پارامترهای هواشناسی

هدف این مطالعه بررسی روند تغییرات برخی از پارامترهای هواشناسی (میانگین سرعت باد، حداقل، حداکثر و میانگین دما، اختلاف دمای حداقل و حداکثر هوا، تبخیر از تشت، میانگین رطوبت نسبی، ساعات آفتابی، مقدار بارش، تعداد روزهای همراه با بارش بیش از 1، 5 و10 میلی متر، تعداد روزهای همراه با گرد و غبار، تعداد روزهای برفی، تعداد روزهای با دید کم تر از 2 کیلومتر و درجه روز بر مبنای دمای 18 و 21 درجه سانتی گراد) در ایستگاه تبریز در دوره آماری 2005-1970 در سه مقیاس زمانی ماهانه، فصلی و سالانه با استفاده از روش ناپارامتریک مان-کندال (MK) م ی باشد. تحلیل روند با دو روشMK مرسوم (برای سری های با ضرایب خود همبستگی غیرمعنی دار) و MK اصلاح شده (برای سایر سری ها) در سه سطح معنی داری 1%، 5% و 10% انجام شد. شیب خط روند با روش سن به دست آمد. نتایج نشان داد که در مقیاس سالانه پارامترهای تبخیر از تشت، حداقل، حداکثر و میانگین دما و درجه روز بر مبنای 21 درجه سانتی گراد دارای رون د افزایشی معنی دار در سطح 5% بوده ولی بارش، تعداد روزهای همراه با بارش بیش از 1 و 5 میلی متر و درجه روز بر مبنای 18 درجه سانتی گراد دارای روند کاهشی معنی دار (در سطح 5%) بودند. بقیه متغیرها در مقیاس سالانه روند معنی دار نشان نداده اند. شیب خط روند بارش سالانه 28/2- میلی متر در سال و شیب نظیر برای هر سه عنصرمیانگین، حداقل و حداکثر دما معادل 06/0 درجه سانتی گراد در سال بود. روند مشاهده شده در پارامترهای مورد بررسی بیانگر تغییرات اقلیمی روی داده در تبریز می باشد.

مدیریت و برنامه ریزی در مناطق حفاظت شده ایران، مستلزم داشتن اطلاعات کافی از تغییرات آب و هوا، منابع آب و خاک و شرایط رشد و توسعه اکوسیستم ها و زیستگاه های حیات وحش در آینده است. اقلیم یکی از ستون های شکل گیری و اساس تغییرات این زیست بوم ها محسوب می شود. در پژوهش حاضر، داده های HadCM3 با استفاده از مدل LARS-WG و تحت سه سناریوی B1، A2 و A1B در منطقه حفاظت شده لشکردر ملایر در استان همدان ریز مقیاس نمایی شد. سپس تغییرات پارامترهای بارش، کمینه دما، بیشینه دما و تابش در سال های 2011 تا 2039 برای فصول مختلف پیش بینی گردید. نتایج نشان داد که بیشترین تغییرات بارش در فصول بهار و زمستان و بیشترین تغییرات مربوط به دما در فصول تابستان و بهار رخ می دهد. بیشترین تغییرات ساعات آفتابی در فصل تابستان و کمترین تغییرات در فصل پاییز و زمستان رخ خواهد داد. بارش در اکثر ماه ها روند افزایشی داشته که بیشترین آن در ماه های مارس، آوریل و دسامبر و کمترین آن مربوط به ماه های می و ژانویه است. پارامترهای هواشناسی دمای کمینه و دمای بیشینه در تمام ماه ها روند افزایشی خواهند داشت. تغییرات ساعت آفتابی در ماه های آوریل، اوت، سپتامبر و دسامبرکاهشی و در بقیه ماه ها افزایشی است. به طور کلی نتایج نشان می دهد با تغییر سناریوهای اقلیمی که ریشه در مدیریت انسانی دارد پارامترهای هواشناسی در فصل زمستان روند کاهشی بیشتری نسبت به سایر فصول خواهند داشت. این درحالی است که فصل تابستان همواره دارای روند افزایشی در این پارامترهاست. بنابراین شرایط رشد و نمو و فنولوژی گیاهان، حاصلخیری ماهیانه و سالیانه، متابولیسم میکروبی خاک و شرایط رطوبتی زیست بوم تغییر یافته، بنابراین لزوم تغییر برنامه های مدیریتی در 30 سال آینده این منطقه حفاظت شده ضرورت می یابد.

توسعه شهرنشینی و آلودگی هوای شهری از مهم ترین موضوعاتی است که امروزه در ارتباط با اقلیم مطرح است. گسترش شهرنشینی و توسعه شهرها، افزایش جمعیت، توسعه فعالیت های صنعتی و مصرف بی رویه سوخت های فسیلی به شدت آلودگی هوا را افزایش داده و میزان آن را بیش از ظرفیت محیط کرده است. در کشور ما، انتشار آلاینده های هوا در برخی از کلان شهرها به میزان خطرناکی رسیده است، مشهد در برخی روزهای سال از آلوده ترین شهرهای کشور به شمار می رود. دی اکسید نیتروژن یکی از شاخص های آلودگی هوا است. در این مطالعه از داده های دی اکسید نیتروژن سنجنده OMI و پارامترهای هواشناسی مانند باد، دمای سطحی و دید افقی برای بازه زمانی 2004 تا می 2016 جهت بررسی آلودگی هوای ناشی از دی اکسید نیتروژن شهر مشهد استفاده شده است. نتایج نشان می دهند بیشترین (کمترین) مقدار دی اکسید نیتروژن در فصل های سرد (گرم) سال اتفاق می افتد. به طوری که بیشترین مقدار دی اکسید نیتروژن در ماه ژانویه برابر 10 15 ×5.56 مولکول بر سانتی متر مربع و کمترین مقدار آن در ماه سپتامبر برابر 10 15 ×4.18 مولکول بر سانتی متر مربع می باشد. انحراف معیار دی اکسید نیتروژن نیز نشان می دهد که بیشترین تغییرات در فصل های سرد سال رخ می دهد. همچنین نتایج نشان دادند باد غالب در شهر مشهد از سمت جنوب می باشد و اغلب بادهای این شهر سرعت کم دارند. ضریب همبستگی دی اکسید نیتروژن با باد و دمای سطحی به ترتیب برابر 0.36- و 0.57- است که اهمیت بیشتر دما در تغییرات دی اکسید نیتروژن شهر مشهد را نشان می دهد. همچنین ضریب همبستگی دی اکسید نیتروژن با دید افقی برابر 0.15- است که نشان می دهد با افزایش آلودگی هوای ناشی از دی اکسید نیتروژن دید افقی کاهش می یابد. با استفاده از آنالیز طیفی کمترین مربعات دوره های تناوب شش و دوازده ماهه مشاهده شد که از نظر آماری نیز معنی دار شناخته شدند. پس از حذف مولفه های معنی دار از سری زمانی میانگین ماهانه دی اکسید نیتروژن ، روند محاسبه شد. مقدار روند دی اکسید نیتروژن در هر سال برای شهر مشهد 10 13 ×2.41 مولکول بر سانتی متر مربع بدست آمد.

تبخیر- تعرق گیاه مرجع یکی از مهم ترین مولفه های هیدرولوژیکی بوده و تخمین مناسب آن در پژوهش های بیلان آب، مدیریت منابع آب و بهبود مصرف آب در بخش کشاورزی کاربرد دارد. در این مطالعه به بررسی اثرات مستقیم و غیرمستقیم پارامترهای هواشناسی بر روی ET 0 در استان آذربایجان غربی با استفاده از تجزیه ی علیت پرداخته شد. بدین منظور از آمار هواشناسی ایستگاه سینوپتیک استان آذربایجان غربی با بیش از 20 سال آمار، استفاده شد. جهت برآورد ET 0 ، از فرمول FAO-PM56 استفاده گردید. در ادامه مقدار ET 0 با استفاده از مدل رگرسیون چندگانه خطی نیز تخمین زده شد. سپس به منظور ارزیابی عملکرد مدل رگرسیونی، از آماره های جذر میانگین مربعات خطا ( RMSE )، میانگین قدرمطلق خطا ( MEA )، ضریب سات- ناش کلایف ( NSH ) و ضریب تعیین ( R 2 ) استفاده گردید. آنگاه ضریب همبستگی بین ET 0 و هر یک از پارامترهای هواشناسی به دست آمد و سپس تاثیر اثرات مستقیم ( P ) و غیر مستقیم هر یک از پارامترهای هواشناسی بر روی ET 0 با استفاده از روش تجزیه علیت محاسبه شد. جذر میانگین مربعات خطا مابین 0/05و 0/15و میانگین قدر مطلق خطا مابین 0/04و 0/12، ضریب سات- ناش کلایف مابین 0/91و 0/99و ضریب تعیین مابین 0/91و 0/99، بدست آمد. همچنین مشخص شد که سرعت باد در تمامی ایستگاه های مورد مطالعه، همبستگی معنی داری (در سطح 0/01درصد) با ET 0 دارد. از نتایج تجزیه علیت مشخص شد که بیشترین مقدار P (اثر مستقیم پارامترهای هواشناسی بر ET 0 ) در همه ایستگاه ها متعلق به سرعت باد می باشد که مقدار آن برای ایستگاه های ارومیه؛ 0/85، پیرانشهر؛ 0/99،تکاب؛ 0/97، خوی؛ 0/90، سردشت؛ 06/1؛ ماکو؛ 0/64و مهاباد؛ 0/78می باشد.

در این پژوهش اثرهای مستقیم و غیرمستقیم پارامترهای هواشناسی بر روی ET0 در استان آذربایجان شرقی با استفاده از تجزیه علیت بررسی شده است. برای برآورد ET0، از فرمول فائو- پنمن مانتیث استفاده شد. مهم ترین پارامترهای هواشناسی مؤثر بر ET0، با استفاده از رگرسیون گام به گام شناسایی، به منظور ارزیابی عملکرد مدل رگرسیونی، از آماره های MAPE، R2، RMSE، و MAE استفاده شد و اثرهای مستقیم و غیر مستقیم هر یک از پارامتر بر ET0 با استفاده از تجزیه علیت محاسبه شد. مقدار MAPE مابین 43/0 و 87/0، R2 مابین 97/0 و 99/0، RMSE مابین 042/0 و 092/0، و MAE مابین 033/0 و 057/0 به دست آمد. سرعت باد در ایستگاه های مورد مطالعه (به جز ایستگاه اهر) همبستگی معنی داری با ET0 نشان داد. با توجه به نتایج تجزیه علیت، بیشترین مقدار اثر مستقیم پارامترهای هواشناسی بر ET0 در همه ایستگاه ها به جز اهر متعلق به سرعت باد بود که مقدار آن برای تبریز 637/0، جلفا 787/0، سهند 877/0، سراب، 578/0، مراغه، 850/0، و میانه 780/0 است و در ایستگاه اهر متعلق به پارامتر Tmax معادل 398/0 بود. کمترین مقدار اثر مستقیم پارامترهای هواشناسی بر ET0 در منطقه مورد مطالعه متعلق به حداقل درجه حرارت هوا بوده است.

در این پژوهش سعی شد با کاربرد مدل رگرسیون و بر اساس متغیرهای ضخامت نوری هواویزها و پارامترهای هواشناسی، میزان ذرات معلق برآورد و دقت آن ارزیابی شود . برای این منظور داده های غلظت ذرات معلق کوچک تر از 10 میکرومتر، داده های دما، رطوبت نسبی، سرعت باد، دید افقی و ابرناکی، ارتفاع لایه مرزی، ضخامت نوری هواویزها حاصل الگوریتم های ادغامی دیپ بلو و دارک تارگت 550/0 نانومتر به کار گرفته شد. نتایج نشان داد میزان نوسانات ذرات معلق که توسط مدل قابل توجیه است تصادفی نیست (در سطح اطمینان 99درصد)، هر چند که تغییرات توجیه شده توسط مدل ها کم (16درصد در فصل گرم و 20درصد در فصل سرد) است و خطاهای محاسبه شده در بخش ارزیابی روشن نمود که مدل های ارائه شده، دقت زیادی ندارند. همچنین مشخص شد در فصل گرم متغیر سرعت باد می تواند نتایج حاصل از مدل رگرسیون رابطه ضخامت نوری هواویزها و غلظت ذرات معلق کوچک تر از 10 میکرومتر را بهبود ببخشد و در فصل سرد نیز وجود متغیرهای ارتفاع لایه مرزی و دما در مدل رگرسیون به لحاظ آماری قابل قبول است و باعث بهبود نتایج مدل می شود. واژه های کلیدی: ذرات معلق، ضخامت نوری هواویزها، مدل رگرسیون، پارامترهای هواشناسی، تهران.

پیش بینی تقاضای آب شهری کمک مؤثری به مدیران و بهره برداران سیستم های آب شهری می باشد تا بتوانند نسبت به مدیریت صحیح مصرف، مخازن، پمپ ها، شیرآلات و تصفیه خانه ها اقدام نمایند. مصرف کوتاه مدت آب تابعی از پارامترهای مختلف و متنوع مانند شرایط اقلیمی و هواشناسی، مناسبت های فرهنگی، اقتصادی، اجتماعی و مصارف گذشته می باشد. به دلیل همین تنوع، پیش بینی مصرف کوتاه مدت به صورت تحلیلی بسیار مشکل و یا ناممکن می باشد. در این شرایط استفاده از سیستم های هوشمند مانند شبکه های عصبی مصنوعی می تواند به عنوان یک گزینه راهگشا مطرح گردد. در این تحقیق با استفاده از شبکه های عصبی پرسپترون چندلایه و با الگوریتم آموزشی پس انتشار خطا، میزان مصرف یک روزه آب شهر همدان بر اساس پارامترهای هواشناسی و داده های تاریخی مصارف گذشته پیش بینی می شود. نتایج این تحقیق نشان می دهد که با اطلاعات محدود قابل دسترس، شبکه عصبی با دولایه نهان که به ترتیب دارای یک و هفت نرون می باشند توانسته است میزان تقاضای روزانه آب شهر همدان را با ضریب همبستگی بیش از ۸5 درصد و خطای متوسط حدود دو درصد تخمین بزند. بدیهی است با افزایش تعداد داده ها در یک دوره زمانی گسترده تر، میزان دقت مدل قابل بهبود می باشد. در این مقاله همچنین با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی، یک فرمول ساده برای پیش بینی میزان مصرف روزانه آب شهر همدان تولیدشده است و با ورود داده های درجه حرارت هوا و مصرف آب روز قبل، میزان مصرف روز بعد به دست می اید. نتایج این تحقیق نشان می دهد که این فرمول قادر است میزان تقاضای روزانه آب شهر همدان را با میانگین خطای مطلق حدود 75/2 درصد، تخمین بزند.

امروزه با افزایش میزان آلودگی هوا، ضرورت شناخت بیشتر علل وقوع آن را مطرح ساخته است. در این میان ازون تروپوسفری می تواند بر سلامتی انسان و محیط زیست اثر گذار باشد. از این رو هدف این پژوهش بررسی روند تغییرات غلظت ازون تروپوسفری با پارامترهای هواشناسی، پیش سازهای ازون (دی اکسید نیتروژن و اکسیدهای نیتروژن) است. در این پژوهش از داده های ایستگاه هواشناسی کرمانشاه و ایستگاه کیفیت هوای ادراه کل حفاظت محیط زیست کرمانشاه (ایستگاه زیبا پارک) در بازه ی 10 ساله (1386 تا 1395) استفاده شده است. در این پژوهش تغییرات غلظت ازون تروپوسفری و ارتباط آن با تغییرات اکسیدهای نیتروژن (NOX) و NO2 پارامترهای هواشناسی شهر کرمانشاه انجام شده است. براساس نتایج، بیش ترین غلظت ازون تروپوسفری در ساعت های 14 تا 16، ماه های خرداد، تیر و مرداد رخ داده است، بالاترین مقدار غلظت ازون تروپوسفری فصلی نیز در فصل تابستان و بهار ثبت شده است. مطالعه پارامترهای هواشناسی مانند دمای هوا و سرعت باد نشان داد که ارتباط مستقیمی با میزان غلظت ازون تروپوسفری دارد. از طرفی با افزایش میزان بارندگی غلظت ازون تروپوسفری کاهش پیدا می کند. نتایج بررسی رابطه بین ازون تروپوسفری، اکسیدهای نیتروژن و دی اکسید نیتروژن نشان داد که بیشترین مقدار ازون تروپوسفری در کمترین مقدار اکسیدهای نیتروژن و دی اکسید نیتروژن رخ می دهد و تغییرات غلظت ازون تروپوسفری در طول روز برعکس تغییرات اکسیدهای نیتروژن و دی اکسید نیتروژن است.