بارش ایران

در این مقاله تغییرات ویژگیهای بارش 34 ایستگاه سینوپتیک کشور مورد مطالعه و بررسی شده است. این ایستگاه‌ها دارای30 سال داده پیوسته در دوره آماری 1951-1991 بودند و از نظر مکانی در سطح کشور دارای توزیع متناسب می‌باشند. برای دستیابی به یک ایده کلی از رفتار بارش، از میانگین متحرک و برای بررسی همگنی داده‌های بارش، از روش تبدیل شده آبه، انحرافات تجمعی، نسبت بیشینه ورسلی و خود همبستگی مرتبه اول استفاده شده است. مطالعه روند و معناداری آن، با استفاده از آزمون پارامتریک تی- استیودنت و آزمون‌های ناپارامتریک من‌کندال و اسپیرمن به همراه تحلیل کمی روند صورت گرفته است. برای کشف نقاط جهش در میانگین‌های بارش از آزمون‌های من‌کندال دنباله‌ای، انحرافات تجمعی و نسبت بیشینه ورسلی بهره گرفته شده و سپس معنا‌داری نقاط با استفاده از آزمون‌های من‌ویتنی و کروسکال والیس بررسی شده است. دلایل ناهمگنی سری‌های بارش ایستگاه‌های منتخب، بیشتر ناشی از وجود روند و نوسانهای زیاد بوده و کمتر متأثر از جهش‌های ناگهانی می‌باشد. علیرغم تصور عمومی، کشور شاهد هر دو روند کاهشی و افزایشی در جمع بارش سالیانه ایستگاه‌های سینوپتیک بوده ‌است. به عنوان مثال جمع بارش سالیانه در مشهد و تهران دارای روند مثبت و در بندر‌انزلی دارای روند منفی بوده ‌است. روندهای بارش فصلی در هیچ یک از ایستگاه‌های مطالعه شده به صورت موازی رخ نداده است.

النینیو _ نوسان جنوبی، که انسو نیز نامیده می شود، یکی از الگوهای پیوند از دور مهم در نیمکره جنوبی است که بر آب و هوای سراسر جهان اثر می گذارد. وضعیت جوی نقاط مختلف سیاره در دو فاز گرم و سرد انسو از دیدگاه دما و بارش بررسی و تفاوتهای معناداری بین آنها مشاهده شده است. با این حال پاسخ نقاط مختلف سیاره به انسو یکسان نیست و با تاخیرهای زمانی متفاوت انجام می گیرد. با این که در ایران نیز ارتباط بارش با انسو بررسی شده است، اما در این نوشتار معیار شناسایی ارتباط انسو با بارش ایران، آمار بلند مدت همه ایستگاههای هواسنجی و بارانسنجی از ژانویه 1951 تا دسامبر 2000بوده است و به همین دلیل انتساب نتایج به کل ایران و دستیابی به یک نتیجه مکانی امکانپذیر شده است. این بررسی نشان داد که در نیم سده گذشته بارش ایران در ماههای اکتبر، نوامبر و ژوئن با انسو پیوند غیر مستقیم دارد. در ماههای اکتبر و نوامبر ماهیت این ارتباط با ماه ژوئن متفاوت است. تغییرات انسو به ترتیب 25، 16 و 15 درصد تغییرات بارش مناطق شرقی ایران را مشخص می سازند.

در این پژوهش روند بارش­ ایران با استفاده از داده­های 1437 ایستگاه همدید، اقلیمی و بارانسنجی، طی دوره 40 ساله (1343 تا 1382) بررسی شد. با میانیابی این داده­ها به روش کریجینگ، ایران به 8230 یاخته­­ی به ابعاد 14*14 کیلومتر مربع تبدیل شد. میانگین ایستگاهی و یاخته­ای بارش ایران برای هر سال، محاسبه شد. با استفاده از روش آماری ناپارامتری من-­کندال معنی­داری روند میانگین بارش،­ و از روش برآورد کننده شیب خط سن، میزان شیب خط روند، آزمون شد. نتایج نشان داد که در سری­های زمانی میانگین ایستگاهی و یاخته­ای بارش ایران، روند افزایشی یا کاهشی معنی­داری در سطوح اطمینان 99% و 95% وجود ندارد. با این حال میانگین ایستگاهی بارش ایران به طور متوسط در هر سال در حدود 64/0 میلیمتر و میانگین یاخته­ای بارش ایران نیز در حدود 5/0 میلیمتر کاهش یافته است.

در این مقاله، برونداد مدل گردش عمومی جوّ HADAM3P با مدل منطقه ای PRECIS در دوره ی 1990-1976 ریزمقیاس نمایی دینامیکی شد و داده های بارش ایران در مقیاس های زمانی ماهانه و فصلی در دو حالت با و بدون چرخه ی سولفور، مورد ارزیابی قرار گرفت. در پژوهش حاضر، مدل PRECIS با تفکیک افقی 44/0 درجه ی جغرافیایی در شبکه هایی با ابعاد حدود 2500 کیلومترمربّع اجرا شد و نتایج حاصل از اجرای مدل به دو روش ناحیه ای و ایستگاهی با داده های واقعی ایستگاه های هواشناسی مقایسه شدند، سپس میانگین های خطا و اریبی بارش ماهانه و انحراف معیار آن برای نواحی مختلف محاسبه شدند. میانگین خطای شبیه سازی حدود 3/5 درصد برآورد شد که بیشترین میانگین خطای شبیه سازی در نواحی بارشی فارسی، هرمزی، خوزی و خزری به ترتیب با 9/24، 9/16، 2/12 و 2/10- درصد و کمترین میانگین خطای شبیه سازی در نواحی بارشی کردی، آذری، میانه ی شمالی و خراسان شرقی با حدود یک درصد محاسبه شد. اریبی مثبت بارش در نواحی جنوبی کشور ممکن است ناشی از تزریق رطوبت از یاخته های بزرگ مقیاس مدل گردش عمومی به ساختار ریزمدل منطقه ای باشد. همچنین اریبی منفی بارش های خزری می تواند به دلیل ضعف مدل منطقه ای PRECIS در پارامترسازی بارش های همرفتی این منطقه باشد. علاوه برآن، بیشترین میانگین خطای شبیه سازی ماهانه در ماه های گرم سال دیده شد که در آنها وقوع یک بارش های ناگهانی همرفتی می تواند منجر به خطای کمابیش بزرگی شود. کمترین میانگین اریبی فصلی در بهار با 1/0میلی متر و بیشترین آن در زمستان با 2/17- میلی متر رخ داده است. نتایج این پژوهش نشان می دهد که مدل منطقه ای PRECIS توانمندی شبیه سازی بارش های کلّی کشور را دارد؛ اما توانمندی آن در شبیه سازی بارش های ناحیه ای و همرفتی ضعیف است.

یکی از ویژگی های تغییر اقلیم، تغییر تداوم فصل خشک است. طبق تعریف انجمن هواشناسی ایالات متحده آمریکا دوره های تکراری از کمینه بارش در طی سال که دست کم یک ماه به طول انجامد، «فصل خشک» گفته می شود. تداوم فصل های خشک و مرطوب به لحاظ شدت و فراوانی رویدادهای بارشی و نیز به لحاظ انعکاس پدیده تغییرات آب و هوایی و همچنین به لحاظ این که بر فراسنج های دیگر آب وهوایی تاثیر می نهند، از اهمیت شایان توجهی برخوردار است. دراین پژوهش از داده های شبکه ای بارش روزانه کشور از ابتدای سال 1340 تا انتهای سال 1389 با تفکیک مکانی 15 در 15 کیلومتر استفاده شد تا برخی ویژگی ها و نیز روند بلند مدت فصل خشک کشور وارسی و بررسی شود. بدین منظور از روش های آمار کلاسیک و آمار مکانی استفاده شد. نتایج بررسی نشان داد که در بیشتر نواحی کشور روند کاهشی بارش سالانه تا 2 میلی متر است. فصل خشک در ایران (بجز در در شمال غرب کشور، زاگرس مرتفع و جنوب شرق) عمدتاً به شکل پیوسته و در یک فصل رخ می دهد. توزیع مکانی میانگین بلندمدت فصل خشک نشان داد که طولِ فصل خشک تابعی از عرض جغرافیایی و ارتفاع است. طول فصل خشک عموماً از جنوب به سمت شمال کاهش می یابد، اما آرایش ناهمواری ها جهت گیری عمومی طولانی ترین فصل خشک را متاثر ساخته است. از این رو نواحی هم طول فصل خشک به موازات مدارات شکل نگرفته اند، بلکه به صورت اریب از جنوب شرق به شمال غرب کشیده شده اند. روند تغییرات طول فصل خشک نشان داد که پهنه توام با افزایش طول فصل خشک حدود 77/2 درصد و پهنه توام با کاهش فصل خشک 22/8 درصد از سرزمین ایران را دربر می گیرد. تغییرات طول فصل خشک را می توان به عوامل متعددی نسبت داد. در این زمینه تغییرات جایگاه پرفشار جنب حاره و نیز تغییر مسیر چرخندها را می توان از عوامل بسیار موثر بشمار آورد.

یکی از انواع رفتارهای ظاهراً آشفته بارش، وردایی ماه به ماه بارش در مقیاس دهه ای است که نمایه ای از ساختار اقلیم بارشی بشمار می آید. در پژوهش حاضر توزیع ماه به ماه بارش ایران زمین و تغییرات دهه ای آن با بکارگیری نمایه ضریب تغییرات برای دوره آماری 1394-1349 و با بهره گیری از داده های شبکه ای اسفزاری نسخه سوم بررسی شد. روابط این متغیر با متغیرهای مکانی - توپوگرافیک با استفاده از داده های مدل رقومی ارتفاع و براساس شگردهای رگرسیونی برای چهار دوره ده ساله (1364-1355، 1374-1365، 1384-1375 و 1394-1385) بررسی شد و نیز برای دستیابی به الگوی فضایی از شگرد تحلیل خوشه ای استفاده شد. یافته های پژوهش حاضر تنوع تباین ماهانه بارش در کشور را تایید نمود، امّا برخلاف انتظار روند بلند مدت تغییرپذیری ماه به ماه بارش عموماً در کشور فاقد معنی آماری است. همچنین طی دهه های مختلف تغییرات قابل توجهی بین نواحی با کمینه، بیشینه و در نتیجه دامنه تغییرات مکانی و نیز میانگین پهنه ای ضریب تغییرات ماه به ماه بارش مشاهده نشد. با این وجود، نواحی توأم با بارش نسبتاً یکنواخت کشور برای چهاردهه متوالی رفتار تناوبی داشته اند. همچنین گستره پهنه های توأم با مقادیر مختلف تغییرپذیری نیز تغییر می یافته است. اگرچه در هر دهه و نیز در کل دوره این گستره ها با عوامل مکانی - توپوگرافیک در ارتباط معنی داری بوده است، اما این رابطه نسبتاً کم بوده است. تحلیل فضایی مبتنی بر تحلیل خوشه ای، 5 ناحیه تغییرپذیری ماه به ماه بارش به دست داد. این نواحی از عرض جغرافیایی حدود 32 درجه به سمت شمال، به طور تقریبی از مدارات تبعیت می کنند؛ ولی در نیمه جنوبی کشور عموماً با نصف النهارات ارتباط بیشتری به نمایش می گذارند.