فشار بخار آب

با توجه به اهمیت تغییر اقلیم، در این پژوهش تلاش شده ضمن تحلیل روند، به شناسایی نوسانات حاکم بر یکی از عناصر مهم اقلیمی یعنی فشار بخار آب پرداخته شود. جهت تحلیل روند از آزمون من-کندال و برای شناسایی نوسانات و آشکارسازی چرخه های نهان حاکم در سری زمانی داده های فشار بخار آب جنوب و جنوب غرب ایران از تکنیک تحلیل طیف استفاده گردید. بدین منظور از مقادیر فشار بخار آب 28 ایستگاه سینوپتیک واقع در جنوب و جنوب غرب ایران با طول دوره آماری بیشتر از 20 سال (از بدو تأسیس تا 2011) استفاده شد. نتایج تحقیق حاکی از حاکمیت روند معنی دار نزولی در اکثر ایستگاه ها بود؛ به طوری که این روند کاهشی منطبق بر بلندی های زاگرس و روند معنی دار افزایشی در حاشیه خلیج-فارس مشاهده شد. با اعمال تحلیل طیف بر روی داده های فشار بخار آب در سطح 95 درصد اطمینان، چرخه های متعدد حاصل گردید؛ به طوری که چرخه های سینوسی معنی دار 3-2، 4 و 15-7 ساله از عمومیت بیشتری برخوردار بودند. نتایج نشان از حاکمیت چرخه 3-2 ساله در منطقه بود که بیشترین تکرار در سری زمانی فشار بخار آب را به خود اختصاص داده است. توزیع فضایی این چرخه بیشتر در نزدیکی سواحل خلیج فارس مشاهده گردید. اکثر دانشمندان، وقوع چنین چرخه ای را ناشی از آل نینو – نوسانات جنوبی (ENSO) و تغییرات دوسالانه (QBO) الگوی بزرگ مقیاس گردش عمومی جو و جریانات مداری می-دانند.

در حاشیه دریاهای گرم، بر اثر افزایش دما و رطوبت نسبی پدیده ی اقلیمی شرجی رخ می دهد که سبب سلب آسایش و بروز مشکلاتی در زندگی روزمره ی انسان می شود. در این مطالعه، طبقه بندی روزهای شرجی در نیمه ی جنوبی ایران بررسی شد و پهنه بندی ویژگی های آماری روزهای شرجی با استفاده از سامانه ی اطلاعات جغرافیایی صورت گرفت. برای دستیابی به این اهداف، داده های ساعتی و روزانه فشار جزئی بخار آب برای یک دوره ی 15 ساله (2009 - 1995) مربوط به 13 ایستگاه منتخب از سازمان هواشناسی کشور اخذ گردید. سپس، روزهای شرجی براساس آستانه ی فشار جزئی بخار آب 8/18 هکتوپاسکال استخراج و در قالب هشت طبقه ی جداگانه تقسیم شد و پهنه بندی ویژگی های آماری روزهای شرجی با روش میانیابی کریجینگ صورت گرفت. نتایج این مطالعه نشان داد که بیشترین روزهای شرجی در مقیاس ماهانه در دو ماه ژوئن و ژولای و کمترین آن در ماه ژانویه اتفاق می افتد. در مقیاس فصلی، نیز بیشترین تعداد روزهای شرجی متعلق به فصل تابستان و کمترین آن مربوط به فصل زمستان است. از لحاظ مکانی نیز جنوب شرق ایران در مقایسه با جنوب غرب بیشترین تعداد روزهای شرجی را دارد. طبقه بندی روزهای شرجی نیز نشان داد که ایستگاه چابهار با بیشترین تعداد روزهای شرجی طبقه ی هشت (کل 24 ساعت شبانه روز دارای شرایط شرجی) حادترین ایستگاه در بین ایستگاه های مورد مطالعه بوده و ایستگاه هایی همچون کرمان، زاهدان و شیراز با داشتن کمترین روز شرجی طبقه ی هشت بهترین شرایط را دارا بوده اند.

بررسی روابط مکانی داده های محیطی به عنوان یکی از مهمترین اهداف آمار فضایی برای تحلیل الگوهای فضایی و درک وابستگی های فضایی به حساب می آید. در این راستا تحلیل اکتشافی داده های فضایی ( ESDA ) به خوبی توانسته است روش هایی را برای تمایز بین الگوهای فضایی تصادفی و غیرتصادفی فراهم آورد. لذا مقاله حاضر تلاش دارد تا با استفاده از ESDA به تبیین الگوهای مکانی یکی از عناصر مهم اقلیمی یعنی فشار بخار آب بپردازد. در این راستا آماره های موران عمومی ( Moran’s I ) و موران محلی (Local Moran’s Anselin) و LISA به عنوان رویکردهای ESDA به منظور تحلیل خودهمبستگی فضایی الگوهای مکانی فشار بخار آب بر اساس عوامل اقلیمی مورد استفاده قرار گرفت. یافته های آماره ی موران عمومی نشان داد که فشار بخار آب در جنوب و جنوبغرب ایران دارای ساختار فضایی بوده و به شکل خوشه ای توزیع شده اند. بررسی های ماهانه نشان داد که فشار بخار آب در ماه های گرم سال نسبت به ماه های سرد از خودهمبستگی فضایی بالاتری برخوردار می باشد و در نتیجه تمایل بیشتری به خوشه ای شدن دارد. همچنین نتایج نشان داد که با گذشت زمان فشار بخار آب در جنوب و جنوبغرب ایران تمایل بیشتری به پراکنده شدن و عدم خوشه ای شدن در فضا پیدا کرده است. آماره موران دومتغیره برای فشار بخار آب و طول جغرافیایی، نشاندهنده خودهمبستگی فضایی قوی و مثبت و یک الگوی خوشه ای می باشد. از طرف دیگر رابطه بین فشار بخار آب و متغیرهای عرض جغرافیایی، ارتفاع و شیب حاکی از یک توزیع فضایی پراکنده و ناهمگنی خصوصیات آنها با مقادیر فشار بخار آب است. نتایج رابطه دو متغیره فشار بخار آب و جهات جغرافیایی شیب نیز، بیانگر ناپیوستگی و تصادفی بودن رابطه بین این دو متغیر است.

یکی از مهمترین عوامل محدود کننده فعالیت های انسانی در نیمه جنوبی ایران بویژه سواحل جنوبی، وقوع پدیده اقلیمی شرجی می باشد. هدف از این پژوهش، تعیین اولین روز شرجی، آخرین روز شرجی، طول دوره شرجی، طول دوره بدون شرجی و فراوانی وقوع روزهای شرجی در سطح احتمالاتی 95 درصد در نیمه جنوبی ایران است. بدین منظور از داده های ساعتی فشار جزئی بخار آب برای یک دوره 15 ساله (2009 - 1995) مربوط به 13 ایستگاه همدید بهره گرفته شد. لازم به ذکر است که در این پژوهش روزی به عنوان روز شرجی تعریف شده است که در یکی از هشت دیده بانی روزانه آن، فشار جزئی بخار آب برابر یا بیشتر از 8/18 هکتوپاسکال باشد. نتایج نشان می دهد که در نیمه جنوبی ایران در سطح احتمالاتی 95 درصد زودترین وقوع اولین روز شرجی در ایستگاه چابهار در 3 ژانویه (13 دی) و دیرترین وقوع آن در ایستگاه کرمان در 29 ژولای (7 مرداد) اتفاق می افتد. دیرترین تاریخ وقوع آخرین روز شرجی نیز در ایستگاه چابهار و در 28 دسامبر (7 دی) و زودترین آن در ایستگاه فسا و در 19 آگوست (18 مرداد) رخ می دهد. طولانی ترین طول دوره شرجی متعلق به ایستگاه های ساحلی یعنی چابهار (359 روز)، بندرعباس (353 روز)، بوشهر (298 روز) و آبادان (266 روز) و کوتاه ترین طول دوره شرجی نیز به ترتیب با 16، 17 و 29 روز متعلق به ایستگاه های شیراز، کرمان و فسا می باشد. توزیع فضایی فراوانی روزهای شرجی نیز نشان می دهد که هر چه عرض جغرافیایی ایستگاه ها افزایش می یابد از فراوانی آنها کاسته می شود. همچنین فراوانی روزهای شرجی در جنوب شرق ایران در مقایسه با جنوب غرب نیز بسیار بیشتر است.

بخار آب به عنوان مهم ترین گاز گلخانه ای نقش مؤثری در گرمایش زمین ایفاء می کند. از این رو شناخت وضعیت این عنصر اقلیمی در مناطق جمعیتی می تواند نقش مهمی در بررسی آسایش اقلیمی یک منطقه داشته باشد. لذا در این پژوهش ابتدا به بررسی خودهمبستگی فضایی و شناسایی الگوی رفتاری مقادیر فشار بخار آب در جنوب و جنوب غرب ایران با استفاده از تکنیک تحلیل اکتشافی داده های فضایی (ESDA) و آماره موران محلی پرداخته شده است و سپس تأثیرات این عنصر مهم اقلیمی در کانون های جمعیتی مورد بحث قرار گرفته است. در این راستا از داده های فشار بخار آب 78 ایستگاه سینوپتیک موجود در پهنه جغرافیایی جنوب و جنوب غرب ایران با طول دوره آماری مناسب و بالاترین درجه تفکیک زمانی بهره گرفته شد. برای انجام تحلیل های خودهمبستگی ابتدا محدوده مطالعاتی با توجه به بهینه ترین تفکیک مکانی، به یاخته های 9×9 کیلومتر (3338 یاخته) تقسیم گردید. سپس مقادیر فشار بخار آب به صورت میانگین ماهانه، سالانه و دهه ای برای هر یاخته و با استفاده از نرم افزار MATLAB استخراج شد. نتایج تحلیل خودهمبستگی فضایی طی سه دهه گذشته (2010-1981) حاکی از تقویت خوشه های فشار بخار آب زیاد (بالا- بالا) و تضعیف خوشه هایی با مقادیر پایین (پایین- پایین) است. ایجاد خوشه های بالا-بالا فشار بخار آب در حاشیه خلیج فارس (به خصوص در استان بوشهر) و از بین رفتن مقادیر پایین- پایین در بخش های جنوبی زاگرس قابل مشاهده است. بررسی و مقایسه پراکندگی فضایی خوشه های بخار آب با خوشه های دمایی به عنوان یکی از مهم ترین پارامترهای تأثیرگذار بر روی فشار بخار آب، حاکی از خودهمبستگی مثبت و معنی دار در دوره مورد مطالعه بود. بنابراین، با توجه به اثر گذاری مستقیم و غیر مستقیم فشار بخار آب بر فعالیت های انسان و همچنین محیط طبیعی به عنوان بستر فعالیت های انسانی، استقرار جمعیت در کانون ها و مراکز جمعیتی مناطق مورد مطالعه، متأثر از نوسانات فشار بخار آب خواهد بود و این روند در آینده مشهودتر خواهد بود.