لکه های خورشیدی

در این تحقیق با استفاده از روش آنالیز موجک و آنالیز فوریه و تجزیه و تحلیل های آماری، نقش لکه های خورشیدی بر تغییرات بارندگی های سالانه در ایستگاه های منتخب از هفت ناحیه بارشی ایران بررسی گردید. نتایج حاصل بیانگر وجود ارتباط و همبستگی متوسط تا قوی بین لکه های خورشیدی و تغییرات بارندگی ها در ایران است؛ به طوری که میانگین بارندگی های سالانه در نواحی بارشی متناسب با چرخه لکه های خورشیدی (8, 11, 5 و 22 ساله) نوسان های زمانی مشخصی را نشان می دهند. طی این بررسی مشخص گردید که همبستگی بین تغییرات بارندگی ها و لکه های خورشیدی در تمام نقاط ایران ثابت نبوده و بین نواحی ساحلی و داخلی در ارتباط با لکه های خورشیدی، تفاوت های قابل ملاحظه ای وجود دارد؛ بدین ترتیب که تغییرات بارندگی ها در بخشی از نواحی ساحلی شمالی ایران از چرخه فعالیت های خورشیدی تبعیت می نمایند، در حالی که نواحی داخلی و خشکی ها، واکنش کاملا معکوسی داشته، همزمان با افزایش فعالیت های خورشیدی از میزان بارندگی ها در آنها کاسته می شود. وجود خشکسالی ها و ترسالی های متناوب و متوالی متناسب با چرخه های لکه های خورشیدی، حاکی از این واقعیت است که خورشید و فعالیت های آن، نه تنها به عنوان عامل تعیین کننده و تاثیرگذار بر فاکتور بارش در کل کره زمین محسوب می شود، بلکه نقش آن در بارندگی های ایران نیز قابل ملاحظه است.

دریاچه ارومیه سومین دریاچه فوق شور در جهان است و به دلیل اهمیت اقلیمی، اقتصادی، اکولوژیک و زیست محیطی از نواحی جغرافیایی قابل توجه و مطرح در ایران به شمار می رود. سطح آب این دریاچه نیز همانند سایر دریاچه های بزرگ جهان طی سال های مختلف، دارای نوسان های دوره ای مشخص بوده است. چنین به نظر می رسد که می توان از این نوسان های دوره ای به عنوان مدرکی معتبر و تاریخی از تغییرات طبیعی اقلیم در ایران بهره گیری کرد. در سال های اخیر، کاهش قابل ملاحظه سطح آب، مشکلاتی را برای محیط زیست دریاچه و ساکنان آن به همراه داشته است. بروز این مشکلات، توجه و ارزیابی نوسان های سطح آب این دریاچه را با استفاده از روش های علمی و مناسب، اجتناب ناپذیر می سازد. بر این اساس، در پژوهش حاضر با ارزیابی تغییرات دراز مدت نوسان های سطح آب دریاچه و پارامتر های مؤثر در این نوسان ها در ارتباط با فعالیت لکه های خورشیدی (عامل عمده کنترل کننده تغییرات طبیعی اقلیم) بر اساس دو روش آنالیز موجک پیوسته و متقاطع، مشخص گردید که سطح آب دریاچه ارومیه دارای نوسان های دوره ای معنی دار و منفی 8-11 ساله است. این واقعیت حاکی از وجود همبستگی منفی معنی دار بین این نوسان ها در ارتباط با لکه های خورشیدی است. بر اساس یافته های تحقیق، فعالیت های خورشیدی، احتمالا تنها فاکتور طبیعی مؤثر در نوسان های سطح آب دریاچه ارومیه و پارامترهای مربوطه، در درازمدت محسوب می گردند.

لکه های خورشید یکی از شاخص ترین فعالیت های سطح خورشید است. ارتباط این فعالیت ها با پدیده های اقلیمی از دیرباز مورد توجه بوده است بنابراین هدف این مقاله بررسی نقش لکه های خورشیدی بر تغییرات سالانه، فصلی و ماهانه بارش استان گلستان است. جهت انجام این تحقیق از تجزیه تحلیل های آماری و تحلیل موجک استفاده شده است. نتایج حاصله از مطالعه حاضر نشان داد که ارتباط و همبستگی متوسط تا قوی بین لکه های خورشیدی و تغییرات بارش استان گلستان وجود دارد. میزان همبستگی بین تغییرات بارش و لکه های خورشیدی در تمام نقاط استان ثابت نمی باشد. با وجود اینکه تغییرات بارش نواحی غرب استان از چرخه فعالیت های خورشیدی تبعیت می نماید، بارش نواحی مرکزی همبستگی معنی داری را با فعالیت های خورشیدی از خود نشان نمی دهد. در قسمت های شرقی استان نیز ارتباط کاملاّ معکوسی بین دو متغیر برقرار است. بررسی تحلیل موجک برروی داده های لکه های خورشیدی، بارش سالانه ایستگاه های گرگان و گنبد به ترتیب سیکل 11، 5 و10 ساله را نشان داد.تفاوت موجود در میزان و نوع همبستگی لکه های خورشیدی و بارش استان گلستان ناشی از تنوع شرایط اقلیمی استان است. تناسب تناوب و توالی خشک سالی ها و ترسالی ها با چرخه لکه های خورشیدی، موید این نکته است که فعالیت خورشید به عنوان یکی از عوامل تاثیر گذار بر تغییر پذیری بارش استان گلستان است.

خورشید منبع بنیادی انرژی در سامانه اقلیمی زمین است و تغییرات آن نوساناتی را در جوّ زمین ایجاد می کند. شرایط آب و هوایی مناطق مختلف در ارتباط با فعالیت های خورشیدی است و این فعالیت ها یکی از دلایل رخدادهایی مانند خشکسالی ها و سیلاب هاست. پژوهش حاضر با هدف بررسی تأثیر فعالیت لکه های خورشیدی بر دمای حداقل ماهانه استان اصفهان و به شیوه پیکسلی صورت پذیرفته است. در این راستا از آمار دمای حداقل 21 ایستگاه همدید و آب و هواشناسی در داخل و خارج استان طی مقطع زمانی 2010-1961 و همچنین آمار تعداد لکه های خورشیدی طی همان دوره بهره گرفته شد. پس از اطمینان از همگن بودن داده های مورد مطالعه با آزمون Runs Test ، داده های ایستگاهی با میان یابی به داده های پیکسلی با ابعاد 5×5 کیلومتر مربع تبدیل شد. سپس ارتباط سنجی عناصر مورد مطالعه با روش تحلیل موجک پیوسته مورلت و تحلیل موجک متقاطع انجام گرفت. نتایج حاصل از این پژوهش بیانگر آن است که دمای حداقل استان اصفهان از چرخه های زمانی 4-1 و 11-8 ساله برخوردار بوده است که همزمان با فعالیت لکه های خورشیدی است. به خصوص در ماه دسامبر که چرخه های زمانی 11-8 ساله رخ داده و از نمود بیشتری برخوردار است. همچنین بجز ماه فوریه که ارتباط و همبستگی عناصر مورد مطالعه از نوع منفی است، در سایر ماه ها همبستگی مشاهده شده از نوع هم فاز و مثبت معنا دار بوده است.

انرژی خورشیدی به عنوان منبع اصلی انرژی زمین و ایجا د کننده ی تفاوت های اقلیمی است. تغییرات میزان انرژی خروجی از خورشید و یا نوسانات دمایی سطح آن، می تواند نوسانات و تغییراتی را در جو زمین ایجاد نماید. لکه های خورشیدی، از جمله مولفه هایی است که  بر سامانه اقلیم در مقیاس های زمانی متفاوت اثر گذاشته و در نهایت نوسانات و تغییرات اقلیمی را به دنبال خواهد داشت. در این مطالعه، به تحلیل طیفی سری های زمانی بارش با استفاده از نظریه موجک ها، با هدف شناخت تاثیر لکه های خورشیدی بر رفتار طیفی بارش، انجام شده است که از داده های بارش و همچنین داده های مربوط به لکه های خورشیدی برای یک دوره آماری50 ساله (2010- 1961) در دو ایستگاه همدیدی اصفهان و کاشان استفاده گردیده است.  سپس با جداسازی محتوای طیفی سری های زمانی بارش با استفاده از تبدیل موجک مورلت و مقایسه آن با داده های تعداد لکه های خورشیدی در سال های مختلف، میزان همبستگی این نوسانات در ایستگاه های مذکور محاسبه شد. بر اساس تحلیل های صورت گرفته، بین بارش و فعالیت لکه های خورشیدی رابطه معناداری دیده نشد و بر اساس آنالیز موجک در اکثر ایستگاه ها رابطه معکوس و ضعیف بین آن ها مشاهده گردید. با توجه به تحلیل آنالیز موجک درطی دوره آماری 50 ساله، چهار سیکل 11 ساله در فعالیت لکه های خورشیدی مشاهده گردید. اوج این فعالیت ها در سیکل های دوم و سوم و حداقل آن در سیکل های اول و چهار وجود دارد. وسعت دامنه سیکل های بارشی (7- 12 ساله)  در فصل پاییز ایستگاه های مورد مطالعه،  نسبت به سایر فصول بیشتر است.