چرخند

یکی از مشکلاتی که کشاورزی در دنیا بویژه در مناطق خشک با آن روبه‌رو است، نوسان میزان بازده محصولات دیم طی سالهای مختلف است. از نظر فعالیتهای کشاورزی عوامل مؤثر در توسعه کشت دو دسته است. دسته اول عواملی که یا در طول زمان ثابتند یا می‌توان با به کارگیری فناوری و روشهای اصلاحی، آنها را اصلاح نمود. دسته دوم عوامل ناپایدارند که در ارتباط با آب و هوای هر منطقه‌اند، همچون میزان بارش، درجه حرارت، رطوبت نسبی و ... که کنترل آنها تقریباًً از دست انسان خارج است. زیرا تغییر آب و هوا متناسب با نیاز هر محصول فقط در شرایط گلخانه‌ای آن هم در مقیاس کوچک امکان‌پذیر است. بنابراین شناخت معیارهای اقلیمی مؤثر بر میزان محصول بسیار حائز اهمیت است؛ زیرا با تهیه مدلهایی برای پیش‌بینی محصول می‌توان برنامه‌ریزیهای لازم را برای تأمین نیازها در صورت کمبود و ذخیره در سیلوها در صورت مازاد انجام داد. در این پژوهش معیارهای اقلیمی مؤثر در میزان عملکرد محصول گندم دیم در استان آذربایجان غربی مطالعه شده و با ایجاد مدلهای رگرسیون چند متغیره، روابط موجود بین میزان بازده محصول و معیارهای اقلیمی بررسی شده است. در نهایت، مدلهایی برای پیش‌بینی میزان بازده محصول گندم دیم در استان آذربایجان غربی ارائه شده است. نتیجه این بررسی نشان می‌دهد که معیارهای مجموع بارش سالیانه و میانگین تعداد روزهای یخبندان سالیانه سهم بیشتری در تولید مدلهای نهایی دارند.

برای مبارزه با پدیده خشکسالی و مشکل کم آبی ، افزایش بارش از طریق بارورسازی ابرها بعنوان یکی از راههای نوین تأمین استحصال منابع آب مطرح گردیده و از طریق شناسایی قابلیتهای سیستم های باران زا در تولید بارش و تحلیل سینوپتیکی آنها به این مقصود می توان نائل شد . پژوهش حاضر که در منطقه کرمان صورت گرفته است با استفاده از اطلاعات جوّ بالای منطقه و توجه به شرایط سینوپتیکی و دینامیکی جو و مطالعه ویژگیهای ترمودینامیکی هوایی که منطقه را تحت تأثیر قرار می دهد ، سه الگوی سینوپتیکی : کم فشارهای سودانی ، سیستم های ترکیبی سودانی – مدیترانه ای و کم فشارهای مدیترانه ای استخراج گردیده است . نتایج مطالعه نشان می دهد که برای اجرای پروژه های باروری ابرها و جبران کم آبی منطقه ، لازم است تا از الگوهای مذکور استفاده شود.

سطح آب دریای خزر، علاوه بر تغییرات چند ساله و فصلی، دارای تغییرات ناگهانی و با تداوم های ساعتی و روزانه نیز هست که بر اثر الگوهای گردشی جو ایجاد می شوند و برخی مواقع بعضی از این نوسان ها آنقدر شدید است که خسارات سنگینی را به فعالیت های اقتصادی و اجتماعی نواحی ساحلی وارد می سازد. هدف از این پژوهش، شناخت همدیدی عوامل موجد ترازهای توفانی سواحل جنوبی دریای خزر است تا از اطلاعات حاصل از شناخت آنها بتوان در برنامه ریزی های محیطی به منظور کاهش خسارات استفاده نمود. این پژوهش در سال 1386 در سواحل جنوبی دریای خزر با استفاده از داده های همدیدی و آمارهای ساعتی برگرفته از CDC و ایستگاه های تراز سنجی در منطقه به روش کتابخانه ای و به شیوه همدیدی و توصیفی در محدوده 20 درجه غربی تا 80 درجه شرقی و 20 درجه تا 70 درجه شمالی انجام گرفت. یافته های این پژوهش نشان می دهد که ترازهای توفانی بیش از 50 سانتیمتر در سواحل جنوبی دریای خزر بر اثر ورود سامانه هایی که از ده منطقه جغرافیایی به این شرح، دریای سرخ، مدیترانه شرقی، مدیترانه غربی، سیبری، شمال افریقا، شمال اطلس شمالی، میانه اطلس شمالی، جنوب اطلس شمالی، دریای سیاه و نواحی قطبی منشا می گیرند و به اشکالی با تیپ آرایشی زین، چرخند، واچرخند، زبانه های چرخندی و واچرخندی بر روی نقشه های همدیدی ظاهر می گردند، ایجاد می شود. بررسی زمان وقوع و فراوانی سامانه های مختلفی که ترازهای توفانی را به وجود آورده اند و همچنین منشا و مسیر حرکت آنها گویای آن است که نقش دریا به عنوان منبع انرژی یا تقویت کننده انرژی سامانه ها بسیار مؤثر بوده، به احتمال زیاد طول مسیر عبور این سامانه ها از روی دریا با بلندی ارتفاع ترازهای توفانی در ارتباط خواهد بود.

پژوهش حاضر به بررسی همدیدی کنش های چرخندی در ترازهای مختلف جوی ایران پرداخته است. مناطق چرخندزایی و مسیرهای حرکتی آن ها را می توان توسط الگوریتم های مشخصی تعیین کرد. این پژوهش در راستای شناسایی موقعیت زمانی و مکانی چرخندهای تاًثیرگذار بر ایران در مقیاس ماهانه و فصلی انجام شده است. برای شناسایی چرخندها، داده های 6ساعته ی ارتفاع ژئوپتانسیل (HGT) تراز 1000 ،925 ،850 ،700 و500 هکتو پاسکال برای مختصات 30 درجه غربی تا 80 درجه شرقی و0 تا 80 درجه شمالی برای سال 1369 از پایگاه اقلیمی NCEP/NCAR استخراج گردید. با بررسی آماری چرخندهای ترازهای مختلف این نتایج به دست آمد: تراز 500 هکتوپاسکال با 2284 چرخند در سال 1369 در کل محدوده ی مورد مطالعه بیشترین تعداد چرخند را بین همه ی ترازها داشته و کمترین فراوانی نیز مربوط به تراز 850 هکتوپاسکال بوده که تنها 990 چرخند را داشته است. بطور کلی در تراز 700و500 هکتوپاسکال دوره اوج فعالیّت چرخندهای مدیترانه ای آذر و بهمن ماه بوده است و در کل دوره ی سرد سال بر روی کشور ایتالیا یک مرکز چرخندی وجود داشته است. مرکز چرخندی دوم در شرق ایتالیا از یونان تا قبرس کشیده شده است. در فصل زمستان مراکز چرخندزایی ایتالیا به نیمه شرقی دریا و روی قبرس، سوریه و ترکیه منتقل می شود. این مکان ها کانون های اصلی چرخندزایی فصل زمستان را تشکیل می دهند. به طور کلی به نظر می رسد محدوده ی گسترش چرخندهای دینامیکی از تراز 500 تا تراز 700 هکتو پاسکال می باشد و تنها در حالتی که چرخندی خیلی قوی باشد در ترازهای پایین تر از 700 هکتوپاسکال دیده می شود.

کشور ایران به جهت قرار گیری بر روی کمربند بیابانی نیمکره شمالی، آب و هوای خشک و بیابانی بر قسمت های زیادی از آن مستولی است. به دلیل همین موقعیت جغرافیایی ریزش های جوی در حیات و زندگی انسانی و جانوری آن نقش بسیار مهمی دارد و با توجه به این که منابع رطوبتی کشور در خارج از آن قرار دارد و این ریزش های جوی از سالی به سال دیگر نوسان دارند نقش سامانه های باران زا پررنگ تر می شود. یکی از مکانیسم های مهمی که باعث ایجاد ناپایداری و تراکم می شود چرخندها می باشد. به همین جهت شناخت مراکز چرخندی و مناطق چرخندزایی می تواند در مطالعات محیطی، برنامه ریزی و مدیریت منابع آب و بلایای طبیعی ، پیش بینی های جوی و توسعه اجتماعی اقتصادی کشور بسیار مهم و ضروری می باشد. در این پژوهش از داده های بازکافت شده ارتفاع ژئوپتانسیل NCEP/NCAR در 6 تراز جو(1000، 925، 850، 700، 600، hpa 500 ) برای سال 1371 شمسی استفاده شده است. برای شناسایی و جایابی کنش های چرخندی دو شرط در نظر گرفته شده است که عبارت اند از: 1- ارتفاع ژئوپتانسیل یاخته مورد بررسی نسبت به هر 8 همسایه پیرامونش کمینه باشد. 2- بزرگی شیو ارتفاع ژئوپتانسیل بر روی کرنل مورد بررسی برابر یا بیشتر از 100 متر بر 1000 کیلومتر باشد. در این پژوهش مراکز چرخندی و مناطق چرخندزایی و شدیدترین مرکز چرخندی هر تراز شناسایی شده است. با توجه به محاسبات انجام شده مشخص گردید که بیشینه درصد فراوانی چرخندها در 3 فصل اول سال در تراز hpa 500 و در فصل زمستان در تراز hpa 1000 و کمینه آنها در دو تراز 850 و hpa 700 رخ داده است. همچنین مراکز چرخندزایی که چرخندهای آنها کشور ایران را تحت تأثیر قرار می دهند شامل منطقه چرخندزایی جنوا، جنوب ایتالیا، جزایر سیسیل و ساردنی، جنوب یونان، دریای آدریاتیک، غرب اسپانیا، لیبی و الجزایر، ایسلند می باشد. در پایان یک رابطه همبستگی بین درصد فراوانی فصلی چرخندها با میانگین بارش کشور برقرار شد که نشان می دهد بین درصد فراوانی چرخندها با میانگین بارش کشور رابطه همبستگی مثبت وجود دارد.

در این مطالعه به منظور شناسایی الگوهای همدید موجد بارش های ابرسنگین استان آذربایجان شرقی از رویکرد محیطی به گردشی بهره گرفته شد. بدین منظور نخست با استفاد از روش آماری حد نهای تیپ یک با دوره بازگشت ده هزار ساله، شاخص بارش برای 9 ایستگاه سینوپتیکی و کلیماتولوژی واقع در سطح استان تعیین و با در نظرگیری شرط فراگیر بودن این بارش ها، 25 روز تحت عنوان روزهای همراه با بارش فراگیر ابرسنگین برای استان آذربایجان شرقی مشخص شد. سپس با اعمال خوشه بندی ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 1000 هکتوپاسکال روزهای مذکور، سه الگوی چرخند بهاره، گردنه هم فشار و چرخند زمستانه تحت عنوان الگوهای موجد این بارش ها شناسایی گردید. تحلیل همدید این الگوها نشان داد که در تمامی آن ها، کم فشار قطبی و پرفشار جنب حار ه ای ضمن انحراف از موقعیت به هنجار و بلند مدت خود، زبانه های آن ها بر روی منطقه مدیترانه خاورمیانه گسترش می یابد. لذا، این شرایط به وجود آمده در مراکز ذی ربط، باعث افزایش شیو مداری دما فشار و برقراری گردش نصف النهاری و ایجاد سردچاله ها و سامانه مانع، در منطقه مدیترانه خاورمیانه و به تبع در منطقه مورد تحقیق شده بود. بنابراین استان آذربایجان شرقی به طور همزمان تحت تأثیر سامانه های عرض های بالا و پایین قرار می گیرد. تحلیل ترمودینامیک با استفاده از داده های ایستگاه رادیو گمانه تبریز نشان داد که شرایط ناپایداری بالقوه در هنگام رخداد بارش ابرسنگین بر نیمرخ قائم جو مستولی گشته بود. در واقع چون در این دوره ها منطقه مورد مطالعه، تحت نفوذ سامانه های عرض های پایین و بالا قرار داشت و این سامانه ها در ترازهای مختلف ارتفاعی، از بُعد دمایی رطوبتی اختلاف شایانی با هم دارند، یک اشکوب بندی دمایی رطوبتی در جو شکل گرفته و سبب ایجاد ناپایداری بالقوه در نیمرخ قائم جو شده بود.

در این مطالعه به بررسی همدید و سه بعدی مراکز چرخندزایی و همبستگی آنها با بارش کشور به شیوه مقایسه ای در ترازهای مختلف جو در سال 1372 پرداخته شده است. بررسی چرخندها در مقیاس های مختلف و به شیوه های گوناگون و با استفاده از انواع معیارها در جهت شناسایی توده هواهای بارش زا، طوفان ها و ... در یک منطقه صورت می گیرد تا از این طریق الگوهای جوی موجد این توده های هوا و چرخندها مطالعه و مسیرهای چرخندی و عوامل گوناگون تأثیرگذار بر روی آن تحلیل شود. برای شناسایی و مکانیابی چرخندها از الگوریتم طراحی شده در محدوده مورد مطالعه؛ یعنی طول جغرافیایی 30 درجه غربی تا 80 درجه شرقی و عرض جغرافیایی 0 تا 80 درجه شمالی و از داده های بازکاوی شده ارتفاع ژئوپتانسیل پایگاه داده ای NCEP/NCAR با تفکیک زمانی 6 ساعته روزانه (00 و 06 و 12 و 18 زولو) و تفکیک مکانی 2/5 در 2/5درجه استفاده شده است. برای مکان یابی چرخندها از نرم افزار گردز و برای واکاوی و ترسیم نقشه ها از نرم افزار مت لب، سرفر و اکسل استفاده شده است. نتایج مطالعه حاکی از آنست که در ترازهای 500 و 1000 هکتوپاسکال چرخندهای بیشتری نسبت به ترازهای مابین آنها وجود دارد. در ترازهای بالائی جو همبستگی بیشتری بین چرخندها و بارش در مناطق شمال غربی و غربی کشور دیده می شود. همچنین در مناطق جنوب شرق و شرق کشور همبستگی بین بارش و چرخندها در ترازهای پایین جو نمود بیشتری دارد.

ا ین تحقیق جهت بررسی سازوکارگرمباد در رشته کوه های البرزغربی انجام شد. ابتدا داده های دمای روزانه، متوسط و بیشینه روزانه، رطوبت نسبی کمینه، متوسط و بیشینه روزانه، سمت و سرعت باد ساعتی دوره آماری (2010-2006) گردآوری شد. برای استخراج مجموع فراوانی وقوع فون، روزهای گرم با استفاده از شاخص بالدی استخراج و با در نظر گرفتن جهت باد نسبت به موقعیت ایستگاه ها و افزایش دما نسبت به روزهای قبل به عنوان روزهای همراه با وقوع فون شناسایی گردید. بعد از آن با استفاده داده های پایگاه NCEP/NCAR نقشه ترازهای مختلف جوی ترسیم شد. سپس موقعیت هسته های پرفشار و کم فشار های همجوار بر روی نقشه ها تعیین گردید. نتایج بیانگر آن است، ایستگاه ماسوله با فراوانی 41 روز و ایستگاه آستارا و بندر انزلی با 18 روز، بالاترین و پایین ترین رخداد های پدیده گرمباد را داشتند. بررسی های انجام شده بر روی نقشه های همدیدی 35 نمونه رخداد گرمباد نشان داد که در مجموع سه گروه از مراکز واچرخندی یا پرفشار در روز های درگیر پدیده فون بر الگوی همدیدی منطقه موثر هستند. گروه اول زبانه های پرفشار سیبری که هسته های آن با توجه به فصل و شرایط همدیدی در محدوده ای ببن دریاچه بایکال و بالخاش و شمال پاکستان استقرار دارند. هسته های کم فشار بر روی دریای مازندران قرار داشته و اختلاف فشار بین زبانه پرفشار دامنه های بیرونی البرز و پهنه دریایی مازندران سبب ایجاد شیو فشاری می گردد. در این الگو جریانات چرخندی با فرارفت رطوبتی دریای مازندران بر روی دامنه های غربی ارتفاعات البرز سبب ایجاد بارش و جریان گرم حاصل از گرمایش بادررو دامنه های رو به باد باعث افزایش دما می گردد. گروه دوم واچرخند عربستان می باشد که در این نمونه ها هسته های واچرخند بر روی جنوب غرب ایران مستقر می شوند. با گسترش شمال سوی زبانه پرفشار عربستان تا شمال غرب ایران و وجود کم فشار جنب قطبی در منطقه دریای خزر با تشدید شیو فشاری باعث گردیده جریانات با راستای جنوب غربی عمود بر ارتفاعات بوزند. جریانات غربی واچرخند عربستان در یک گردش واچرخندی رطوبت دریاهای گرم جنوبی را به شمال غرب ایران فرارفت می کنند. گروه سوم ترکیبی از واچرخندهای آفریقا، مهاجر ،پرفشار سیبری و زبانه های آن عامل ایجاد شیو حرارتی و فشاری بر روی منطقه مطالعاتی و غرب ارتفاعات البرز می شوند. و زمینه شکل گیری پدیده گرمباد را فراهم می کنند.

چرخندها یکی از مهم ترین عوامل تعیین کننده شرایط جوی بویژه بارش عرض های میانه هستند. تغییر در ویژگی چرخندهای یک ناحیه می تواند منجر به تغییر شرایط بارشی آن ناحیه شود. از این رو مطالعه جنبه های عمده ای از تغییرات چرخندها می تواند تغییرات شرایط بارشی را آشکار سازد. در مطالعه حاضر تغییرات رخ داده در چرخندهای موثر بر بارش حوضه آبریز رود زرد (زیر حوضه جراحی در استان خوزستان) طی سال های آبی 1356-1355 الی 1393-1392 به صورت دهه ای بررسی شده است. برای این منظور از نقشه های ارتفاع تراز 1000 هکتوپاسکال استفاده شد. نتایج بررسی های انجام شده نشان داد وسعت منطقه تحت حاکمیت و همچنین فراوانی چرخندها در دهه های مورد مطالعه و به تبع آن فراوانی روزهای بارش حاصل از این سامانه ها و مجموع بارش های حاصل از کنش های چرخندی سالانه در حوضه آبریز رود زرد طی دوره مورد مطالعه، روند کاهشی داشته اند. وسعت طولی منطقه تحت حاکمیت چرخندها از 5/72 درجه طول جغرافیایی در دهه اول به 55 درجه طول جغرافیایی در دهه چهارم و وسعت عرضی منطقه تحت حاکمیت چرخندها از 30 درجه عرض جغرافیایی به 25 درجه عرض جغرافیایی کاهش پیدا کرده است. بررسی سال به سال ورود چرخندهای موثر بر بارش حوضه آبریز رود زرد از مرز غربی به ایران نیز نشان داد که کمینه عرض جغرافیایی ورود چرخندها به کشور از سال آبی 66-65  و بیشینه آن از سال آبی 71-70 ناایستایی داشته است. به طوری که سال آبی 91-90 عرض جغرافیایی ورود چرخندها به ایران به باریک ترین مقدار مسیر خود رسیده است. تفاوت در میانگین فراوانی چرخندها در دو نیم دوره مورد مطالعه (نیم دوره اول: سال آبی 56-55 الی 74-73 و نیم دوره دوم سال آبی 75-74 الی 93-92) نیز حاکی از وجود جهش در فراوانی چرخندها می باشد.

نوسان بارش در سطح کشور بحران های زیست- محیطی زیادی  را در سال های اخیر ایجاد نموده است. در این پژوهش به منظور بررسی روزهای توأم با بارش فراگیر در ایران، دو گروه پایگاه داده شامل داده های جو بالا و داده های سطح زمین مورد واکاوی قرار گرفت. داده های جو بالا شامل؛ ارتفاع ژئوپتانسیل (متر)، فشار سطح دریا (هکتوپاسکال) که برای دوره ی آماری 1363 تا 1392 (1986 تا 2013) در ابعاد مکانی، 10 تا 60 درجه عرض شمالی و 40- تا 80 درجه طول شرقی از مرکز ملی پیش بینی محیطی آمریکا و پژوهش های جوی (NCEPNCAR) اخذ گردید. این ابعاد به منظور شناسایی سیرچرخندهایی که از دریای مدیترانه به ایران انتقال یافته انتخاب شد. داده های سطح زمین، از داده های میان یابی شده ی بارش روزانه ی 2939 ایستگاه و 19724 روز بر روی یاخته هایی به ابعاد 14×14 کیلومتر به روش کریجینگ در طی دوره ی آماری به دست آمد. به منظور تحلیل بارش های فراگیر منطقه، نمایه پایه ی صدک 25 ام برای بررسی انتخاب شد. بر اساس این صدک هرگاه 5 درصد از ایران دارای بارش باشد به عنوان روز بارش فراگیر برگزیده خواهد شد. نتایج این پژوهش حاکی از آن است که بر اساس مسیر چرخندهای انتقال یافته به ایران هرگاه این مسیرها با دریای سرخ و سیاه ادغام گردد بر تأثیر آن ها بر رخداد بارش و فراوانی آن ها افزوده می شود. در زمان رخداد بارش در نواحی غرب و شمال غرب ایران بارش های یکنواختی تجربه شد، درحالی که نواحی شرق و شمال شرق ایران تحت تأثیر سیکلون های کم توان قرار گرفت و درنتیجه رخداد بارش در این نواحی  بطور چشم گیری سیر نزولی پیدا کرد.