درخت حوزه‌های تخصصی

توفان­های تـندری جزو پدیـده­های مـخرب اقـلیمی محسوب مـی­شوند که هـمه ساله خسارات جبران­ناپذیری را به صورت، تگرگ، بارش­های سیل­آسا و رعدوبرق به تأسیسات، مزارع و منازل وارد می­کنند. شناخت سازوکار این توفان­ها ضمن برخورداری از اهمیت بالا می­تواند از خسارات احتمالی آن بکاهد. در پژوهش حاضر پس از تحلیل ویژگی­های ترمودینامیکی و همدیدی به عمل آمده بر روی توفان­های تندری تبریز در یک دوره آماری 10 ساله (2005-1996) و اطمینان حاصل شدن از نتایج شاخص­های ناپایداری، بررسی­ها حاکی از آن است که زبانه واچرخندی قوی بر روی روسیه که تا شمال غرب ایران امتداد یافته، باعث افزایش شیو حرارتی در منطقه شده است. همچنین در تراز­های بالاتر­، وجود چرخندی قوی بر روی جنوب شرقی دریای سیاه با ریزش مداوم هوای سرد عرض­های شمالی بر روی منطقه سبب عمیق­تر شدن ناوه مهاجر دریای سیاه برروی شمال غرب ایران گردیده است. با ادغام دو سلول کم­فشار سودانی و مدیترانه­ای بر روی کویت و جنوب عراق و با امتداد زبانه آن به سمت شمال غرب ایران و همچنین وجود یک سلول کم­فشار روی تنگه هرمز و شمال عربستان و انتقال گرما و رطوبت دریای عمان و خلیج فارس برروی منطقه­، شرایط لازم برای ناپایداری بیشتر و ایجاد رعدوبرق­، فراهم شده است.

بارش های سنگین از جمله مخاطرات محیطی است که وقوع ناگهانی آنها منجر به خسارات جانی و مالی می شود. با توجه به اینکه هیچ پدیده ی محیطی وجود ندارد که الگوی خاصی از توزیع فشار، عامل ایجاد آن نباشد، می توان با شناخت شرایط سینوپتیکی و الگوهای فشار بوجود آورنده ی این پدیده، از چند روز قبل، بارش های سنگین را پیش بینی کرده و آمادگی لازم در مواجه با این پدیده بدست آورد. بر این اساس این پژوهش با هدف شناسایی و طبقه بندی الگوهای گردش جوی بارندگی های شدید بر روی ایران، به انجام رسیده است. برای دستیابی به این مهم، داده های میانگین روزانه ی ارتفاع تراز 500 هکتوپاسکال و فشار سطح دریا طی دوره ی آماری 2009 – 1980 در تلاقی های 5/2 * 5/2 درجه از مجموعه داده های بازسازی شده ی NCEP / NCAR ، استخراج گردید. محدوده ی انتخاب شده که گستره ای از 10 تا 60 درجه ی عرض شمالی و 10 تا 80 درجه ی طول شرقی را پوشش می دهد، شامل 609 یاخته است. با استفاده از آرایه ی S روش تحلیل مؤلفه های اصلی (PCA) تعداد 609 تلاقی مورد مطالعه به پنج مؤلفه ی اصلی که مجموعاً 63/77 درصد از کل واریانس داده ها را توضیح می دهند، کاهش داده شد. سپس به کمک خوشه بندی چند هسته ای (K- Mean Cluster) همه ی روزهای مورد مطالعه به پنج گروه دسته بندی و نقشه ی ترکیبی هر گروه به عنوان الگوی گردشی کنترل کننده ی بارش های شدید و فراگیر ایران، ترسیم و ارائه شد. نتایج این بررسی گویای وجود اختلاف در آرایش الگوها، فراوانی تیپ های هوا و مسیر حرکت آنها به سوی ایران است. همچنین برای ارزیابی رابطه ی بین الگوهای گردش جوی و بارش از شاخص Pi استفاده شد

برای مدل بندی رابطه بین سه عامل زمین-اقلیمِ ارتفاع، طول و عرض جغرافیایی با بارش های سالانه و فصلی استان کردستان از داده های ماهانه 83 ایستگاه سینوپتیک، اقلیم شناسی و بارانسنجی برای یک دوره 30 ساله (1387 - 1358) بهره گرفته شد. نقص آماری ایستگاه ها نسبت به 30 سال بر اساس مدل رگرسیونی با هماهنگ ترین ایستگاه ها تکمیل شد. مدل انتخابی برای ایجاد این رابطه، مدل رگرسیونی چند متغیره با استفاده از روش ورود گام به گام متغیرها به مدل بود. صحت دقت مدل ها نیز با آزمودن چهار فرضیه خطی بودن رابطه، ناهمبسته بودن خطاهای مدل، نرمال بودن باقیمانده ها و ثابت بودن واریانس باقیمانده ها سنجیده شد. نتایج حاصل از اجرای این مدل بر روی بارش های فصلی و سالانه نشان از ترکیب های متفاوت هرکدام از این سه متغیر بر روی توزیع مکانی بارش های فصلی و سالانه بود. به طوریکه ترکیب دو متغیر طول جغرافیائی و عرض جغرافیائی، به ترتیب 69، 66 و 46 درصد تغییرات مکانی بارش های فصل پاییز، بارش های سالانه و بارش های فصل بهار را توجیه می کنند. ترکیب دو متغیر عرض جغرافیایی و ارتفاع حدود 63 درصد تغییرات مکانی بارش فصل تابستان و ترکیب سه متغیر طول جغرافیایی، عرض جغرافیایی و ارتفاع 47 درصد تغییرات مکانی بارش را در فصل زمستان تبیین می کنند.

با توجه به اینکه بخش وسیعی از سطح ایران دارای اقلیم خشک و نیمه خشک است بررسی رفتار رودخانه های حوزه های مناطق خشک و نیمه خشک از جمله کارهای اساسی و مهم در کشور می باشد. از عمده ترین ویژگی های متفاوت مناطق خشک با مناطق مرطوب متفاوت بودن عوامل اقلیمی از جمله مقدار و الگوی بارش می باشد. این مسأله می تواند باعث تغییرات رژیم جریان و رژیم رسوب و نسبت های آنها در این مناطق گردد. همچنین مسیل های موقتی مناطق خشک که جریان در آنها محدود به فصول پر باران و مرطوب می باشد بر روی رژیم جریان و رسوب تأثیر بسزایی دارد. در این تحقیق با بررسی آماری دبی جریان ها در منطقه ی خشک و نیمه خشک غرب کشور سعی شده تأثیر اقلیم روی رژیم جریان و رسوب بررسی گردد. بدین منظور اقدام به برآورد دبی های سیلابی با دوره بازگشت های مختلف با استفاده از بهترین توزیع آماری برازش شده در 21 ایستگاه هیدرومتری شد. سپس با استفاده از منحنی سنجه رسوب مقادیر رسوب در دوره بازگشت های مختلف محاسبه گردید. در گام بعدی رژیم جریان و رژیم رسوب محاسبه و به بررسی رابطه رژیم جریان و رژیم رسوب در دوره بازگشت های مختلف با مساحت زیر حوزه های بالادست پرداخته شد. نتایج این تحقیق ارقام بالای نسبت رژیم جریان و رسوب در دوره بازگشت های بالا در اغلب ایستگاهها را نشان داد. همچنین نتایج نشان داد که رابطه ی مساحت زیر حوزه های بالا دست هر ایستگاه با افزایش نسبت رژیم جریان و رژیم رسوب در دوره ی بازگشت های بالا افزایش می یابد.

وقوع بارش های سنگین در اغلب موارد منجر به سیلاب های مخرب می شوند، لذا کشف الگوی حاکم بر هر سامانه اقلیمی، امکان تحلیل و پیش بینی مطلوب آن را فراهم می سازد. بنابراین هدف از این پژوهش شناخت الگوها و شرایط همدیدی رخداد سیلاب در بارش های سنگین در شهرستان گرمی می باشد. آمار مورد استفاده در این پژوهش از سال 1383 تا 1393 بوده که در آن نقشه های سینوپتکی از جمله (نقشه های ژئوپتانسیل، فشار سطح دریا، رودبادها، دما، رواناب، امگا و آب قابل بارش در سطح زمین) مورد بررسی قرار گرفت. تجزیه و تحلیل این نقشه ها نشان داد که وقوع عامل بارش در این منطقه ترکیبی از عامل های محلی و فرا محلی می باشد. شهرستان گرمی به دلیل واقع شدن در مسیر و نزدیکی دریای خزر (90 - 80) کیلومتری، ورود توده هوای خزری، آنتی سیکلون و سیکلون غربی، می توان گفت هر ساله شاهد بارش های سنگین بوده است. در این شهرستان اکثر بارش های سنگین در طی دوره آماری موجود در ماه های فروردین، اردیبهشت و خرداد که به ترتیب 3/36، 2/46 و 4/37 میلی متر مشاهده شده است که باعث وقوع اکثر مخاطرات طبیعی جوی از جمله سیل در فصل بهار شده است. از میان این آمارها خرداد 1391 با مقدار 8/120 میلی متر بیش ترین مقدار را در طی این دوره آماری به خود اختصاص داده است. عامل مؤثر در ایجاد بارش های سنگین در زمان و مکان مورد مطالعه وجود مرکز کم فشار حرارتی بر فراز منطقه مورد مطالعه، و هم چنین شکل گیری دو موج همراه با هسته بلوکینک شده در فراز دریای مدیترانه و وجود دو منطقه کم فشار می باشد.

امروزه اثرات گرمایش جهانی بر روی جنبه های مختلف کره زمین بر کسی پوشیده نیست. به دلیل اهمیت این موضوع، پژوهش پیش رو جهت آشکار سازی تأثیر گرمایش جهانی بر روی دماهای حداقل، به صورت ماهانه و دوره ای (سرد و گرم) انجام گرفته است. برای انجام این پژوهش از دو دسته داده، داده های دمای 17 ایستگاه سینوپتیک کشور و مقادیر متناظر آن، داده های ناهنجاری های دمایی کره زمین طی بازه زمانی 60 ساله (1951تا2010)، میلادی استفاده گردید. جهت نیل به اهداف پژوهش از روش های همبستگی پیرسون، رگرسیون خطی و پلی نومیال، مدل زمین آمار و آزمون ناپارامتری من-کندال استفاده شد. براساس نتایج به دست آمده به غیر از ایستگاه های خرم آباد و ارومیه که رابطه همبستگی معکوس با گرمایش جهانی داشته و ایستگاه های همدان و کرمان که هیچ گونه رابطه معناداری با گرمایش جهانی نشان نمی دهند؛ در سایر ایستگاه ها تأثیرپذیری مثبت از گرمایش جهانی دیده می شود. بررسی روند تغییرات دمای حداقل حاکی از تغییرات معنادار اغلب ماه ها دارد. نتایج حاصل از بررسی دوره ای (سرد و گرم)، دمای حداقل بیانگر تأثیر بیش تر ناهنجاری های دمایی کره زمین بر روی دمای حداقل دوره گرم سال است. در هر دو دوره تغییر روند صورت گرفته براساس نتایج حاصله به وضوح معنی دار هستند

تغییر اقلیم بر روی کمبود دبی جریان رودخانه، سیلاب ها و زوال سیستم آبی تأثیر دارد که با پیش بینی آن می توان مدیریت بهتری بر روی منابع آبی داشت. در این تحقیق با استفاده از مدل های AOGCM و عدم قطعیت مربوط به آن ها روند تغییر اقلیم حوضه آبخیز هراز برای دوره 2030-2011 با سناریو انتشار A2 بررسی شد که در این راستا از شش مدل اقلیمی در ایستگاه های بلده و رینه استفاده شد. حوضه آبخیز هراز با مساحت 4012 کیلومتر مربع در استان مازندران واقع شده است. برای بررسی تأثیر تغییرات اقلیمی بر جریان خروجی حوضه از مدل توزیعی SWAT استفاده شد، این مدل به تغییرات زمین و آب و هوا حساس می باشد. به منظور واسنجی و صحت سنجی مدل از دبی جریان در دوره زمانی 2014-2000 استفاده شد. بعد از اطمینان از کارایی مدل، میزان تغییرات اقلیمی ریزمقیاس شده توسط مدل های مطالعاتی برای هر یک از فاکتورهای اقلیمی ورودی به مدل SWAT اعمال و تغییرات رواناب در دوره های آتی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج مدل های اقلیمی نشان داد که متوسط حداقل و حداکثر دمای سالانه برای دوره آتی به ترتیب 63/0 و 85/0 درجه سانتی گراد افزایش خواهد یافت و متوسط بارندگی سالانه برای منطقه مورد مطالعه به میزان 18 درصد کاهش خواهد یافت. همچنین نتایج مقایسه دبی جریان های شبیه سازی شده نشان داد که میزان دبی اوج برای دوره آتی افزایش خواهد یافت، درحالی که متوسط دبی جریان رودخانه به مقدار 14 درصد کاهش خواهد یافت. بنابراین لازم است جهت جلوگیری از مخاطرات محیطی و برنامه ریزی طولانی مدت به تغییرات اقلیمی نیز توجه شود.

کانونهای کنترل جوّی هر منطقه متنوع هستند و شناخت چگونگی ارتباط و اثرات آنها با مولفه های جوی سطح زمین کمک شایانی به پیش یابی افت وخیزهای آب وهوایی می نماید. در این پژوهش ارتباط ناهنجاریهای فراگیر بارش غرب ایران با دو مولفه دما و فشار مراکز جوی (چرخندزایی) شرق و غرب مدیترانه در پنج تراز جوی (دریا، 925، 850، 500 و 300 هکتوپاسکال) دردوره آماری 2010-1961 مورد تحلیل و مدل سازی آماری به ترتیب به روشهای همبستگی پیرسون و وایازی چند متغیره خطی قرار گرفته است. بر اساس نتایج به دست آمده ارتباط و اثر مراکز کنش جوی شرق و غرب مدیترانه بر ناهنجاری های بارشی غرب ایران بصورت وارون و در سطح معنی داری 95% می باشد. در این پژوهش شاخص های آماری اختلاف دما و فشار استاندارد شده بین غرب و شرق مدیترانه به عنوان یکی از شاخصهای مهم در رابطه با تغییرات بارش منطقه غرب ایران شناسایی و ارائه شده است. بر اساس شاخص های طراحی شده هرگاه اختلاف DT و یا DH مثبت باشد به معنای بالاتر بودن دما و یا فشار استانداردشده (Z) جوّ در قسمت غرب دریای مدیترانه نسبت به شرق آن و در نهایت ترسالی (ماهانه) در منطقه پژوهش است و هرگاه شاخص منفی باشد به معنای رخداد دوره خشک در غرب ایران است. همچنین در زمینه شاخص های ارائه شده در ترازهای زیرین جوّ و به ویژه در مورد مولفه دما ارتباط معنی دار مستقیم و قوی با ناهنجاری بارش غرب ایران دیده شد. مدل سازی چند متغیره شاخصهای ارائه شده در منطقه مدیترانه با استفاده از روش وایازی چندمتغیره، رابطه نسبتاً قوی را در این زمینه ارائه داد که مولفه های انتخابی این شاخص شامل اختلاف فشار تراز دریا، اختلاف دمای تراز 925 و 850 هکتوپاسکال در قسمت غرب نسبت به شرق مدیترانه است. همچنین بررسی عملکرد مدل وایازی با استفاده از داده های واقعی صحت نسبی عملکرد مدل را تایید کرد.

تگرگ یکی از بلایای جوی خطرناک است که اغلب همراه با طوفان های تندری بوده و از ناپایداری جو باروکلینیک در مقیاس سینوپتیک ناشی می شود. به منظور تحلیل آماری، ترمودینامیکی و همدیدی پدیده تگرگ در استان لرستان داده های مربوط به کد پدیده تگرگ از بانک اطلاعات هواشناسی استان در طول دوره آماری 1378-1392 استخراج گردید. به منظور درک توزیع مکانی و زمانی آن با استفاده از نرم افزار Arc GIS رخداد آن پهنه بندی و مناطق مستعدتر وقوع آن شناسایی شد. سپس رخدادها با توجه به وضعیت غالب سینوپتیکی به دو خوشه ناپایداری همرفتی- حرارتی که بیشتر در فصل گرم رخ می دهد و خوشه کم فشار جبهه ای که بیشتر در فصل سرد و زمان حاکمیت بادهای غربی و تسلط سیستم های جبهه ای رخ می دهد، تقسیم شدند. برخی از ویژگی های دینامیکی رخدادهای سرد و گرم استخراج و مورد مقایسه قرار گرفت، نتایج نشان داد که بر اساس شاخص های دینامیکی مقادیر ناپایداری در خوشه گرم نسبت به دوره سرد بیشتر است. ویژگی های همدیدی مربوط به یک رخداد سرد و یک رخداد گرم در سطوح زمین، 500 و 700 هکتوپاسکال و همچنین نقشه همدمای سطح زمین و 500 هکتوپاسکال و نقشه های امگا که بیان کننده میزان ناپایداری هستند در روز رخداد تگرگ مورد مقایسه و تجزیه و تحلیل قرار گرفت، نتایج به دست آمده نشان داد که میزان ناپایداری در رخداد گرم بیشتر از سرد بوده است. شناسایی سیستم های ناپایدار مولد تگرگ و مناطق مستعد رخداد آن می تواند از طریق کاهش خسارات ناشی از آن منجر به توسعه پایدار در برنامه ریزی های منطقه ای شود.

حوضة خضرآباد در فاصلة 30 کیلومتری جنوب غربی شهر یزد واقع شده است. در این حوضه، ژئوفرم هایی وجود دارد که به احتمال در دورة اقلیمی متفاوتی نسبت به زمان حال به وجود آمده است که با تحلیل آنها، برای بازسازی اقلیم گذشته تلاش شده است. برای بررسی وضعیت اقلیمی گذشته، در این پژوهش از نقشه های توپوگرافی، عکس های هوایی، تصاویر ماهواره ای، پژوهش های میدانی، سامانة GPS و داده های اقلیمی ایستگاه های هواشناسی استفاده شد. برحسب همبستگی بین ارتفاع و متوسط دمای سالانه و ارتفاع و مقدار بارش سالانه، گرادیان حرارتی و رطوبتی محاسبه شد. یافته های پژوهش نشان می دهد خط برف مرز دایمی با روش های رایت و پورتر، در ارتفاع 2100 تا 2200 متر واقع می شده است. باتوجه به این خط و افت آهنگ دما به مقدار 65/0 و 8/0 درجه به ازای هر 100 متر ارتفاع، مقدار تفاوت دمای کنونی با گذشته، به ترتیب معادل 92/12 و 4/13 درجة سانتی گراد محاسبه شد. نتایج نشان داد که مقدار بارش سالانه در زمان گذشته 52/176 میلی متر نسبت به میانگین امروزی بیشتر بوده است. به علاوه، خط تعادل آب و یخ معادل 8/4 درجه، در ارتفاع 1560متری واقع شده است.

آبِ حاصل از ذوب برف نقش عمده ای در تأمین آب مورد نیاز برای فعالیت های کشاورزی، منابع طبیعی، صنعتی، و نیازهای انسانی، به ویژه در مناطق کوهستانی، دارد. در مقایسه با روش های سنتی، کاربرد داده های سنجش از دور برای برآورد سطح پوشش برف قابلیت های بیشتری دارد. در این مطالعه، با استفاده از تصاویر ماهواره ای MODIS و با به کارگیری دو الگوریتم NDSI و LSU، سطح پوشش برف حوضة سقز در استان کردستان محاسبه شده است. برای مقایسة دقت این روش ها، از تصاویر IRS، که دارای قدرت تفکیک مکانی بالایی هستند (24 متر)، استفاده شد. بدین منظور، سطح برف در تصاویر هم زمان MODIS و IRS برآورد شد. سپس، در مناطق مختلف و یکسان در دو تصویر، پیکسل های انتخاب شده، سطح برف، و رابطة خطی رگرسیونی بین نتایج حاصل از IRS و دو روش به کاررفته برای تصاویر  MODISجداگانه محاسبه شد. برای بررسی معنی داربودن رابطه از آزمون آماری t (احتمال 95 درصد) و رابطة رگرسیونی استفاده شد. بر اساس نتایج به دست آمده از رگرسیون، روش LSU همبستگی بیشتری (98 درصد) دارد و در آزمون t نیز اختلاف معنی داری بین تصاویر IRS و روش LSU وجود ندارد. بنابراین، روش LSU، در مقایسه با روش NDSI، از دقت بیشتری در برآورد سطح برف برخوردار است.

در این مقاله الگوی همدیدی ابر بارش 12 و 13 بهمن ماه 1389 در مناطق جنوبی و مرکزی ایران به ویژه استان کرمان مورد بررسی قرار گرفت. به علت تأکید این مقاله بر استان کرمان ابتدا با استفاده از شاخص آماری توزیع گامبل تیپ 1، بارش سنگین برای هر یک از ایستگاه های استان محاسبه گردید. سپس ویژگی های ترمودینامیک بارش مورد نظر با استفاده از داده های رادیوسوند و نمودار اسکیوتی ایستگاه کرمان مورد تحلیل قرار گرفت. برای تحلیل این پدیده از داده های روزانه بارش 32 ایستگاه سینوپتیک مناطق مرکزی و جنوبی کشور و نقشه های فشار سطح دریا و سطوح 850، 500 و 300 هکتوپاسکال استفاده گردید سپس آرایش الگوی همدید و روند آن در نقشه های هوا، طی یک دوره انتخابی 4 روزه بررسی شد. نتایج مطالعه نشان می دهد که عامل اصلیایجاد بارش سنگین در منطقه مورد مطالعه، تشکیل کم ارتفاع بریده بر روی دریای مدیترانه است که همانند سیستم مانعی عمل نموده و با حرکت رو به شرق خود سبب تقویت فرود شرق مدیترانه در تروپوسفر میانی می گردد. لذا زمانی که با حرکت رو به پایین سامانه ناوه قطبی همراه باشد به سمت عرض های پایین تر منتقل شده، در نتیجه سامانه های غربی با حرکت خود از روی آب های گرم جنوبی، رطوبت زیادی را کسب کرده و سبب ریزش بارش های سنگین و قابل توجهی در منطقه می گردد.