ناهنجاری دما

روزهای گرم فراگیر از جمله رویدادهای ناهنجار اقلیمی به شمار می آیند. رخداد چنین روزهایی عمدتاً بر اثر عوامل همدید است. مطالعه عواملی که منجر به رخداد چنین پدیده ای می شود، می تواند حاوی اطلاعات با ارزشی از شرایط تکوین این پدیده باشد. در این تحقیق از داده های شبکه ای دمای بیشینه کشور از ابتدای سال 1340 تا انتهای سال 1386 و داده های جوی استفاده گردیده و روز 17/12/1382 به عنوان فراگیرترین روز گرم ایران شناسایی شده است. در این روز حدود 7/96 درصد از پهنه ایران، گرمای فراگیر را تجربه کرده است. نتایج حاصل از بررسی داده های جوی نشان می دهد شرایط جوی توأم با این پدیده، عبارتند از: حضور شرایط متباین فشار و به تبع آن جهت جریانات جوی گرم بر روی کشور، حضور یک ناوه در نواحی گرم و خشک و قرار گرفتن ایران در بخش جلویی محور ناوه، قرارگرفتن کشوردر ربع ورودیِ جنوبی رودباد و درنهایت وزش گرم درتمامی ترازهای مورد بررسی جو.

در رخداد ناهنجاری های آب وهوایی، نوسانات جوی و اقیانوسی جوی و اقیانوسی مؤثر هستند. یکی از انواع مهم این ناهنجاری ها دماهای ناهنجار و گرماهای کم سابقه به ویژه در فصل گرم سال است. برخی از چرخه های جوی و اقیانوسی در فزونی و تشدید ناهنجاری دما در این فصل مؤثر هستند. این پژوهش با هدف مدل سازی وایازی ارتباط مهم ترین شاخص های اقیانوسی و جوی با ناهنجاری های فراگیر دمای هوا در فصل گرم سال (ابتدای ماه مه تا انتهای ماه سپتامبر) در پهنه ایران انجام شده است. در این پژوهش رابطه همبستگی و توابع بهینه وایازی بین ۱۷ شاخص جوی و اقیانوسی و مقادیر استاندارد شده دما در ۳۰ ایستگاه همدید کشور با دوره آماری بیش از ۵۰ سال داده (۱۹۶۱-۲۰۱۰) و با روش پیرسون و در چهارگام زمانی متفاوت (به ترتیب گام همزمان، یک، دو و سه ماه پیشتر) به منظور تبیین و پیش بینی ناهنجاری دمای هوا در ایران ارائه شده است. بر این اساس تحلیل همبستگی عددی بین شاخص های مورد بررسی و ناهنجاری دمایی ایستگاه ها در فصل گرم سال در پهنه ایران نشان داد، شاخص های NINO۳، NINO۱+۲، NINO۳.۴، NINO۴، GBI، GLOBAL MEAN TEMPERATURE، از مهم ترین شاخص های اقیانوسی-جوی مرتبط با ناهنجاری دمایی فصل گرم در منطقه مورد مطالعه هستند. همچنین در این پژوهش توابع وایازی خطی برای ارتباط شاخص ها و ناهنجاری ماهانه و متوسط دمای ایران ارائه گردیده، که به وسیله آن می توان تغییرات دمایی ایران را تبیین و پیش بینی کرد. صحت عملکرد این توابع با استفاده از مطابقت داده های واقعی و مدل سازی شده (برآورد مقادیر r همبستگی، مقدار RMSE وMBE) با میزان اریبی قابل قبولی مورد تأیید قرار گرفته است.

دما یکی از مهمترین عناصر اقلیمی است که تغییرات آن میتواند ساختار آب و هوایی هر منطقه ای را دگرگون سازد. بنابراین از جمله اهداف این تحقیق ارزیابی ناهنجاریهای آن در استان مازندران می باشد. داده های مورد استفاده در این تحقیق به صورت روزانه که شامل دو گروه داده های بیشینه و کمینه دما و فشار در سطح دریا و 500 هکتوپاسکال می باشد. در این تحقیق انحرافات مثبت دمایی با تداوم های بالاتر از یازده روز به عنوان شاخص ناهنجاریهای دمایی در نظر گرفته شد. نتایج این پژوهش نشان داد فراوانی ناهنجاری های دمایی در ایستگاههای مختلف استان تفاوت قابل ملاحظه ای نشان نمی دهد این موضوع حاکی از آن است که ناهنجاری های دمایی در مقیاس کلان توسط عوامل آب و هوایی خارج از مقیاس محلی کنترل می شوند. با این وجود به صورت جزئی تکرار ناهنجاریها بویژه در دماهای بیشینه در ایستگاههای کوهستانی بیشتر از ایستگاههای ساحلی و جلگه ای استان بوده است. بدین منظور رابطه ناهنجاریها با شاخص مداری مورد ارزیابی قرار گرفت، بطوریکه مشخص گردید شاخص مداری برآورد شده واقع در منطقه مورد مطالعه رابطه ی بالایی را با ناهنجاریهای دمایی استان نشان می دهد. علاوه براین ارزیابی تغییر ناهنجاریها توسط آزمون من-کندال حاکی از وجود روند معنی دار افزایشی در فراوانی ناهنجاریهای رخ داده در اکثر ایستگاهها می باشد.

هرگونه تغییر در عناصر اقلیمی را می توان در تغییر الگوهای فشار جست و جو کرد. در این پژوهش با نگرش گردشی به محیطی، اثر تغییرات الگوهای ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال بر دمای ماه ژانویه ی مطالعه شده است. به این منظور، داده های ماه ژانویه ی ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال و دمای سطح زمین در یک دوره آماری 50 ساله (1961-2010) از مرکز پیش بینی های محیطی گرفته شد. در گام بعد همبستگی مقادیر استاندار شده ی داده های مذکور نشان داد که بیش ترین ارتباط بین دمای سطح زمین و ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال در منطقه ی جنوب غرب کشور با ضریب 82/0 و کم ترین با 59/0 در شمال غرب کشور قرار دارد. سپس به منظور کاهش حجم داده ها و استخراج الگوهای اصلی با ایجاد ماتریسی به ابعاد 24(تعداد نقاط در گستره ایران) در 50 ( تعداد سال ها)، تحلیل مؤلفه های اصلی با آرایه S روی ماتریس مقادیر استاندارد شده ی ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال اعمال، و 4 مؤلفه حاصل گردید و به روش وریمکس (Varimax) چرخانده شد. در هر یک از 4 الگوی یاد شده انطباق بسیار خوبی بین ناهنجاری ارتفاع تراز 500 هکتوپاسکال با ناهنجاری دما ملاحظه گردید. به گونه ای که کاهش ارتفاع ژئوپتانسیل منجر به کاهش دما و پدیدآیی ژانویه ی های سردتر شده است؛ به عبارتی دیگر، شکل گیری پشته ی ضعیف و افزایش ارتفاع ژئوپتانسیل و عدم ریزش هوای سرد عرض های بالا، ژانویه ی های گرم تری را به وجود آورده است. از نتایج جالب توجه می توان به این نکته اشاره کرد که وجود جریانات مداری در تراز 500 هکتوپاسکال در الگوی دوم، نوعی ناهنجاری منفی برای جنوب شرق ایران به حساب می آید که منجر به بروز ژانویه ی های سردتر در این منطقه شده است.