روند دما

این مقاله سعی دارد ضمن مطالعه روند دمای چند دهه اخیر در ایران به ارتباط این روند با افزایش گاز Co2 جو بپردازد. به همین منظور ابتدا ایستگاه هایی که دارای آمار بلند مدت ( از سال 1958، به علت اینکه داده های Co2 ازاین سال در دسترس هستند ) بودند انتخاب گردیده و در مرحله بعد از بین آنها، ایستگاه هایی که بیش از دو سال پی در پی فاقد آمار ( به علت حساسیت مطالعه تغییر اقلیم ) بودند از تحلیل کنار گذاشته شده اند، در نهایت تمام بررسی ها بر روی 12 ایستگاه انجام گرفته است. در این پژوهش برای تعیین صحت داده ها از آزمون خود همبستگی مرتبه اول و ران تست استفاده شده است. از آزمون ناپارامتریک من کندال جهت تعیین میزان، جهت و معنی داری روند استفاده گردیده. طبق نتایج پژوهش در اکثر ایستگاه های موردمطالعه ( ایستگاه های سینوپتیک ) روند افزایشی دما با شدت های مختلف مشاهده شده، به طوری که ایستگاه های آبادان و شاهرود بدون روند، ایستگاه های اصفهان، تبریز، کرمان از روند مثبت با شدتی ضعیف، ایستگاه های بابلسر و زنجان از روند مثبت با شدت متوسط، ایستگاه های یزد ، کرمانشاه، مشهد از روند مثبت با شدت نسبتا بالا، ایستگاه های تهران و بوشهر از روند مثبت با شدت بالا و ایستگاه انزلی از روند منفی با شدت متوسط برخوردار بوده اند. و با توجه به اینکه میزان Co2 جو در این مدت روندی افزایشی داشته است به نظر می رسد روندهای مشاهده شده در ایستگاهای مذکور نیز از افزایش Co2 متاثر گردیده است.

هدف اصلی این تحقیق بررسی روند دمای اعماق خاک در ایستگاه یزد می باشد. بدین منظور داده های روزانه ی دمای خاک ایستگاه سینوپتیک یزد در اعماق 5، 10، 20، 30، 50 و100 سانتیمتری از سطح زمین در ساعات 03، 09 و 15 گرینویچ در دوره ی آماری 5 ساله (1384-1380) انتخاب و تجزیه و تحلیل بر روی آنها انجام گرفت. نتایج نشان داد که بیشترین دامنه ی نوسان روزانه ی دما در لایه های نزدیک به سطح زمین (عمق 5 سانتیمتری) در ساعت 5/6 صبح و در ماه فروردین می باشد که با افزایش عمق پیوسته از مقدار آن کاسته می شود، بطوری که در عمق 100 سانتیمتری در ماه مرداد به کمترین مقدار خود می رسد. همچنین در عمق های 5 و 10 سانتیمتری حداکثر دما در اوایل تیرماه اتفاق افتاده است، درحالی که در عمق 100 سانتیمتری با یک ماه تاخیر زمانی در اوایل مرداد رخ داده است. حداقل دما نیز درسطوح بالا (5، 10 و 20سانتیمتری) در اوایل دی ماه و در اعماق پایین تر به تدریج تا اواخردی اتفاق افتاده است که نشان می دهد موج گرمایی حداکثر روزانه دیرتر از موج گرمایی حداقل به ژرفایی معین می رسد.

به منظور بررسی تاثیر شهر بر دمای سالانه در شمال شرق ایران، از داده های ایستگاه های مشهد، سبزوار، تربت حیدریه، بیرجند و بار در بازه زمانی 1960 تا 2011 استفاده شد. داده های دمای میانگین، کمینه و بیشینه سالانه، تا سال 2011 از سازمان هواشناسی دریافت و سال های فاقد داده به روش رگرسیون جایگزین گردید. برای سری دمای میانگین سالانه ایستگاه ها با توجه به نمودار خودهمبستگی و خودهمبستگی جزئی، مدل آریماانتخاب و جهت صحت و برازش هر مدل از معیارهای، ریشه میانگین مربعات خطا، قدرت توجیه و فرض تصادفی بودن باقیمانده ها استفاده شد. مدلAR(2,1,0) برای سری دمای میانگین مشهد و بیرجند، مدل AR(1,1,0)برای دمای میانگین سبزوار، مناسب ترین مدل تشخیص داده شدند. جهت تشخیص روند و تغییرات در هر سری از آزمون من کندال و t استفاده شد، در آزمون t، میانگین دهه اول هر سری با میانگین دهه اخیر آزمون گردید، ایستگاه ها بر اساس موقعیت به دو دسته داخل محدوده شهری و خارج از محدوده شهری تقسیم شدند. نتایج نشان می دهد روند دما در ایستگاه های داخل شهر و خارج شهر کاملا متفاوت است، دمای میانگین، بیشینه وکمینه سالانه در ایستگاه های داخل محدوده شهری روند افزایشی نشان دادند، در حالیکه در ایستگاه های خارج از شهرها دمای میانگین سالانه بدون روند و حتی دمای بیشینه ایستگاه های تربت حیدریه، بار و دمای کمینه بیرجند روند، کاهشی بوده است.

در این پژوهش تغییرپذیری مکانی روندهای دمای ایران در 48 سال گذشته مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، داده های دمای سالانه کمینه،بیشینه و متوسط ایستگاه های همدید و اقلیمی کشور از 1961 تا 2008 از مرکز داده های سازمان هواشناسی کشور اخذ گردید. به کمک پایگاه داده های تنظیم شده، نقشه های هم دما بااندازه ی پیکسل15×15 کیلومتربه روش میانیابی کریجینگ محاسبه و ترسیم شد بطوری که هر نقشه با 7196 پیکسل مرزهای کشور را در برگرفت. بدین ترتیب سه آرایه با ابعاد 48×7196 فراهم گردید. جهت ارزیابی روند دما از روش های پارامتری رگرسیون خطی و ناپارامتری مان- کندال بهره گرفته شد. اعمال این آزمون ها بر روی هر یک از آرایه هانشان داد که دمای کشور رو به افزایش است. این افزایش بیشتر در مناطق پست و کم ارتفاع روی داده است. در این میان دمای کمینه از اهمیت بیشتری برخوردار است و در60 درصد وسعت کشور روند افزایشی نشان می دهد. درحالی که روند افزایشی دمای بیشینه 27 درصد وسعت کشور را در بر گرفته است. از سوی دیگر شدت روند در تمامی پهنه ها یکسان و یکنواخت نیست و برای دمای کمینه شدت آن در استان کرمان در غرب لوت و در منطقه شهداد، در بخش های مرکزی استان سمنان، شرق خوزستان، جنوب استان ایلام و غرب استان کرمانشاه، بیشتر بوده و این مناطق بیش از سایر جاها در معرض آسیب های محیطی ناشی از افزایش دمای کمینه، قرار دارند. در حالی که استان های خراسان شمالی، همدان و چهار محال و بختیاری کمتر در معرض روندهای افزایشی دما، قرار داشته اند. همچنین این پژوهش نشان داد که بطور متوسط دماهای سالانه کمینه،بیشینه و متوسط ایران طیّ دوره 48 ساله به ترتیب 1/2، 45/0 و3/1 درجه سلسیوسافزایش یافته است.

  مقطع زمانی مورد مطالعه در این بررسی دو دوره 56 و 17 ساله می باشد.دوره 56 ساله مربوط به ایستگاه بندرعباس می باشد که از سال 1957 تا 2012 را شامل میشود و دوره 17 ساله مربوط به ایستگاه قشم می باشد که از سال 1996 تا 2012 را در بر میگیرد.ابتدا سعی شده است با استفاده از روش رتبه ای من - کندال تغییرات داده ها شناسایی شوند و سپس نوع و زمان آن مشخص گردد. هدف از  این تحقیق، بررسی روند تغییرات دمای ایستگاه های بندرعباس و جزیره قشم برای آشکار سازی تغییرات احتمالی آن از حالت نرمال با استفاده از آزمون ناپارامتری من-کندال می باشد.نتایجی که از این پژوهش حاصل شد به شرح زیر می باشد : 1-مطالعه تغییرات دمای حداقل در شهر بندرعباس در مقیاس ماهانه بیان کننده روند کاهشی شدید در این ایستگاه می باشد که شدت این روند در ماه مارس با 45/.-  در مقایسه با بقیه ماهها بیشتر می باشد، ولی چنین یکنواختی در عنصر دمای حداکثر وجود ندارد و روند تغییرات عنصر دمای حداکثر تلفیقی از روند کاهشی(TD)وجهش منفی(AI) می باشد. بررسی روند تغییرات عنصر دمای حداقل وحداکثردر ایستگاه قشم نسبت به بندر عباس از ناهمگونی بیشتری برخوردار می باشد. مطالعه عنصر دمای حداقل در ایستگاه قشم در طول دوره مورد مطالعه نشان دهنده این است که 5 ماه از سال بدون روند می باشد و در بقیه ماهها نیز جهش مثبت نوع غالب تغییرات بوده است، در عنصر دمای حداکثر تقریبا در اکثر ماهها جهش افزایشی نوع غالب تغییرات می باشد. 2-در مقیاس سالانه، تغییرات دمای حداقل و حداکثر هر دو از نوع روند کاهشی می باشد، اما در ایستگاه قشم تغییرات دمای حداقل از نوع جهش کاهشی و تغییرات دمای حداکثر از نوع جهش مثبت بوده است.

    مقطع زمانی مورد مطالعه در این بررسی 49 ساله می باشد. که مربوط به ایستگاه چابهار با طول دوره آماری 1963 تا 2012 را شامل می شود. ابتدا سعی شده است با استفاده از روش رتبه ای من - کندال تغییرات داده ها شناسایی شوند و سپس نوع و زمان آن مشخص گردد. هدف از این تحقیق، بررسی روند تغییرات دمای ایستگاه چابهار برای آشکار سازی تغییر احتمالی اقلیم آن از حالت نرمال با استفاده از آزمون ناپارامتری من-کندال می باشد. نتایجی که از این پژوهش حاصل شد به شرح زیر می باشد: 1-مطالعه تغییرات دمای حداکثرتمام ماه های ایستگاه چابهار در طول دوره آماری به جزء ماه ژانویه روند معنا دار کاهشی به طور محسوسی قابل مشاهده است. در این میان، ماه جولای با عدد 41/.-، آگوست 36/.-، ژوئن و می با 33/. – بیشترین کاهش را نشان می دهند. 2- تغییرات دمای حداقل ایستگاه چابهار نیز در 8 ماه از سال روند کاهشی دارد، که ماه نوامبر با عدد 40/. -، جولای با 25/. -، بیشترین کاهش را داشته، در ماه های سپتامبر، ژوئن، می وآوریل روندی وجود ندارد، تغییرات رخ داده از نوع تصادفی وناگهانی است.

نقش دما و اهمیت دگرگونی آن باعث شده است که طی چند دهه اخیر توجه جدی به این پدیده آب و هوایی شود. روند رو به رشد دما در برخی از مناطق ایران و پیامدهای احتمالی آن منجر به نگرانی جدی برای پژوهشگران و برنامهریزان شده است. هدف از این  پژوهش دگرگونی مکانی روند دمای ایران طی چهار دهه اخیر می باشد. برای ارزیابی  این روند از پایگاه داده مرکز پیشبینی میانمدت هواسپهر اروپایی (ECMWF) نسخه ERA Interim طی دوره زمانی 1979  - 2015 میلادی با تفکیک مکانی 125/0×125/0 درجه قوسی برای هر ماه با 9966 یاخته  استفاده  شد. و جهت آشکارسازی روند دما از دو روش ناپارامتریک Mann–Kendall و Sen’s Slope بهره گرفته شد. نتایج نشان داد، چهار ماه فوریه، مارس، می و اکتبر روند دمایی یک جهته (افزایشی) را تجربه کردهاند. بیشینه متوسط آهنگ روند افزایشی کشور مربوط به فصل زمستان و کمینه آن متعلق به فصل پاییز بوده است. در تمامی ماههای سال مناطقی از کشور که بین مدار 30 تا 35 درجه شمالی قرار داشتهاند بیشینه روند معنادار افزایشی را تجربه کردهاند. قلمرو مناطق سرد و معتدل کشور بیش از سایر مناطق دستخوش افزایش روند دما بودهاند. همچنین روند منفی جنوب شرق و جنوب (سواحل بوشهر) ایران ناشی از چهار دلیل: 1 - دگرگونی خرد آب و هواشناسی محل؛ 2 - افزایش هواویزهای هواسپهری؛ 3-  بخارآب قابل بارش و 4 - ابرها و دامنه دگرگونی دما، هستند. بیشینه متوسط شیب دمایی کشور با 11/0 درجه سانتی گراد مربوط به ماه فوریه و کمینه آن نیز به با 002/0 درجه سانتیگراد در ماه نوامبر اتفاق افتاده است. به طور کلی زمستانهای ایران در حال گرمتر شدن است و این امر یک خطر جدی برای کانونهای برفگیر کشور تلقی خواهد شد.  

این پژوهش با هدف بررسی دمای شبانه روزی در ایران انجام شده است. برای این منظور کمینه و بیشینه دما طی دوره آماری 40 ساله (2020-1981) با استفاده از برونداد مجموعه داده AgERA5 بررسی و سپس دامنه شبانه روزی دما (DTR) محاسبه گردید. جهت درستی سنجی مجموعه داده AgERA5 از داده های 56 ایستگاه هواشناسی همدید و سنجه های آماری RMSE و R2 و برای بررسی متوسط روند از آزمون Theil-Sen استفاده گردید. نتایج درستی سنجی دمای کمینه و بیشینه نشان داد که مجموعه داده AgERA5 از دقت بالایی برای برآورد دما برخوردار است و روند ماهانه دمای کمینه و بیشینه در ایران افزایشی است. روند افزایش دما در طول زمان ثابت نبوده و در ماه های مختلف متفاوت است. بااین حال روند افزایشی دما طی ماه های مختلف سال برای دو متغیر دمای کمینه و دمای بیشینه هماهنگ است. در تمامی ماه ها، بیشینه روند افزایشی دما در فصل زمستان و ماه مارس مشاهده می شود. شاخص DTR در ایران حداقل 48/0 و حداکثر 6/16 درجه سلسیوس است که به ترتیب در ماه های دسامبر و ژوئیه اتفاق می افتد. بیشینه شاخص DTR در مناطق خشک داخلی و کمینه آن در مناطق شمالی و شمال غربی کشور رخ می دهد. بیشینه روند افزایشی دمای کمینه و بیشینه در ماه مارس است که به ترتیب 8/0 و 2/1 به ازای هر دهه افزایش می یابد. در مقابل بیشینه روند کاهشی دمای کمینه و بیشینه در ماه نوامبر است که به ترتیب با 1/0- و 2/0- به ازای هر دهه کاهش می یابد