بهلول علیجانی

به منظور شناسایی و طبقه بندی الگوهای سینوپتیکی ایجاد کننده سرماهای شدید منطقه شمال غرب کشور دمای حداقل روزانه ماه های ژانویه، فوریه و مارس شش ایستگاه منطقه در دوره 2003- 1986 از سازمان هواشناسی کشور تهیه شد. با استفاده از نرم افزار Excel تعداد 59 روز سرد بر اساس آستانه تعریف شده انتخاب گردید. تمام ویژگی های آماری داده هادر نرم افزار SPSS پردازش شدند. برای روزهای انتخاب شده آمار روزانه فشار ، دما و بردار باد سطح زمین؛ ارتفاع، دما،و بردار باد تراز 500 هکتو پاسکال از سایت cdc.noaa.gov دریافت شد. برای به دست آوردن الگوهای فشار در منطقه مورد مطالعه، داده های فشار روزهای سرد در نرم افزار SPSS با استفاده از برنامه تحلیل عاملی به 11 عامل کاهش یافتند. این عامل ها در مجموع 95 درصد واریانس داده ها را تبیین کردند. سپس با استفاده از روش ادغام وارد(Ward) برنامه خوشه بندی پراکندگی فشار روزانه 59 روز به چهار الگوی پرفشار غربی، کم فشار اورال، الگوی مداری، و پرفشار آرارات تقسیم شدند. این الگوها نشان دادند که در 70 درصد از موارد سرماهای شدید در شمال غرب ایران، اکثرا با استقرار ناوه ای عمیق بر روی شمال ایران و قرار گرفتن منطقه مورد مطالعه در قسمت عقب آن و همچنین وجود یک پرفشار در سطح زمین رخ می دهند. در بقیه موارد سرمایش تابشی سطح زمین عامل اصلی سرماهای شدید می باشد

تغییر آب و هوا، یکی از چالش های برجسته سده جاری است. در این میان تغییرات دما به عنوان پایه ای ترین عنصر آب و هوایی هر ناحیه از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این مطالعه، فرضیه جابه جایی هسته های زمانی و مکانی موج های هوای سرد در قالب پایین ترین دماهای ماهانه برای ناحیه کوهستانی غرب و شمال غرب ایران بررسی شد. در جهت دستیابی به این هدف، داده های پایین ترین دماهای ثبت شده ماه های نوامبر تا می برای یک دوره 30 ساله (2005-1976) برای 11 ایستگاه منتخب از سازمان هواشناسی کشور دریافت گردید. سپس با انتخاب موج های شاخص سرماهای سالانه که بر پایه معیارهایی همچون حداقل چهار ایستگاه در قالب یک گروه دارای پایین ترین دماهای حداقل و همچنین دو روز فاصله میان موج انتخاب شده با گروه ایستگاه های قبل، جابه جایی های زمانی و مکانی موج های سرما و روند تغییرات آنها بررسی شد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که: یک جابه جایی در هسته های مکانی موج های شاخص سرما در طول دوره مورد مطالعه (2005-1976) از عرض های جغرافیایی حدود 35 درجه به سمت عرض های جغرافیایی بالاتر از 36 درجه انجام شده است. همچنین نتایج حاصل از تحلیل روند هسته های زمانی موج های شاخص نیز نشان دهنده از یک جابه جایی در هسته های زمانی وقوع سرماهای شدید در غرب و شمال غرب ایران است؛ بدین صورت که هسته های زمانی شاخص سالانه ازاوایل ماه فوریه و اواخر ماه ژانویه به سوی اوایل ماه ژانویه و حتی اواخر ماه دسامبر جابه جایی نشان می دهند، اما شایان ذکر است که این جابه جایی ها در سطح احتمالاتی 5 درصد تأیید نشده است. نکته دیگری که از این پژوهش منتج گردیده، این است که با توجه به جابه جایی هسته های مکانی و زمانی موج های سرماهای شاخص در غرب و شمال غرب ایران، دمای موج های شاخص روندی کاهشی داشته اند؛ یعنی به سمت سردتر شدن سوق پیدا کرده اند.

هدف تحقیق تحلیل فضایی بارش فصل مرطوب سال در استان اردبیل می باشد. بدین منظور از مدل زنجیره مارکف استفاده شد. مدل زنجیره مارکف حالت خاصی از مدل هایی است که در آنها حالت خطی یک سیستم به حالتهای قبلی آن بستگی دارد. پس از تهیه داده ها در محدوده استان، مطابقت داده ها با مدل مورد ارزیابی، و سپس رابطه روزهای متوالی دو روزه، سه روزه و... مورد آزمون قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که نسبت دوره های خشک به کل دوره مورد مطالعه بسیار زیاد و دوره های خشک و مرطوب کوتاه مدت بیشتر از دوره های خشک و مرطوب بلند مدت اتفاق می افتد. بارش به جز در ایستگاه خلخال در سایر ایستگاه ها تداوم ندارد، و معمولا از بارش های کوتاه مدت و منقطع برخوردارند. روابط بین بارشهای متوالی 2 روزه و چند روزه بسیار کم و احتمال هر یک از بارشها ی 1روزه 9/51% ، 2روزه 3/24% ، 3 روزه 7/11% 4روزه 7/5% ، 5روزه 6/2% ، 6روزه 4/1% ، 7روزه 9/0% بوده است.

الگوهای فشار سطوح بالای جوّ، شرایط جوّی سطح زمین را کنترل می کنند. شناسایی این الگوها در سطح منطقه ای برای بررسی رفتار پارامترهای سطحی، تغییرات و پیش بینی ضروری می باشد. به منظور شناسایی الگوهای فشار کنترل کننده ی اقلیم ایران در دوره ی سرد سال، داده های روزانه ارتفاعی سطح 500 هکتوپاسکال با تلاقی های 5/2درجه در محدوده ی 10-70 شمالی و 10-80 شرقی از مرکز ملی پیش بینی محیطی (NCEP) برای دوره ی 2010-1948استفاده شده است. مراکز فعالیت یا کانون های کنترل کننده ی اقلیم ایران با روش تحلیل مؤلفه های عمده(PCA) تعیین شده اند. هرکدام از مراکز فعالیت با الگوی فشار خاصی، اقلیم ایران را کنترل می کنند. نتایج نشان می دهد که هشت مرکز کنترل کننده، اقلیم ایران در دوره ی سرد سال را تحت تأثیر قرار می دهند. سیبری شمالی، مهم ترین مرکز کنترل کننده ی اقلیم ایران می باشد. بیش تر مراکز فعالیت در شمال و فقط مونسون پاکستان در جنوب ایران قرار دارد. عمدتاً الگوهای فشار نصف النهاری، با پدیده های مانع و سردچال همراه است. تراف های عمیق و ریج های قوی، پدیده ی عمده بادهای غربی در ایران می باشند.

باد سیستان به عنوان برجسته ترین جریان ترازهای زیرین جو در فلات ایران، بنا به ماهیت، گستره ای محلی تا منطقه ای را در شرق این فلات اشغال می نماید. اگرچه محلی و یا منطقه ای بودن باد سیستان موضوعی باز تلقی می گردد، اما آغاز و خاتمه ناگهانی وزش باد سیستان در شرق ایران و تغییرات سال به سال قابل ملاحظه در زمان آغاز و خاتمه این باد، نقش برجسته عوامل بزرگ مقیاس و مقیاس منطقه ای را در شکل گیری باد سیستان متذکر می گردد. پژوهش حاضر سعی دارد با بهره گیری از روش هایی موسوم به «نقطه تغییر»، زمان آغازگری (Onset)، زمان خاتمه و طول مدت وزش باد سیستان را مورد بررسی قرار دهد. مطالعه با بهره گیری از داده های روزانه شدت و جهت باد در ایستگاه زابل، به عنوان ایستگاه معرف باد سیستان، برای یک دوره 41 ساله (2012-1972) به انجام رسید و جهت تعیین زمان آغازگری و خاتمه باد سیستان از سه روش Pettitt، SNHT و Buishand استفاده شد. در این تحقیق با بهره گیری از سری زمانی روزانه شدت و جهت وزش باد، زمان آغاز، خاتمه و طول مدت وزش باد سیستان تعیین گردید. یافته ها بیانگر آن است که از میان سه روش تخمین نقطه تغییر، روش پتیت در تعیین زمان آغاز و خاتمه باد سیستان از کارایی مناسب تری برخوردار است. بر اساس روش پتیت باد سیستان بطور متوسط در روز 122 ام (2 می) از سال میلادی آغاز شده و تا روز 287 ام (14 اکتبر) تداوم می یابد. بر این اساس، متوسط طول دوره وزش باد سیستان 165 روز در سال تعیین گردید. یافته ها همچنین بیانگر آن است که زمان آغازگری، زمان خاتمه، شدت و طول مدت وزش باد سیستان تغییرات قابل ملاحظه ای را از سالی به سال دیگر نشان می دهد. از دیگر نتایج این مطالعه، نبود یک روند معنی دار در رفتار تمامی ویژگی های باد سیستان است.

افزایش مواجهه با تغییر(پذیری) اقلیم، افزایش آسیب پذیری را در پی دارد و جامعه ای که ظرفیت سازگاری کم و حساسیت اقلیمی بالایی دارد مستعد آسیب بیشتر است. کاهش آسیب پذیری به سیاست و استراتژی های سازگاری وابسته است و طراحی و ارزیابی این استراتژی ها به اندازه گیری آسیب پذیری اقلیمی نیاز دارد. در این مطالعه با هدف توسعه شاخص آسیب پذیری اقلیمی، ابتدا نمره ی عامل مواجهه با تغییر(پذیری) اقلیم برای ایستگا ه های زابل، زاهدان، ایرانشهر و چابهار در دو دوره ی پنج ساله محاسبه شد. سپس نمرات عوامل ظرفیت سازگاری و حساسیت اقلیمی به کمک داده های سرشماری و سالنامه های 1385 و 1390 استان های کشور تعیین شد. با توجه به ماهیت مسئله آسیب پذیری و عوامل موثر آن، بر مبنای مدل ضربی- نمایی، شاخص آسیب پذیری اقلیمی طراحی شد. سپس برای چهار محدوده و کل استان، شاخص و درجات آسیب پذیری محاسبه شد. نتایج نشان داد هر چند ظرفیت سازگاری استان نسبت به قبل بیشتر شده ولی به دلیل افزایش مواجهه و حساسیت اقلیمی، میزان آسیب پذیری 3/16 درصد بالاتر رفته است. مساحت محدوده های خیلی زیاد آسیب پذیر از 5/57 درصد به 100 درصد کل استان افزایش یافته که بیانگر گسترش فضایی آسیب پذیری می باشد. نتیجه ی کلی اینکه کاهش آسیب پذیری نیاز به سنجش دقیق و مستمر آن، افزایش ظرفیت سازگاری و کاهش حساسیت های اقلیمی دارد.

به منظور تعیین فصول طبیعی یا آب و هوایی ایران‘ آمار متوسط روزانه دما و نم نسبی 10 ایستگاه در دوره 90-1961 مورد بررسی قرار گرفت. متوسط های روزانه به متوسط های پنج روزه به نام پنجک تبدیل و وجود روند فصلی با روش تحلیل هارمونیک سنجیده شد. با استفاده از روش خوشه بندی در همه ایستگاههای کشور‘ دوره های اقلیمی شناسایی گردید و در اکثر ایستگاهها بر اساس الگوی تقویمی‘ چهار فصل بهار‘ تابستان‘ پائیز و زمستان مشخص شد. ویژگیهای حرارتی این دوره ها با واقعیت متداول فصول مطابقت نداشت. در نتیجه بر اساس آستانه های حرارتی کمتر از 10 درجه برای زمستان و بیشتر از 22 درجه سلسیوس برای تابستان‘ فصول سال تعیین شدند. در سواحل جنوبی کشور فقط دو فصل تابستان و بهار وجود دارد. در بقیه ایستگاهها‘ بهار از 11 اسفند تا 21 فروردین شروع می شود. آغاز تابستان در جنوب از اواخر اردیبهشت و در شمال از اواخر خرداد می باشد و در اکثر نواحی کشور (به استثنای سواحل جنوبی) تا 15 مهر پایان می یابد. پائیز حدود دو ماه دوام دارد و در اکثر نقاط کشور در 15 آبان پایان می یابد. طولانیترین فصل در شمال کشور‘ زمستان و در جنوب تابستان است.

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.

هدف از این پژوهش شناسایی الگوهای سینوپتیکی مؤثر در ایجاد توفان های گردوغبار و تشخیص مناطق خیزش این توفان ها در جنوب غرب ایران است. روش پژوهش، تحلیل سینوپتیکی همراه با پردازش تصاویر ماهواره ای است. داده های روزانه گردوغبار در سیزده ایستگاه سینوپتیک برای دوره 1990-2012 استخراج شد. سپس، دو موج شاخص که بالاترین شدت و وسعت را داشت، انتخاب و بررسی شد. نقشه های هوا از سایتNCEP/NCAR و تصاویر ماهواره ای NOAA/AVHRR از سایت NOAA/CLASSدانلود و به کار گرفته شد. تحلیل الگوهای فشار برای توفان اول نشان داد اختلاف ارتفاع بین پرارتفاع شمال آفریقا و کم ارتفاع روی ایران در تراز850 موجب شکل گیری کم فشار قوی در سطح دریا در منطقه مورد مطالعه شد. این کم فشار قوی با قدرت مکش بسیار بالا هوای گردوغباری بیابان های اطراف را به منطقه مورد بررسی مکش کرد. در مورد دوم نیز اختلاف فشار بین دو سیستم پرارتفاع روی عربستان و خلیج فارس و کم ارتفاع روی مدیترانه در تراز 850 سبب وزش باد از مناطق بیابانی اطراف به منطقه مورد بررسی شد. نقشه سطح زمین این توفان نیز نشان داد کم فشار سودان بادهای گرم و خشک و آلوده به ذرات گردوغبار عربستان را به منطقة ما وارد می کند. پردازش تصاویر ماهواره ای نیز این نتایج را تأیید کرد.

تهران یکی از شهرهای آلوده جهان است. علیرغم اقدامات جدی مسئولین شهر هنوز آثار مثبتی در روند کاهش آلودگی هوای شهر مشاهده نمی شود. برای اینکه به عامل اصلی یعنی توزیع فشار توجهی نمی شود. بدین جهت این تحقیق سعی کرده است که رابطه بین تغییرات تراکم آلاینده های تهران و توزیع فشار را بررسی کرده و الگوهای موثر را شناسایی کند. برای این منظور روزهای آلوده تهران براساس آلاینده های اصلی یعنی و TSP در ایستگاه آلودگی سنجی مرکزی (ویلا) در دوره 1984-2001 از سازمان محیط زیست تهیه گردید. داده های فشار سطح زمین روز های آلوده در ساعات صفر گرینویچ دوره مطالعه از مرکز پژوهشهای اقلیمی دانشگاه آنگلیای شرقی انگلستان در محدوده 20 تا 5/47 درجه شمالی و 35 تا 8/67 درجه شرقی تهیه گردید. با استفاده از روشهای آماری تحلیل مولفه های اصلی و خوشه بندی پراکندگی فشار روزهای آلوده به شش تیپ هوایی به شرح آنتی سیکلون شمالی، آنتی سیکلون سیبری، آنتی سیلکون غربی، کم فشار خراسان، و تیپ مداری طبقه بندی شد. بیشتر تیپ ها در پاییز فراوانتر بودند. توالی های آلوده طولانی مدت توسط تیپ مداری و توالی کوتاه مدت توسط الگوی کم فشار خراسان تولید شده اند. نتایج بررسی هماهنگی بین تغییرات فشار روزانه فرودگاه مهرآباد و آلودگی هوای ایستگاه ویلا رابطه مثبتی را برای آلاینده های و رابطه منفی برای آلاینده TSP با توزیع فشار روزانه نشان داد. رابطه های بدست آمده قابل توجه و معنی دار بودند به طوریکه براساس این روابط مدل های پیش بینی آلودگی هوای تهران از روی توزیع فشار روزهای قبل عملی شد.

محیط طبیعی بر اساس شرایط آب و هوایی تنظیم شده است. جوامع انسانی به ناچار باید خود را بر اساس این شرایط تنظیم و تجهیز نمایند. شناسایی شدت، فراوانی و زمان رخدادهای فرین آب و هوایی می تواند به حل مسایل زیست محیطی کمک نموده و انسان را در تنظیم و اجرای برنامه ریزی های منسجم و منطقی در برابر تغییرات رفتار این رخدادها یاری نماید. در این تحقیق به منظور بررسی تغییرات دمای فرین، داده های روزانه حداقل و حداکثر دمای 13 ایستگاه شمال غرب ایران از سازمان هواشناسی کشور دریافت و بعد از کنترل و ارزیابی کیفی استفاده گردید. شاخص های 16 گانه دمای فرین ایستگاه های منتخب توسط بسته نرم افزاری RClimDex استخراج و از روش من- کندال برای بررسی وجود روند و روش موجک برای بررسی تغییرات و نوسان های دوره ای موجود در سری ها استفاده شد. نتایج تحقیق نشان داد که روند شاخص های دمای فرین در اکثر ایستگاه های منتخب حاکی از کاهش فراوانی شاخص های سرد فرین و افزایش فراوانی شاخص های گرم فرین است. نتایج حاصل از تحلیل موجک نشان داد که شاخص های سرد فرین دارای نوسان های دوره ای معنی دار کاملاً آشکار طی چرخه های زمانی 2 تا 4 ساله بوده و در بین شاخص های گرم فرین، تنها شاخص گر م ترین دمای روز (TXx) در چرخه های زمانی 2 تا 4 ساله و شاخص تعداد شب های حاره ای (TR20) در چرخه های زمانی 4 تا 8 ساله بارزترین محدوده های معنی داری را نشان دادند.

تلاش برای شناسایی نگرش های مردم و مدل های ذهنی آنها نسبت به تغییرات اقلیمی می تواند کاربست های لازم جهت مدیریت پساتغییر را فراهم نماید. اشاعه فرهنگ مدل سازی و مهندسی ذهن از رویکردهایی است که دانشمندان جهت مدیریت مخاطرات اقلیمی و پیامدهای تغییر اقلیم اتخاذ کرده اند. هدف از این پژوهش ارائه مدل و شناخت نگرش مردم برای سازگاری این مناطق با تغییرات اقلیمی می باشد. به منظور انجام این مطالعه به تدوین چارچوب نظری برای ارائه مدل سازگاری با تغییرات اقلیمی در هیرمند پرداخته و سپس با روش میدانی به سنجش دیدگاههای مردم درباره تغییر اقلیم اقدام شد. ویژگی های سازگارانه مردم با تغییرات جدید و رویکرد مردم با چالش های پیش رو بررسی شد. این داده ها محور بر سطح دانش (آگاهی) از آب و هوا و تغییرات آن و استراتژی های کاهش و سازگاری آماده شد. داده های گرداوری شده با استفاده از تکنیک های آماری پردازش گردید و برای رتبه بندی و ارزیابی استراتژی های سازگاری مدلسازی گردید و شاخص ASI ایجاد شد. این نتایج برای بینش سیاست گذاران و ارائه دهندگان خدمات جهت توسعه محلی مهم است و می توان به اقدامات هدفمند مورد استفاده قرار گرفته و ترویج و تصویب مکانیسم های مقابله با پتانسیل برای ایجاد تاب آوری و سازگاری با تغییر آب و هوا و در نتیجه اثرات زیست محیطی انها آماده کند. نتایج نشان داد که بیشتر مردم در این منطقه به دنبال انتخاب رفتار سازشی با تغییرات اقلیمی می باشند. در مجموع 15 استراتژی در منطقه مطرح می باشد. بر اساس رتبه بندی استراتژی ها با شاخص ASI تغییر الگوی کشت، انتخاب گونه های مقاوم، کاهش مقدار زمین و تنوع کشت مهمترین الگوی های سازگاری با تغییرات محیطی می باشد.

تعیین شاخص های اقلیمی و مطالعه ی پیوند از دور از روش های مهم در راستای هدف علم اقلیم شناسی همدید می باشد. مهم ترین این شاخص ها برای اقلیم ایران کدامند؟ برای این هدف، داده های رقومی روزانه ی ارتفاع ژئوپتانسیل برای سطوح مهم جوّی از مرکز ملّی پیش بینی محیطی و تحقیق جوّی آمریکا برای دوره ی 63 ساله(1948-2010) و داده های روزانه ی دما و بارش برای 43 ایستگاه دیده بانی همدید در دوره ی 30 ساله( 1977-2008) از هواشناسی ایران دریافت شد. با استفاده از روش تحلیل مؤلفه ی اصلی، شاخص های مهم جوّی در محدوده ی جغرافیایی 10 تا 70 درجه عرض شمالی و 10 تا 80 درجه طول شرقی برای نیمه ی سرد سال (پاییز و زمستان)شناسایی و با روش همبستگی، چگونگی و اهمیّت هر کدام از این شاخص ها در اقلیم ایران تعیین گردید. نتایج نشان داد، هفت شاخص جوّی در نیمه ی سرد سال در محدوده ی جغرافیایی مطالعه وجود دارند و مهم ترین آنها برای اقلیم ایران به ترتیب از شروع فصل سرما تا اواسط ماه نوروز شامل، شاخص آسیای مرکزی، سیبری شمالی، اروپای غربی، آناتولی و مدیترانه ی غربی می باشند. بیشترین تأثیر را شاخص ها بر اقلیم دمایی ایران دارند و تأثیر بارشی آنها به شکل ناحیه ای می باشد. بالاترین ارتباط بارشی را ساحل دریای خزر با شاخص آسیای مرکزی و اسکاندیناوی – مرکز آسیا به ترتیب در پاییز و زمستان وکل ایران با شاخص مدیترانه ی غربی دارند. بنابراین با توجه به اصل تابلر در جغرافیا، مراکز و شاخص های مهم جوّی اقلیم ایران در محدوده ی های نزدیک به ایران استقرار داشته و اهمیّت آنها بیش از شاخص های اقلیمی در فاصله خیلی دور می باشد.