارهای مؤثر برآن است. از این رو می توان روش به کار رفته دراین تحقیق را رویه ای مناسب برای تحلیل های اقلیمی دانست.

هدف از این مطالعه بررسی ناهنجاری ها و چرخه های آب قابل بارش جوّ ایران زمین است. بدین منظور داده های فشار و نم ویژه طی دورة 1950-2010 از پایگاه داده های NCEP/NCAR وابسته به سازمان ملی جوّ و اقیانوس شناسی ایالات متحده استخراج و تجزیه وتحلیل شد. برای انجام محاسبات از امکانات برنامه نویسی در محیط نرم افزار Grads و Matlab و نیز برای انجام عملیات ترسیمی از نرم افزار Surfer بهره گرفته شد. نتایج بررسی ناهنجاری های آب قابل بارش جوّ ایران نشان داد که نواحی سواحل به دلیل هم جواری با منابع عظیم رطوبتی خلیج فارس، دریای عمان و دریای خزر دارای ناهنجاری های مثبت و نواحی مرکزی، نواحی مرتفع و شمال غرب و شمال شرق کشور به دلیل دور بودن از منابع رطوبتی و متأثر بودن از ارتفاعات دارای ناهنجاری های منفی است. نتایج حاصل از تحلیل چرخه ها نشان می دهد که چرخه های کوتاه مدت دو تا پنج ساله بیشترین حاکمیت را در کشور داشتند. با وجود این، بیشترین چرخه های کوتاه مدت در نواحی جنوب شرق رخ داده است. بیشتر دانشمندان چرخه های دو و سه ساله را با ال نینو – نوسانات جنوبی و گردش عمومی جوّ و جریانات مداری مرتبط می دانند. همچنین، چرخه های دو تا پنج ساله را به رخداد ال نینو مربوط دانستند.

بارش سنگین برای هر روز به بارشی است که فراتر از بارش های معمول در یک محل و برای همان روز باشد. برای این مقدار بارش ها دو آستانه ی مطلق و نسبی معرفی شده است. در تحقیق حاضر، بارش سنگین با استفاده از نمایه ی نسبی و بر اساس فراسنج صدک ها تعریف شده است. میانگین الگوهای گردشی تراز دریا و تراز 500 هکتوپاسکال توأم با بارش های مذکور بررسی شد. بدین ترتیب، دو گروه داده: یکی، زمینی و دیگری، جوی برای تحقیق حاضر استفاده شده است. داده های زمینی شامل: اندازه گیری بارش در ایستگاه های همدید، اقلیم شناسی و باران سنجی سازمان هواشناسی کشور و ایستگاه های باران سنجی وزارت نیرو برای دوره ی آماری 1967-2007 است. روش کریجینگ روش بهینه ی میان یابی و نیز اندازه ی شبکه ی میان یابی، برای تهیه ی نقشه 14975 مورد استفاده شد. اندازه شبکه میان یابی با ابعاد حدود 3333 کیلومتر (تقریباً 116 یاخته) اختیار شد. بنابراین، داده های شبکه ای بارش شمال غرب به ابعاد 116 14975 با آرایش گاه جای1 مرتب شد. داده های جوی شامل فشار تراز دریا و ارتفاع تراز 500 هکتوپاسکال از پایگاه داده های جوی مرکز پیش یابی اقلیم NCEP/NCARوابسته به سازمان ملی جو و اقیانوس شناسی ایالات متحده برداشت شد. گستره های 10-20 الی 60-70 درصد تحت پوشش بارش سنگین بررسی شد. نقشه ی میانگین و گرانیگاه بارش برای تمامی این حالات برآورد گردید. بررسی این وضعیت ها گواهی بر تصادفی بودن توزیع مکانی بارش های سنگین است. متوسط الگوهای فشار تراز دریا حضور پرفشار سیبری با زبانه ی شرقی غربی و نیز ناهنجاری مثبت را در محدوده ی ظهور آن نشان می دهد. کشیدگی زبانه ی پرفشار سیبری به سمت اروپا، موجب ظهور ناهنجاری کمابیش قوی و مثبت در این ناحیه شده است. ظهور یک کم فشار در ناحیه دریای سرخ و کشیدگی زبانه آن به مدیترانه شرقی، شامات و شمال عربستان و نیز امتداد آن تا شمال غربی و بعضاً سرتاسر غرب ایران ضمن این که موجب تکوین یک ناحیه با ناهنجاری منفی فشار شده است، در مجاورت پرفشار و ناهنجاری مثبت اروپایی موجب شکل گیری شیو شدید فشار شده است. در تراز 500 هکتوپاسکال، شمال غرب ایران در جلو محور فرود (ناوه) حاکم بر روی مدیترانه ی شرقی قرار دارد. با افزایش پهنه ی زیر پوشش بارش سنگین، عمق فرود افزایش یافته و محور آن از حالت نسبتاً عمود به سمت حالت افقی و اریب میل می کند. حضور این ناوه موجب شکل گیری ناهنجاری منفی در ناحیه تحت تأثیر بوده است. در تمامی حالات، بلافاصله در غرب و شرق ناوه مورد بحث یک پشته قرار گرفته است. حضور پشته ی غربی ضمن ریزش هوای سرد به داخل ناوه، شرایط برخورد هوای سرد شمال اروپا و هوای گرم ترِ مدیترانه شرقی و شکل گیری جبهه ها را میسر ساخته است. با جابه جایی شرق سوی پشته ی شرقی، پهنه ی زیر پوششِ بارشِ سنگین، زیاد می شود.