نیمکره شمالی

در این پژوهش به منظور تحلیل مکانی- زمانی پرفشار جنب حاره ای، از داده های دوباره واکاوی شده ارتفاع-ژئوپتانسیل تراز میانی وردسپهر از پایگاه داده ی(NCEP/NCAR) با تفکیک افقی 5/2 درجه قوسی بهره گرفته شد. بازه ی زمانی مورد بررسی، 60 ساله(1327 تا 1386 شمسی) و بازه ی مکانی، نیمکره شمالی است و شامل 5184 یاخته می باشد که به صورت سامانه تصویر استریوگرافیک قطبی ترسیم شده است. برای مقایسه میانگین ها، از آزمون تی- تست با نمونه های جفت شده در دوره های 30 ساله و جهت تشخیص و آشکارسازی روند مثبت یا منفی(افزایشی یا کاهشی)، از آزمون روند کندال تاو استفاده شده است. نتایج نشان داد که درتمام ماه ها، مساحت سامانه پرفشار جنب حاره ای، روند افزایشی داشته است. بیشترین میزان روند مربوط به مردادماه و کمترین مقدار روند، از آنِ فروردین ماه می باشد. همچنین، حد شمالی این سامانه(پربند 5840 ژئوپتانسیل متر) در نیمه ی گرم سال، عموماً در عرض های جغرافیایی بالا و بیشترین وسعت را در تیرماه دارد. اما با شروع دوره سرد سال، این پربند نیز به سمت عرض های جغرافیایی پایین کشیده شده و کمترین مساحت را در بهمن ماه، از آنِ خود می کند. به طور کلی، تغییر اقلیم ناشی از گرمایش جهانی، باعث گسترش بیشتر از حد نرمال سامانه پرفشار جنب حاره گردیده و به تبع آن، وسعت تاوه ی قطبی نیز کاهش بیشتری یافته است.

تغییر روند سامانه های کلان مقیاس اقلیمی همچون تاوه قطبی، نقش بسزایی در تغییر اقلیم سطح زمین دارد. در این پژوهش برای نیل به این هدف، از داده های دوباره واکاوی شده ارتفاع ژئوپتانسیل تراز میانی جو از مرکز ملی جو و اقیانوس شناسی ایالات متحده آمریکا استفاده شده است. این داده ها دارای تفکیک مکانی ۵/۲×۵/۲ درجه قوسی و به صورت میانگین روزانه برداشت گردیده است. دوره آماری این پژوهش از سال ۱۹۴۸ تا ۲۰۰۷ میلادی برای نیمکره شمالی بوده و شامل ۱۴۴×۳۶ یاخته است. برای مقایسه میانگین ها، از آزمون تی- تست برای دو گروه وابسته و جهت بررسی روند تاوه قطبی از آزمون روند کندال تاو استفاده گردید. نتایج پژوهش نشان داد که تاوه قطبی در ماه های اردیبهشت، خرداد، تیر، مرداد، شهریور و اسفندماه، دارای روند کاهشی (منفی) در سطح معنی داری ۰۱/۰ است. البته علل کاهش سطح تاوه قطبی در نیمه سرد سال و به ویژه در بهمن ماه و اسفندماه نیز قابل تأمل است. همچنین در تمام ماه های مورد بررسی، سطح تاوه قطبی کاهش یافته و سیر نزولی داشته که عموماً این سیر کاهشی، در نیمه گرم سال بیشتر از نیمه سرد سال است. این تغییرات باعث ناهنجاری در الگوهای آب وهوایی مناطق می گردد.

سامانه های بندالی پدیده های مقیاس همدید منطقه برون حاره اند که موجب انقطاع و تضعیف بادهای غربی می شوند و در رخداد فرین های آب وهوایی نقش مهمی دارند. برای بررسی فراوانی، توزیع زمانی و مکانی سامانه ها از داده های ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال با تفکیک مکانی˚5/2 × ˚5/2 و تفکیک زمانی شش ساعته برای دوره 1951 تا 2012 در نیمکره شمالی و نمایه فیلترشده (TM) استفاده شد. یافته ها نشان داد که رخدادها در اطلس دو برابر آرام و سه برابر امریکا و غرب اروپا است و کمترین رخدادها در شرق آسیا و شرق اروپا است. همچنین، از نظر زمانی، در اقیانوس اطلس سال 1954 بیشترین و 1968 کمترین و در اقیانوس آرام سال 2011 بیشترین و 1957 کمترین فراوانی رخداد را دارند. در ایران یازده سال بدون رخداد و سال 1975 بیشترین درصد فراوانی مشاهده شد. توزیع فصلی نشان داد بیشترین فراوانی رخداد به ترتیب در فصل تابستان، پاییز، زمستان، و بهار است. رخدادهای بندالی در فصل زمستان بیشتر روی مناطق اقیانوسی و سواحل و در فصل گرم روی مناطق قاره ای نیز مشاهده شد. همچنین، مشخص شد که رخداد سامانه های بندالی در 90 موقعیت از 144 طول جغرافیایی با کاهش بارش سالانه در ایران ارتباط معنادار دارد.

رودباد جنب حاره ای به دلیل افزایش گازهای گلخانه ای و کاهش ازن استراتسفری و همچنین گرمایش جهانی در حال گسترش به عرض های جغرافیایی بالاتر است و افزایش تغییرات آب و هوایی را در عرض های میانه داشته است. هدف از این مطالعه گسترش قطب سوی رودباد جنب حاره ای نیمکره شمالی از داده های بازتحلیل پیش بینی میان مدت هواسپهر اروپایی (ECMWF) نسخه (ERA5) با تفکیک مکانی 25/0*25/0 در تراز های 100-400 هکتوپاسکال و بازه زمانی 40 ساله (2018-1979) پرداخته شده است. یافته های پژوهش نشان داد که وضعیت میانگین ساختار عمودی رودباد جنب حاره ای نیمکره شمالی فصل تابستان در شمالی ترین عرض جغرافیایی قرار گرفته است؛ و از عرض های 41 درجه تا 45 درجه شمالی مشاهده شده است. در فصل زمستان به جنوبی ترین عرض های جغرافیایی جابه جا شده است و هسته سرعت رودباد جنب حاره در فصل زمستان از شدت بیشتری نسبت سایر فصل ها برخوردار است که هسته رودبادجنب حاره در تراز بین 400-100 هکتوپاسکال با سرعت بین 25 تا 45 متر در ثانیه در عرض های بین 20 تا 30 درجه شمالی مشاهده شده است. این تحقیق بیانگر این است که رودباد جنب حاره نیمکره شمالی دو دوره روند افزایشی را به عرض های جغرافیایی بالاتر در طی سالهای 1979 تا 1997 با 1 تا 2 درجه و همچنین از سال 1999 تا 2017 با 2 تا 3 درجه به عرض های بالاتر کشیده است. در نتیجه، افزایش خشکی و تغییرات آب و هوایی در آینده قابل پیش بینی است.

گسترش قطب سوی کمربندگرمسیری را در اثر تغییرات آب و هوایی ناشی از فعالیت های انسانی، به ویژه افزایش گازهای گلخانه ای و تغییر کاربری اراضی زمین می دانند. تغییرپذیری پهنای کمربند گرمسیری به عرض های جغرافیایی بالاتر حاکی از گسترش منطقه خشک نیمه گرمسیری است که این امر حاکی از افزایش فراوانی خشکسالی در هر نیمکره است. به منظور تغییرپذیری پهنای کمربند گرمسیری نیمکره شمالی در عرض های میانه از شاخص های کسر بارش از تبخیر، مؤلفه مداری بردار باد، تابع جریان نصف النهاری، دمای سطح وردایست، تابش موج بلند خروجی زمین و فشار سطح زمین استفاده شده است. یافته های پژوهش نشان داد، گسترش عرض جغرافیایی کمربندگرمسیری با تابع جریان نصف النهاری به سمت عرض های جغرافیایی بالاتر با 1 تا 3 درجه عرض جغرافیایی و تاثیر فرونشینی گردش هدلی افزایش دامنه تبخیر از بارش را نشان داده است که کسر بارش از تبخیر 1 تا 3 درجه عرض جغرافیایی افزایش داشته است. جت جنب حاره در حرکت شاخه های فوقانی وردسپهر از گردش هدلی با 2 تا 4 درجه عرض جغرافیایی افزایش داشته است که می تواند بر سامانه های رطوبت زای گذری و همچنین بر میزان بارشها اثر منفی داش ته باش د. گسترش قطب سوی کمربند گرمسیری که پیامدی از دگرگونی و مخاطرات آب و هوایی به شمار می ر ود، جا به جایی مکانی قطب سوی رودباد جنب حاره ای را در پی خواهد داشت و در نتیجه کمربندهای خشک جنب حاره ای به سمت قطب را ارائه می کنند؛ و همچنین تابش موج بلند خروجی زمین 1 تا 2 درجه عرض جغرافیایی افزایش یافته و دلیلی بر افزایش گرما در وردسپهر فوقانی گردیده است و این باعث افزایش خشکی و کاهش خفیف ابر در وردسپهر فوقانی شده است و همچنین باعث گسترش کمربند گرمسیری به سمت عرض های جغرافیایی بالاتر شده است. به طور کلی، یافته های پژوهش نشان داد که اکثر شاخص های کمربند گرمسیری از سال 1979 روند افزایشی داشته است.

هدف این پژوهش شناسایی و تحلیل آماری تغییرات زمانی فراوانی ماهانه وقوع دماهای کشنده بالای 50 درجه ی سانتی گراد ( TU50c[1]) در نیم کره ی شمالی است. به این منظور از داده های باز تحلیل شده مربوط به بیشینه دمای دو متری سطح زمین در بازه زمانی 73 ساله 1948 تا 2020 استفاده شده و پس از تنظیم، به صورت سری زمانی ماهانه مورد تحلیل قرار گرفت. در این مطالعه از روش های تحلیل آمار توصیفی، تحلیل روند خطی و آزمون ناپارامتری من کندال به منظور بررسی تغییرات زمانی فراوانی وقوع استفاده شده است. در طول دوره 73 ساله مطالعاتی تعداد 9553 روز با دمای حداقل 50 درجه سانتی گراد و بیشتر شناسایی و مختصات آنها استخراج شد. بررسی توزیع فراوانی روزانه وقوع TU50c نیمکره شمالی نشان داد که ماه های می و ژانویه به ترتیب دارای بیشترین فراوانی وقوع هستند. همچنین بیشترین روند افزایشی در فراوانی وقوع دماهای کشنده در ماه های مارس،آوریل، جولای و آگوست مشاهده شدند. از لحاظ توزیع مکانی، منطقه ای که بیشترین فراوانی و شدیدترین TU50c در آن به ثبت رسیده مربوط به محدوده ای واقع در آفریقا خصوصاٌ سودان، غرب آسیا (بین عراق، جنوب غرب ایران، کویت و عربستان) و هندوستان در شبه قاره هند هستند و در آمریکا نیز وقوع این دماها نادر نیست. بالاترین و شدیدترین دماهای ثبت شده در دهه پنجم و در فاصله زمانی 1988 تا 1998 به وقوع پیوسته است. [1] معادل Temperatures Above 50 C به معنای دمای بالای 50 درجه سانتیگراد، به سبب جلوگیری از تکرار در این پژوهش از اختصار TU50c استفاده گردید. [1] Temperatures Above 50 C=دمای بالای 50 درجه سانتیگراد، به سبب جلوگیری از تکرار در این پژوهش از اختصار TU50c استفاده گردید.