نوسان اطلس شمالی

در این مقاله به بررسی ارتباط بین میزان بارش در فصول پاییز، زمستان و بهار با شاخص های اقلیمی از طریق تحلیل رگرسیونی پرداخته شده است. شاخص های اقلیمی نوسان جنوبی((SOI، نوسان قطبی((AO و نوسان اطلس شمالی((NAO، شاخص نینو 4/3(NINO3/4)، شاخص چند متغیره انسو((MEI، شاخص انتقالی نینو((TNI و نوسان دهه ای اقیانوس آرام(PDO) در این بررسی به عنوان متغیر مستقل مورد مطالعه قرار گرفته است. در این پژوهش از داده های بارش ماهیانه 25 ایستگاه سینوپتیکی که دارای طولانی ترین و کامل ترین دوره آماری اند (دوره آماری 1951 تا 2003) و توان پوشش اکثر مناطق بارشی کشور را دارند استفاده شده است. نتایج بدست آمده از تحلیل رگرسیونی نشان می دهد که بین میزان بارش و شاخص‌های اقلیمی مذکور در فصل بهار ارتباط بسیار ضعیفی وجود داشته است. در این مطالعه همچنین مشخص گردید که از میان شاخص های اقلیمی مرتبط با انسو، شاخص نینو 4/3بیشترین ارتباط را با میزان بارش پاییزه و زمستانه ایران دارد و شاخص نوسان جنوبی و شاخص چند متغیره انسو در رتبه های بعدی قرارگرفته اند. بین شاخص های انتقالی انسو و نوسان دهه ای اقیانوس آرام و میزان بارش رابطه ای مشاهده می شود. ضریب ارتباط میزان بارش های فصل پاییز و زمستان با شاخص نینو4/3 و چند متغیره انسو مثبت و با شاخص نوسان جنوبی منفی است.به علاوه نتایج حاصل از این تحلیل مشخص ساخت که نوسان قطبی و نوسان اطلس شمالی با میزان بارش زمستانه ارتباط بیشتری نسبت به بارش پاییزه دارند. ضریب شاخص‌های نوسان قطبی و نوسان اطلس شمالی منفی می باشد که نشان دهنده رابطه معکوس بین میزان بارش فصول زمستان و پاییز و شاخص مذکور می باشد.

نوسان اطلس شمالی مهمترین الگوی پیوند از دور نیمکره شمالی است. این الگو دارای دو هسته،‌ یکی بر روی گرینلند و دیگری بر روی اطلس شمالی است. برای شناسایی رابطه میان بارش ایران با نوسان اطلس شمالی، مقادیر شاخص این الگوی پیوند از دور که بر پایه ناهنجاری های ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 700 هکتوپاسکال به دست آمده، با داده های میانیابی شده بارش ماهانه ایران مقایسه شده است. در این مقایسه، سری زمانی شاخص نوسان اطلس شمالی برای هر ماه به طور جداگانه با سری زمانی همان ماه بر روی هر یک از یاخته های نقشه های رقومی همبارش در یک مدل خطی وارد شده است. این بررسی نشان داد که ایران در ماه های نوامبر، مارس، دسامبر، اوت و اکتبر با نوسان اطلس شمالی ارتباط دارد. در بهترین شرایط حداکثر 35 درصد از تغییرات بارش بخش هایی از ایران با نوسان اطلس شمالی تبیین می شود. در ماه اکتبر و اوت به طور متوسط حدود 12 درصد تغییرات بارش کرانه های خزر با نوسان اطلس شمالی تبیین می شود، ولی رابطه آنها در اکتبر مستقیم و در اوت معکوس است.

سواحل جنوبی دریای خزر به دلیل موقعیت جغرافیایی خاص، تحت تاثیر عوامل مختلف جوی قرار می گیرد. نوسان اطلس شمالی(NAO ) یکی از پدیده های موثر در تغییر پذیری اوضاع جوی نیمکره شمالی می باشد که سواحل جنوبی خزر را نیز تحت تاثیر قرار می دهد. در این پژوهش در یک دوره 30 ساله (2003-1974) مقادیر بارش و دمای هوا در سواحل جنوبی دریای خزر با دوره های مثبت و منفی نمایه نوسان اطلس شمالی مورد آزمون همبستگی قرار گرفت و مشخص شد مرحله مثبت شاخصNAO با دوره های افزایش افزایش بارش و کاهش دما، و مرحله منفی شاخص مزبور با دوره های کاهش بارش و افزایش نسبی دما همزمان است. با توجه به اینکه نمایهNAO دارای روند کاهشی و منفی است لذا میزان بارش منطقه مورد مطالعه نیز در حال کاهش و متقابلاً دما نیز در حال افزایش می باشد.

سیگنال های اقلیمی، الگوهای بزرگ مقیاسی از ناهنجاری های گردش و فشار هوا میباشد که در محدوده جغرافیایی وسیع گسترش یافته است. این سیگنال ها در توجیه رفتار اقلیم از اهمیت زیادی برخوردارند. در این پژوهش ارتباط بارش با سیگنال های اقلیمی(AO, NAO,SOI, ENSO) در ناحیه مرکزی ایران مورد بررسی قرار گرفته است. داده های سیگنال ها از پایگاه داده های NCEP استخراج گردید و مجموعه داده های بارش ماهانه نیز از مرکز خدمات ماشینی سازمان هواشناسی کشور دریافت شد. داده ها ماهانه طی دوره ی آماری 30 ساله، بین سال های 1978 تا 2008 بوده است. در نهایت با بکارگیری روش شبکه عصبی مصنوعی، مدل های شبیه سازی شده برای بازه های 0، 3 و 6 ماهه محاسبه شد و نتایج نشان داد از بین سیگنال های مورد مطالعه سیگنال ENSO در مناطقNINO1.2 و NINO3 بر بارش منطقه مورد مطالعه تاثیر معنی داری دارد و تاخیر 3 و 6 ماهه موجب قوی شدن ضریب همبستگی شاخص انسو در مناطق NINO1.2 و NINO3 با بارش ایستگاه های مورد مطالعه شده است. همچنین تاخیر 6 ماهه باعث منفی شدن ضریب همبستگی بین شاخص انسو در مناطق NINO1.2 و NINO3 است. مطابق با مدل های ارئه شده، سیگنال انسو در مناطق NINO1.2 و NINO3 می تواند به عنوان پیش بینی کننده بارش در کنار سایر پارامترهای تاثیر گذار مورد استفاده قرار گیرد و سایر سیگنال های اقلیمی مورد مطالعه تاثیر معنی داری بر بارش ایستگاه های مورد مطالعه ندارد.

در پژوهش حاضر، تأثیر پدیده ی نوسان اطلس شمالی و شاخص های دمای سطحی اقیانوس اطلس بر بارش و دمای استان لرستان و نیز تأثیر احتمالی این پدیده ها در وقوع خشکسالی ها و ترسالی های منطقه، مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، از مقادیر عددی 9 شاخص ارتباط از دور به عنوان شاخص های تبیین کننده ی تغییرات فشار و دمای اقیانوس اطلس و مقادیر بارش و دمای سه ایستگاه سینوپتیک استان لرستان (خرم آباد، الیگودرز، بروجرد) طی دوره ی آماری بلندمدت استفاده گردید. روش اصلی مورد استفاده در این پژوهش، استفاده از ضرایب همبستگی پیرسون و رگرسیون چندگانه می باشد. نتایج این مطالعه نشان داد که شاخص نوسان اطلس شمالی در ماه های سرد سال دارای همبستگی بیشتری با بارش و دمای ایستگاه های مورد مطالعه است. همچنین فاز مثبت این شاخص با خشکسالی های الیگودرز و ترسالی های بروجرد مرتبط است. ماتریس همبستگی الگوهای SST نشان داد که اغلب این شاخص ها ارتباط مستقیم ناقص ولی نسبتاً ضعیف با تغییرات بارش و دمای ایستگاه های مورد مطالعه دارند. خروجی معادلات رگرسیون چندگانه نشان داد که در مجموع، الگوهای مورد بررسی، تغییرات بارش ایستگاه های خرم آباد، الیگودرز و بروجرد را به ترتیب به میزان 53، 57 و 70 درصد و دمای این ایستگاه ها را به ترتیب 66، 45 و 58 درصد تبیین کردند. معادلات و خروجی های رگرسیون پس رونده نشان داد که الگوی TSA در بین سایر الگوها، مؤثرترین الگو در تبیین تغییرات بارش و دمای ایستگاه های مورد بررسی است. پس از آن، الگوهای AMM، NTA و TNA بیشترین نقش را در این تغییرات دارند.

در سال های اخیر، مطالعه فرین ها و حدی ها برای کارشناسان و دانشمندان اقلیم به علت تأثیرات شدید و مخربی که بر فعالیت های انسانی و فرایندهای طبیعی دارند، مورد توجه قرارگرفته اند که در کشور ما نیز به صورت پراکنده به این مهم پرداخته می شود. در این پژوهش سعی شده پیش بینی و تحلیل دماهای کرانگین بالای کرمانشاه با استفاده از داده های بیشینه مطلق سالانه ایستگاه کرمانشاه و ارتباط آن ها با شاخص اقلیمی اطلس شمالی طی یک دوره 50 ساله (2010- 1961) بررسی شود. از روش رگرسیون (پلی نومیال و لگاریتمی) و آماره من- کندال برای آزمون معنی داری روند تغییرات سری های دمایی استفاده شد و نمودار آن با استفاده از نرم افزار مطلب ترسیم گردید. با استفاده از ضرایب همبستگی پیرسون ارتباط آن ها با شاخص NAO و موج گرمایی بررسی گردید. نتایج نشان می دهد که دمای 2 دهه 1970 و 1980 پایین تر و 3 دهه 1960، 1990 و 2000 بالاتر از متوسط طولانی مدت باشند و دهه 1980 سردترین و دهه 2000 گرم ترین دهه معلوم گردید. نتایج کلی این پژوهش بیانگر نوسانات فصلی در سری دماهای کرانگین بیشینه کرمانشاه است که این نوسانات معنی دار نیستند. برای پیش بینی دمای کرانگین بیشینه کرمانشاه مدل هالت وینترز بهترین مدل تشخیص داده شد که حاصل از این مدل نشان می-دهد در سال های 2014 و 2019 دما افزایش ناهنجاری خواهد داشت. بیشترین همبستگی بین نوسان اطلس شمالی و دماها در فصول سرد سال و در بازه زمانی یک ماهه و به صورت منفی نمود پیداکرده، درحالی که ضریب همبستگی در فصول گرم سال با وقفه سه ماهه و از رابطه ای مثبت برخوردار است.

الگوهای جوّی بر تغییرات پوشش گیاهی مؤثرند. اندکی تغییر در عناصر اقلیمی منجر به واکنش سریع گیاه و تغییر در رشد آن می شود. هدف این مطالعه تحلیل ارتباط پوشش گیاهی ماه می (انبوه ترین ماه به لحاظ پوشش گیاهی) در ایران با الگوی پیوند از دور نوسان اطلس شمالی طی ماه های ژانویه تا می است. بدین منظور از داده های مقادیر پوشش گیاهی نرمال شده سنجنده مودیس، طی دوره 2001 تا 2014 استفاده شده است. ابتدا ناحیه ای از ایران که دارای متوسط NDVI بالاتر از 2/0 بود، به عنوان ناحیه دارای پوشش گیاهی جدا گردید. سپس با توجه به شدت و ضعف مقادیر NDVI و به منظور سنجش میزان حساسیت هر طبقه با الگوی پیوند از دور نوسان اطلس شمالی به سه طبقه با پوشش گیاهی تنک، متوسط و انبوه تقسیم گردید. نتایج نشان داد در طبقات ذکر شده، پراکندگی مقادیر همبستگی مثبت و منفی از الگوی مکانی خاصی پیروی نمی کند. به منظور ارزیابی بهتر نتایج در هر کدام از نواحی، نقاط با بیشترین و کمترین ضریب همبستگی هر طبقه انتخاب گردید. بالاترین ارتباط معکوس مقادیر ضریب همبستگی در ناحیه تنک مشاهده گردید که حاکی از حساسیت بالای پوشش گیاهی منطقه تنک به الگوهای جوّی می باشد. کاربری اراضی نقاط انتخاب شده نشان می دهد در بیشتر موارد، مناطق با همبستگی منفی و مثبت به ترتیب مربوط به زمین های با پوشش علفزار (پوشش طبیعی) و زمین های زراعی (پوشش انسان ساخت) است. از آنجا که در فازهای منفی الگوی نوسان اطلس شمالی وضعیت پوشش گیاهی انبوه تر از فازهای مثبت الگوی نوسان اطلس شمالی است و با توجه به بالاترین ضریب تعیین به دست آمده (77/0، در ماه فوریه واقع در استان آذربایجان شرقی)، می توان با استفاده از وضعیت نوسان اطلس شمالی در ماه های زمستان مقادیر پوشش گیاهی ماه می را برای نقاط شاخص واقع در استان های شمال غرب و غرب تخمین زد.

هدف این مطالعه بررسی نقش برهمکنش دورپیوندهای نوسان اطلس شمالی و نوسان شمالگان با نوسان جنوبی بر دمای فصل زمستان در ایران است. بدین منظور از داده های دمایی 100 ایستگاه هواشناسی در دوره آماری 2019-1988 استفاده شد. با اعمال چند روش آماری و توصیفی و همچنین استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی نقش شاخص های مذکور بر دمای فصل زمستان مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از آن است که ارتباط معکوس و معنی داری بین دورپیوندهای NAO و به ویژه AOبا دمای بخش های شمالی و نیمه غربی بخصوص در ماه های فوریه و ژانویه وجود دارد. به طور کلی فازهای مثبت حدی AO و تا حدودی NAO باعث کاهش دمای بخش های شمالی و غربی شده و به هنگام رخداد فازهای مثبت حدی، آنومالی دمایی غالب مناطق کشور به سمت نرمال و زیر نرمال تغییر پیدا می کند. نتایج نشان داد که برهمکنش هم زمان رخداد پدیده لانینا (النینو) با فازهای مثبت (منفی) NAO و AO باعث وقوع دمای زیر نرمال (بالای نرمال) در اغلب نواحی مرکزی و جنوبی می شود در صورتیکه برهمکنش فازهای خنثی شاخص های مذکور با فازهای مختلف انسو غالباً موجب تعدیل دما شده و احتمال وقوع ناهنجاری دمایی با شدت و وسعت بیشتر، بسیار کاهش می یابد.