دگرگونی ها و مخاطرات آب و هوایی

چکیده شاخص سوزباد بیان­گر میزان احساس سرمایش واقعی ایجاد شده در بدن انسان است که اگر این سرمایش از آستانه­ای فراتر رود باعث رخداد مخاطره سوزباد خواهد شد. هدف این پژوهش، پایش ماهواره­ای مخاطره سوزباد در ایران است. ابتدا داده­های روزانه سرعت باد و دمای هوا در بازه زمانی­ 2023-1994 به مدت 11000 روز با تفکیک مکانی 25/0 در 25/0 درجه قوسی از تارنمای ECMWF استخراج شد. سپس بر اساس فرمول آمریکایی-کانادایی شاخص سوزباد در هر روز به صورت جداگانه محاسبه شد. بر اساس این فرمول 3 کلاس ریسک­پذیری برای شاخص سوزباد تعریف شد. کلاس اول مقادیر مثبت شاخص سوزباد که بدون مخاطره بود. کلاس دوم مقادیر بین 0 تا 9- شاخص سوزباد که کم مخاطره هستند و کلاس سوم مقادیر 9- تا 27- شاخص سوزباد به عنوان مخاطره متوسط نامگذاری شد. یافته­ها نشان داد که مخاطره سوزباد در ایران تنها در ماه­های آبان، آذر، دی، بهمن و اسفند رخ می­دهد؛ چرا که در بقیه ماه­های سال هوا سرمایش زیادی نداشته و متعاقب آن سوزباد نیز رخ نخواهد داد. همچنین، یافته­ها نشان داد که به دلیل حاکمیت غالب شرایط سرمایی در ارتفاعات بلند، بیش­ترین گستره مخاطره سوزباد در منطقه مورد مطالعه نیز در بلندی­های زاگرس و البرز رخ می­دهد.

چکیده در این پژوهش تغییرات خشکسالی ایران با استفاده از داده‌های بارش 100 ایستگاه سینوپتیک و شاخص بارش استاندارد (SPI) برای بازه زمانی 1990 تا 2020 مطالعه شد. سپس الگوی جوی موثر بر رخداد خشکسالی‌ها تحلیل همدیدی شد. نتایج نشان داد که تعداد سال‌های همراه با خشکسالی‌ و شدت آن در کشور طی دوره مورد مطالعه افزایش یافته است. شدت و گستره مکانی خشکسالی در فصل زمستان بیشتر از فصل پاییز افزایش بوده است. در دهه 90 گستره ترسالی بیشتر از خشکسالی بوده است. با شروع دهه دوم (2010-2000) شدت و گستره مکانی خشکسالی و تعداد خشکسالی‌ها افزایش یافته است. این روند تا سال 2016 تداوم داشته است بطوریکه شدیدترین خشکسالی‌های کشور طی دهه اخیر به وقوع پیوسته است. افزایش گستره خشکسالی در فصل زمستان (ماه ژانویه و مارس) طی دهه اخیر مشهودتر است. مسلما این شرایط ناشی از تغییرات آب و هوایی و تغییر در رفتار الگوهای گردشی بوده است. از لحاظ همدیدی نیز شدیدترین خشکسالی‌های کشور در دوره سرد سال زمانی رخ می‌دهد که پرفشار جنب حاره تا عرض 30 درجه شمالی گسترش یابد. در این صورت شرایط پایداری به دلیل عدم شرایط صعود و عبور امواج بارشی حاکم می‌شود. به طور کلی خشکسالی‌های کشور طی دوره مورد مطالعه افزایش یافته است و گستره مکانی خشکسالی‌ها تحت تاثیر موقعیت مکانی پرفشار جنب حاره‌ای قرار دارد.

چکیده به منظور استفاده بهینه از انرژی خورشیدی اولین قدم، شناسایی مقدار تابش خورشیدی می‎باشد. استفاده از داده‏های‏ ماهواره‎ای برای شناسایی مقدار تابش خورشیدی در هر موقعیت مفید است. از این‏رو هدف پژوهش حاضر بررسی زمانی- فضایی میزان تابش خالص طول موج کوتاه خورشید در ایران می‏‏باشد. جهت انجام این پژوهش ابتدا داده‏های ماهانه‏ انرژی تابشی با فرمت nc از مدل ماهواره‏ی FLDAS برای سال‏های 1982تا2021 تهیه گردید.‏ سپس جهت بررسی زمانی داده‏ها در مقیاس ماهانه و فصلی نمودارهای آن‏ها رسم شد و برای روندیابی از رگرسیون خطی و چند جمله‏ای استفاده شد. نتیجه روند خطی در طولانی مدت نشان می‏دهد کشور ایران تا حدودی دارای روند ثابتی بوده اما روند غیر خطی آن چند دوره متناوب صعودی و نزولی را به نمایش می گذارد. همچنین برای تحلیل فضایی نحوه‏ی گسترش تابش در ایران نیز پهنه‏بندی در محیط Arc Gis انجام شد. نتایج نشان داد که بیش‏ترین میزان انرژی تابشی در ماه ژوئن 296 وات بر مترمربع و کم‏ترین مقدار آن 101 وات برمترمربع در ماه دسامبر می‏باشد. بالاترین ضریب تغییرات در ماه ژانویه (6.69 درصد) و کمترین میزان در ماه سپتامبر (1.47 درصد) رخ داده است. بنابراین کشور ایران در بلندمدت از انرژی تابشی یکسانی برخوردار است. باتوجه به عوامل تاثیر گذار، انرژی تابشی در ایران به راحتی قابل دسترس است در نتیجه می‎‏توان از پنل‏های خورشیدی به جای سوخت‏های فسیلی استفاده نمود.

چکیده هدف اصلی پژوهش حاضر برآورد توزیع مکانی بارش با استفاده از داه‌های سنجش از دور ماهواره‌ای در گستره‌ی جغرافیایی کشور ایران است. برای نیل به این هدف، از داده‌های بارش کالیبره شده‌ی سطح 3 نسخه‌ی 6 ماهواره‌ی GPM با تفکیک فضایی 1/0 × 1/0 درجه از ژانویه 2001 تا دسامبر 2019 برای محدوده‌ی جغرافیایی گستره‌ی ایران استفاده شد. نتایج نشان داد به لحاظ توزیع مکانی ماهانه ، توزیع ناهمگن بارش مشهود بوده است. در میان پهنه‌های بارشی، بیشترین مقدار بارش مربوط به پهنه‌ی بارشی ساحل دریای خزر و پس از آن ارتفاعات زاگرس مرکزی در غرب ایران می باشد. کمترین مقدار بارش نیز در گستره ی وسیعی از کشور ایران در نواحی مرکزی و شرقی برآورد شد. توزیع فصلی نیز حاکی از تفاوت معنادار توزیع بارش در فصول مختلف سال است، به طوری که بیشترین مقدار بارش مربوط به فصل زمستان و کمترین مقدار آن در فصل تابستان برآورد گردید. میانگین بارش در کشور ایران 259 میلی متر ‌است که مقدار آن در سال‌های مختلف از 189 تا 344 میلی‌متر متغیر بوده‌است. از سویی دیگر، همین مقدار ناچیز ابارش از توزیع مکانی همگنی برخوردار نیست، به طوری که بیشترین مقدار آن در ناحیه‌ی ساحلی شمال و غرب و کمترین مقدار آن بر نواحی وسیعی از ایران مرکزی و شرق ایران متمرکز است.

چکیده پدیده تگرگ از مهم‌ترین مخاطره‌ی طبیعی است، که هر ساله با صدمات وارده به محصولات کشاورزی باعث ناپایداری فعالیت‌های کشت و کار شده است. بنابراین بررسی جامع در توزیع زمانی– مکانی و شرایط همدیدی این پدیده‌ی مخرب برای پایداری کشاورزی، هدف تحقیق حاضر می‌باشد. برای این منظور از داده‌های آماری 18 ساله، 25 ایستگاه سینوپتیکی منطقه (2009-1992) در فصل رشد گیاه (ماه‌های آوریل تا سپتامبر) استفاده و با انتخاب 10 نمونه از بارش‌های شدید تگرگ و نیز داده‌های مرکز NCEP/NCAR نقشه‌های همدیدی تراز دریا، 850 و 500 هکتوپاسکالِ وزش سرد، وزش رطوبتی، اُمگا، چرخندگی و جبهه‌زایی در محیط نرم افزار Grads ترسیم شده است. در حداکثر بودن فراوانی وقوع در نواحی جنوب غرب، جنوب و مرکز منطقه علاوه بر عوامل محلی چون توپوگرافی آن‌ها (با ارتفاع زیاد از سطح دریا)، محل ورود سیستم‌های بارش‌زا مانند بادهای غربی نقش مؤثری داشته است. قرارگیری فرودهای عمیق ناشی از فعالیت‌های بادهای غربیِ دارای هوای بسیار سرد عرض‌های شمالی، رطوبت دریای مدیترانه و سیاه بر روی منطقه، اختلاف دمای شدید بین سطح زمین (ناشی از فرارفت‌های هوای گرم و مرطوب در سطح زمین) و ترازهای بالا (همراه با جبهه‌های سرد) و صعود توده هوای سطح زمین منجر گشته که بیش‌ترین فراوانی وقوع تگرگ در فصل بهار با اوج بارش در آوریل باشد.

چکیده با وجود این که توده‌های برف موجود در کوه‏های برف‌گیر منابع حیاتی آب اکوسیستم‏ها و جامعه را مهیا می‌کنند اما در مقابل گرمایش اقلیمی حساس هستند.با وقوع پدیده تغییر اقلیم در سال‌های اخیر، حجم ذخیره برف در مناطق برف‌گیر کاهش چشم‌گیری داشته است. برف نقش اساسی در تامین منابع آب جهان، وضعیت اقلیم و فرآیندهای بیوژئوشیمیایی سطح زمین ایفا می‏کند. اهمیت جهانی بارش برف موضوعی انکار ناپذیر است، بارش برف سبب خنک شدن سطح زمین می‏شود. از سوی دیگر، آب ناشی از ذوب برف مقدار آب شیرین مورد نیاز یک ششم جمعیت جهان را تامین می‏کند برف هم‌چنین سبب جذب گردشگر شده و صنعت توریسم را تقویت می‏کند. فعالیت‌های تفریحی از جمله صنعت اسکی سبب جذب چند میلیارد دلاری درآمد در طی سال می‌شودکاهش منابع آبی حاصل از ذوب برف بر مقدار تولیدات زراعی و باغی و هم‌چنین حجم آب زیست‌محیطی در رودخانه‌ها تاثیرگذار بوده است. در تحقیق حاضر، مقدار و روند تغییرات توده برف در مناطق برف‌گیر رشته کوه‌های البرز و زاگرس در طی بازه زمانی 42 ساله (1980 تا 2021) مطالعه شد. نقشه‌های پهنه‌بندی (توزیع مکانی-زمانی) آب معادل ذوب برف با استفاده از داده‌های مدل ماهواره MERRA2 و در محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی تولید شد. نتایج نشان داد که بیش‌ترین مقدار آب معادل ذوب برف در ماه ژانویه (15/14 لیتر بر متر مربع) در محدوده البرز مرکزی تا شمال‌غرب ایران (البرز) و محدوده زردکوه بختیاری (زاگرس) مشاهده می شود.

چکیده در این پژوهش داده های ساعتی دمای نقطه شبنم مربوط به ۱۶۲ ایستگاه همدید کشور، طی دوره ۱/۱/ ۱۹۵۱ تا ۳۱/۱۲/۲۰۱۰ معادل ۶۰ سال، از پایگاه داده سازمان هواشناسی کشور برداشت شد. داده­های دمای نقطه شبنم ساعتی شامل ۸ زمان بوقت گرینویچ و میانگین روزانه است و بصورت آرایه­ای سه بُعدی، به ابعاد ۱۶۲×۹×۲۱۹۱۵ در محیط نرم افزار متلب آرایش داده شد. به منظور ارزیابی رفتار دمای نقطه شبنم، از آزمون روند رگرسیون خطی و شگرد تحلیل فراوانی بهره گرفته شد. برای ارزیابی روند از میانگین هموار شده داده­های ساعتی و برای تحلیل فراوانی از متوسط روزانه دمای نقطه شبنم استفاده شد. در تحلیل فراوانی، دوره آماری بر حسب تقویم میلادی به ۶ دهه تفکیک و سپس با استفاده از تابع هیستوگرام نرم افزار متلب، فراوانی و درصد فراوانی داده های مورد نظر محاسبه شد. توزیع فراوانی دمای نقطه شبنم دهه اول با دهه­های بعدی با هم مقایسه شد. سپس به منظور آشکارسازی چگونگی تغییر توزیع فراوانی، تفاضل درصد توزیع فراوانی هر دهه محاسبه و تغییرات حاصل در رفتار توزیع فراوانی متوسط دمای نقطه شبنم بررسی گردید.
بررسی دهه به دهه متوسط روزانه دمای نقطه شبنم نشان داد که منحنی توزیع فراوانی دمای نقطه شبنم در کشور طی چند دهه گذشته به سمت دماهای پایین­تر جابجا شده است. بطوریکه متوسط دمای نقطه شبنم روزانه در دهه اول از حدود ۶ به کمتر از ۴ درجه سلسیوس در دهه ششم کاهش یافته است. آزمون روند نیز نشان داد که دمای نقطه شبنم در ساعات ۱۸، ۲۱ و ۰۰، روند افزایشی ضعیفی داشته در حالیکه در ساعات ۰۳، ۰۶، ۰۹، ۱۲ و ۱۵ و میانگین روزانه، با شیبی تند، روند کاهشی قابل توجهی را نشان می دهد. این رفتار کاهشی با افت ناگهانی در اواخر دهه ۶۰ خورشیدی همراه شده، که می تواند نشانه­ای از خشک­تر شدن محتوای رطوبتی هواسپهر ایران باشد.