نمایه های حدی

استان ساحلی هرمزگان با تداوم دوره ی گرمای زیاد و تابستان های شرجی، بارش کم و تنوعی از مناطقی با ویژگی های توپوگرافی متنوع، از شرایط اقلیمی ویژه ای برخوردار است. این استان همچون دیگر مناطق کشورمان تحت تاثیر تغییرات اقلیمی حاصل از گرمایش جهانی می باشد و علاوه بر افزایش دما و نوسانات شدید بارش شاهد افزایش بالا رفتن سطح آب دریا، فرسایش کناره های ساحلی و شور شدن آب های منطقه می باشد. از این رو بررسی پارامترهای اقلیمی و تغییرات مقادیر حدی آن می تواند در برنامه ریزی های آتی به منظور سازگاری و مقابله با آن مورد استفاده قرار گیرد. در این مطالعه با استفاده از داده های ایستگاه های سینوپتیک منطقه میانگین های فصلی و سالانه دما و بارش به همراه مقادیر حدی آن ها مورد بحث قرار گرفته است. به منظور بررسی همگنی داده ها از روش رگرسیون چندمرحله ای و در تعیین نمایه های حدی از روش های مختلف آماری، چندک های تجربی، نمایه های درصدی و تعیین نقاط بحرانی دوره ی پایه استفاده شده است. نتایج کلی حاصل از این بررسی تشدید گرمایش و کاهش بارش در این استان به همراه افزایش نوسانات شدید بارش و مقادیر حدی دما بوده است که لزوم توجه برنامه ریزان استان را به این مهم می طلبد.

با توجه به موقعیت جغرافیایی ایران، که در منطقه خشک و نیمه خشک جهان واقع شده است، هر ساله شاهد رویدادهای حدی بارش کم (خشکسالی) و رویداد های حدی بارش زیاد (رخداد سیل) هستیم. از این رو، ضرورت بررسی مقادیر حدی بارش و حرکت و فراوانی رخداد این کمیت طی دوره های گذشته و، همچنین، تأثیر گرمایش جهانی بر حرکت مقادیر حدی بارش طی دوره های آتی کاملاً احساس می شود. بنابراین، در این مطالعه نمایه های حدی بارش طی دوره های گذشته (1961-1990) و دوره ی آتی (2011-2040) در دو سناریوِ A2و A1Bبر اساس مدل HadCM3بررسی و مقایسه شده است. این بررسی در سناریوِ A2روند افزایشی رویدادهای حداکثر بارش یک روزه در مناطق شمال غربی (جز استان آذربایجان غربی)، مرکزی و جنوب غربی و شمال شرقی و سواحل غربی دریای خزر را پیش بینی کرده است. همچنین، افزایش روند تعداد روزهای خشک متوالی در مناطق شمال شرقی، مرکزی و جنوبی کشور مشاهده می گردد. نتایج حاصل از سناریوِ A1Bنشان داده است مقدار بارش 24 ساعته در دوره ی آتی در مناطق شرقی و شمال شرقی و مرکزی همچنین نوار باریکی از بخش های غربی، جنوب غربی و شمال غربی کشور با کاهش همراه است. نتایج حاصل از پیش آگاهی برون داد مدل HadCM3و سناریوِ A1Bدر خصوص رویداد های حداکثر بارش پنج روزه روند بسیار مشابه ای با الگوی حاصل از سناریوِ A2داشته است. نمایه ی SDIIدر بخش شمالی و غربی کشور افزایش نشان می دهد و در سایر مناطق کشور روند منفی خواهد داشت. روند مثبت در تعداد روزهای با بارش سنگین به بخش های از استان اصفهان، مرکزی، کهکیلویه و بویراحمد، لرستان، ایلام، چهارمحال بختیاری و خوزستان در غرب و جنوب غرب کشور محدود شده و در سایر بخش ها با کاهش این نمایه روبه رو خواهیم بود. افزایش روند خطی نمایه ی حداکثر تعداد روزهای متوالی تر (CWD) در مناطق غربی، جنوب غربی و شمال شرقی کشور و افزایش تعداد روزهای متوالی خشک در مناطق شمال شرقی، مرکزی و بخش هایی از جنوب کشور و، همچنین، جمع بارش سالانه و روزهای تر در نواحی غربی و جنوب غربی، جنوبی، شمال غربی و بخش هایی از شرق کشور افزایش نشان می دهد

در این تحقیق به منظور پایش سطح پوشش برف از تصاویر ماهواره ای اپتیکال سنجنده MODIS استفاده شد و برای تشخیص سطوح پوشیده شده از برف شاخص NDSI بکار گرفته شد. نتایج تحقیق حاضر نشان داد با توجه به شرایط اقلیمی منطقه بیشترین مساحت تحت پوشش برف در ماههای دسامبر، ژانویه ، فوریه تا مارس (10 آذر ماه الی 10 فرودین ماه ) در سطح منطقه مشاهده می شود و حداکثر سطح پوشیده شده از برف در ژانویه رخ داده است. بررسی روند تغییرات سطح پوشش برف در استان آذربایجان غربی در ماه ژانویه به شدت کاهش یافته و دارای روند منفی است و وضعیت مشابهی برای استانهای آذربایجان شرقی و اردبیل در این ماه رقم خورده است. نتایج این مطالعه نشان می دهد که تغییرات پوشش برف دلالت بر افزایش دما در منطقه و در نتیجه کاهش تغییرات سطح پوشش برف در ماه ژانویه دارد. این روند بیانگر اثر گرمایش جهانی و اثر تغییر اقلیم بر سطح پوشش برف منطقه مورد مطالعه است. بطوریکه بررسی نمایه های حدی منطقه نیز این فرض را تقویت می کند بدون شک با افزایش دما الگوی بارش منطقه دستخوش تغییر شده و رژیم بارش زمستانه از برف به باران تبدیل شده است. این موضوع باعث کاهش ذخیره برفی در حوضه آبریز منطقه مورد مطالعه شده است. همچنین بررسی نمایه های حدی دما در دوره 2040- 2011 و دوره پایه با رویکرد تغییر اقلیم در منطقه شمالغرب کشور با بهره گیری از خروجیهای مدل گردش عمومی جو تحت سناریوی A2 و مدل ریز مقیاس نمایی LARS-WG نشان داده است نمایه هایی نظیر تعداد روزهای یخبندان و یا تعداد روزهای یخی نسبت به دوره پایه روندی کاهشی داشته که با توجه به گزارشات هیئت بین دول تغییر اقلیم و همچنین مطالعات متعددی که روند گرمایش جهانی را مورد تائید قرار داده اند دور از انتظاز نبوده است همچنین نمایه هایی نظیر طول دوره رویش نسبت به دوره پایه افزایش و دامنه تغییرات شبانه روزی دما نسبت به دوره پایه کاهش داشته اند. که می توانند کاهش سطح پوشیده شده ار برف در منطقه و تحدید ذخایر برفی منطقه را مورد تائید قرار دهند.

علی رغم مطالعاتی که تاکنون در زمینه ارزیابی پایگاه های داده بارش در ایران انجام شده است، همچنان یک خلأ پژوهشی در زمینه بررسی کارایی داده های شبکه ای در برآورد بارش های حدی بر اساس نواحی اقلیمی مختلف در کشور احساس می شود. در این مطالعه کارایی چهار پایگاه داده Global Precipitation Measurement (GPM) ، ECMWF Reanalysis version-5 (ERA5)، Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM)  و PERSIANN-Dynamic Infrared-Rain rate (PDIR) در برآورد نمایه های حدی بارش بارش (Rx1day، Rx5day، CDD، CWD، R10mm، R20mm و R95p.) در 145 ایستگاه در دوره آماری 2000-2017 در کستره کشور بررسی شد. جهت ناحیه بندی مناطق همگن بارشی از روش تحلیل مؤلفه های اصلی (PCA) استفاده شد و بر این اساس ایران به 6 ناحیه بارشی شامل (1) سواحل دریای خزر، (2) شمال غرب، (3) غرب، (4) جنوب غرب و سواحل خلیج فارس، (5) شمال شرق و دامنه های بادپناهی (6) جنوب شرق و مرکز تقسیم شد. در ادامه، کارایی پایگاه های داده در برآورد بارش های روزانه براساس سنجه های درصد خطا و ضریب همبستگی بررسی شد که نتایج این بخش نشان داد که ERA5 دارای بهترین عملکرد، دو پایگاه داده GPM و TRMM دارای کارایی قابل قبولی در برآورد بارش های روزانه هستند و می توان از آن ها برای برآورد نمایه های حدی بارش استفاده کرد و PDIR نیز فاقد کارایی در برآورد بارش روزانه در کشور است. در ادامه کارایی سه پایگاه داده در 6 ناحیه بارشی بررسی شد و نتایج این بخش نشان می دهد که بطورکلی داده هایGPM  دارای بیشترین و TRMM کمترین کارایی در برآورد نمایه های حدی بارش در ایران است. در دو ناحیه بارشی غرب و همچنین جنوب شرق و مرکز این پایگاه های داده دارای کارایی بیشتری نسبت به دیگر نواحی در برآورد نمایه های حدی بارش در ایران هستند.