فهرست مطالب

نشریه پژوهشهای تغییرات آب و هوایی
پیاپی 8 (زمستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1401/03/04
  • تعداد عناوین: 6
|
  • امین گری، عبدالعظیم قانقرمه* صفحات 1-22

    تغییرپذیری مولفه های دما و بارش و نقش تغییر اقلیم بر روی آنها و همچنین تاثیر شاخص های بزرگ مقیاس اقلیمی در سالهای اخیر توسط محققین در حوزه های مختلف علمی مورد توجه خاصی قرار گرفتند. یکی از مهم ترین شاخص ها با مقیاس منطقه ای که به نوعی در شرق اقیانوس اطلس با شاخص NAO در یک محدوده عمل می کند به شاخص دریای شمال- خزر (NCP) اشاره نمود. در این پژوهش، از سه دسته داده شامل مولفه های دما و بارش، داده های بازکاوی شده ارتفاع ژیوپتانسیل 500 هکتوپاسکال و داده های ارتفاع ژیوپتانسیل 500 هکتوپاسکال بر اساس 14 مدل اقلیمی استفاده کردیم. در مرحله اول شاخص NCP برای دوره های آتی توسعه و تعمیم و سپس فازهای مثبت و منفی آن برای دو سناریوی RCP4.5 و RCP8.5 مشخص شد و همچنین مولفه های حداکثر دما، حداقل دما، نرخ بارش و تعداد روزهای بارشی نیز برای دوره های آتی ریزمقیاس نمایی گردیدند. با توجه به آینده نگری انجام شده برای فازهای مثبت و منفی این شاخص مشخص شد که برای دوره آتی 2060-2041 دمای حداکثر و حداقل در هر دو فاز بر مبنای دو سناریو افزایش خواهند یافت. آینده نگری نرخ و تعداد روزهای بارشی نیز نشان داد که رفتار تغییرات بارش در دوره آتی نسبت به دوره پایه بی نظم تر از مولفه دما خواهد بود. بطوریکه مشخص گردید میانگین تعداد روزهای بارش در سناریوی RCP4.5 در هر دو فاز از روند کاهشی برخوردار خواهند بود و همچنین در هر دو فاز نرخ بارش در ایستگاه های که با بدنه آبی دریای خزر فاصله نزدیکی دارند افزایش قابل توجهی را خواهند داشت. همچنین بر مبنای سناریوی  RCP8.5 متوسط تعداد روزهای بارش منطقه مورد مطالعه در فاز مثبت نسبت به دوره پایه در حدود 5 روز کاهش و در فاز منفی 4 روز افزایش خواهد یافت.

    کلیدواژگان: شاخص NCP، تغییر اقلیم، سناریوهای اقلیمی، فازهای مثبت و منفی
  • یحیی میرشکاران*، وحید کاکاپور، امیر زارعی صفحات 23-34

    رشد سریع صنایع و کارخانه ها از یک طرف و جنگل زدایی و تخریب محیط زیست از طرف دیگر باعث افزایش روزافزون گازهای گلخانه ای در سطح زمین در دهه های اخیر شده است. افزایش گازهای گلخانه ای منجر به افزایش دمای اتمسفر در سطح جهانی می گردد که به گرمایش جهانی مرسوم می باشد. این اثرات منحصر به افزایش دمای اتمسفر نبوده و سایر متغیر های اقلیمی را نیز تحت تاثیر قرار می دهد که به آن پدیده تغییر اقلیم گفته می شود. این مطالعه به منظور بررسی اثرات تغییر اقلیم بر حوضه «قره سو» در دوره های 30 ساله (2044-2015) و (2075-2045) انجام پذیرفته است. 10 مدل GCM از مجموعه مدل های AR4 جهت بررسی تغییرات اقلیم در این مطالعه مورد استفاده قرار گرفت.6 ایستگاه هواشناسی برای بررسی تغییرات دما و 9 ایستگاه نیز برای بررسی تغییرات بارندگی انتخاب شدند. بر اساس دقت مدل هایGCM  در پیش بینی پارامترهای دما و بارش، این مدلها وزن دهی شده و بر اساس وزن آنها، الگوی متوسط برای تمام این مدل ها تعریف شد و تحت سناریوهای انتشار A2 وB1، داده های روزانه دما و بارندگی با استفاده از مدل LARS-WG تولید شدند. سپس با استفاده از روش IDW داده های هواشناسی به صورت منطقه ای تبدیل شدند. نتایج  وزن دهی مدل های GCM نشان داد که در بین ده مدل به طور میانگین، مدل IPCLCM4.0 بیشترین دقت را در برآورد دما و مدل GISS-ER بیشترین دقت را در برآورد بارش در کل حوضه قره سو از خود نشان دادند. همچنین نتایج مربوط به بخش تغییرات پارامترهای اقلیمی دما و بارش نشان داد که فصل تابستان و بهار به ترتیب بیشترین مقدار افزایش دما را در دو دوره ی آینده نزدیک (2044-2015) و آینده دور (2074-2045) برای هر دو سناریو A2 و B2 خواهند داشت و فصل زمستان بیشترین مقدار کاهش بارندگی را دارد.

    کلیدواژگان: غییر اقلیم، مدل های گردش عمومی جو، مدل های AR4، مدل LARS-WG، حوضه قره سو
  • بتول زینالی*، برومند صلاحی، هاجر نوروزپرست، سمیرا مینایی صفحات 35-54

    تغییرات اقلیمی از دیدگاه بسیاری از دانشمندان پدیده طبیعی است که در مدت زمان طولانی رخ می دهد. تاثیر فعالیت های بشر نیز باعث تشدید اثرات پدیده تغییرات اقلیمی، شدت روند این تغییرات و تغییر زمانی این پدیده نظیر بارش می گردد. در بررسی تغییر اقلیمی می توان از پارامترهای مختلف هواشناسی استفاده کرد ازجمله این پارامترها می توان به چرخندگی اشاره کرد. چرخندگی مثبت و منفی در موج بادهای غربی باعث ایجاد تغییراتی در نوع ریزش بارش می گردد. هدف این پژوهش بررسی ارتباط نوسانات چرخندگی بر بارش منطقه سردشت می باشد. ابتدا داده های بارش روزانه از ایستگاه سینوپتیک سردشت اخذ و پس از تجزیه وتحلیل آماری داده ها، با استفاده از نرم افزار گردس نقشه های سینوپتیک امگا، ارتفاع ژیوپتانسیل تراز 500 میلی بار، فشار سطح دریا و چرخندگی برای روزهای نماینده استخراج و موردبررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از ایجاد جبهه در سطح زمین در کلیه نقشه های فشار سطح دریا در ایستگاه سردشت می باشد. همچنین در نقشه ژیوپتانسیل، منطقه موردمطالعه در بخش وزش افقی چرخندگی مثبت فرود بادهای غربی واقع شده که باعث ایجاد شرایط ناپایدار در تراز 500 میلی بارشده و موجبات صعود رطوبت را فراهم کرده است. در سطح زمین، مهم ترین منابع رطوبتی که باعث تقویت جبهه و بارش در ایستگاه موردبررسی شدند دریای سیاه، مدیترانه و خزر بود. جهت وزش باد در سطح زمین به صورت شمال شرقی- جنوب غربی و در سطح بالا غربی، جنوب غربی و شمال غربی بود. در اغلب روزها شاهد سلطه یک سامانه سیکلونی در منطقه می باشیم که با ایجاد شرایط ناپایدار توسط جبهه، بارش رخ داده است. در نقشه امگا، کلیه روزها ناپایدار بوده و هسته های امگای منفی در ایستگاه سردشت شکل گرفته است. نقشه چرخندگی نشان از تاثیرگذاری چرخندگی مثبت در این ایستگاه می باشد که موجب ریزش بارش بخصوص بارش مایع در منطقه شده است..

    کلیدواژگان: شهرستان سردشت، شمال غرب ایران، نوسانات چرخندگی، بارش
  • طاهر صفرراد* صفحات 55-65
    پژوهش پیش رو سعی دارد تا با بهره گیری از تصاویر ماهواره ای MODIS، درجه حرارت شبانه سطح زمین را در شهر تهران و حومه آن مورد واکاوی قرار دهد. بدین منظور ویژگی های درجه حرارت شبانه در شهر تهران و حومه آن از طریق داده های MOD11A2 نسخه 6 به صورت میانگین های 8 روزه برای شب (22:30) با قدرت تفکیک 1 کیلومتر طی سال های 2000 تا 2021 جمع آوری شدند. سری زمانی درجه حرارت سطح زمین در مرکز و حومه شهر تهران بدست آمد و از طریق آن سری زمانی شدت جزیره حرارتی سطح زمین طی شب محاسبه گردید. یافته های پژوهش نشان داد که روند تغییرات درجه حرارت شبانه در مرکز شهر تهران کاملا متفاوت از حومه آن است بدین صورت که همزمان با افزایش معنادار درجه حرارت شبانه سطح زمین در حومه شهر، روند معناداری در درجه حرارت شبانه سطح زمین در مرکز شهر مشاهده نمی شود. از این رو آهنگ شتابان افزایش درجه حرارت شبانه در حومه شهر نسبت به مرکز آن، روند نزولی جزیره حرارتی سطح شهر را سبب شده است بدین صورت که در مقیاس فصلی و سالانه روند کاهشی شدت جزیره حرارتی سطح شهر در سطح اطمینان 99 درصد معنادار بوده است. با توجه به نتایج بدست آمده می توان اظهار داشت، اگرچه در سال های اخیر زمین گرمتر شده است ولی میزان گرم شدن مرکز شهر و حومه آن به یک اندازه نبوده است بنابراین شدت جزیره حرارتی شبانه سطح زمین در تهران یک روند کاهشی معنادار را به صورت فصلی و سالانه ثبت کرده است.
    کلیدواژگان: جزیره حرارتی شبانه، درجه حرارت شبانه سطح زمین، سنجنده مادیس، تهران
  • علی پناهی، سید محمد حسینی، فرحناز خرم آبادی*، فرشته قوی بنیاد صفحات 67-82

    بارش مهم ترین متغیر آب شناختی است که پیوند میان جو و فرآیندهای سطحی را برقرار می سازد. سه چهارم گرمای جو حاصل آزادسازی گرمای نهان تبخیر است. لذا پهنه بندی اقلیمی بارش فصل پاییز جهت دستیابی به توسعه همه جانبه در ابعاد مختلف مکانی-زمانی ضروری می باشد. برای این منظور از داد ه های روزانه فصل پاییز در 21 ایستگاه سینوپتیک منطقه مورد مطالعه با دوره آماری مشترک 32 (1989-2018) مورد واکاوی قرار داده است. بعدازآن که داده های مفقودی به روش جرم مضاعف توسط نرم افزار (spss) بازسازی و تکمیل گردید، این داده ها وارد محیط (EXCEL) شده و ماتریسی به صورت آرایه ای به حالت R با ابعاد 21×3491 تهیه شد. در این تحقیق برای اطلاع از وضعیت نرمال بودن داده ها از آزمون کلموگروف-اسمیرنوف و روند تغییرات آن ها از آزمون من-کندال با نرم افزار (MINITAB) استفاده شده است. پس از هنجار سازی، یک تحلیل عاملی با چرخش متعامد واریماکس بر روی آرایه بهنجار شده، اعمال گردید و مشخص شد درمجموع بیش از 16/68 درصد پراش داده ها توسط اقلیم بارش پاییزه منطقه توجیه می شود؛ که از میان عوامل، عامل اول 61 درصد و عامل دوم 7 درصد مهم ترین مقادیر پراش داده ها را بیان می کند. با انجام تحلیل خوشه ای سلسله مراتبی و با روش ادغام وارد بر روی ماتریس نمرات عامل ها، دو ناحیه اصلی و خرده ناحیه بارشی شناسایی شدند. این نواحی عبارت اند از: نواحی پربارشی و نواحی بارشی متوسط؛ بنابراین می توان گفت سهم بارش پاییزه حاصل از سامانه های محلی (بارش همرفتی، کوهستانی، جبهه های محلی و...) و عوامل مکانی (عرض جغرافیایی، موقعیت نسبی ایستگاه ها و...) در بخش جنوب غربی بیشتر است؛ و بخش های جنوب غربی به خصوص ایستگاه پیرانشهر بیشینه ی بارش افزون تر از سامانه های همدید را دریافت می کند. همچنین زمان وقوع بیشینه بارش فصل پاییز در نواحی بارشی متوسط شمال غرب حاصل از سامانه های همدید و  عوامل مکانی در ماه نوامبر در نیمه جنوب غربی رخ می دهد.

    کلیدواژگان: آ: آزمون کلموگروف اسمیرنوف، تحلیل عاملی، خوشه بندی سلسله مراتبی، شمال غرب ایران
  • مهری اکبری*، عنایت اسدالهی صفحات 83-97

    هدف اصلی از این تحقیق بررسی تغییرات ضخامت جو و ارتباط آن با تغییرات دمایی در طی دوره سرد سال است. برای نیل به این هدف اقدام به استخراج داده های ارتفاع ژیوپتانسیل و دمای تراز 1000 هکتوپاسکال برای سال های 1960 تا 2020 میلادی از سایت NCEPNCAR شده است. در گام بعدی با استفاده از امکانات برنامه نویسی گردس اقدام به استخراج عددی ضخامت جو بین تراز های 1000 تا 500 هکتوپاسکال به واحد متر و داده های دمای تراز 1000 هکتوپاسکال به درجه سانتی گراد شده سپس به منظور بررسی دقیق تر 60 سال آماری به چهار دوره 15 ساله تقسیم شده است. توزیع مکانی میانگین 15 ساله و میانگین بلند مدت 60 ساله و همچنین ناهنجاری های مثبت نشان داد که طی دوره اول تا دوره چهارم ضخامت جو افزایش قابل توجه ای داشته و این افزایش در دوره چهارم به حداکثر خود رسیده است. بررسی روند در دوره اول کاهش ضخامت جو را برای کل ایران نشان داده ولی با آغاز سال 1976 (آغاز دوره دوم) شاهد روند افزایشی شدید ضخامت جو بوده ایم که این روند افزایشی تا دوره چهارم ادامه داشته است. نتایج ضریب هبستگی پیرسون نشان داد که ارتباط معناداری بین تغییرات ضخامت جو و تغییرات دمای دوره سرد ایران در سطح 95 درصد اطمینان وجود دارد. از لحاظ مکانی این همبستگی در پهنه غرب، شمال غرب و جنوب غربی کشور به بالاترین حد خود می رسد. در نتیجه می توان بیان داشت که ضخامت جو ایران طی سال های اخیر روند افزایشی محسوس و معناداری داشته و یکی از علل آن تغییر ماهیت جریانات ورودی به ایران و البته گرمایش جهانی می باشد.

    کلیدواژگان: ایران، گرمایش جهانی، ضخامت جو، روند تغییرات، همبستگی
|
  • Amin Gray, Abdolazim Ghanghermeh * Pages 1-22

    Researchers in various fields have given particular attention to the variability of temperature and precipitation components and the role of climate change as well as the effect of large-scale climate indicators in recent years. The North Caspian Sea (NCP) index is one of the most important regional-scale indicators that operates well in the East Atlantic with the NAO index. This study used three categories of data, including temperature and precipitation components, and reanalyzed geopotential altitude data of 500 hPa and geopotential altitude data of 500 hPa based on 14 climatic models. In the first stage, the NCP index was identified for future periods of development and generalization and then its positive and negative phases for the two scenarios RCP4.5 and RCP8.5. As well as maximum and minimum temperatures, precipitation rates, and number of precipitation days were displayed for future downscaling periods. Based on the forecasts for the positive and negative phases of this index, it was determined that for the next period 2060-2041, both the maximum and minimum temperatures will increase. Furthermore, the rate and number of rainy days in the future period will be more irregular than the temperature component compared to the base period. In the RCP4.5 scenario in both phases, it was found that the average number of rainy days will decline and, in both phases, rainfall rates will increase in stations that are near the Caspian Sea. In the RCP8.5 scenario, the average number of rainy days in the study area will decrease by about 5 days in the positive phase and increase by 4 days in the negative phase compared to the base period.

    Keywords: : NCP index, climate change, climate scenarios, positive, negative phases
  • Yahya Mirshekaran *, Vahid Kakapour, Amir Zarey Pages 23-34

    Industrial growth, deforestation and destruction of the environment increased the greenhouse gases in recent decades. Increase the concentration of greenhouse gases lead to rise in temperature of the earth's atmosphere globally which called global warming. These effects not only change the temperature of the atmosphere, but also have influence on other climatic parameters which called climate change. This study investigated the effects of climate change on the basin Gharasoo in periods of 30 years (2044-2015) and (20740245) has been done. 10 GCM models set of models AR4 to study climate change used in this study. 6 stations for temperature changes And 9 stations were chosen for the study precipitation changes. Based on the performance of GCM to forecast temperature and, precipitation. The weighting models based on their weight is defined the average pattern for all these models. And the emission scenarios A2 and B1, daily temperature and precipitation data were generated using LARS-WG model. Then, using the IDW method for regional meteorological data were converted. Results showed that among the ten GCM models weighted average model Model IPSL CM4.0 greatest accuracy in estimated temperature and GISS-ER models the most accurate estimated rainfall in the entire Gharasoo basin showed. Also the results related to changes in temperature and precipitation showed the summer and spring, respectively, the highest temperature rise in the near future two terms (2044-2015) and far future (2074-2045) for both A2 and B2, respectively. And winter had the highest decrease precipitation.

    Keywords: climate change, general circulation models, LARS-WG model, AR4 models, Gharasoo basin
  • Batool Zeinali *, Broomand Salahi, Hajar Norozparast, Samira Minaei Pages 35-54

    Positive and negative vorticity in the westerly winds wave cause changes in the type of precipitation. The purpose of this study is to investigate the relationship between vorticity fluctuations and precipitation in Sardasht region. First, daily precipitation data were obtained from Sardasht synoptic station and after statistical analysis of the data, synoptic maps of Sea level pressure (SLP), 500 millibar Geopotential height (HGT), omega and vorticity for representative days were extracted and analyzed using GAREDS software. The results indicate the creation of a front at surface in all SLP maps at Sardasht station. Also in the HGT map, the study area is located in the PVA section of the west wind troughs, which has created unstable conditions at the level of 500 millibar and has caused the rise of humidity. At sea level, the most important sources of moisture that strengthened the front and rainfall at the station were the Black Sea, the Mediterranean and the Caspian Sea. The direction of wind at sea level was northeast-southwest and in the upper level was west, southwest and northwest. Most of the day, we see the dominance of a cyclonic system in the region, which has occurred due to the creation of unstable conditions by the front. On omega map, all days are unstable and negative omega cores are formed in Sardasht station. The vorticity map shows the effect of positive vorticity in this station, which has caused precipitation, especially liquid precipitation in the area.

    Keywords: Sardasht City, Northwest of Iran, Vorticity fluctuations, Precipitation
  • Taher Safarrad * Pages 55-65
    This research tries to investigate the nighttime land surface temperature (NLST) (22:30) in Tehran City and its suburbs by using MODIS satellite images from 2000 to 2021. In this regard, NLST characteristics in the urban and suburbs of Tehran were obtained through the MOD11A2 Version 6 product. These data provide an average 8-day per-pixel land surface temperature with a 1-kilometer spatial resolution in a 1200 by 1200 km grid. The NLST time series were obtained for the urban and suburbs, through which the nighttime surface urban heat island (NSUHI) time series were calculated. The results showed that the trend of NLST in the urban is completely different from suburbs. Although NLST shows a significant declining trend in the suburbs, it does not show any significant trend in the urban, Hence the further increase of NLST in the suburbs has caused the downward trend of NSUHI. The results of Mann-Kendall showed that the NSUHI time series had experienced a decreasing trend seasonally and annually, which is significant at the 99% confidence level. Although the earth has become warmer in recent years, the rate of warming in the urban and suburbs has not been the same, so NSUHI in Tehran has recorded a significant downward trend seasonally and annually.
    Keywords: Nighttime Urban Heat Island, Nighttime Land Surface Temperature, MODIS, Tehran
  • Ali Panahi, Seyed Mohammad Hosseini, Farahnaz Khoramabadi *, Fereshteh Ghavibonyad Pages 67-82

    Precipitation is the most important hydrological variable that connects the link between atmosphere and surface processes. Three-quarters of the atmosphere heat is the result of releasing the latent heat of evaporation. Therefore, climatic zoning of autumn precipitation is necessary for achieving comprehensive development in different spatial-temporal dimensions. For this purpose, the daily data of autumn season at 18 synoptic stations of the study area have been analyzed with a joint statistical period 32 (1989 - 2018). In this study, Kolmogorov-Smirnov test was used to find out the normality of the data and Mann-Kendall test was used for the process of their changes. Then by applying factor analysis based on principal component analysis and with orthogonal rotation of Varimax it was found that there are two effective precipitation factors in the climate of the region which in total account for more than 68.16% of the variance of the region's autumn precipitation climate. By performing hierarchical cluster analysis and by integrating the matrix of factor scores, two main and sub-regions were identified. These areas are: Areas of high precipitation and moderate precipitation. It can be said that in the high precipitation areas of the territory are located on the rainy of the Zagros, Sahand and Arasbaran mountain belts, stretching as a narrow strip from the north to the south parts of the region.

    Keywords: Kolmogorov-Smirnov Test, Factor analysis, Hierarchical clustering, Northwest of Iran
  • Mehry Akbary *, Enayet Asadolahi Pages 83-97

    The main purpose of this study is to investigate changes in atmospheric thickness and its relationship with temperature changes during the cold period of the year. To achieve this goal, data on geopotential elevation and temperature of 1000 hPa for the years 1960 to 2020 have been extracted from the NCEP NCAR site. In the next step, using the programming capabilities of Gardes, numerical extraction of atmospheric thickness between the levels of 1000 to 5000 hPa per meter and temperature data of the level of 1000 hPa in degrees Celsius was performed. Four 15-year periods are divided. The spatial distribution of the 15-year average and the 60-year long-term average, as well as the positive anomalies showed that the thickness of the atmosphere increased significantly during the first to the fourth period, and this increase reached its maximum in the fourth period. The study of the trend in the first period has shown a decrease in the thickness of the atmosphere for the whole of Iran, but with the beginning of 1976 (beginning of the second period) we have witnessed a sharp increase in the thickness of the atmosphere, which continued until the fourth period. The results of Pearson correlation coefficient showed that there is a significant relationship between changes in atmospheric thickness and temperature changes in the cold period of Iran at the 95% confidence level. Spatially, this correlation reaches its highest level in the west, northwest and southwest of the country. As a result, it can be said that the thickness of Iran's atmosphere has increased significantly in recent years, and one of the reasons is the change in the nature of inflows to Iran and, of course, global warming.

    Keywords: Iran, Global warming, atmospheric thickness, trend Changing, Correlation