تحلیل هارمونیک

بارش تغییرپذیرترین عنصر اقلیمی است و با توجه به قرار گیری ایران در کمربند خشک جهان، بدیهی است مطالعه ویژگی های بارش و تلاش برای پیش بینی رفتار این عنصر اقلیمی می تواند نقش مهمی در مدیریت منابع آبی کشور ایفا نماید. بدین منظور در تحقیق حاضر تلاش گردید تا ویژگی های فضایی و زمانی بارش در سطح کشور با استفاده از تحلیل هارمونیک مورد ارزیابی قرار گیرد. بنابراین، آمار بارش ماهانه 33 ایستگاه سینوپتیک کشور که قادر به پوشش مناسب کل مساحت کشور بودند، در یک دوره آماری 25 ساله (2005-1980) از سازمان هواشناسی کشور استخراج گردید. سپس فرکانس نسبی بارش هر ماه محاسبه شد و در نهایت با استفاده از تحلیل هارمونیک ویژگی های بارش ماهانه در سطح کشور در غالب شش هارمونیک مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که سه هارمونیک اول از نظر توجیه تغییرپذیری درون سالانه بارش در سطح کشور از اهمیت زیادی برخوردار هستند؛ به طوریکه هارمونیک اول بیش از 70 درصد تغییرات بارش های ماهانه در بیشتر مناطق به استثنای مناطقی از شمال غرب و جنوب شرق کشور را نمایش می دهد. اثرات هارمونیک دوم بارش، بیشتر در مناطق شمال غربی کشور و با شدت کمتری در نواحی جنوب شرق و جنوبی دیده می شود، در حالیکه هارمونیک سوم بارش در مناطق جنوب شرقی، مرکزی و غربی کشور اثر بیشتری بر تغییر پذیری بارش نسبت به سایر مناطق دارد. همچنین، نتایج نشان داد که زمان وقوع حداکثر مقدار مولفه هارمونیک اول بارش در بیشتر نقاط کشور به جز سواحل جنوبی دریای خزر از اواخر پاییز تا اوایل بهار قابل مشاهده است. زمان وقوع ماکزیمم های بارش ناشی از هارمونیک دوم از اوایل پاییز تا اوایل بهار، و زمان وقوع حداکثر مقدار مولفه هارمونیک سوم از اوایل پاییز تا اواخر زمستان می باشد.

تمام بخار آب موجود در ستونی از جو که قابلیت بارش دارد و از سطح زمین تا نقطه پایانی بخارآب در جو ادامه پیدا می کند، آب قابل بارش کلی گویند. این عنصر تحت تاثیر توپوگرافی و همچنین ارتفاع دچار تغییراتی می گردد. هدف از این مطالعه بررسی تأثیر عوامل محلی و مکانی بر توزیع بیشینه های آب قابل بارش ایران می باشد. برای این منظور داده های فشار، رطوبت ویژه ، مولفه مداری و مولفه نصف النهاری از پایگاه داده NCEP/NCAR وابسته به سازمان اقیانوس شناسی ایالات متحده استخراج و مورد بررسی و تجزیه تحلیل قرار گرفت. روش های مورد استفاده در این مطالعه، ضریب همبستگی و رگرسیون می باشد. سپس به منظور دست یابی بهتری نسبت به آب قابل بارش شیب تغییرات و روند شیب تغییرات بیشینه آب قابل بارش محاسبه گردیده است. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می دهد که در بین عوامل مکانی، ارتفاع بیشترین تأثیر را در توزیع مکانی بیشینه آب قابل بارش داشته است. برخلاف بسیاری از دانشمندان که بر این عقیده بودند که با افزایش عرض جغرافیا، آب قابل بارش کاهش پیدا می کند، این قاعده در محدوده جو ایران کمتر به چشم می خورد. با این وجود بیشتر شیب تغییرات آب قابل بارش در بخش های از ارتفاعات زاگرس، غرب و جنوب غرب رخ داده است. نتایج حاصل از تحلیل چرخه ها نشان داد که بیشینه های آب قابل بارش در ایران دارای چرخه های کوتاه مدت 2 تا 4 ساله می باشند.