اقلیم ایران

در این مقاله ضمن معرفی و تشریح روش طبقه بندی رقومی لیتین اسکی، این روش برای طبقه بندی اقلیمی 48 ایستگاه منتخب در ایران مورد استفاده قرار گرفته است. قابلیت رقومی روش مذکور، امکان بکارگیری نرم افزار spss را جهت انجام محاسبات و عملیات طبقه بندی فراهم کرده است. نتایج حاصل از کاربرد این روش بر روی 48 ایستگاه منتخب حاکی از آن است که: داده های اقلیمی 48 ایستگاه منتخب، در 38 نوع اقلیم فرعی جای گرفته اند که این خود نشان دهنده تنوع اقلیمی نسبتاٌ زیاد است. این تنوع اقلیمی از یک طرف ناشی از قابلیت روش طبقه بندی لیتین اسکی جهت نمایش جزئیات اقلیمی و از طرف دیگر بدلیل موقعیت و وسعت کشور ایران می باشد؛ البته این تنوع اقلیمی بیشتر در ارتباط با نوسانات مکانی عنصر بارش بوده، بطوریکه در ایستگاههای منتخب، تمامی طبقات اصلی بارش که لیتین اسکی برای کره زمین در نظرگرفته، وجود دارد. جزئیات و نتایج حاصل از بکارگیری این روش بر روی ایستگاهها بصورت یک جدول ارائه شده است.

خصوصیّات جغرافیایی کشور پهناور ایران، ویژگی‎های اقلیمی متفاوتی را بوجود آورده است. این ویژگی‎ها ماحصل فعّالیّت‎های طبیعی و غیر طبیعی(انسانی) عوامل مختلف در کشور است که خود در رابطه متقابل با سایر پدیده‎های اقلیمی قرار دارد. یکی از این پدیده های اقلیمی، شاخص نوسانات اطلس شمالی است که از تفاضل داده‎های نرمال شده ماهانه فشار مرکزی پرفشار "آزور" از کم فشار "ایسلند" بدست می آید. مقاله حاضر شامل توضیحاتی درباره رفتار مراکز فعّال فشاری در اقیانوس اطلس شمالی بر اساس سری های زمانی فشار مرکزی کم فشار ایسلند (IL) و پر فشار آزور (AH) و تأثیر آنها بر روی ناهنجاری های اقلیمی در ایران است. با استفاده از ناهنجاری‎های نرمال شده، شیب فشار بین مراکز فشار زیاد آزور و کم فشار ایسلند (شیب AH-IL) به عنوان شاخص نوسانات اطلس شمالی (INAO) مشخّص شد که NAO شدید (شیب AH-IL بالاتر از نرمال)، در زمستان با افزایش بارش و کاهش دما در اغلب مناطق کشور همراه است. بررسی ها در مورد NAO ضعیف، عکس الگوهای بالا را نشان می دهد.

الگوهای فشار سطوح بالای جوّ، شرایط جوّی سطح زمین را کنترل می کنند. شناسایی این الگوها در سطح منطقه ای برای بررسی رفتار پارامترهای سطحی، تغییرات و پیش بینی ضروری می باشد. به منظور شناسایی الگوهای فشار کنترل کننده ی اقلیم ایران در دوره ی سرد سال، داده های روزانه ارتفاعی سطح 500 هکتوپاسکال با تلاقی های 5/2درجه در محدوده ی 10-70 شمالی و 10-80 شرقی از مرکز ملی پیش بینی محیطی (NCEP) برای دوره ی 2010-1948استفاده شده است. مراکز فعالیت یا کانون های کنترل کننده ی اقلیم ایران با روش تحلیل مؤلفه های عمده(PCA) تعیین شده اند. هرکدام از مراکز فعالیت با الگوی فشار خاصی، اقلیم ایران را کنترل می کنند. نتایج نشان می دهد که هشت مرکز کنترل کننده، اقلیم ایران در دوره ی سرد سال را تحت تأثیر قرار می دهند. سیبری شمالی، مهم ترین مرکز کنترل کننده ی اقلیم ایران می باشد. بیش تر مراکز فعالیت در شمال و فقط مونسون پاکستان در جنوب ایران قرار دارد. عمدتاً الگوهای فشار نصف النهاری، با پدیده های مانع و سردچال همراه است. تراف های عمیق و ریج های قوی، پدیده ی عمده بادهای غربی در ایران می باشند.

وقوع سیلاب های عظیم در نواحی جنوبی و کاهش میانگین بارش کل در کشور، حاکی از تأثیر پدیده های مخرب اقلیمی بر آب وهوای کشور است. برای پیش بینی سیلاب ها و مطابقت انواع فعالیت های اقتصادی وابسته به آب، ضروری است که منابع و عوامل انتقال رطوبت و نوع آن ها در سطوح مختلف جو شناسایی شود. در این پژوهش، حمل و انتقال بخار آب از طریق رودخانه های اتمسفری (ARS) بررسی شده است. در آغاز، داده های دوباره پردازش شدة رطوبت ویژه، برای دورة سه ساله (2011-2013) از مرکز داده های واکاوی شدة NCEP اخذ و نقشة ترازهای مختلف وردسپهری تهیه و تحلیل شد. نتایج نشان داد که سالانه به طور میانگین، حدود دوازده رودخانة اتمسفری تشکیل می شود که رطوبت بخشی از بارش های ایران را تأمین می کند. بررسی ها نشان داد که رودبادها عامل به وجودآورندة این پدیده است. رطوبت موجود در این رودخانه ها به طور میانگین حدود شش برابر محیط اطرافشان است و در طول مسیر، از چشمه های اتمسفری تغذیه می کند. از نظر رطوبت، رودخانه های اتمسفری جنوبی و جنوب غربی بیشترین مقدار رطوبت را دارد و از نظر بارش، رودخانه های اتمسفری جنوبی دارای بیشترین مقدار بوده و حتی منجر به سیلاب و آب گرفتگی معابر در شهرهای جنوبی شده است.

تعیین شاخص های اقلیمی و مطالعه ی پیوند از دور از روش های مهم در راستای هدف علم اقلیم شناسی همدید می باشد. مهم ترین این شاخص ها برای اقلیم ایران کدامند؟ برای این هدف، داده های رقومی روزانه ی ارتفاع ژئوپتانسیل برای سطوح مهم جوّی از مرکز ملّی پیش بینی محیطی و تحقیق جوّی آمریکا برای دوره ی 63 ساله(1948-2010) و داده های روزانه ی دما و بارش برای 43 ایستگاه دیده بانی همدید در دوره ی 30 ساله( 1977-2008) از هواشناسی ایران دریافت شد. با استفاده از روش تحلیل مؤلفه ی اصلی، شاخص های مهم جوّی در محدوده ی جغرافیایی 10 تا 70 درجه عرض شمالی و 10 تا 80 درجه طول شرقی برای نیمه ی سرد سال (پاییز و زمستان)شناسایی و با روش همبستگی، چگونگی و اهمیّت هر کدام از این شاخص ها در اقلیم ایران تعیین گردید. نتایج نشان داد، هفت شاخص جوّی در نیمه ی سرد سال در محدوده ی جغرافیایی مطالعه وجود دارند و مهم ترین آنها برای اقلیم ایران به ترتیب از شروع فصل سرما تا اواسط ماه نوروز شامل، شاخص آسیای مرکزی، سیبری شمالی، اروپای غربی، آناتولی و مدیترانه ی غربی می باشند. بیشترین تأثیر را شاخص ها بر اقلیم دمایی ایران دارند و تأثیر بارشی آنها به شکل ناحیه ای می باشد. بالاترین ارتباط بارشی را ساحل دریای خزر با شاخص آسیای مرکزی و اسکاندیناوی – مرکز آسیا به ترتیب در پاییز و زمستان وکل ایران با شاخص مدیترانه ی غربی دارند. بنابراین با توجه به اصل تابلر در جغرافیا، مراکز و شاخص های مهم جوّی اقلیم ایران در محدوده ی های نزدیک به ایران استقرار داشته و اهمیّت آنها بیش از شاخص های اقلیمی در فاصله خیلی دور می باشد.

پتانسیل های طبیعی بالفعل و بالقوه هر ناحیه و منطقه جغرافیایی به عوامل و عناصر اقلیمی وابسته است . و باتوجه به پارامترهای سازنده دستگاه اقلیم ، قابل فرموله شدن می باشد واز طریق آن فرمول می توان مناطق دارای اقلیم مشابه را شناسایی کرد. این مقاله روش طبقه بندی اقلیمی (بیو کلیماتیک) ریواس مارتینز را که به طور وسیع در نواحی ساحلی و فلات های مدیترانه ای اقیانوس اطلس مورد استفاده قرار گرفته است، شرح می دهد و برای استان گیلان و خراسان (ناحیه ساحلی و قاره ای یا بری ) به عنوان نمونه طبقه بندی و تهیه نقشه اقلیمی (بیو کلیمایی ) ارائه شده است . جهت انجام کار از آمار 15 ایستگاه گیلان و 13 ایستگاه خراسان و از پارامترهای میانگین حداکثر دمای گرم ترین ماه سال، میانگین حداقل دمای سردترین ماه سال، دمای متوسط ماهانه، میانگین دمای حداکثر سردترین ماه سال و مجموع دمای ماهانه استفاده شد و شاخص های بیوکلیمایی قاره ای–اقیانوسی، شاخص بیوکلیمای دمایی، شاخص بیوکلیمای آمبروترمیک محاسبه گردید . نقشه اقلیمی با شاخص بیوکلیمایی آمبروترمیک ترسیم شد و این کار می تواند با توجه به محاسبات برای تمام شاخص ها انجام گردد . و نهایتا برای مقایسه ودقت روش با روش اقلیمی آمبرژه ،گوسن ،دمارتن و کوپن مورد بررسی ومقایسه قرار گرفت . نتیجه مطالعه نشان داد روش ریواس مارتینز در شرایط نزدیکی با روش گوسن قراردارد و به طور واقعی تر می تواند اقالیم (بیو کلیماها) را جدا سازی نماید . پیشنهاد می شود این روش با توجه به وسعت سواحل جنوب و شمال ایران و توده قاره ای فلات ایران به عنوان یک روش اقلیمی (بیوکلیمایی) مورد مطالعه سراسری و طبقه بندی با یک دوره آماری بلند مدت قرارگیرد تا با توجه به توان های اقلیمی و محیطی در ایران، ابزاری مناسب برای اهداف برنامه های اجرایی، مورد استفاده قرار گیرد.

به منظور درک ساز و کار حاکم بر فعالیت خورشیدی و نحوه ارتباط آن با اقلیم زمین، خصوصیات فیزیکی و فعالیت های خورشید، ساختار و ویژگی های لکه های خورشیدی، سیکل فعالیت لکه های خورشیدی و ارتباط بین وردش پذیری فعالیت خورشیدی به ویژه تأثیر سیکل لکه های خورشیدی بر اقلیم زمین مورد توجه قرار گرفت. جهت درک و فهم ارتباط بین وردش فعالیت خورشیدی و اقلیم زمین، منطقه ایران-خاورمیانه، شمال آفریقا و مدیترانه به عنوان یک منطقه جنب حاره ای نمونه انتخاب گردید. بررسی در دو مرحله انجام شد . در مرحله اول تعدادی از ایستگاه های ایران و مناطق جنب حاره ای هم جوار بررسی شد و داده های بارش و دمای تعداد 16 ایستگاه هواشناسی در منطقه خاورمیانه و ایران به ترتیب با طول دوره آماری مشترک 61 سا له ( 19930-1990 ) و 50 ساله ( 19951-2000 ) انتخاب گردید. در این مرحله داده های میانگین دمای فصل تابستان (ژوئیه، اوت و سپتامبر ) و مجموع بارش و میانگین دمای فصل زمستان(ژانویه، فوریه و مارس) استفاده گردید. در مرحله دوم به منظور بررسی رابطه بین مؤلفه های اصلی گردش جو در مناطق جنب حاره ای و سیکل فعالیت خورشیدی، منطقه ایران -خاورمیانه، شمال آفریقا و مدیترانه به چهار قطاع تقسیم گردید و با بررسی نقشه های تراز 500 و 50 هکتوپاسکال برای هریک از قطاع ها متوسط ارتفاع ژئوپتانسیل برای یک دوره 53 ساله ( 1948-2000 ) به ترتیب برای فصول زمستان و تابستان محاسبه شد . همچنین موقعیت و سرعت متوسط هسته جت جنب حاره در تراز 200 هکتوپاسکال در منطقه شمال آفریقا، خاورمیانه و مدیترانه برای دوره و فصول یاد شده استخراج و ارتباط آن با سیکل فعالیت خورشیدی بررسی شد . جهت تعیین ارتباط بین وردش پذیری فعالیت خورشیدی و متغیرهای اقلیمی و مؤلفه های منطقه ای گردش جو، تعداد لکه های خورشیدی، شار پرتو رادیویی خورشیدی و یک شاخص فعالیت ژئومغناطیسی موسوم به شاخص AA مورد استفاده قرار گرفت. یافته های تحقیق ارتباط معنادار قابل توجهی را بین تعداد لکه های خورشیدی و شار پرتو رادیویی خورشیدی با مجموع بارش زمستانه و میانگین دمای فصول حدی ایستگاه های منتخب ایران و مناطق هم جوار نشان نمی دهد. با وجود این همبستگی های ضعیف به دست آمده نشانگر آن است که در سال هایی که فعالیت خورشیدی به حداکثر خود می رسد، دمای میانگین فصل زمستان در منطقه خاورمیانه و ایران به طور نسبی کاهش می یابد . در مطالعه تغییرات متوسط ارتفاع ژئوپتانسیلِ ترازهای 500 و 50 هکتوپاسکال در ارتباط با شاخص های مربوط به سیکل فعالیت خورشیدی برای فصول حدی این نتیجه حاصل شد که به طورکلی تغییر فعالیت خورشید با ارتفاع ژئوپتانسیل در مناطق ایران - خاورمیانه، شمال آفریقا و مدیترانه (قطاع های تعریف شده) همبستگی مثبت دارد . بالاترین میزان همبستگی در تراز 50 هکتوپاسکال(پوش سپهر تحتانی) مشاهده گردیده است . به طوری که در بررسی تغییرات ارتفاع متوسط تراز 50 هکتوپاسکال در تابستان تمامی شاخص های فعالیت خورشیدی با قطاع های چهارگانه همبستگی مثبت معناداری را نشان داده اند. در بررسی سرعت و موقعیت هسته جت جنب حاره و ارتباط آن با تعداد لکه ها و سایر شاخص های فعالیت خورشیدی برای دو فصل زمستان و تابستان همبستگی منفی ضعیفی مشاهده گردید.

مطالعه بارندگی به عنوان یک عنصر بسیار مهم آب و هوایی و رکن اصلی در مطالعات بیلان آب اساس برنامه ریزی های منابع طبیعی هر کشوری را تشکیل می دهد. بدین جهت در این تحقیق به منظور شناسایی نقش الگوهای فشار در بارش های سواحل جنوبی دریای خزر بارش روزانه ایستگاه های سینوپتیک و کلیماتولوژی سواحل جنوبی دریای خزر در دوره آماری 2003-1986 به صورت کنترل کیفیت شده از سازمان هواشناسی کشور تهیه شد. کل منطقه بر اساس بارش روزانه و به روش خوشه بندی ، پهنه بندی شده به سه ناحیه مجزا تقسیم شد. در هر ناحیه توالی های بارش 2 روزه و بیشتر برای دوره آماری مورد مطالعه استخراج شد. برای هر توالی یک نمونه معرف انتخاب گردید و سپس برای هر توالی نمونه در هر ناحیه نقشه های سطح زمین و سطح 500 هکتوپاسکال استخراج گردیده و بررسی گردید. بدین ترتیب الگوهای فشار برای توالی های بارش 2 روزه و بیشتر در هر ناحیه مشخص گردید. نتایج تحقیق نشان می دهد که: بیشتر بارش ها در توالی های دو و سه روزه رخ می دهند که نشان دهنده دینامیک بودن عامل آنها است. سیستم های سینوپتیک ایجاد کننده این بارشها پرفشار های دینامیک غربی هستند که غالبا در ماه اکتبر وارد منطقه می شوند. این سیستم ها با هدایت هوای سرد از روی آب گرم دریای خزر سبب ناپایداری شده و در سواحل ایران بارش ایجاد می کنند. علیرغم باور عمومی نقش پرفشار سیبری در ایجاد بارش های منطقه کم رنگ بود.