شاخص های حدی

توجه به تغییرات اقلیمی‌در سال های اخیر به علت پیامدهای اقتصادی، اجتماعی و خسارات مالی مربوط به رویدادهای حدی جوی اهمیت زیادی پیدا کرده است. در اکثر مطالعات توجه به تغییر اقلیم فقط در صدد آشکارسازی روندهای پتانسیلی یا نوسانات در متوسط طولانی مدت علائم اقلیمی است؛ اما مطالعه تغییر پذیری و تغییر رفتار رویدادهای حدی جوی نیز مهم می باشد. برای بررسی رویدادهای حدی، شاخص های اقلیمی‌حدی برای داده های سطح زمین به وسیله گروه کاری آشکارسازی تغییر اقلیم سازمان هواشناسی جهانی و کمیته اقلیم شناسی و برنامه تحقیقاتی تغییر پذیری اقلیم و قابلیت پیش بینی معرفی شده است. در این مقاله روند این شاخص های حدی بر اساس سری‌های زمانی روزانه دما و بارش ایستگاه تهران در دوره آماری 2003 ـ 1951 مطالعه شده است .علاوه بر این، توزیع دنباله های حدهای گرم و سرد و کاربرد شاخص ها در موارد مختلف مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که شاخص های FD و ID یا شاخص های حدهای سرد روند کاهشی محسوسی دارند. از طرف دیگر روند دمای حداقل و دمای متوسط روزانه کاملاً افزایشی است و شیب مثبت دارد. این در حالی است که روند افزایشی دمای حداکثر شیب کمتری دارد. روند افزایشی حدهای گرم مانند 40T (دماهای حداکثر بالاتر از 40 درجه)، شاخص CDDو GDD و روند کاهشی HDD و DTR نیز در همة مدل های بکار گرفته شده در این مقاله بارز می‌باشد. شاخص های حدی بارش نیز روند کاهشی با شیب بسیار کم را نشان می دهد. توزیع دنباله های سری های زمانی، دمای حداقل و دمای متوسط هماهنگی زیادی با هم دارند و هر دو گرمایش متقارنی را نشان می دهند. از نتایج این تحلیل می‌توان سناریوهایی برای مطالعه موردی مناطق مختلف در زمان وقوع رویدادهای حدی اقلیمی ‌ارائه و پیش‌بینی کرد. واژگان کلیدی: تغییر اقلیم، رویدادهای اقلیمی‌حدی، شاخص های حدی، روند

یکی از اثرهای تغییر اقلیم بروز بی نظمی در چرخة هیدرواقلیمی کرة زمین است. این تغییرات در عدم موازنه تراز سطح آب در منابع آب زیرزمینی، سطحی، دریاچه ها و همچنین تغییر در توزیع مقدار و زمان بارش ها و جریان رودخانه نمود پیدا می کند. تحقیق حاضر به منظور شناخت روند تغییرات شاخص های حدی بارش روزانة ایران انجام گرفته است. بدین منظور، از داده های بارش 24ساعتة 47 ایستگاه سینوپتیک طی دورة 1982 2012 استفاده شده است. برای استخراج روندها از شاخص های تیم کارشناسی آشکارسازی و نمایش تغییر اقلیم و شاخص های ETCCDI با استفاده از نرم افزار RClimDex تحت زبان برنامه نویسی  Rبهره گیری شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد در دورة مورد مطالعه همة شاخص های حدی بارش در ایران دارای تغییر و روند است. در بیشتر ایستگاه ها، بارش سالانه کاهش (شامل حدود 92 درصد از ایستگاه ها) و تعداد روزهای خشک (CDD) افزایش یافته است (شامل حدود 72 درصد از ایستگاه ها) و فقط در برخی از ایستگاه ها در نواحی مرکزی و دامنه های زاگرس تعداد روزهای خشک روند کاهشی دارد. از نظر بارش های سنگین و نیمه سنگین و همچنین روزهای مرطوب و فوق العاده مرطوب، سهم تغییرات در ایستگاه های واقع در سواحل شمال و جنوب بیشتر است.

دما و بارش از عناصر اساسی اقلیم است لذا تغییرات ناگهانی یا کوتاه مدت و درازمدت آن می تواند ساختار آب و هوای هر محل را دگرگون سازد. هدف از پژوهش حاضر پیش بینی روند شاخص های حدی اقلیمی با استفاده از روش های آماری ریز مقیاس نمایی و تولید داده های مصنوعی می باشد. در این تحقیق به منظور دست یابی به این اهداف، ابتدا داده های اقلیمی دما، بارش، ساعات آفتابی و ... طی دوره 1981 تا 2010 از سازمان هواشناسی اخذ گردید. سپس با استفاده از مدل آماری CLIMGEN و داده های مشاهداتی دما، بارش و... سه ایستگاه منتخب حوضه، داده های دوره 2050-2020 تولید شد. با استفاده از نرم افزار RClimDex شاخص های حدی دما و بارش شامل روزهای یخبندان، روزهای تابستانی، روزهای خیلی مرطوب و روزهای خشک متوالی استخراج گردید. در نهایت با استفاده از MINITAB و مدل سری های زمانی روند شاخص های اقلیمی در ایستگاه های منتخب حوضه دریاچه ارومیه ترسیم شد. برای صحت سنجی و ارزیابی مدل، توسط داده های مشاهداتی دوره 1981 تا 2000 به پیش بینی داده های دوره 2010-2001 بوسیله مدل پرداخته شد. سپس همبستگی و میزان خطای 1MAE و 2RMSE بین داده های تولید شده با داده های مشاهداتی توسط SPSS و EXCEL بدست آمد. بیش ترین میانگین خطای مطلق بارش در ایستگاه ارومیه با 69/4 میلیمتر و کم ترین آن در ایستگاه تبریز با 07/3 میلیمتر اندازه گیری شد. بیشترین میزان مجذور میانگین مربعات خطای بارش در ایستگاه تکاب با 4/6 میلیمتر و کم ترین آن در ایستگاه تبریز 01/4 میلیمتر بدست آمد. نتایج نشان دهنده افزایش رویدادهای حدی دما و بارش از جمله افزایش روند روزهای تابستان(روزهای گرم)، افزایش روزهای خیلی مرطوب(بارش سنگین) و روزهای خشک متوالی در ایستگاه های منتخب واقع در غرب و شرق حوضه می باشد؛ و افزایش روند روزهای یخبندان و کاهش روند روزهای تابستان، کاهش روزهای خیلی مرطوب و روزهای خشک متوالی در ایستگاه منتخب جنوب حوضه مشاهده می گردد.

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.

هدف از این مطالعه بررسی شاخص های حدی دما در استان کرمانشاه است. برای این منظور، از داده های روزانه دمای 19 ایستگاه سینوپتیکی از بدو تأسیس تا 2018 و نمایه های حدی دما استفاده شده است. با بررسی های انجام شده، مشخص شد شاخص های یخبندان و امواج سرمایی بالاترین همبستگی را با سایر شاخص ها دارند. از این رو، شاخص های یاد شده شاخص های نماینده درنظر گرفته شد و بررسی روند و نیز الگوی خودهمبستگی فضایی برای این شاخص ها انجام گردید. برای بررسی روند از روش من - کندال و برای الگوی خودهمبستگی فضایی از شاخص فضایی G* بهره گرفته شد. نتایج نشان داد شاخص یخبندان در نواحی مرتفع شرقی در تداوم های 1 تا 6 روزه فراوانی بیشینه داشته و در نواحی کم ارتفاع جنوب غربی روند افزایشی دارد. شاخص امواج سرمایی نیز در نواحی شرقی بیشترین فراوانی را در همه تداوم ها داشته و در قسمت هایی از استان روند افزایشی را نشان می دهد. نتایج الگوی خودهمبستگی فضایی شاخص G*نشان داد که الگوی خودهمبستگی فضایی مثبت امواج سرمایی و یخبندان نیز بیشتر در نواحی مرتفع شرقی استان مشاهده شده است. الگوی خودهمبستگی فضایی منفی بیشتر در نیمه غربی استان یعنی نواحی مرزی عراق تشکیل شده است که این امر بیانگر نقش توزیع ارتفاعات زاگرس در تشکیل الگوی خودهمبستگی فضایی یخبندان در سطح استان است.

در مطالعه حاضر بررسی و تحلیل روند تغییرات دمایی شهرستان اهواز(1964-2003) با استفاده از شش شاخص آستانه ای دما انجام گرفته است. این شاخص ها شامل شبهای سرد، روزهای سرد، شبهای گرم، روزهای گرم، روزهای تابستان و میزان اختلاف درجه حرارت می باشند.  نتایج بدست آمده در این تحقیق نشان می دهد شرایط اقلیمی اهواز نسبت به گذشته گرمتر شده است. تغییرات شاخص های شبهای سرد و روزهای سرد روند کاهشی چشمگیری را نشان می دهد.  شاخص های روزهای گرم، شبهای گرم و روزهای تابستان روند افزایشی داشته اند. شاخص اختلاف میزان درجه حرارت در طول دوره آماری40 ساله روند کاهشی شدیدی داشته است. در محاسبه پیش بینی مقادیر 10 سال آینده بر اساس مدلهای ARIMA ادامه روند گرمایشی اهواز مشاهده شده است. به طور کلی شرایط دما اهواز نسبت به گذشته دوره های گرمتری را تجربه کرده است این روند در مقادیر 10 سال آینده نیز قابل مشاهده است.