نشریه پژوهش های اقلیم شناسی
پیاپی 21-22 (بهار و تابستان 1394)

در مقاله حاضر تاثیر تلاطم و ارتفاع لایه مرزی جو شهر زنجان (m170، N 5/48 و E 7/36) بر میزان ارتباط غلظت ذرات معلق و عمق نوری هواویزها برای روزهای نمونه در بازه زمانی دسامبر 2009 تا اکتبر 2010 مطالعه شده است. برای انجام این مطالعه از داده های نورشناخت هواویزها توسط دستگاه سان فوتومتر مرکز تحصیلات تکمیلی زنجان، غلظت ذرات معلق با قطر کمتر از 10 میکرومتر از سازمان محیط زیست و شبیه سازی ارتفاع لایه مرزی توسط مدل WRF استفاده شده است. نتایج نشان می دهد اختلاط لایه مرزی و بیشترین ارتفاع لایه آمیخته از مهم ترین پارامترهای تاثیرگذار بر ارتباط میان AOD و غلظت PM10 هستند. هم چنین نتایج بیان گر آن است که زمانی که ارتفاع لایه بین 800 تا 2200 متر باشد، هم بستگی بهتری نسبت به سایر شرایط در لایه مرزی میان عمق نوری هواویزها و غلظت ذرات معلق وجود دارد. در جو زنجان، بیشترین ارتباط میان غلظت ذرات و عمق نوری هواویزها در هر روز در هنگام بیشینه عمق لایه آمیخته رخ داده است.

با توجه به اهمیت پدیده گرد و غبار و آثار ناشی از آن، در این تحقیق بارزسازی رخداد گرد و غبار با استفاده از بررسی های ناشی از پردازش ساعتی کاهش پارامتر دید افقی ناشی از رخداد گرد و غبار مربوط به 35 ایستگاه هواشناسی همدیدی در دوره آماری 2009-2000 و شرایط همدیدی تاثیرگذار بر شکل گیری گرد و غبار در فصلهای سال با استفاده از داده های دوباره تحلیل شده روزانه مربوط به پارامترهای فشار سطح دریا، ارتفاع ژئوپتانسیل و میدان باد از مرکز ملی پیش بینی محیطی و مرکز ملی تحقیقات جوی (NCEP/NCAR) صورت گرفت. بدین منظور برای فصل بهار رخداد گرد و غبار 8-9 ژوئن 2008 ، برای فصل تابستانه رخداد گرد و غبار 6-4 ژوئیه 2009 و فصل پاییزه رخداد گرد و غبار 17-18 سپتامبر 2008 انتخاب گردیده است. ملاک انتخاب روزهای گرد و غباری شاخص، گزارش گرد و غبار در اکثر ایستگاه ها، حداقل دید و حداکثر تداوم می باشد. همچنین با توجه به اینکه بیش از 90 درصد از روزهای گرد و غباری، دارای منشا فرامحلی بوده و از فراسوی مرزهای کشور وارد شده است که در حقیقت تعیین کننده الگوهای حاکم در تشکیل گرد و غبار در جنوب غرب کشور می باشد، روزهای با گزارش گرد و غبار فرامحلی ملاک انتخاب در تعیین روزهای شاخص بوده است. نتایج نشان می دهد استقرار سامانه کم فشار مدیترانه ای در مناطق غرب و جنوب غرب ایران بهمراه تاثیر سامانه پر ارتفاع جنب حاره ای روی کشور از یک سو و تاثیر پارامتر باد از سوی دیگر منجر به شکل گیری رخداد گرد و غبار در فصل بهار می گردد. در الگوی گرد و غبار تابستانه جنوب غرب کشور تحت تاثیر زبانه های سامانه کم فشار حرارتی عربستان و پاکستان می باشد و در الگوی پاییزه ناوه موجود بر روی دریای سیاه و شمال مدیترانه فعال گشته، زبانه های آن بیابانهای خاورمیانه را متاثر ساخته و ناپایداری در این مناطق را در پی داشته است.

نوسان اطلس شمالی (NAO) به عنوان یکی از مدهای تغییرپذیری با مقیاس زمانی بلند، می تواند به عنوان ابزاری برای پیش بینی در مقیاس های ماهانه و فصلی برخی کمیت های هواشناسی مورد استفاده قرار گیرد. در این تحقیق تغییرات برخی کمیت های هواشناختی در چرخه زندگی NAO بررسی می شود. برای این منظور برای زمستان سال های 2011-1950، دوره های NAO مثبت و منفی مشخص شده، سپس میانگین پریشیدگی دمای hPa 800، ارتفاع ژئوپتانسیلی و تاواییhPa 500، و باد مداریhPa 300 نسبت به میانگین 20 روزه چرخه زندگی NAO محاسبه شده است. نتایج نشان می دهند، میانگین دمایی بر روی ایران در دوره های NAO مثبت و منفی، همچنین الگوی گردش بر روی شمال شرق اطلس، اروپا و شمال آفریقا تقریبا عکس یکدیگر است. هم چنین چرخندهای بیشتری از ایران در دوره NAO مثبت گذر کرده و باد مداری در این دوره در قسمت جنوب غرب ایران قوی تر است. پریشیدگی کمیت های ذکر شده نسبت به میانگین بلندمدت زمستان در سه دوره 10 روزه قبل و بعد از روز صفر برای منطقه ایران محاسبه شده است. نتایج نشان می دهند که در دوره مثبت، میانگین پریشیدگی دما و ارتفاع ژئوپتانسیلی (تاوایی و باد مداری) در منطقه ایران کمتر (بیشتر) از میانگین بلندمدت و در دوره منفی، میانگین پریشیدگی دما و ارتفاع ژئوپتانسیلی (تاویی و باد مداری) در منطقه ایران بیشتر (کمتر) از میانگین بلندمدت آن در زمستان است. در نتیجه در دوره NAO مثبت منطقه ایران سردتر بوده و چرخندهای بیشتری از آن عبور می کند. این تفاوت ذکر شده در دوره 30 روزه قبل از رویداد NAO وجود داشته و تا 10 روز پس از آن ادامه دارد. سپس به تدریج تا یک ماه پس از NAO تقریبا تمام کمیت های محاسبه شده به مقدار میانگین بلندمدت نزدیک می شوند و بی هنجاری دمایی بر روی ایران نیز از بین می رود.

مدل‏های منطقه ای پیش بینی عددی وضع هوا دارای خطاهایی هستند که بخشی از این خطاها از عدم قطعیت موجود در شرایط اولیه مدل نشات می گیرد. برای داشتن یک پیش بینی با کیفیت بالا شرایط اولیه داده شده به مدل باید تا آنجا که ممکن است به حالت واقعی جو نزدیک باشد. در این تحقیق ‏سعی برآن بوده است که با استفاده از داده های ماهواره و برخی داده های دیدبانی سطح زمین و جو بالا در فرایند داده‏گواری بتوان برآورد بهتری از شرایط اولیه جو به‏دست آورد. برای این کار از داده‏گواری پیاپی در روش ورد شی سه‏بعدی موسوم به 3DVAR در سامانه پیش‏بینی عددی WRF بهره گرفته شده‏است. به همین منظور این مدل برای ماه های آوریل و می 2014 یک‏بار با استفاده از داده‏گواری و یک‏بار بدون استفاده از آن اجرا شده‏است. نتایج راست‏آزمایی بهبود جزئی خروجی دمای دو متری و سرعت باد ده متری مدل را نشان می‏دهد.

تغییر در دمای جو اهمیت ویژه‏ای در زمینه تحقیق‏های مربوط به آب و هوا دارد. با افزایش گازهای گلخانه‏ای، دمای هوا و وردسپهر نیز افزایش می‏یابد. آهنگ این افزایش دما در مناطق مختلف متفاوت می‏باشد. در تحقیق حاضر، تغییرات زمانی دمای لایه میانی جو در ایران مورد بررسی قرار گرفت. داده های گره‏بندی شده دما در تراز 500 هکتوپاسکال در محدوده‏ای با عرض جغرافیایی°25 تا °40 شمالی و طول °45 تا °5/62 شرقی در مقیاس ماهانه برای دوره 2014- 1968از داده های واکاوی شده NCEP-NCAR تهیه شد. این محدوده شامل 56 گره °5/2 در °5/2می‏باشد. معدل مکانی دمای لایه میانی جو در این محدوده به عنوان نمایه منطقه‏ای دمای لایه میانی جو درایران در نظر گرفته شدو تغییرات سالانه آن بررسی شد. نتایج نشان داد که دمای سالانه لایه میانی جو در ایران افزایش معنی داری در سطح 5% داشته است به طوری که در پنجاه سال گذشته به اندازه 75/0درجه سانتی‏گراد افزایش یافته است. نتایج آزمون ناپارامتری من‏کندال دنباله ای نشان داد که روند افزایشی دمای لایه میانی جو در ایران از سال 1997 شروع شده است به طوری که از این سال به بعد شدت آن نیز افزایش یافته است. هم‏چنین از سال 2007 به بعدروند افزایشی این دما در سطح 5% معنی‏دار می باشد.

در این پژوهش به بررسی الگوهای همدیدی بارش فرین استان مازندران در ماه اکتبر پرداخته شده است. برای تعیین روزهای بارانی از داده های ایستگاه های باران سنجی وزارت نیرو طی 1993-2011 استفاده شد. بر اساس نتایج مطالعه آماری، شدت بارش در ایستگاه های غربی استان بیشتر و در ایستگاه های مرتفع، کمتر است. از آنجا که در این پژوهش پرباران ترین ماه در استان مازندران ماه اکتبر بود، بنابراین این ماه برای بررسی انتخاب شده است. پس از تعریف شاخص، میانگین بلندمدت، میانگین روزهای بارانی و میانگین روزهای با بارش فرین مورد مطالعه همدیدی قرار گرفت. بدین منظور از داده های مرکز اروپایی پیش بینی جوی میان مقیاس (ECMWF)با تفکیک زمانی 24 ساعت و تفکیک فضایی 75/0 درجه استفاده شد. نتایج حاکی از آن است که پیوستن زبانه ای از جت قطبی به جت جنب حاره ای موجب تقویت مولفه نصف النهاری باد و در نتیجه تشدید فرارفت های دما و رطوبت می شود. از عوامل موثر دیگر حضور یک واچرخند بر روی دریای خزر است به گونه ای که جریانات جنوب سوی آن، هوای مرطوب را از روی دریا به سواحل می آورد.

خشکسالی پدیده آرام و خسارات زای طبیعت می باشد که تمام اقلیم ها را تحت تاثیر قرار می دهد.این پدیده خسارتهای فراوانی را بویژه در سالهای اخیر به بخش کشاورزی کشور وارد آورده است و این امر وجود یک سیستم پیش آگاهی و برآورد میزان ریسک ناشی ازخشکسالی کشاورزی را بیش از پیش لازم می سازد. هدف این مطالعه کمی کردن ریسک خشکسالی کشاورزی و مقایسه آن بر اساس نوع محصول و نوع اقلیم می باشد .جهت دستیابی به این مهم از مفهوم کمی ریسک که عبارت است از حاصلضرب میزان بلیه درآسیب پذیری استفاده گردیده است.بنابراین در این مطالعه به مقوله ریسک با توجه به هر دو مولفه آن یعنی بلیه و آسیب پذیری نگریسته شده است. با توجه به اینکه تاثیر خشکسالی کشاورزی بر اراضی دیم برخلاف اراضی فاریاب ، بطور مستقیم می باشد ، 14 منطقه دیم خیز که در گستره کشورمان قرار دارند به عنوان مناطق مطالعاتی انتخاب شدند و اطلاعات هواشناسی این مناطق با پایه آماری 30 ساله استخراج گردید. همچنین گندم و جو که از محصولات استراتژیک می باشند به عنوان محصولات مورد مطالعه انتخاب شدند .پس از محاسبه ریسک خشکسالی گندم و جو بر اساس مفهوم کمی ریسک برای 14 منطقه مورد مطالعاتی ، مقدار ریسک به لحاظ نوع محصول و درجه خشکی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان دادند اول اینکه به جز گرگان، در بقیه مناطق میزان ریسک خشکسالی گندم از ریسک خشکسالی جو بیشتر می باشد.به عبارتی دیگرخطر خشکسالی بر روی جو کمتر از گندم می باشد.در مورد گرگان این امر ناشی از رطوبت بسیار بالای این منطقه می باشدو دوم اینکه مقایسه ریسک خشکسالی با درجه خشکی مناطق نشان داد که ریسک خشکسالی کشاورزی در مناطق خشک بیشتر از ریسک خشکسالی کشاورزی در مناطق مرطوب می باشد.

امروزه یکی از مهم ترین کاربردهای سیستم تعیین موقعیت جهانی GPSمدل سازی توموگرافی پارامترهای موثر در هواشناسی می باشد چرا که می توان با کمترین هزینه و بالاترین رزولوشن مکانی و زمانی شبکه هایی محلی برای پایش دائمی آب و هوا ایجاد نمود و علاوه بر آن دقت تعیین موقعیت را نیز افزایش داد. کشور ایران یکی از کشورهایی است که علی رغم دارا بودن ایستگاه های دائمیGPS فاقد هر گونه مدل محلی توموگرافی است. این در حالی است که تراکم مکانی ایستگاه های رادیوسوند این کشور کم است. علاوه بر آن مدل های عددی پیش بینی آب و هوای موجود برای این کشور به دلیل عدم دخالت داده های این کشور در مدل های جهانی عددی پیش بینی آب و هوا مدل هایی با قابلیت اطمینان کم می باشند. در روش توموگرافی با استفاده از تکنیک معکوس سازی و از طریق آنالیز اثر لایه ی تروپوسفر بر روی سیگنال های ماهواره های GPSبه مدل سازی چهاربعدی پارامترهای موردنظر پرداخته می شود. مسئله ی مذکور دارای جوابی غیر یکتا و ناپایدار است. جهت دستیابی به جوابی یکتا از مجموعه ای از قیود افقی و قائم استفاده می گردد. در این مقاله از طریق مدل های عددی پیش بینی وضعیت آب و هوا (NWPM) این قیود به عنوان مقادیر اولیه به مسئله اضافه شده اند. همچنین جهت دستیابی به جوابی پایدار از روش بازسازی جبری همزمان (SART) استفاده شده است.در پایان نیز نتایج به دست آمده از این روش با پروفیل های رادیوسوندی در 5 اپک زمانی مقایسه شد.این نتایج نشان دهنده ی مدل سازی مناسب چگالی بخار آب و انکسارپذیری تر با استفاده از روش پیشنهادی در قسمت شمال غربی ایران می باشد.

مطالعه فیزیکی معادلات آب کم عمق یکی از مسائل مطرح در دینامیک شاره های ژئوفیزیکی است. در این کار به بررسی عملکرد روش فشرده ترکیبی مرتبه ششم برای حل عددی معادلات آب کم عمق یک بعدی پرداخته می شود. برای مقایسه حل عددی با سایر روش های تفاضل متناهی، معادلات آب کم عمق یک بعدی به سه روش حل شده و نتایج حاصل برای یک آزمون موردی مقایسه می شود. در این حل عددی، برای انتگرال گیری بخش زمانی معادلات از روش رونگ-کوتا مرتبه چهار استفاده شده است. به علاوه برای مقایسه روش فشرده ترکیبی مرتبه ششم با سایر روش های تفاضل متناهی دو معادله مدل ساده، یکی خطی و دیگری غیر خطی، که دارای حل تحلیلی می باشند با روش مرتبه دوم مرکزی، فشرده مرتبه چهارم و فشرده ترکیبی مرتبهششم حل شده و خطای کلی آنها با یکدیگر مقایسه می شود. مقایسه کمی و کیفی نتایج حاصل شده حاکی از عملکرد بهتر روش فشرده ترکیبی مرتبه ششم است.