تحلیل مؤلفه ی اصلی

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.

باد شمال یکی از رویدادهای جوّی مهم منطقه خاورمیانه و عراق است که در دوره گرم سال فعال شده و موجب رخداد توفان های گرد و غبار در منطقه می شود. هدف از این پژوهش، بررسی اقلیم شناسی باد شمال با استفاده از داده های بلندمدت است. برای دستیابی به این هدف، داده های ساعتی فشار تراز دریا، ارتفاع ژئوپتانسیل، بادِ مداری و باد نصف النهاری برای 4 تراز 1000، 850، 700 و 500 هکتو پاسکال و دوره 44 ساله و در تفکیک مکانی 25/0 درجه قوسی از پایگاه داده کوپرنیکوس برداشت شد. برای هر متغیر و هر تراز با توجه به محدوده مورد مطالعه، ماتریسی به ابعاد 365×17061 مهیا شد و درنهایت داده های بلندمدت فشار تراز دریا، مبنای کار قرار گرفت. تحلیل مؤلفه اصلی فشار تراز دریا نشان داد که مؤلفه اول معرّف سازوکار باد شمال تابستانه است. پراکنش مکانی این مؤلفه استقرار الگوی کم فشار در منطقه خلیج فارس و حاکمیت الگوهای پرفشار در ارتفاعات زاگرس، کوه های قفقاز و اروپای شرقی است. بازه زمانی حاکمیت باد شمال تابستانه از ماه می تا اواخر سپتامبر است. مؤلفه دوم تبیین کننده باد شمال زمستانه است. پراکنش مکانی این مؤلفه، استقرار الگوی کم فشار بر دریای سرخ و الگوی پرفشار بر کوه های زاگرس و قفقاز را نشان می دهد. پهنه بندی مکانی فشار تراز دریا، الگوی کلی استقرار سامانه های فشار شامل کم فشار خلیج فارس، منطقه پرفشار که بیشتر بخش های شمالی و غربی منطقه و بخش حایل که بین منطقه کم فشار و پرفشار رد و بدل می شود را شامل می شود. این نقشه نشان می دهد که وزش باد شمال تحت تأثیر شیو فشار کانون های فشار شمالی (ترکیه دریای سیاه) و غربی (مدیترانه، شمال آفریقا-عربستان) قرار دارد که باعث می شود شار هوا از سمت شمال غرب به سمت جنوب شرق و در امتداد زاگرس به حرکت درآید. باد شمال تابستانه در تراز 1000 هکتوپاسکال در امتداد جلگه بین النهرین از شمال غرب به سمت جنوب شرق می وزد و در ماه ژوئیه به اوج فعالیت خود می رسد. در نقشه تراز 1000 هکتوپاسکال، باد شمال در مرز سوریه غربی است اما در جنوب مدار 35 درجه تغییر جهت داده و به سمت جنوب شرق متمایل می شود. باد شمال در ترازهای پایین حرکت می کند و دیواره بلند رشته کوه زاگرس مانع گسترش باد شمال به بخش های داخلی ایران شده و آن را به سمت شمال خلیج فارس هدایت می کند. شدت باد شمال تابستانه در تراز 850 نسبت به تراز 1000 هکتوپاسکال بیشتر بوده و جهت شمال غربی دارد.