رژیم بارش

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.

یکی از مهمترین نشانه های هواشناسی که در مقیاس جهانی بر فراسنجهای آب و هوایی در مناطق مختلف کره زمین تاثیر میگذارد، پدیده ENSO یا النینو- نوسانات جنوبی است. نوسانات این پدیده باعث ایجاد نوسانات معنیداری در وضعیت بارش و دمای برخی نقاط کره زمین می شود. در این پژوهش به منظور بررسی میزان ارتباط تغییر آب و هوا با پدیده ENSO و ارتباط آن با تغییرات فراسنجهای آب و هوایی و امکان پیش بینی وقوع خشکسالی در استان خراسان ،ابتدا با استفاده از رابطه همبستگی سالانه و فصلی شاخص نوسانات جنوبی (SOI) با داده های بارش به دست آمده و سپس به منظور مطالعه دقیقتر نحوه تاثیر پدیده ENSO بر نحوه تغییرات بارش مناطق مختلف استان خراسان ، نقشه های پهنه بندی مربوط ترسیم شد. به طور کلی میتوان نتیجه گرفت بارش کلیهمناطق استان (به ویژه نوار مرکزی و تا حدودی شمالی) نسبت به پدیده ENSO واکنش معنیداری نشان میدهند. به عبارت دیگر میانگین ضرایب همبستگی بارش با مقادیر SOI به طور سالانه و فصلی منفی است، یعنی با افزایش مقادیر SOI ، مقادیر بارش در سطح استان خراسان در فصول و سالهای مختلف کاهش مییابد.بنابراین در مناطق مختلف استان خراسان در زمان فعالیت فاز منفی ENSO (شرایط النینو)، تغییرات بارش به صورت افزایشی می باشدو این شرایط را میتوان با دگرگونی الگوی وقوع پدیده ENSO در سطح جهان مرتبط دانست.

این تحقیق رژیم بارش سالانه نیمه جنوبی ایران را طی دوره 2005- 1974 ارائه می­دهد. نـیمه­جنوبی ایران با استفاده از شـش پارامتر اقلیمی در 183 ایستگاه، به کمک روش تـحلیل مولفه­های اصلی و خوشه­بندی منطقه­بندی شده و به چهار زیر منطقه همگن تقسیم گردید. نتیجه نشان داد که روند ناهمواری­ها و عرض جغرافیایی در مرزبندی و تفاوت­های مکانی بین مناطق نقش بسیار مهمی دارند. تغییرات مکانی بارش و رابطه بین ایستگاه­ها با استفاده از تحلیل مولفه­های اصلی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تحلیل مولفه اصلی بارش سالانه، پنج مولفه را نشان داد که مجموعاً 68% کل واریانس بارش را توصیف می­کند. مولفه­های اصلی بارش سالانه در نیمه جنوبی ایران توسط گردش جوی کنترل می­شوند. تحلیل­ها نشان داد که بارش سالانه در نیمه جنوبی ایران اساساً به کم فشار سودانی و مدیترانه ارتباط داده می­شود.

رژیم بارش به توزیع فصلی- ماهانه بارندگی اشاره دارد. با شناخت این ویژگی، می توان به بخش های مهمی از ساز و کار(های) حاکم بر توزیع زمانی بارش پی برد. رژیم بارش می تواند بر عملکرد سایر اجزاء اقلیم تاثیر گذاشته و برآیند آن پیامدهای مثبت یا منفی خواهد بود. در مطالعه حاضر با استفاده از آمار بارندگی ماهانه 73 ایستگاه طی دوره آماری 2005-1966رژیم بارندگی شمال غرب کشور مورد توجه قرار گرفت. در این راستا از سه نمایه بارش (ضریب تغییرات، نمایه یکنواختی و نمایه فصلی) بهره گرفته شد. هر سه نمایه بیان گر ویژگی های کما بیش یکسان از رژیم بارش پهنه مورد مطالعه بود. نتایج نشان داد که کم ترین ضریب تغییرات و بیش ترین یکنواختی بارش در شمال شرق پهنه مورد بررسی رخ می دهد. این بخش دارای رژیم بارش یکنواخت با یک فصل مرطوب می باشد که نشان می دهد سامانه های متنوع باران زایی در این بخش ها از بیشینه فعالیت برخوردارند. در نقطه مقابل آن، بخش جنوب غربی پهنه، دارای رژیم بارش کاملاً متمرکز است که بازتابی از تاثیر فزاینده سامانه های متمرکز در یک فصل است. حدود 80 درصد از پهنه اخیر دارای رژیم بارش فصلی با یک فصل خشک کوتاه است.

میانگین بارش سالانه در ایران حدود 250 میلی متر است که کمتر از یک سوم بارش میانگین جهانی است. علاوه بر کمبود بارندگی، توزیع نامتوازن و ناهمگون آن نیز بر بی اعتمادی به بارندگی در این سرزمین افزوده است. در این مطالعه، عدم اعتماد به بارش ایران با استفاده از شاخص عدم اعتماد به بارش ( UI ) که برخلاف روش های متعارف، رژیم بارش یا توزیع زمانی و ویژگیهای بارش را مورد توجه قرار می دهد، بر اساس داده های آماری 48 ایستگاه سینوپتیک کشور در یک دوره 30 ساله (1979 تا 2008) مورد بررسی قرار گرفته است. میزان روند و وضعیت معنی داری شاخص در هر ایستگاه از طریق آزمون ناپارامتری من کندال و برآورد کننده شیب سن در سطح اطمینان 95% مشخص گردیده است. در نهایت، سطح کشور بر اساس مقادیر شاخص بدست آمده با استفاده از روش های میان یابی IDW و Kriging پهنه بندی شده است. نتایج مطالعه نشان می دهد که میزان متوسط عدم اعتماد به بارش در کل ایران، برابر با 2/2 یا حدود 36% می باشد. میزان عدم اعتماد به بارش در نواحی مرطوب که شروع بارش زودتر و دوره بارندگی طولانی تری دارند، بیشتر و در مناطق خشک ایران که شروع بارش دیرتر و دوره بارندگی کوتاه تری دارند، کمتر است. اگر چه بین نواحی مختلف کشور از نظر عدم اعتماد به بارش، اختلاف زیادی وجود ندارد، با این وجود برخلاف دیدگاه سنتی رایج، عدم اعتماد به بارندگی در ناحیه مرطوب خزری و ناحیه نیمه مرطوب شمال غرب کشور، بیشتر است. در مقابل، کمترین مقدار عدم اعتماد به بارندگی، در منطقه خشک ساحلی جنوبی ایران مشاهده می شود. همچنین به جز در ایستگاه بندر لنگه در جنوب ایران که دارای شیب صعودی شاخص به میزان 04/0 در سال است، در سایر ایستگاه ها از نظر عدم اعتماد به بارش روند معنی داری مشاهده نمی شود.

در پژوهش حاضر با استفاده از داده های روزانه 385 ایستگاه سازمان هواشناسی کشور و ایستگاه های وزارت نیرو طی بازه زمانی 2016-1966 رژیم بارشی ناحیه خزری و تغییرات آن مورد بررسی قرار گرفت. نقشه های بارش روزانه با تفکیک مکانی 3×3 کیلومتر ایجاد و مشخصات عمومی بارش ماهانه و سالانه بررسی گردید. به منظور شناسایی رژیم بارش و تغییرات آن، نمایه فصلی بارش برای کل دوره آماری مورد مطالعه و پنج دهه اخیر برآورد شد. نتایج نشان می دهد نمایه فصلی بارش ناحیه خزری بیانگر وجود سه نوع رژیم بارش است. کم ترین وسعت مکانی مربوط به رژیم بارش یکنواخت می باشد، که در بخش های کوچکی از ارتفاعات البرز دیده می شود. گسترده ترین رژیم بارشی مربوط به رژیم یکنواخت با یک فصل مرطوب تر است. این رژیم بارشی، در شرق و غرب ناحیه و جنوب دریای خزر مشاهده می شود. رژیم سوم که به رژیم عمدتاً فصلی با یک فصل خشک کوتاه مربوط می باشد، خط ساحلی دریای خزر، بخش هایی از ارتفاعات تالش و بخش کوچکی از شرق ناحیه را پوشش می دهد. نتایج حاصل از بررسی تغییرات رژیم بارشی ناحیه خزری طی پنج دهه اخیر نشانگر این است، مساحت تحت پوشش بارشی رژیم یکنواخت به استثنای دهه چهارم (2005-1995) کاهش چشم گیری داشته است. بخش اعظم ناحیه خزری طی پنج دهه اخیر دارای رژیم بارشی یکنواخت با یک فصل مرطوب تر می باشد. این رژیم بارشی در شرق و غرب ناحیه و جنوب دریای خزر دیده می شود. به سمت دهه های اخیر بر گستره تحت پوشش این رژیم بارشی افزوده و از سهم دو رژیم دیگر کاسته می گردد. رژیم بارشی عمدتاً فصلی با یک فصل خشک کوتاه تر، در خط ساحلی دریای خزر، بخش هایی از ارتفاعات تالش و بخش هایی از شرق ناحیه مشاهده می شود. نکته قابل ذکر، تغییرات فراوان این رژیم بارشی در شرق ناحیه است. به طور کلی می توان گفت که، این رژیم بارشی دارای رفتار تناوبی (کاهش-افزایش-کاهش-افزایش) می باشد.

خشکسالی یکی از عوامل اصلی بی نظمی در بیلان آبی، کاهش محصول، کاهش مصرف آب و نیز منشأ بسیاری از مشکلات اقتصادی است. مقدار بارندگی از مهم ترین متغیرهای اقلیمی که دارای تغییرات زمانی و مکانی زیادی بوده و در ارتباط با تغییر اقلیم بر منابع آب یک منطقه نیز به طور جدی تأثیرگذار است. شاخص انگوت یک شاخص برای تعیین سیکل اقلیمی بارندگی ها و نسبت بین مقادیر متوسط چندساله بارش ها در دوره های خشک و مرطوب است که تغییرات اقلیمی بارش ماهانه را برای تعیین دوره های بارانی و خشک مشخص می نماید. هدف تحقیق حاضر، ارزیابی و محاسبه شاخص انگوت در تحلیل دوره های خشک و مرطوب بارندگی در مقیاس ماهانه، در 30 ایستگاه باران سنجی استان اردبیل است. شاخص انگوت بر اساس نسبت مقادیر متوسط روزانه بارش در یک ماه و مقادیر متوسط روزانه بارش در یک سال محاسبه شد و در ادامه بر اساس مقادیر شاخص مذکور،ماه های خشک و مرطوب مشخص شد. ایستگاه های گلی و سئین به ترتیب بیش ترین و کم ترین دامنه پراکندگی آمار بارش به خود اختصاص داده اند. مقدار شاخص انگوت در ماه های اسفند، فروردین، اردیبهشت و آبان بیش تر از واحد است و جزو ماه های مرطوب محسوب می شود. در مقابل ماه های تیر، مرداد، شهریور، مهر و دی در اکثر ایستگاه ها پایین تر از واحد می باشد و در محدوده ماه های خیلی خشک قرار می گیرند. هم چنین ماه های آذر، بهمن و خرداد جزو ماه های خشک محسوب می گردند.