معصومه مقبل

تغییر اقلیم به عنوان یکی از چالش های اساسی جهان، به دگرگونی های پایدار در الگوهای آب وهوایی اشاره دارد که تأثیرات عمیقی بر محیط زیست، اقتصاد و جوامع انسانی برجای می گذارد. هدف از مطالعه حاضر، تحلیل و مقایسه میانگین دمای ایران در دو دوره زمانی متمایز، یعنی گذشته دور (1965 تا 1994) و گذشته نزدیک (1995 تا 2024) و همچنین تحلیل روند این تغییرات به صورت ماه به ماه و سالانه در سراسر ایران می باشد. در این تحقیق از داده های شبکه بندی بازکاوی ERA5-Land استفاده گردید. نتایج نشان داد، در گذشته نزدیک نسبت به گذشته دور، میانگین دما در ایران افزایش یافته و این افزایش در ماه های مختلف بین 5/0 تا ۱ درجه سلسیوس متغیر بوده است. در گذشته دور (1965-1994)، دمای برخی ماه ها مانند فوریه، مارس، مه و اکتبر روندی ثابت یا کاهشی داشته، اما در گذشته نزدیک، تمام ماه های سال، عمدتاً افزایش دما را نشان می دهند. یافته ها نشان داد که تقریبا از سال ۲۰۰۰ به بعد، ناهنجاری دمایی ماهانه و سالانه به طور پیوسته روندی مثبت و افزایشی داشته است که ماه های گرم سال به ویژه جولای و آگوست، بیشترین مقدار ناهنجاری مثبت را نشان می دهند اما در سال های پیش از آن، ناهنجاری ها نوسانی و شامل مقادیر مثبت و منفی بوده است. روند تغییرات سالانه دما نیز از حدود صفر درجه سلسیوس در دوره گذشته دور، به 35/0 درجه سلسیوس در هر دهه در دوره اخیر رسیده است که نشان دهنده گرمایش چشمگیر و پایدار است. این روند رو به رشد، اهمیت اتخاذ سیاست های موثر برای کاهش اثرات منفی گرمایش جهانی و برنامه ریزی های دقیق در بخش های زیست محیطی و اقتصادی کشور را دوچندان می کند.

هدف پژوهش حاضر ارزیابی اثر تغییرات پوشش/کاربری زمین (LULC) کلان شهر تهران و حومه آن بر میزان ذخیره کربن و کیفیت زیستگاه با مدل های موجود در نرم افزار InVEST است. بنابراین نخست مقادیر ذخیره کربن در 4 مخزن اصلی محاسبه و سپس منابع تهدید منطقه، فاصله اثرگذاری تهدید و میزان حساسیت، کیفیت و تخریب زیستگاه ها در هریک از طبقات LULC برآورد گردید. در نهایت با هدف واکاوی ارتباط بین خدمات اکوسیستم (ESs) و شرایط اقلیمی، روند مؤلفه های اقلیمی مؤثر بر ESs در حوضه مطالعاتی ارزیابی و همبستگی بین دو عامل مشخص شد. نتایج نشان داد محدوده پارک چیتگر و نواحی شمال شرق حومه شهر، با بیشینه میزان جذب650 تن کربن در سال، بالاترین مقادیر جذب کربن را در هر 4 مخزن دارا هستند. خروجی کیفیت زیستگاه InVEST نیز حاکی از این بود که مطلوب ترین کیفیت زیستگاه با پوشش 16 درصدی (ارزش های بین 7/0 تا 1) متعلق به بخش های شمالی حوضه است و به مرور به سمت نواحی جنوبی و به ویژه جنوب غربی، کیفیت زیستگاه کاهش پیدا می کند. در نهایت با تحلیل رابطه خطی بین ESs و پارامترهای اقلیمی در پهنه مورد مطالعه این نتیجه حاصل شد که ESs با بارش و دما به ترتیب ارتباط مستقیم و معکوسی دارند؛ هرچند مقادیر ضریب همبستگی بین عامل ها پایین بود (دما و ES=221/0، بارش و ES=234/0) اما روند معنی دار افزایشی دما و کاهشی بارش (سطح اطمینان 95/0) در دوره 1991-2022 از یک سو و تغییرات LULC در نتیجه فعالیت های انسانی از سوی دیگر، امید به شرایط مطلوب خدمات اکوسیستمی در آینده کلان شهر تهران را به چالش می کشد.

امروزه، با توجه به تغییرات آب و هوایی، استفاده از روش های کاهش مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه ای در بخش های مختلف از جمله ساختمان می تواند درمقابله با اثرات سوء ناشی از این پدیده موثر واقع گردد. شناسایی پتانسیل تهویه طبیعی و ایجاد شرایط آسایش در محیط داخلی مورد توجه بسیاری از محققان و طراحان ساختمان به ویژه در اقلیم های مرطوب است. از اینرو، در مطالعه حاضر تلاش گردیده تا پتانسیل تهویه طبیعی در استان گیلان مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد. بدین منظور، از داده های ساعتی شش ایستگاه هواشناسی شامل منجیل، آستارا، انزلی، لاهیجان، تالش، رشت استفاده شده است. این داده ها شامل جهت و سرعت باد، دما، نقطه شبنم، فشار سطح دریا، فشارسطح ایستگاه، رطوبت نسبی، حداقل دما، حداکثر دما، دمای تر، فشار بخار، فشار بخار اشباع می باشند. سپس پتانسیل اقلیمی تهویه طبیعی برای بازه زمانی 17 ساله (2021-2004) با استفاده از مدل عددی CPNV محاسبه شد. نتایج نشان داد که ایستگاه منجیل و انزلی به ترتیب بیشترین و کمترین پتانسیل اقلیمی تهویه طبیعی را در میان ایستگاه های مورد مطالعه داشته اند. با بررسی موقعیت و عوامل جغرافیایی مشخص شد که دو عامل فاصله از دریا و ارتفاع ایستگاه می توانند عوامل موثری در این پتانسیل باشند. با این حال، عامل ارتفاع ایستگاه با میزان ضریب همبستگی 97/0 بیشترین تاثیر را در پتانسیل اقلیمی تهویه طبیعی ایستگاه های مورد مطالعه نشان داد. همچنین، با طراحی نقشه های حرارتی مشخص شد که ایستگاه منجیل بالاترین تعداد ساعات آسایش را نسبت به سایر ایستگاه ها داراست به طوریکه به دلیل دورتر بودن از دریا، ارتفاع بیشتر نسبت به ایستگاه های مورد مطالعه، بادخیز بودن منطقه و شرایط متعادل تر آب و هوایی، از بیشترین پتانسیل تهویه طبیعی در طول سال در بین ایستگاه های استان گیلان برخوردار است.

جزیره گرمای شهری، که از پیامدهای شهرنشینی و شهرسازی با تمرکز فعالیت های انسانی است، امروزه به مسئله ای بااهمیت در آب وهوای شهری تبدیل شده است. هدف از پژوهش حاضر تبیین و ارزیابی اثر توسعه پشت بام های سبز به عنوان راهکاری در کاهش شدت جزیره های گرمای شهری در منطقه 17 شهرداری تهران است. بدین منظور، با به کارگیری روش ترکیبی آماری و مدل سازی عددی خردمقیاس اقلیمی به واکاوی میزان اثر پشت بام های سبز بر تعدیل شدت جزایر گرمای شهری پرداخته شد. با استفاده از اطلاعات به دست آمده از داده های میدانی (دماسنج های نصب شده در هر دو پشت بام) و همچنین خروجی های مدل خردمقیاس Envi-met در فصول مختلف سال 2016، اختلاف دمای بین دو پشت بام سبز و مرجع استخراج شد. نتایج نشان داد که مقدار اختلاف دما در بعدازظهر و شب بیشتر از صبح است. همچنین، بیشینه اختلاف دمای هوای بین دو بام سبز و مرجع در فصل پاییز به دست آمد. با واکاوی داده های میدانی و خروجی گرافیکی مدل مشخص شد که بیشینه اختلاف دمایی بین آن ها هنگام شب رخ داده است؛ یعنی زمانی که شدت جزیره گرمای شهری در بیشینه وضعیت خود است. هر دوی اطلاعات اندازه گیری شده و خروجی مدل فیزیکی اقلیم گویای قابلیت مناسب پشت بام های سبز در تعدیل شدت جزیره گرمای شهری است.

با توجه به رشد شهرنشینی و افزایش جمیت شهرها، مسائل و مشکلات آنها نیز بارزتر می گردند. آلودگی هوا از مهمترین مسائل حوزه شهری است. تهران به عنوان مرکز سیاسی، اقتصادی و ارتباطی ایران، هر سال به طور مکرر با رخداد روزهای آلوده و ناسالم مواجه است. در شهر تهران افزون بر شکل و توپوگرافی شهر، تراکم و ارتفاع ساختمان ها، میزان ترافیک، عرض و جهت معابر به همراه شرایط جوی و اقلیمی نقش اساسی در آلودگی هوای شهر دارند. در تحقیق حاضر، برای تحلیل تأثیر جهت گیری معابر و جهت و شدت باد بر چگونگی پراکنش آلاینده های هوا از داده های آماری ایستگاه ژئوفیزیک در بازه زمانی 20 ساله (1991-2010) و مدل خردمقیاس Envi-met استفاده شد. پراکنش آلودگی ها در ناحیه 2 منطقه 6 شهرداری تهران در دو بازه زمانی زمستان و تابستان (ژانویه و ژوئیه) و در سه مقطع زمانی صبح، ظهر و عصر شبیه سازی شد. نتایج نشان داد که در هر دو فصل سال، جهت خیابان ها و دسترسی ها نقش مؤثری در تجمع یا پراکنش آلاینده ها دارند؛ به طوری که تراکم آلودگی در خیابان هایی که در ساعات مختلف روز عمود بر جهت وزش باد غالب هستند، بیشتر است. براساس نتایج، غلظت آلاینده ها در خیابان های اصلی محدوده مورد مطالعه با جهت آنها ارتباط معناداری نشان می دهد. در خیابان های متأثر از بادهای شمالی، غلظت آلاینده ها متوسط، در خیابان های با حاکمیت باد جنوبی، غلظت ها زیاد و در خیابان های با جهت جنوب غربی، غلظت ها کم است. بنابراین در نظر گرفتن شرایط اقلیمی (به ویژه باد) در طراحی معابر شهری در بهبود کیفیت هوای شهر تأثیرگذار است.

کشاورزی شهری یکی از راه حل های کاهش آلودگی هوا و ایجاد شادابی در روحیه مردم کلان شهرهاست. مقصود از کشاورزی در شهر، کاشت و تولید محصولات خرد غذایی با روش های آسان و با حداقل امکانات است. کشاورزی شهری در دو فضای عمودی و افقی مطرح می شود. بر این اساس هدف از پژوهش حاضر امکان سنجی کشاورزی شهری به صورت افقی در منطقه 5 شهرداری تهران و ارائه روش پیشنهادی برای کشت محصول در مناطق شهری است. معیارهای شیب، فاصله دسترسی به چاه آب، شناسایی کاربری اراضی ناسازگار با زمین های بایر، ارتفاع و میزان سایه اندازی ساختمان ها، دمای کمینه و بیشینه فصلی و درنهایت ارائه مدلی براساس مساحت، برای تعیین نوع کشاورزی قابل اجرا در زمین های بایر در محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی تحلیل و ارزیابی شدند. نتایج نشان داد که معیار شیب با حداکثر 9/21 درصد و 76/168 هکتار، فاصله دسترسی به چاه های آب با شعاع 262 متر، زمین های بایر با حداقل مساحت 92 مترمربع برای کشاورزی شهری مناسب است. به طورکلی در جهت های شرق و غرب ساختمان ها به دلیل میزان سطح سایه اندازی بیشتر باید برای فصول بهار و پاییز به کشت محصولات سایه دوست مانند کاهو، کاسنی، نعناع و کلم برگ اقدام کرد. در جهت جنوب ساختمان ها نیز به دلیل سطح سایه اندازی کمتر برای فصول بهار و تابستان کشت محصولات آفتاب دوست مانند گوجه فرنگی، ذرت، خیار، بادمجان و فلفل مناسب است.

تحقیق حاضر با هدف بررسی اثر گسترش شهرنشینی و تغییر کاربری شهر تهران بر شرایط اقلیمی ایستگاه سینوپتیک مهرآباد انجام شده است. برای اجرای این کار، داده های روزانه بارش، بیشینه دما، و کمینه دما طی دوره 1966-2016 از سازمان هواشناسی کشور اخذ شد. پس از کنترل کیفی داده ها، برای بررسی شرایط اقلیمی، نخست از آزمون من – کندال استفاده شد و در مرحله بعد با استفاده از نرم افزار RClimDex تغییرات و روند 23 شاخص حدی اقلیمی، متشکل از شاخص های دوره ای، مطلق، مبتنی بر صدک، و آستانه ای متغیرهای دما و بارش روزانه استخراج شد. نتایج نشان داد همگام با افزایش جمعیت و رشد فیزیکی شهر تهران و قرارگیری ایستگاه سینوپتیک مهرآباد در محدوده شهری، هر دو پارامتر دمای کمینه و بیشینه در طی دوره آماری 1966-2016 از روند افزایشی برخوردار است؛ به طوری که دمای کمینه ایستگاه مهرآباد در دوره 1966-1975 حدود 9/10 درجه سانتی گراد بوده و در دوره 2005-2015 به حدود 7/13 درجه سانتی گراد افزایش یافته است. از نظر شاخص های حدی، افزایشی قابل ملاحظه در شاخص های حدی سرد و افزایش در شاخص های حدی گرم وجود دارد. شاخص روزهای سرد، شب های سرد، روزهای همراهِ یخبندان، روزهای یخی با کاهش مواجه اند.

دمای خاک در اعماق مختلف مهمترین برایند برهمکنش جو با سطح زمین است. با توجه به محدود بودن تعداد ایستگاه های ثبت دمای ژرفای خاک، از معادلات تجربی برای محاسبه دمای ژرفاهای مختلف خاک با توجه به ویژگی های تابش ورودی و خصوصیات فیزیکی و گرمایی انواع خاک ها، استفاده می گردد. در این پژوهش تلاش گردید تا علاوه بر تعیین الگوی تغییرات دمای اعماق خاک بر پایه داده های واقعی، کارآیی یک مدل تجربی سینوسی در تخمین دما مورد آزمون قرار گیرد. بنابراین، ابتدا داده های ماهانه و سالانه دمای ژرفاهای 5، 10، 20، 30، 50 و 100 سانتیمتری در ایستگاه همدید مهرآباد برای سه ساعت 6:30، 12:30و 18:30 سال 2008 از سازمان هواشناسی کشور تهیه شد. برای محاسبه و تخمین دما در اعماق مختلف دمای 5 سانتیمتری سطح بعنوان دمای مبنا در نظر گرفته شد و با بکارگیری معادلات سینوسی، دمای خاک برای سایر ژرفاها برآورد شد. برای واسنجی دماهای برآورد شده از داده های واقعی ثبت شده با روش-های آماری ضریب همبستگی و ضریب کارآیی ناش- ساتکلیف استفاده شد. نتایج بدست آمده نشان داد که الگوی دمای ماهانه ی تمامی ژرفاها از روند مشابهی برخوردار بوده و پیک دمایی در تمامی ژرفاها مربوط به دوره گرم سال است. همچنین، دمای محاسبه برای ژرفاهای مختلف نشان دهنده کارآیی قابل قبول مدل مورد استفاده در تخمین دمای خاک می باشد، بطوریکه ضریب همبستگی حاصل از دماهای واقعی و دماهای برآورد شده برای تمامی ژرفاها در سطح 1% خطا معنادار بود. علاوه براین، نتایج بدست آمده از ضریب کارآیی ناش ساتکلیف نیز نشان دهنده ی کارآیی مناسب مدل مورد استفاده در تخمین دمای اعماق مختلف خاک است.

الگوی رفتاری دمای سطوح در طول شبانه روز و نیز در شرایط آب وهوایی گوناگون در محیط های شهری، شاید در زمینه مدیریت و برنامه ریزی شهری کارآمد باشد. در این پژوهش، روند تغییرات دمای اندازه گیری شده چهار پوشش آسفالت، سیمان، خاک و سنگ، در محدوده ایستگاه هواشناسی ژئوفیزیک در شرایط جوی گوناگون واکاوی شد. با توجه به ارتباط بین دمای سطح و دمای هوا، مدل رگرسیونی محاسبه دمای سطوح با دمای هوا انتخاب و دمای برآوردشده با دمای اندازه گیری شده در ایستگاه، واسنجی شد. نتایج روش های آماری نشان داد اختلاف دمای کمینه و بیشینه سطوح (به جز آب به دلیل تأثیر تبخیر) در شرایط آفتابی، حدود 30 درجه سلسیوس است؛ در حالیکه اختلاف آنها در شرایط بارانی، ابری و بادی، به ترتیب به حدود 6، 10 و 20 درجه سلسیوس می رسد. همچنین، در شرایط جوی همراه با بارندگی، علاوه بر وقوع کمترین دامنه دمایی، رفتار دمایی سطوح نسبت به یکدیگر نیز دچار تغییر می شود. نتایج مدل رگرسیونی نشان داد که بیشترین همبستگی بین میانگین دمای هوا و میانگین دمای سطوح وجود دارد. براساس ضرایب همبستگی و ضریب کارایی ناش ساتکلیف، رابطه رگرسیونی مورد استفاده برای تخمین میانگین دمای سطوح، از کارآیی مناسبی برخوردار است.

بارش تغییرپذیرترین عنصر اقلیمی است و با توجه به قرار گیری ایران در کمربند خشک جهان، بدیهی است مطالعه ویژگی های بارش و تلاش برای پیش بینی رفتار این عنصر اقلیمی می تواند نقش مهمی در مدیریت منابع آبی کشور ایفا نماید. بدین منظور در تحقیق حاضر تلاش گردید تا ویژگی های فضایی و زمانی بارش در سطح کشور با استفاده از تحلیل هارمونیک مورد ارزیابی قرار گیرد. بنابراین، آمار بارش ماهانه 33 ایستگاه سینوپتیک کشور که قادر به پوشش مناسب کل مساحت کشور بودند، در یک دوره آماری 25 ساله (2005-1980) از سازمان هواشناسی کشور استخراج گردید. سپس فرکانس نسبی بارش هر ماه محاسبه شد و در نهایت با استفاده از تحلیل هارمونیک ویژگی های بارش ماهانه در سطح کشور در غالب شش هارمونیک مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که سه هارمونیک اول از نظر توجیه تغییرپذیری درون سالانه بارش در سطح کشور از اهمیت زیادی برخوردار هستند؛ به طوریکه هارمونیک اول بیش از 70 درصد تغییرات بارش های ماهانه در بیشتر مناطق به استثنای مناطقی از شمال غرب و جنوب شرق کشور را نمایش می دهد. اثرات هارمونیک دوم بارش، بیشتر در مناطق شمال غربی کشور و با شدت کمتری در نواحی جنوب شرق و جنوبی دیده می شود، در حالیکه هارمونیک سوم بارش در مناطق جنوب شرقی، مرکزی و غربی کشور اثر بیشتری بر تغییر پذیری بارش نسبت به سایر مناطق دارد. همچنین، نتایج نشان داد که زمان وقوع حداکثر مقدار مولفه هارمونیک اول بارش در بیشتر نقاط کشور به جز سواحل جنوبی دریای خزر از اواخر پاییز تا اوایل بهار قابل مشاهده است. زمان وقوع ماکزیمم های بارش ناشی از هارمونیک دوم از اوایل پاییز تا اوایل بهار، و زمان وقوع حداکثر مقدار مولفه هارمونیک سوم از اوایل پاییز تا اواخر زمستان می باشد.

اقلیم عامل مهمی در توسعه بخش گردشگری می باشد، یک اقلیم مناسب می تواند پاسخ های مثبت گردشگران را در پی داشته باشد و گردشگران نیز برنامه سفر خود را با توجه به شرایط اقلیمی و جوی مقصد مورد نظر طرح ریزی می کنند. این تحقیق به منظور بررسی ارتباط بین شرایط آب و هوایی با روند گردشگری در شهرستان مرودشت انجام شده است. برای انجام این تحقیق از داده های هواشناسی ایستگاه سینوپتیک، سد درودزن در یک دوره آماری 18 ساله (1987- 2006)، و همچنین از آمار تعداد بازدید کنندگان مجموعه تاریخی هخامنشی در یک دوره آماری 10 ساله (1376- 1386)، استفاده شده است. روش مورد استفاده در این تحقیق شاخص اقلیمی گردشگری(TCI) بوده است. نتایج این تحقیق نشان داد، که ماه های فصل سرد سال (ژانویه، فوریه، مارس و دسامبر)، به دلیل بارش باران و افت دما شرایط نامطلوبی را برای گردشگری در این شهرستان دارند. و ماه های فصل بهار و پاییز (آوریل، مه، اکتبر و سپتامبر) به دلیل تعدیل شرایط دمایی و عدم بارش باران بهترین شرایط را برای گردشگری دارند. همچنین ماه های ژوئن، ژوییه و آگوست به دلیل گرما دارای شرایط نامطلوب برای گذران اوقات فراغت در این شهرستان می باشد. طبق نتایج این تحقیق بین تعداد بازدید کنندگان از مجموعه تخت جمشید و میانگین دمای هوا، ساعات آفتابی و وزش باد رابطه مستقیم و مثبتی و جود دارد و بین تعداد بازدید کنندگان و بارش باران و رطوبت هوا به دلیل اثر منفی رابطه معکوس و جود دارد و با افزایش بارش و رطوبت، تعداد بازدید کنندگان کاهش پیدا می کند.