تیپ هوا

در این پژوهش به منظور تحلیل تیپ های هوای زابل 7 متغیر از اول فروردین ماه 1358 تا بیست و نهم اسفندماه 1382 در ایستگاه سینوپتیک زابل بررسی گردید. انجام تحلیل خوشه ای بر روی آرایه ی داده های استاندارد شده (Stnd9088:18) و ادغام روزها بر اساس روش «وارد» نشان داد؛ زابل دارای 6 تیپ هوا می باشد که عبارتند از: 1- تیپ معتدل 2- تیپ بارشی 3- تیپ بسیار گرم و خشک 4- تیپ گرم، خشک و بادی 5- تیپ سرد و بادی و 6- تیپ بادی. بر اساس یافته های این پژوهش تیپ هوای سرد و بادی و تیپ بادی فراوان ترین و بادوام ترین، تیپ بارشی، کم بسامدترین و تیپ بسیار گرم و خشک،کم دوام ترین تیپ های هوای زابل هستند. در ادامه برای هر تیپ یک روز به عنوان روز نماینده انتخاب گردید. فراوانی ماهانه و سالانه ی هر کدام از تیپ ها نیز محاسبه و مشخص گردید که فراوانی سالانه ی تیپ ها در سه دهه گذشته تغییر کرده است. در پایان به بررسی ارتباط این تیپ ها با الگوهای گردشی تراز میانی جو پرداخته شد و آشکار گردید که رخداد هر کدام از تیپ ها متاثر از الگوهای گردشی خاصی است. تحلیل همدید ارتباط تیپ های هوای زابل با الگوهای گردشی تراز 500 هکتوپاسکال نشان داد که تیپ بادی(تیپ 6) به عنوان گرمترین تیپ غالباً متاثر از الگوهای گردشی 14، 15 و 17 و تیپ های سرد و بادی (تیپ 5) و بارشی (تیپ 2) عمدتاً متاثر از الگوی گردشی 1، 2 و 16 می باشند.

در این پژوهش، از مجموعه داده های روزانه ی شش متغیر اقلیمی شامل میانگین حداکثر دمای روزانه، حداقل دمای روزانه، بارش روزانه، فشار بخارهوا، مولفه باد مداری و نصف النهاری استفاده گردید. دوره ی آماری داده ها از تاریخ 1/1/1360 تا 29/12/1382 به مدت 23 سال می باشد. ابتدا پایگاه داده ها در نرم افزار Matlab به صورت آرایش ماتریس Pm×n تشکیل شد. آرایش ماتریس P، ماتریسی از پایگاه داده ها است که در آن سطرها (m)، زمان و ستون ها (n)، عناصر اقلیمی هستند. سپس یک تحلیل خوشه ای پایگانی با روش ادغام وارد بر روی ماتریس استاندارد شده داده ها به منظور تیپ بندی صورت گرفت، پنج تیپ متمایز برای ایستگاه مشهد مشخص شد (تیپ معتدل، بارشمند، یخبندان، بسیار گرم و خشک بادی و گرم و خشک). یک روز نماینده نیز برای هر تیپ مشخص گردید. در پایان الگوهای گردشی تراز میانی جو (500 هکتوپاسکال) هر یک از تیپ ها تعیین شد. با توجه به نقشه های الگوهای گردشی، نقش سامانه های پرارتفاع عربستان و جنوب ایران در ایجاد شرایط گرم و خشک و نقش فرود مدیترانه، فرود شمال شرق ایران و پرفشار سیبری در سطح زمین در ایجاد دوره های سرد آشکار می شود.

در این پژوهش، به منظور تعیین و بررسی تیپ های هوای ایستگاه سینوپتیک اردبیل، از داده های روزانه ی 18 متغیّر اقلیمی دمای خشک، دمای تر، رطوبت نسبی، سرعت و جهت باد (هر کدام برای ساعات 03، 09 و 15 گرینویچ)، میانگین بارش، حداکثر و حداقل دمای روزانه ی آن ایستگاه در فاصله ی سال های 1358 تا 1385 استفاده شده است. از دوره ی آماری مورد مطالعه، تعداد 9918 روز دارای داده های کاملی از متغیّرهای مذکور بودند. پس از تشکیل ماتریس 18×9918 با آرایش P، فرایند استاندارد سازی داده ها انجام شد. سپس، بر روی ماتریس حاصله که سطر آن، تعداد روزها و ستون آن، تعداد متغیّرها بود، تحلیل خوشه ای انجام و تیپ های هوایی ایستگاه تعیین شد. آنگاه، بر اساس همبستگی های موجود، شش روز به عنوان نماینده ی شش تیپ هوایی ایستگاه اردبیل استخراج و ارتباط ویژگی های اقلیمی سطح زمین و تراز 500 هکتوپاسکال این روزها با تیپ های هوا مورد واکاوی قرار گرفت. نتایج تحلیل خوشه ای نشان داد که شش تیپ هوایی متمایز 1) گرم و خشک، بادی، 2) بسیار گرم و کم باران، 3) بسیار سرد و بارشی، 4) سرد و خشک، بادی، 5) معتدل، 6) گرم و مرطوب، مهم ترین تیپ های هوایی ایستگاه مورد بررسی هستند. در کل، تیپ های 1، 2 و 6، تیپ های گرم و تیپ های 3، 4 و 5، تیپ های سرد و معتدل ایستگاه بودند. نتایج بررسی های آماری نشان دادند که تیپ های شماره ی 6 (گرم و مرطوب) و 5 (معتدل)، به ترتیب در 4/29 و 5/17 درصد از روزهای سال فعالیت داشته و تیپ های غالب ایستگاه اردبیل محسوب می شوند. تیپ شماره ی 3، بیشترین بارش و کمترین دما و تیپ شماره ی 2، کمترین بارش و بیشترین دما را به خود اختصاص دادند. تیپ شماره ی 1، پربادترین تیپ ایستگاه محسوب می شود. تیپ شماره ی 6 نیز طولانی ترین عمر را در بین سایر تیپ ها دارد. نتایج تحلیل همدید تیپ های هوای ایستگاه مورد مطالعه نشان داد که هر یک از این تیپ ها، با الگوی گردشی جوّی خاصی مرتبط هستند. از عمده ترین این الگوهای جوّی در سطح زمین و تراز 500 هکتوپاسکال جوّ می توان به ریزش هوای سرد عرض های بالا توسط پرفشار سیبری و اروپایی و وجود مراکز بسته ی پرارتفاع آزور و جریان های غربی و جنوب غربی اشاره کرد.

در این پژوهش به منظور شناسایی تیپ های هوای سمنان 7 متغیر( که با توجه به ساعات سه گانه دیده بانی مجموعا 18 متغیر را شامل می شود) از اول فروردین ماه 1358 تا بیست و نهم اسفندماه 1382 در ایستگاه سینوپتیک سمنان بررسی گردید. انجام تحلیل خوشه ای بر روی آرایة داده های استاندارد شده(9094×18) و ادغام روزها بر اساس روش «وارد» نشان داد؛ سمنان دارای 5 تیپ هوا می باشد که عبارتند از: 1- تیپ معتدل 2- تیپ گرم و بادی 3- تیپ بسیار سرد، بارشی و مه آگین 4- تیپ بسیار گرم، خشک و بادی و 5- تیپ بسیار سرد و یخبندان. بر اساس یافته های این پژوهش تیپ هوای بسیار گرم، خشک و بادی فراوان ترین و بادوام ترین و تیپ معتدل، کم بسامدترین و کم دوام ترین تیپ های هوای سمنان هستند. در ادامه برای هر تیپ یک روز به عنوان روز نماینده انتخاب گردید. فراوانی ماهانه و سالانه هر کدام از تیپ ها نیز محاسبه و مشخص گردید که فراوانی سالانه تیپ ها در سه دهه گذشته تغییر کرده است. در پایان به بررسی ارتباط این تیپ ها با الگوهای گردشی تراز میانی جو پرداخته شد و آشکار گردید که رخداد هر کدام از تیپ ها متأثر از الگوهای گردشی خاصی است.

برای شناخت تیپ های همدید آب وهوایی در سیستان، از داده های روزانه ی 14 متغیّر اقلیمی ایستگاه زابل در بازه ی زمانی 01/01/1354 تا 30/12/1383 شمسی، در آرایه ای با آرایش P_(m×n) (متغیّرهای جوّی روی ستون ها و روزها روی سطرها) استفاده شده است. نخست، برای شناخت و کشف منابع اصلی پراش در اقلیم سیستان، تحلیلی از مؤلّفه ی اصلی روی نمره های استاندارد آرایه ی داده های اوّلیّه با آرایش 14×10825 انجام گرفت. نتایج این تحلیل نشان داد که سه مؤلّفه ی اصلی دمایی رطوبتی، بادی و بارشی، قادر به تبیین 87 درصد از پراش داده ها بوده و به عنوان مؤلّفه های اصلی تأثیرگذار انتخاب شدند. در گام بعدی، از آرایه ی مقادیر مؤلّفه های اصلی، به عنوان ورودی برای تحلیل خوشه ای و شناخت تیپ های همدید استفاده شده است. اجرای تحلیل خوشه ای پایگانی (فاصله ای) با روش ترکیبِ ترتیبی روی نمره های مؤلّفه ها، شش تیپ هوای متفاوت سیستان را نشان داد. این تیپ های هوا عبارتند از: تیپ هوای گرم، بدون بارش و نسبتاً آرام؛ تیپ هوای گرم و خشک، بدون بارش و بادی؛ تیپ هوای سرد، کم بارش و بادی؛ تیپ هوای پُربارش (بارش مند)، معتدل و نسبتاً بادی؛ تیپ هوای بسیارگرم و خشک، بدون بارش و پُرباد و تیپ هوای خیلی سرد، آرام و کم بارش. بررسی ویژگی های تیپ های هوا و مقایسه ی آنها با یکدیگر نشان داد که بارش و سرما در اقلیم منطقه، به شدّت متمرکز بوده و دوره ی فعّالیّت آنها بسیار محدود است. از سوی دیگر، تیپ هایِ هوایِ گرم و خشک، بخش بزرگی از سال را در کنترل خود دارند. چهار الگوی اصلی، فشار تراز دریا، رفتار و وضعیّت تیپ های هوای منطقه را تبیین و توجیه می کنند.

یکی از کارهایی که در زمینه اقلیم شناسی همدید انجام می شود تیپ بندی هواست. در این پژوهش به منظور شناسایی تیپ های هوای ایستگاه اهر ، داده های روزانه مربوط به 16 پارامتر جوی طی دوره آماری 1/1/1365 تا 10/10/1391 استفاده شده است. برای این کار یک تحلیل خوشه ای با روش ادغام وارد بر روی ماتریس استاندارد شده با آرایه P( 16 ×9227)، انجام گرفت که در این آرایه روز ها در سطرها ومتغیرها در ستون ها قرار دارند و در نهایت 5 تیپ هوا برای شهر اهر شناسایی شد که عبارتند از: 1- تیپ گرم، نیمه خشک و بدون بارش2- تیپ معتدل، نیمه مرطوب و کم بارش3- تیپ خیلی سرد و یخبندان، نیمه مرطوب و بدون بارش4- تیپ معتدل سرد، نیمه مرطوب و کم بارش5- تیپ سرد، بسیار مرطوب و پربارش. نتایج مطالعه نشان داد تیپ معتدل، نیمه مرطوب و کم بارش بیشترین فراوانی را در شهر اهر و تیپ گرم، نیمه خشک و بدون بارش کمترین درصد حاکمیت را دارا می باشند. همچنین بررسی تغییرات زمانی تیپ های شناسایی شده حاکی از سیر نزولی تیپ هوای سرد، مرطوب و پربارش بوده و این در حالی است که تیپ های هوای متمایل به گرم ، روند عکس (افزایشی) را نشان می دهد. همچنین تیپ های هوایی که در دوره سرد سال و در شش ماه دوم سال فعال هستند با 8/58 درصد بیشترین درصد حاکمیت را به خود اختصاص داده اند.

داشتن اطلاعات کافی از منطقه عملیات از مهم ترین و کلیدی ترین عوامل موفقیت در طرح ریزی، هدایت و اجرای موفقیت آمیز عملیات هاست و این مسئله به خصوص در مورد شرایط جوی منطقه، در عملیات آب خاکی از اهمیت دوچندان برخوردار می باشد. جهت انجام پژوهش و شناسایی تیپ های هوای جزیره ابوموسی جهت طرح ریزی و اجرای عملیات آب خاکی از داده های مربوط به 18 متغیر آب وهوایی در بازه زمانی 30 ساله (2021-1991) و همچنین از میانگین و حداکثر قدرت دریا در یک روز استفاده شده است. به منظور تجزیه وتحلیل آماری داده ها و به دست آوردن ویژگی های آماری هریک از تیپ های هوا، از نرم افزار متلب استفاده و جهت شناسایی تیپ های هوا، عناصر آب و هوایی در معرض تحلیل خوشه ای به روش ادغام وارد قرار گرفتند. پس از انجام عملیات آزمون وخطا برای گزینش شمار گروه های تشکیل دهنده تیپ های هوا، درنهایت چهار تیپ هوا، برای این جزیره شناسایی شد. برای تعیین مناسب ترین و بدترین تیپ هوا، از تحلیل سلسله مراتبی استفاده شده است. نتایج نشان داد که بر اساس مقایسه زوجی عناصر آب و هوایی برای تعیین اولویت تیپ هوا برای انجام عملیات آب خاکی عنصر سرعت باد و دید افقی بالاترین وزن را به خود اختصاص داده و مؤثرترین عناصر آب و هوایی در عملیات آب خاکی شناخته شدند. پس از تشکیل ماتریس تصمیم، وزن هریک از تیپ های هوا مشخص و تیپ هوای معتدل با بیشینه قدرت دریا با وزن 0.343 با دوره فعالیت در اواخر فصل زمستان و اویل فصل بهار بدترین تیپ هوا برای اجرای عملیات آب خاکی در جزیره ابوموسی برآورد شد.