فهرست مطالب

نشریه پژوهشهای تغییرات آب و هوایی
پیاپی 11 (پاییز 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/09/09
  • تعداد عناوین: 6
|
  • آشکارسازی و تحلیل روند خشکسالی حوضه آبخیز جازموریان در ارتباط با شاخص های جوی- اقیانوسی
    طیبه اکبری ازیرانی* صفحات 1-15

    ارزیابی مخاطره خشکسالی در حوضه های آبخیز سرزمین ایران واقع در کمربند خشک و نیمه خشک جهان از ابعاد مختلف اهمیت ویژه ای دارد. در این میان نقش الگوهای پیوند از دور در بررسی مخاطرات آب و هوایی در دهه های اخیر توسط محققان مورد توجه بیشتری قرار گرفته است. در همین راستا، توجه به تغییرات رطوبتی و بررسی و تحلیل خشکسالی حوضه آبخیز جازموریان نماینده یکی از زیر حوضه های آبریز مرکزی ایران ، هدف این مقاله است. لذا با بررسی تغییر شاخص های طیفی رطوبتی در سالهای اخیر و تعیین شدت خشکسالی در ارتباط با شاخص های جوی - اقیانوسی با استفاده از داده های ثبت شده موجود ناهنجاری های رطوبتی بررسی شد. تحلیل طیفی شاخص رطوبتی  در سه بازه زمانی 2000-1985، 2013-2000 و 2020-2013 در حوضه جازموریان نشان داد که هر دو شاخص MNDWI و NDWI در سه بازه زمانی مورد مطالعه وجود خشکی و ناهنجاری های رطوبتی منفی در حوضه را نشان می دهند و تقکیک جزییات خشکی فراهم نشد. استفاده از شاخص شدت خشکسالی هواشناسی تبخیرتعرق استاندارد SPEI حاکی از روند منفی معنادار شدت خشکسالی از سال 1999 تاکنون است. بررسی ارتباط بین شاخص شدت خشکسالی SPEI دوازده ماهه و نوسانات جوی اقیانوسی با استفاده مدل رگرسیون چندگانه انجام شد. نتایج نشان داد که خشکسالی حوضه آبخیز جازموریان  با شاخص های جوی اقیانوسی نوسان چند دهه ی اقیانوس اطلس (AMO) و شاخص نوسان جنوبی (SOI) رابطه معنادار قویتری در سطح خطای 5 درصد دارند و بر اساس نتایج مدل رگرسیون چندگانه، شاخص چند دهه ای اقیانوس اطلس بیش از 70 درصد خشکسالی حوضه آبخیز جازموریان را تبیین می‎کند. تحلیل همدید خشکسالی نشان داد که شرایط پایداری و  جریان مداری جو در طی فاز گرم نوسان AMO باعث فرونشینی و شرایط پایداری هوا شده و بر شدت خشکسالی در حوضه آبخیز جازموریان در فاز گرم از سال 1999 تاکنون افزوده است.

    کلیدواژگان: مخاطرات اقلیمی، دور پیوند، سنجش از دور، شاخص طیفی ترکیبی رطوبتی، نوسان جوی - اقیانوسی
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • ارزیابی دقت مدل های CMIP6 برای شبیه سازی دما و بارش حوضه آبریز دریاچه ارومیه
    فیروز عبدالعلی زاده*، علی محمد خورشیددوست، سعید جهانبخش اصل صفحات 17-30
    در پژوهش حاضر دقت مدل های گردش عمومی گزارش ششم هییت بین الدول تغییر اقلیم (CMIP6) در شبیه سازی دما و بارش حوضه آبریز دریاچه ارومیه مورد ارزیابی قرار گرفته است. مدل های مورد استفاده MRI-ESM2-0، MPI-ESM1-2-HR، INM-CM5-0 و CMCC-ESM2 هستند. ارزیابی دقت مدل ها قبل و بعد از تصحیح اریبی انجام گرفته است. برای تصحیح اریبی مدل ها از روش آماری تغییر عامل دلتا و داده های هفت ایستگاه سینوپتیک در سطح حوضه استفاده شده است. بدین منظور دوره مورد مطالعه (2013-1990) به دو دوره دوازده ساله جهت انجام واسنجی و صحت سنجی تقسیم شد. بدین ترتیب دقت داده های تصحیح شده مدل ها با استفاده از تغییر عامل دلتا برای دوره 2013-2002 نسبت به داده های مشاهداتی با استفاده از سنجه های درستی سنجی R2، RMSE، NRMSE، نمودارهای تیلور و پراش نگار مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که برای کل حوضه بین داده های تصحیح شده مدل ها و مشاهدات ایستگاهی برای دما رابطه خطی با  قوی و برای بارش رابطه خطی ضعیف برقرار است. شاخص های RMSE و NRMSE بیانگر دقت بالای مدل ها در شبیه سازی دمای ماهانه و دقت نسبتا ضعیف تر در شبیه سازی بارش ماهانه حوضه هستند و در بین مدل ها، CMCC بیشترین خطا را داشت. نقشه های توزیع مکانی NRMSE برای میانگین های ماهانه کل نشان دادند که هر چهار مدل، دما را با دقت بالایی شبیه سازی کرده اند اما شبیه سازی بارش در برخی مناطق حوضه دقت قابل قبولی ندارد. بنابراین دقت مدل های مورد مطالعه در شبیه سازی دما خوب و در شبیه سازی بارش به خصوص در مدل CMCC ضعیف ارزیابی شده است.
    کلیدواژگان: شبیه سازی دما و بارش، روش تغییر عامل دلتا، تصحیح اریبی
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • مدلسازی عددی پتانسیل اقلیمی تهویه طبیعی با هدف کاهش مصرف انرژی و تعدیل تغییرات آب و هوایی (مطالعه موردی: استان گیلان)
    معصومه مقبل* صفحات 31-47

    امروزه، با توجه به تغییرات آب و هوایی، استفاده از روش های کاهش مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه ای در بخش های مختلف از جمله ساختمان می تواند درمقابله با اثرات سوء ناشی از این پدیده موثر واقع گردد. شناسایی پتانسیل تهویه طبیعی و ایجاد شرایط آسایش در محیط داخلی مورد توجه بسیاری از محققان و طراحان ساختمان به ویژه در اقلیم های مرطوب است. از اینرو، در مطالعه حاضر تلاش گردیده تا پتانسیل تهویه طبیعی در استان گیلان مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد. بدین منظور، از داده های ساعتی شش ایستگاه هواشناسی شامل منجیل، آستارا، انزلی، لاهیجان، تالش، رشت استفاده شده است. این داده ها شامل جهت و سرعت باد، دما، نقطه شبنم، فشار سطح دریا، فشارسطح ایستگاه، رطوبت نسبی، حداقل دما، حداکثر دما، دمای تر، فشار بخار، فشار بخار اشباع می باشند. سپس پتانسیل اقلیمی تهویه طبیعی برای بازه زمانی 17 ساله (2021-2004) با استفاده از مدل عددی CPNV محاسبه شد. نتایج نشان داد که ایستگاه منجیل و انزلی به ترتیب بیشترین و کمترین پتانسیل اقلیمی تهویه طبیعی را در میان ایستگاه های مورد مطالعه داشته اند. با بررسی موقعیت و عوامل جغرافیایی مشخص شد که دو عامل فاصله از دریا و ارتفاع ایستگاه می توانند عوامل موثری در این پتانسیل باشند. با این حال، عامل ارتفاع ایستگاه با میزان ضریب همبستگی 97/0 بیشترین تاثیر را در پتانسیل اقلیمی تهویه طبیعی ایستگاه های مورد مطالعه نشان داد. همچنین، با طراحی نقشه های حرارتی مشخص شد که ایستگاه منجیل بالاترین تعداد ساعات آسایش را نسبت به سایر ایستگاه ها داراست به طوریکه به دلیل دورتر بودن از دریا، ارتفاع بیشتر نسبت به ایستگاه های مورد مطالعه، بادخیز بودن منطقه و شرایط متعادل تر آب و هوایی، از بیشترین پتانسیل تهویه طبیعی در طول سال در بین ایستگاه های استان گیلان برخوردار است.

    کلیدواژگان: پتانسیل تهویه طبیعی، روش CPNV، تغییراقلیم، استان گیلان
    چکیده مشاهده متن مطالعه موردی زبان: فارسی
  • ارزیابی راهکارهای مختلف طراحی بیوکلیمایی به منظور کاهش اثر تنش های حرارتی شهر شیراز (مقایسه ای بین دوره مشاهداتی و آینده)
    رضا برنا* صفحات 49-63

    شناخت صحیح از شرایط بیوکلیمایی هر منطقه می تواند در استفاده مناسب از راهکارهای مختلف تامین سرمایش و گرمایش به منظور صرفه‎ جویی در هزینه ‎های مصرف انرژی تاثیرگذار باشد. بنابراین در این مطالعه استفاده از راهکارهای مختلف تامین فعال و غیرفعال انرژی سرمایشی و گرمایشی داخل ساختمان‎ برای شهر شیراز برای دو دوره مشاهداتی و آینده مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته است. در تحقیق حاضر به منظور مدلسازی تغییرات آب و هوایی دهه های آینده از نرم افزار متیونورم استفاده گردیده است. همچنین به منظور ارزیابی راهبردهای مختلف گرمایشی و سرمایشی جهت تامین آسایش داخل ساختمان‎ها از نمودار سایکرومتریک که برای دستیابی به این هدف طراحی شده است استفاده گردید. در این نمودار، با توجه به الگوی پراکنش متغیرهای اقلیمی (دما - رطوبت نسبی) 16 منطقه بیوکلیمایی مختلف تعیین می گردد که هر یک از این مناطق بیوکلیمایی راهکار خاصی در زمینه تامین آسایش حرارتی محیط داخل ساختمان را تعیین می کنند. اما آنچه از نتایج این تحقیق استحصال گردید بدین گونه می باشد که مجموعا سهم تقاضا برای "انرژی گرمایشی" بیش از نیاز به "انرژی سرمایشی" بوده است. اما با توجه به تغییراقلیم آینده، سهم نیاز به انرژی گرمایشی در حال کاهش است. یافته های این تحقیق نشان داد که نیاز کلی به انرژی گرمایشی برای دوره پایه به میزان 73/17 درصد بوده که برای دهه 2060 با تاکید بر خروجیهای مربوط به RCP8.5 شامل 80/12درصد و بر اساس سناریویRCP2.6 مقدار آن 88/12 درصد محاسبه گردیده است.

    کلیدواژگان: گرمایش جهانی، مصرف انرژی، راهکارهای سازگاری با تغییر اقلیم، اقلیم معماری
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • پیش بینی و تحلیل بارش های محتمل سنگین در استان خوزستان با استفاده از مدل های HADCM3 وSDSM
    صادق کریمی*، حسین غضنفرپور، رضا پورموسی، مهرسا جهانی بابادی صفحات 65-78

    با توجه به تغییرات اقلیمی، پیش بینی بارش و برآورد نزولات جوی، یکی از مهم ترین پارامترهای اقلیمی در حوزه مدیریت منابع آبی، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. بنابراین در این پژوهش، کاربرد مدل SDSM در برآورد بارش مورد بررسی قرار گرفت. در این پژوهش ایستگاه های سینوپتیک اهواز، آبادان و دزفول که دارای آمار اقلیمی 41 ساله (2001-1961) و 45 ساله (2005-1961) میلادی بودند، انتخاب گردید. بازه زمانی پیش بینی برای دوره آینده (سناریوهای اقلیمی) نیز 30 ساله و بین سال های 2060-2031 می باشد. خروجی های مدل HadCM3، تحت سناریوهای A2 و B2 و مدل CanECM2، تحت سناریوهای RCP26، RCP45 و RCP85، با به کارگیری مدل ریزمقیاس نمایی آماری SDSM در پیش بینی پارامتر بارش، ریزمقیاس گردید، همچنین با استفاده از روش های آماری و ترسیمی، داده های ریزمقیاس شده و داده های پایه را مورد تجزیه و تحلیل قرار داده و سپس واسنجی گردیدند. مدل سازی دوره پایه در داده های CanESM2 نسبت به داده های HadCM3 با دقت بالاتری انجام شد. نتایج بیانگر آن بود که در سالیان آتی بارش مجموع در هر سه ایستگاه افزایش و میزان بیشینه بارش در هر سه ایستگاه کاهش خواهد یافت. باتوجه به نتایج مدل سازی ها به نظر می رسد اقلیم زمستانه مرطوب تر و تابستان های خشک تر در آینده نزدیک پیکره اقلیم خوزستان را تشکیل خواهد داد.

    کلیدواژگان: بارش سنگین، ریزمقیاس نمایی، SDSM، HadCM3، خوزستان
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • ارزیابی کارایی سه پایگاه داده در برآورد سری زمانی بارش های حدی در ایران
    محمدسعید نجفی*، سجاد اکبری مقدم ثانی صفحات 79-98

    علی رغم مطالعاتی که تاکنون در زمینه ارزیابی پایگاه های داده بارش در ایران انجام شده است، همچنان یک خلا پژوهشی در زمینه بررسی کارایی داده های شبکه ای در برآورد بارش های حدی بر اساس نواحی اقلیمی مختلف در کشور احساس می شود. در این مطالعه کارایی چهار پایگاه داده Global Precipitation Measurement (GPM) ، ECMWF Reanalysis version-5 (ERA5)، Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM)  و PERSIANN-Dynamic Infrared-Rain rate (PDIR) در برآورد نمایه های حدی بارش بارش (Rx1day، Rx5day، CDD، CWD، R10mm، R20mm و R95p.) در 145 ایستگاه در دوره آماری 2000-2017 در کستره کشور بررسی شد. جهت ناحیه بندی مناطق همگن بارشی از روش تحلیل مولفه های اصلی (PCA) استفاده شد و بر این اساس ایران به 6 ناحیه بارشی شامل (1) سواحل دریای خزر، (2) شمال غرب، (3) غرب، (4) جنوب غرب و سواحل خلیج فارس، (5) شمال شرق و دامنه های بادپناهی (6) جنوب شرق و مرکز تقسیم شد. در ادامه، کارایی پایگاه های داده در برآورد بارش های روزانه براساس سنجه های درصد خطا و ضریب همبستگی بررسی شد که نتایج این بخش نشان داد که ERA5 دارای بهترین عملکرد، دو پایگاه داده GPM و TRMM دارای کارایی قابل قبولی در برآورد بارش های روزانه هستند و می توان از آن ها برای برآورد نمایه های حدی بارش استفاده کرد و PDIR نیز فاقد کارایی در برآورد بارش روزانه در کشور است. در ادامه کارایی سه پایگاه داده در 6 ناحیه بارشی بررسی شد و نتایج این بخش نشان می دهد که بطورکلی داده هایGPM  دارای بیشترین و TRMM کمترین کارایی در برآورد نمایه های حدی بارش در ایران است. در دو ناحیه بارشی غرب و همچنین جنوب شرق و مرکز این پایگاه های داده دارای کارایی بیشتری نسبت به دیگر نواحی در برآورد نمایه های حدی بارش در ایران هستند.

    کلیدواژگان: بارش، پایگاه داده شبکه ای، ناحیه بندی، نمایه های حدی، ایران
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
|
  • Detection and trend analysis of drought in the Jazmurian basin of Iran associated with ocean- atmospheric indices
    Tayebeh Akbari Azirani * Pages 1-15

    Evaluation the drought hazard in the basins of Iran located in the arid and semi- arid belt of the world is important from various dimension. While the role of teleconnection patterns in studying climatic hazards has been given more attention by researchers in recent decades. In this regard, the purpose of this research is to investigate and analyze the drought of the Jazmurian basin, a representative of one of the sub-basins of the central catchment located in the arid and semi-arid region of Iran. The humidity anomalies were investigated using the available Satellite and recorded data. This research revealed the humidity anomalies of the Jazmurian basin by using NDWI and MNDWI indices and also investigate the efficiency of using moisture composite spectral indices. Spectral analysis of humidity index in three time periods of 1985-2000, 2000-2013, and 2013-2020 in the Jazmurian basin showed that both MNDWI and NDWI indices in the three time periods studied to detect the existence of drought and negative humidity anomalies in the basin. Also, the results showed that the interpretation and analysis of spectral composite indices could not prepare the details of drought characteristics in this basin. Investigating the relationship between the SPEI drought index and ocean-atmospheric fluctuations was done using a multiple regression model. The results showed that the drought of the Jazmurian basin has a stronger significant relationship with the AMO and SOI indices at the 95% significance level and based on the results of the multiple regression model, the AMO explained more than 70% of the drought anomaly in Jamurian basin. The synoptic analysis of the drought showed that the stable conditions and atmospheric circulation during the warm phase of the AMO caused subsidence and stable weather conditions and increased the severity of the drought in the Jazmurian basin in the 1999.

    Keywords: Climatic Hazards, teleconnection, Remote Sensing, moisture composite spectral index, ocean-atmospheric oscillation
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Assessment of the performance of CMIP6 model for analysis of temperature and precipitation in Urmia Lake basin
    Firooz Abdolalizadeh *, Ali Mohammad Khorshiddoust, Saeed Jahanbakhsh Pages 17-30
    In this research, the performance of CMIP6 general circulation models has been evaluated in the simulation of temperature and precipitation in the catchment area of Lake Urmia. The models used are MPI, CMCC, INM and MRI with a spatial resolution of 100 km. The performance of the models was evaluated before and after the bias correction. To correct the bias of the models, the statistical method of the delta factor change and the data of seven synoptic stations at the basin level have been used. For this purpose, the studied period (1990-2013) was divided into two twelve-year periods for calibration and verification. In this way, the accuracy of the corrected data of the models was evaluated using the delta factor change for the period of 2002-2013 compared to the observational data by using R2, RMSE, NRMSE indicators and Taylor and scatter diagrams. The results showed that for the entire basin, there is a strong linear relationship between the corrected data of models and station observations for temperature and a weak linear relationship for precipitation. The RMSE and NRMSE indices indicate the high accuracy of the models in simulating the monthly temperature and relatively weaker accuracy in simulating the monthly rainfall of the basin, and among the models, CMCC had the highest error. The spatial distribution maps of NRMSE for the total monthly averages showed that all four models have simulated temperature with high accuracy, but the simulation of precipitation in some areas of the basin does not have acceptable accuracy. Therefore, the performance of the studied models was evaluated as good in temperature simulation and poor in precipitation simulation, especially in the CMCC model.
    Keywords: Simulation of Temperature, Precipitation, Delta Change Factor method, bias correction
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Modeling Climatic Potential for Natural Ventilation in order to Reduce Energy Consumption and Mitigate Climate Changes (Case Study of Gilan Province)
    Masoumeh Moghbel * Pages 31-47

    Nowadays the study of climate conditions and potential of each climatic region in order to exploit the possibility of natural ventilation and create comfortable conditions in the interior of buildings is of interest to many researchers, designers and construction architects. Considering the climatic characteristics in humid climates, the main objective of this research is to analyze the potential of natural ventilation in Gilan province regrading to its climatic conditions. To do so, the hourly data of six weather stations including Manjil, Astara, Bandar-e-Anzali, Lahijan, Talash, and Rasht was extracted from IRIMO. These data include wind direction and speed, temperature, dew point, sea level pressure, station level pressure, relative humidity, minimum temperature, maximum temperature, cooler temperature, vapor pressure, saturated vapor pressure. Then, the climatic potential of natural ventilation was calculated for a period of 17 years (2004-2020) using the CPNV numerical model. The results demonestrated that Manjil and Bandar-e-Anzali stations had the highest and lowest natural ventilation climatic potential among the studied stations, respectively. By examining the effect of location and geographical factors, it was found that two factors including the distance from the sea and the height of the station can be effective factors in this potential. However, the station’s height factor showed the greatest impact on the climatic potential of natural ventilation of the studied stations with a correlation coefficient of 0.97. Furthermore, designing thermal maps illustrated that Manjil station has the highest number of comfortable hours compared to other stations. In other words, due to being farther from the sea, higher altitude than the studied stations, windy weather conditions and more balanced water conditions Manjil has the highest potential of natural ventilation throughout the year among the stations of Gilan province.

    Keywords: Climatic Potential, Natural Ventilation, CPNV Model, climate change, Gilan
    Abstract View Paper Case Study Original: Persian
  • Evaluation of different bioclimatic design solutions in order to reduce the effect of thermal stress in Shiraz city (A comparison between the observation period and the future)
    Reza Borna * Pages 49-63
    View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Predictive and Analysis of Probable Heavy Rainfall in Khuzestan Province Using HadCM3 and SDSM
    Sadegh Karimi *, Hossein Ghazanfarpour, Reza Pour Mousa, Mehrsa Jahani Babadi Pages 65-78

    Due to climate changes, precipitation forecasting and precipitation estimation, one of the most important climatic parameters in the field of water resources management, is of particular importance. Therefore, in this research, the application of SDSM model in precipitation estimation was investigated. In this research, the data related to Ahvaz, Abadan and Dezful synoptic stations were used. The forecast time frame for the future period (climate scenarios) is also 30 years between 2031 and 2060. The outputs of the HadCM3 model, under the A2 and B2 scenarios and the CanECM2 model, under the RCP26, RCP45 and RCP85 scenarios, were micro scaled by applying the SDSM statistical exponential micro scale model in the prediction of the precipitation parameter, also using statistical and graphical methods. Micro scaled and basic data were analyzed and then calibrated. Base period modeling was done with higher accuracy in CanESM2 data compared to HadCM3 data. The results indicated that in the coming years, the total rainfall will increase in all three stations and the maximum amount of rainfall will decrease in all three stations. According to the modeling results, it seems that the climate of Khuzestan will have a wetted winter climate and drier summers in the near future.

    Keywords: Precipitation Forecast, Exponential Microscale, Atmospheric Public Circulation Models, SDSM, Khuzestan Province
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Evaluation the performance of three gridded datasets in estimating the time series of extreme precipitation in Iran
    MohammadSaeed Najafi *, Sajad Akbari Moghadam Sani Pages 79-98

    Despite the existence of studies that have been conducted in the field of evaluating rainfall databases in Iran, there is still a research gap in the field of investigating the accuracy of gridded data in in estimation of extreme precipitation events based on different climatic regions over Iran. In this study the performance of four datasets includes GPM, ERA5, TRMM and PERSIANN-PDIR in estimation of extreme precipitation indices in 145 stations over Iran during 2000-2017 period was investigated. The extreme indices are Rx1day, Rx5day, CDD, CWD, R10mm, R20mm and R95p. Principal component analysis (PCA) method was used to classify the precipitation regions. Based on PCA results, Iran was divided into 6 rainfall regions including (1) Caspian Sea region (2) Northwest (3) West (4) Southwest and coasts of Persian Gulf (5) Northeast (6) Southeast and Center. The efficiency of datasets in estimating daily rainfall was checked based on Pearson correlation coefficient and Percent Bias (PB). The results showed that the GPM, ERA5 and TRMM have good performance in estimating daily rainfall. In the following the efficiency of three mentioned datasets in 6 precipitation areas was examined and the results of this section show that GPM has the highest efficiency and TRMM has the lowest efficiency in estimating the extreme precipitation indices in Iran.

    Keywords: Precipitation, Gridded precipitation dataset, Extreme precipitation indices, Precipitation Regionalization, Iran
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian