میانیابی

در این بررسی داده های بارش ماهانه ایران از ژانویه 1951 تا دسامبر 1999 برای شناسایی رژیم های بارش ایران بررسی شد. به کمک این پایگاه داده، نقشه های رقومی بارش ماهانه با تفکیک مکانی 15×15 کیلومتر محاسبه شد. مقادیر بارش هر ماه به بارش سالانه تقسیم شد و بارش نسبی برای هر ماه روی هر گره1 از نقشه های بارش بدست آمد. یک تحلیل خوشه ای پایگانی با روش ادغام وارد2 روی یک نمونه تصادفی هزار تایی از پایگاه داده های برآوردی اعمال شد و روشن شد که در ایران سه رژیم بارش اصلی قابل شناسایی است: رژیم بارش زمستانی، رژیم بارش زمستانی- بهاری و رژیم بارش پاییزی. آرایش مکانی این رژیم های بارش نشان می دهد که توزیع زمانی بارش در ایران با عرض جغرافیایی ارتباط دارد. با این حال رژیم های زمستانی و زمستانی-بهاری هر یک تحت تأثیر شرایط محلی به چندین رژیم فرعی تقسیم می شوند. رژیم های بارش اصلی از نظر بارش فصلی و رژیم های فرعی از نظر توزیع درون فصلی بارش (سهم بارش هر یک از ماه های یک فصل معین) از هم متمایز می شوند.

ایران در کمربند خشک عرض میانه قرار گرفته است. میانگین دمای آن حدود 18درجه سلسیوس است. دمای ایران در نیم سده گذشته روند های مثبت و منفی داشته است. برای ارزیابی این روند ها، داده های دمای ماهانه ایران (دمای شبانه، روزانه و شبانه روزی) از ژانویه 1951 تا دسامبر 2000 بررسی شد. به کمک این پایگاه داده، نقشه های همدمای ماهانه کشور با اندازه یاخته? 15?15 کیلومتر و روش کریگینگ محاسبه شد. به این ترتیب هر نقشه شامل 238,7 یاخته بر روی ایران است. برای تعیین روند دمای شبانه، روزانه و شبانه روزی روی تک تک یاخته های نقشه های همدما، برای هر ماه به طور جداگانه یک مدل رگرسیون به روش حداقل مربعات پیاده شد. تحلیل روند دما نشان داد که در نیم سده گذشته دمای شبانه، روزانه و شبانه روزی ایران به ترتیب با آهنگ حدود سه، یک و دو درجه در هر صد سال افزایش داشته است. روندهای افزایش دما عمدتاَ در سرزمین های گرم و کم ارتفاع و روندهای کاهشی عمدتاَ در رشته کوه ها دیده می شوند. واژگان کلیدی: تحلیل روند، ایران، دما، میانیابی.

در این پژوهش روند بارش­ ایران با استفاده از داده­های 1437 ایستگاه همدید، اقلیمی و بارانسنجی، طی دوره 40 ساله (1343 تا 1382) بررسی شد. با میانیابی این داده­ها به روش کریجینگ، ایران به 8230 یاخته­­ی به ابعاد 14*14 کیلومتر مربع تبدیل شد. میانگین ایستگاهی و یاخته­ای بارش ایران برای هر سال، محاسبه شد. با استفاده از روش آماری ناپارامتری من-­کندال معنی­داری روند میانگین بارش،­ و از روش برآورد کننده شیب خط سن، میزان شیب خط روند، آزمون شد. نتایج نشان داد که در سری­های زمانی میانگین ایستگاهی و یاخته­ای بارش ایران، روند افزایشی یا کاهشی معنی­داری در سطوح اطمینان 99% و 95% وجود ندارد. با این حال میانگین ایستگاهی بارش ایران به طور متوسط در هر سال در حدود 64/0 میلیمتر و میانگین یاخته­ای بارش ایران نیز در حدود 5/0 میلیمتر کاهش یافته است.

ضعف روش های سنتی طبقه بندی اقلیمی در نمایش واقعیت های اقلیمی ناحیه خزری و نشان دادن برتری روشهای نوین مبتنی بر سازو کارهای آماری چند متغیره و سامانه اطلاعات جغرافیایی در ارائه پهنه های اقلیمی ناحیه خزری، مهمترین ایده انجام این پژوهش است. برای دستیابی به این هدف، داده های نوزده عنصر اقلیمی ایستگاه های همدید منتخب شمال و شمال شرق کشور با دوره آماری20 ساله از پایگاه داده های سازمان هواشناسی کشور استخراج گردید و پس از اطمینان از استقلال و همگنی داده ها به کمک قابلیت های زمین آماری نرم افزار سرفر، ابتدا داده های هر کدام از عناصر اقلیمی منطقه مورد مطالعه بر اساس یاخته هایی با ابعاد 15× 15کیلومتر با استفاده از روش حداقل انحنا، میانیابی یابی گردید. سپس اطلاعات نقشه های رقومی بصورت آرایه ای به حالت R با ابعاد 19×266 آرایش داده شد و پس از هنجارسازی، یک تحلیل عاملی با چرخش مهپراش بر روی آرایه بهنجار شده، اعمال گردید و مشخص شد در مجموع 98 درصد مقادیر پراش داده ها توسط دو عامل بارشی- دمایی و رطوبتی- دمایی توجیه می شود. که عامل اول50 درصد و عامل دوم 48 درصد مقادیر پراش داده ها را بیان می کند. نمرات عاملی به وسیله تحلیل خوشه ای پایگانی و روش ادغام ""وارد"" مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت که نتیجه آن تقسیم ناحیه خزری به چهار خرده ناحیه اقلیمی معتدل مرطوب، معتدل نیمه مرطوب، سرد کم بارش و نیمه سرد کم بارش است. این خرده نواحی بشدت متأثر از عوامل اقلیمی چون دوری و فاصله گرفتن از دریا و افزایش ارتفاع است. تنوع اقلیمی در بخش های شرقی بویژه در محدوده استان گلستان، آشکارتر است. واژه های کلیدی:

موج های گرمایی از مهم ترین بلایای آب و هوایی بوده که هر سال پیامدهای زیست محیطی مخربی را در طبیعت به جای می گذارند. بر این اساس هدف اصلی این پژوهش شناسایی موج های گرمایی ایران و ویژگی های آن ها مانند تداوم، شدت و فراوانی می باشد که در جهت نیل به آن از آمار روزانه ی حداکثر دما مربوط به 663 ایستگاه هم دید و اقلیمی در قلمرو مورد مطالعه، طیّ دوره ی آماری1/1/1340 تا 29/12/1382 (15705 روز) استفاده گردیده است. سپس با استفاده از روش درون یابی کریگینگ با یاخته های 18×18 کیلومتر یک ماتریس 7187×15705 آماده شده که بر روی سطرها روزها و بر روی ستون ها یاخته ها قرار گرفته است. در گام بعدی با استفاده از شاخص فومیاکی ماتریس مورد نظر استاندارد سازی و ماتریس انحراف دمای بهنجار ایران (NTD) شکل یافت. برای شناسایی موج های گرمایی ایران، با استفاده از برنامه نویسی در محیط Matlab. روزهایی را که دست کم 2 روز تداوم داشته و دمای آن 2+ انحراف معیار یا بالاتر از میانگین (NTD) بود، به عنوان موج گرما تعریف شد. از ماتریس NTD ایران 282 موج گرمای 2 تا 25 روزه شناسایی و دسته بندی گردید. این موج ها از کم تداوم ترین موج 2 روزه تا فراگیرترین موج 25 روزه در دوره ی گرم و سرد گروه بندی و تحلیل شد. نتایج پژوهش نشان داد که موج های گرمایی کوتاه رخداد بیشتری داشته است و تعداد امواج گرمایی پرتداوم کمتر رخ داده است. پایان زمستان و روزهای نخستین پاییز موج های گرمایی بیشتر و فراوان تر می باشد، این هنگام ها با گذار دوره ی سرد به گرم و گرم به سرد، همزمان است. موج های با تداوم بیشتر کم رخداد بوده ولی درصد بیشتری از مساحت ایران را در برگرفته اند و موج های کوتاه پررخداد بوده و در گستره ی کمتری از ایران اتفاق افتاده اند. در شمال و شمال غرب، مرکز ایران و سواحل جنوب رخداد موج گرما بیشتر بوده است. همچنین امواج گرم در دوره ی آماری روند افزایشی داشته و در سال های اخیر، پررخدادتر بوده اند.

حاصل تعامل عوامل محلی و الگوهای گردشی در بلند مدت، نوع و حالت آرایش نواحی دمایی در هر پهنه جغرافیایی را تعیین می کند. آگاهی از پراکندگی مکانی دما در پهنه های جغرافیایی، زمینه ساز برنامه ریزی و سیاست گزاری های درست محیطی است. این پژوهش با هدف شناسایی و تفکیک نواحی حرارتی ایران به انجام رسیده است. بدین منظور، داده های شبکه ای دمای بیشینه (حداکثر) ایران از پایگاه داده اسفزاری برداشت شده. داده های این پایگاه یک دوره ی 43 ساله در بازه زمانی روزانه از 1/1/1340 تا 29/12/1383 را می پوشاند و اندازه ی یاخته های شبکه 15×15 کیلومتر است. پس آرایه دمای بیشینه ایران به ابعاد 15705×7187 مبنای شناسایی نواحی حرارتی کشور قرار گرفت. برای تفکیک مکانی نواحی حرارتی، یک تحلیل خوشه ای سلسله مراتبی با روش ادغام وارد بر روی آرایه داده ها اعمال گردید. نتایج نشان داد که ایران را می توان بر مبنای دمای بیشینه روزانه به پنج ناحیه حرارتی شامل نواحی کوهستانی مرتفع، کوهستانی و کرانه های خزر، پست مرکزی، پست جنوب شرق، کرانه های جنوبی به ترتیب با متوسط دمای 9/ 18، 9/22، 26، 3/28 و5/31 درجه سلسیوس، تفکیک نمود. بررسی ها نشان داد که آرایش نواحی حرارتی تابعی از پیکربندی ناهمواری و عرض جغرافیایی است. تنوع دمایی در استانهای کرمان، فارس و بویژه لرستان و ایلام قابل توجه است. در حالیکه استانهای سیستان و بلوچستان، یزد، خراسان رضوی، سمنان و بخصوص هرمزگان و بوشهر علی رغم وسعت زیاد از تنوع دمایی برخوردار نیستند.

امروزه به دلیل خشکسالی ها،و بهره وری از منابع زیرزمینی اهمیت و توجه بیشتر به منابع آب زیرزمینی امری اجتناب ناپذیر و بررسی وضعیت کمی و کیفی منابع آب زیرزمینی امری مهم محسوب می گردد. در این تحقیق به بررسی وضعیت کمی و کیفی و رفتار آب زیرزمینی در دشت پریشان بعنوان یکی مهمترین مراکز کشاورزی استان فارس، پرداخته شده است. لذا بدین منظور آمار داده های کمی و کیفی آب زیرزمینی در بازه زمانی 1382 تا1390 استخراج گردید و نقشه های کمی و کیفی آب های زیرزمینی از روی متغیر داده های چاههای پیزومتری به روش میان یابی نزدیکترین همسایه (IDW) با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی(GIS) مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین به منظور برآورد شدت و مدت خشکسالی اقلیمی از شاخص استاندارد بارش(SPI) و جهت بررسی روند افت سطح آب زیرزمینی از هیدروگراف چاه های پیزومتری موجود در دشت پریشان استفاده گردید. براساس نتایج بدست آمده از هیدروگراف سالانه دشت پریشان، به طور میانگین سطح آب زیرزمینی از سال 1382 تا 1390 افتی معادل 25/6 مترداشته است. همچنین هیدروگراف سالانه دشت سه دوره نوسان سطح ایستابی رادر سال 82 تا 83 (افزایش سطح ایستابی حدود 03/2 متر)، 83 تا 89 (کاهش سطح ایستابی 93/7 متر) و 89 تا 90 (افزایش سطح ایستابی 26/0 متر) تجربه کرده است.

  در مطالعات محیطی به پایگاه داده های شبکه ای محیطی نیاز است. بررسی تغییرات محیطی و اقلیمی، بررسی حجم بارش حوضه های آبی و نظایر آن بدون یک پایگاه داده شبکه ای بارش شدنی نیست. در آن دسته از مطالعات محیطی که یک پهنه جغرافیایی را دربرمی گیرد، اما داده های لازم برای نقاط معیّن و معدودی از آن پهنه (مثلاً ایستگاه های هواسنجی) دردسترس است و نه برای همه گستره پهنه مورد بررسی، انجام فرایند تبدیل داده های نقطه ای به پهنه ای (ایجاد پایگاه داده شبکه ای) لازم است. نخستین نمونه از این پایگاه های داده برای ایران در سال 1375 در دانشگاه اصفهان تولید شد. در این مقاله فرایند آماده سازی نسخه سوم پایگاه داده بارش اسفزاری معرفی می شود. این پایگاه داده شبکه ای بارش با تفکیک زمانی روزانه و تفکیک مکانی ده کیلومتر در سیستم تصویر لامبرت مخروطی هم شکل تهیه شده است. این پایگاه داده بارش روزانه سرزمین اصلی ایران را از 01/01/1349 تا 29/12/1394 را پوشش می دهد. خطای برآورد میانگین بارش در این پایگاه داده کم تر از 15 درصد است. در تهیه این پایگاه داده از داده های بارش روزانه 2188 ایستگاه سازمان هواشناسی کشور بهره برداری شده است. این پایگاه داده تنها نسخه ملی داده شبکه ای بارش ایران است.

ایران در کمربند خشک عرض میانه قرار گرفته که متوسط بارش آن 250 میلی متر بوده و از تغییرات زمانی و مکانی شدید برخوردار است. رویدادهای بارشی با تدوام کوتاه، یکی از مشخصه های مناطق خشک بوده که در ایران نیز ملموس است. هرچند بارش ایران تدوامی بین 1 تا 45 روز داشته و از تغییرات زمانی مکانی شدید نیز برخوردار است اما بیشینه بارش و روزهای بارشی ایران توسط بارش های تدوام کوتاه تأمین می گردد؛ بنابراین رخداد بارش های تدوام طولانی، یک رویداد فرین تلقی می گردند که از تغییرپذیری شدیدی نیز برخوردارند. با توجه به اهمیت بارش به ویژه در تأمین منابع آب ایران، بررسی نقش تداوم های متفاوت بارش در تأمین آن ضروری می باشد؛ بنابراین فهم این که هر تداوم بارش، چه سهمی از روزهای بارشی و مقدار بارش گستره ایران را تولید می نماید، ضروری است. برای بررسی الگوهای فضایی اهمیت تداوم بارش در پهنه ایران از پایگاه داده بارش ایران با آرایش زمان مکان استفاده گردیده است. در این پایگاه داده مشاهدات روزانه بارش از 01/01/1340 تا 10/10/1383 با فواصل 15 کیلومتر بر روی 7187 یاخته موجود است. ابتدا، تدوام های مختلف بارش، متوسط مقدار بارش و روزهای بارشی در سری زمانی هر یاخته برآورد و سپس سهم تداوم های مختلف بارش در تأمین روزهای بارشی و مقدار بارش هر یاخته نیز محاسبه گردیده است. حاصل نسبت سهم هر تداوم در تأمین مقدار بارش هر یاخته به سهم همان تداوم در تأمین روزهای بارشی همان یاخته، میزان اهمیت آن تداوم را مشخص می نماید. نتایج این بررسی نشان داد که اهمیت تداوم های بارش در گستره ی ایران دارای الگوهای فضایی متفاوت می باشند. بارش های با تدوام یک تا هفت روز، تقریباً در تمام گستره ی ایران و بارش های با تدوام بزرگ تر تنها در برخی از قسمت های ایران رخ داده اند. با افزایش تدوام بارش ها، سهم آن ها در تشکیل روزهای بارشی ایران به شدت کاهش می یابد. بر خلاف آن، افزایش تداوم بارش ها، سبب کاهش تأمین بارش تمام گستره ایران نمی گردد. با افزایش تداوم بارش، سهم آن ها در تأمین روزهای بارشی ایران به شدت کاهش می یابد؛ به گونه ای که بیشینه روزهای بارشی کُل ایران و بیشینه بارش بخش بزرگی از ایران توسط بارش های با تداوم یک روزه، تأمین می گردد. با این وجود، سهم بارش های با تداوم یک روزه در تأمین روزهای بارشی و بارش نیمه ی شرقی ایران پُررنگ تر است. در مقابل، با افزایش تداوم بارش ها، روزهای بارشی و بارش ایران با الگوهای فضایی متفاوت کاهش می یابند. سهم تأمین بارش در مرکز و جنوب شرق ایران با افزایش تداوم بارش به شدت کاهش می یابد، اما در غرب و شمال غرب ایران این شرایط برعکس می باشد. در برخی مناطق پُربارش نیمه غربی و شمالی ایران، افزایش تداوم بارش با افزایش سهم آن ها در تأمین بارش همسو بوده و در سایر مناطق پُربارش کاهش سهم تأمین بارش توسط تداوم های مختلف بارش تدریجی است. بنابراین الگوهای فضایی متفاوتی از سهم تأمین روزهای بارشی و مقدار بارش ایران توسط تداوم های مختلف بارش پدید می آید که نشانگر الگوهای فضایی اهمیت آن ها در گستره ایران است. اهمیت بارش های با تداوم یک روزه، الگوی فضایی خاصی را نشان نمی دهد و مهم ترین تداوم بارش ایران، کم اهمیت ترین تداوم بارش نیز محسوب می گردد. افزایش تداوم بارش ها با افزایش میزان اهمیت آن ها در ایران همسو بوده و الگوهای فضایی متفاوتی را ایجاد می نمایند. میزان اهمیت بارش های با تداوم کوتاه (1 تا3 روز) در نیمه شرقی و میزان اهمیت بارش های با تداوم طولانی (بیش تر از سه روز) در نیمه ی غربی ایران بیشینه می باشد.