آب قابل بارش

تمام بخار آب موجود در ستونی از جو که قابلیت بارش دارد و از سطح زمین تا نقطه پایانی بخارآب در جو ادامه پیدا می کند، آب قابل بارش کلی گویند. این عنصر تحت تاثیر توپوگرافی و همچنین ارتفاع دچار تغییراتی می گردد. هدف از این مطالعه بررسی تأثیر عوامل محلی و مکانی بر توزیع بیشینه های آب قابل بارش ایران می باشد. برای این منظور داده های فشار، رطوبت ویژه ، مولفه مداری و مولفه نصف النهاری از پایگاه داده NCEP/NCAR وابسته به سازمان اقیانوس شناسی ایالات متحده استخراج و مورد بررسی و تجزیه تحلیل قرار گرفت. روش های مورد استفاده در این مطالعه، ضریب همبستگی و رگرسیون می باشد. سپس به منظور دست یابی بهتری نسبت به آب قابل بارش شیب تغییرات و روند شیب تغییرات بیشینه آب قابل بارش محاسبه گردیده است. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می دهد که در بین عوامل مکانی، ارتفاع بیشترین تأثیر را در توزیع مکانی بیشینه آب قابل بارش داشته است. برخلاف بسیاری از دانشمندان که بر این عقیده بودند که با افزایش عرض جغرافیا، آب قابل بارش کاهش پیدا می کند، این قاعده در محدوده جو ایران کمتر به چشم می خورد. با این وجود بیشتر شیب تغییرات آب قابل بارش در بخش های از ارتفاعات زاگرس، غرب و جنوب غرب رخ داده است. نتایج حاصل از تحلیل چرخه ها نشان داد که بیشینه های آب قابل بارش در ایران دارای چرخه های کوتاه مدت 2 تا 4 ساله می باشند.

رگبارهای منفرد از مهمترین منابع تامین کننده آب و موثر در عملیات های آبخیزداری و آبخوان داری به ویژه در مناطقی با اقلیم نیمه خشک و کوهستانی می باشند. داشتن برآورد دقیق از ارتفاع بارش در رگبارهای منفرد از گام های اساسی درمدیریت ریسک مرتبط با منابع آب است.در این مطالعه به منظور برآورد رگبارهای منفرد در حوضه جهان بین از مدل GSDM استفاده شده است.داده های استفاده شده در این مدل شامل داده های عناصر هواشناسی ،رقومی و آب قابل بارش می باشد.براساس نتایج استخراجی از مدل مذکور مقادیر برآوردی حداکثر بارش محتمل حوضه با درنظر گرفتن شرایط بهینه سینوپتیکی و ترمودینایکی ریزش های جوی در شرایط بهینه بین 126 تا 350 میلی متر در نوسان است.براساس مدل GSDM حداکثر بارش حوضه در مناطق دشتی حوضه 126 و در ارتفاعات به 350 میلی متر می رسد.این مقدار در مقایسه با بارش های ثبت شده حوضه؛در خروجی آن و در دامنه جنوبی ارتفاعات (ایستگاه جونقان)به میزان230 میلی متر ثبت گردیده؛ قابل مقایسه می باشد.

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.

هدف از این مطالعه پهنه بندی آب قابل بارش جو ایران زمین می باشد. بدین منظور داده های فشار و نم ویژه طی دوره 1950-2010 از پایگاه داده های NCEP/NCAR وابسته به سازمان ملی جو و اقیانوس شناسی ایالات متحده استخراج و مورد تجزیه وتحلیل قرارگرفته اند. به منظور تجزیه تحلیل داده ها و ترسیم نمودارها از نرم افزارهایSurfer, Spss, Matlab بهره گرفته شد. در این مطالعه برای پهنه بندی آب قابل بارش ابتدا میانگین و ضریب تغییرات مکانی در ماه های مختلف استخراج گردیده است سپس برای ناحیه بندی از تحلیل خوشه ای استفاده شده است. داده های حاصل میانگین و ضریب تغییرات ماهانه آب قابل بارش به روش تجزیه خوشه ای ادغام وارد مورد بررسی و تجزیه تحلیل قرار گرفت که پس از ترسیم دندروگرام سه پهنه اقلیمی: ناحیه با آب قابل بارش زیاد و ضریب تغییرات کم، ناحیه با آب قابل بارش متوسط و ضریب تغییرات متوسط و ناحیه با آب قابل بارش کم و ضریب تغییرات زیاد مشخص گردید. به منظور ارزیابی نتایج حاصل از تجزیه خوشه ای، از روش تحلیل ممیزی و آزمون تفاضل میانگین استفاده شد. نتایج حاصل از تحلیل ممیزی نشان داد که 24/98 درصد از یاخته ها به طور صحیح در گروه مربوط به خود قرارگرفته اند.

هدف از این مطالعه واکاوی وردش های جوی بارش های بهاری فراگیر ایران طی نیم قرن اخیر است. بدین منظور داده های بارش روزانة 283 ایستگاه سینوپتیکی طی دورة آماری 1961 تا 2010 از سازمان هواشناسی کشور استخراج و مرتب شد. پس از استخراج بارش های روزانة فصل بهار (فروردین، اردیبهشت، و خرداد)، به منظور شناسایی الگوهای بارش فراگیر، داده های فشار سطح زمین از پایگاه دادة مرکز ملی پیش بینی محیطی و مرکز ملی پژوهش های جوی استخراج شد. سپس با اجرای تحلیل خوشه ای بر روی داده های فشار سطح زمین الگوهای همدید بارش های فراگیر بهاره شناسایی، بررسی، و تجزیه و تحلیل شد. نتایج حاصل از این مطالعه بیانگر آن است که بارش های بهاره، ضمن برخورداری از افت وخیز روزانه، ضریب تغییرات مکانی بسیار زیادی دارند؛ در این بین، به سمت ماه خرداد این تغییرات چشم گیرتر خواهد بود. نتایج حاصل از واکاوی وردش های جوی بارش های بهاری فراگیر ایران نشان داد که چهار الگوی کم فشار عربستان- کم فشار ایران مرکزی، کم فشار اروپا- کم فشار سودان، کم فشار خلیج فارس- پُرفشار سیبری، و الگوی چندهسته ای کم فشار خاورمیانه بیشترین نقش را در بارش های بهاری فراگیر ایران ایفا می کنند.

بخار آب قابل بارش (PWV) یکی از کمیت های مهم در هواشناسی و تغییرات اقلیم است. شیدسنج خورشیدی، سنجنده AIRS و رادیوسوندها ابزارهایی هستند که PWV را از سطح، فضا و داخل جو زمین اندازه گیری می کنند. در این مقاله از داده های PWV اندازه گیری شده با شیدسنج خورشیدی دانشگاه تحصیلات تکمیلی زنجان، سنجنده AIRS و داده های ایستگاه های سینوپتیک شامل دما، دمای نقطه شبنم، فشار و رطوبت نسبی 29 ایستگاه سینوپتیک ایران استفاده شده است. داده های شیدسنج خورشیدی دربازه اندازه گیری دسامبر 2009 تا دسامبر 2013 و داده های سنجنده AIRS و 29 ایستگاه سینوپتیک از سپتامبر 2002 تا دسامبر 2015 می باشد. برای اعتبارسنجی داده های سنجنده AIRS از اندازه گیری های شیدسنج خورشیدی استفاده شد که همبستگی 90 بین آنها بدست آمد. میانگین PWV اندازه گیری شده با شیدسنج خورشیدی و سنجنده AIRS به ترتیب برابر 9/8 و 10/8 میلی متر است. مقدار PWV بیشترین مقدار را در سواحل دریای عمان، خلیج فارس و دریای خزر دارد و کمترین مقدار آن در داخل ایران و در بالای رشته کوهای زاگرس می باشد. میانگین همبستگی PWV و دما، دمای نقطه شبنم، فشار و رطوبت نسبی به ترتیب 73، 74، 40 - و 30 – درصد بدست آمد. نقشه همبستگی دما و PWV یک روند افزایشی با عرض جغرافیایی را نشان می دهند که به ازای افزایش هر درجه در عرض جغرافیایی 2/8 درصد همبستگی افزایش می یابد.

بارش های رعد و برقی نوعی از رگبارهای غیر پایدار هستند که با یک حالت غیرعادی فوق العاده قوی، از جابه جایی اتمسفر ایجاد می شوند و از پدیده های مهم آب و هوایی در شمال غرب کشور محسوب می شوند. هدف از این پژوهش بررسی توزیع مکانی بارش های رعد و برقی استان اردبیل با استفاده از تصاویر ماهواره ی و برآورد آب قابل بارش است. در این تحقیق از داده های ایستگاه های سینوپتیک، تصاویر ماهواره ای و هم چنین برای برآورد آب قابل بارش از باندهای 17 و 18 سنجیده مودیس استفاده شد.ه است تصاویر بارش های رعد و برقی روزهای 10/5/2010 و 18/6/2012 در نرم افزار ENVI4.4 پردازش و سپس در محیط ArcGIS درون یابی گردید. هم چنین نتایج درون یابی داده های زمینی نیز نشان داد که بیش ترین بارش های رعد و برقی در ایستگاه خلخال، کم ترین آن در ایستگاه مشکین شهر رخ می دهد و بارش های رعد و برقی استان در فصل بهار و اوایل تابستان اتفاق می افتد. نتایج حاصل از تحلیل داده های زمینی و تصاویر ماهواره حاکی از این واقعیت است که بارش های رعد و برقی مستخرج از تصاویر ماهواره ای به مراتب دقیق تر از داده های حاصل از طریق برداشت های زمینی است و نیز می توان نقشه های بارش های رعد و برقی را با سرعت و دقت، استخراج و درروند پیش بینی های مخاطرات جوی و برنامه ریزی بهینه منابع آب در استان اردبیل به کار گرفت.

یکی از چالش های مهم در عصر حاضر، رقابت جهت دسترسی به منابع آب می باشد. بارش به عنوان یکی از عناصر بنیادی چرخه آب شناختی و سامانه اقلیم، دارای تغییرپذیری زمانی و مکانی بالایی به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشکی مانند ایران است. تغییرات زمانی آن به علت تغییرپذیری رطوبت و گردش جو می باشد. به همین منظور در این پژوهش روند تغییرات هم زمان آب قابل بارش (رطوبت جو) و بارش بر روی حوضه های آبریز ایران جهت شناسایی ارتباط بین تغییرات این دو متغیر بررسی شده است. برای این هدف داده های ماهانه بازکاوی شده ( ERA5 ) بارش و آب قابل بارش از مرکز پیش بینی میان مدت اروپا ( ECMWF ) در بازه 1979- 2019 اخذ گردید. روند تغییرات ماهانه، فصلی و سالانه این دو متغیر با استفاده از آزمون من-کندال بررسی شد. نتایج حاکی از روند کاهشی هر دو متغیر، در فصل زمستان در حوضه های آبریز شرق و نواحی مرکزی کشور و در مقابل روند افزایشی هر دو متغیر در فصل پاییز در اکثر حوضه ها آبریز دارد. بررسی سالانه نشان داد بارش در حوضه های شرقی کشور روند کاهشی را تجربه کرده اند اما آب قابل بارش در حوضه های غرب، جنوب، جنوب غرب و شمال روند افزایشی داشته است. این تحقیق نشان داد که پتانسیل رخداد بارش های رگباری و شاید سنگین، به دلیل افزایش آب قابل بارش، می تواند بیشتر گردد.

بررسی آب قابل بارش وتعیین آستانه بارورسازی ابر جهت جلوگیری از صرف هزینه های زیاد بارورسازی ناموفق یا احتمالا فرا بارورسازی ابر و در نتیجه کاهش پتانسیل بارش بسیار مهم هستند.این پژوهش در یک دوره 4 ساله (2000-2003) در روزهایی که بارش در ایستگاه زمینی ثبت شده برای تبریز و کرمانشاه انجام شده و آب قابل بارش با استفاده از داده های رادیو سوند و نمودارهای ترمودینامیکی و همچنین سنجنده مدیس ماهواره ترا، محاسبه شدند . به کمک منحنی بهترین برازش بین آب قابل بارش و میانگین بارش، آستانه مناسب جهت بارورسازی ابر تخمین زده شد. آستانه محاسبه شده بارورسازی ابر برای آب قابل بارش توسط سنجنده مدیس و رادیوسوند در ( 21 مورد تبریز و 17 مورد کرمانشاه ) مقایسه شد . آستانه به دست آمده توسط سنجنده مدیس در آذربایجان شرقی، (7) میلی مترو در کرمانشاه، ( 12 ) میلی متر است و این مقدار توسط اطلاعات رادیوسوند در همان روزها در آذربایجان شرقی، ( 9) میلی متر و در کرمانشاه، ( 15 ) میلی متر به دست آمد . به طورکلی نتایج آب قابل بارش به دست آمده از رادیو سوند بیشتر از مقادیر به دست آمده از سنجنده مدیس می باشد که عمدتا به دلیل ناهمگونی زمان رشد ابر و تصویر برداری سنجنده مدیس و همچنین حساسیت بیشتر سنجنده مدیس نسبت به پس پراکنش امواج فروسرخ توسط ابرهای ضخیم و حساسیت کم این سنجنده در شرایط مه در سطح زمین می باشد