فهرست مطالب

نشریه هواشناسی و علوم جو
سال پنجم شماره 3 (پیاپی 19، بهار و تابستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1403/08/04
  • تعداد عناوین: 6
|
  • نفیسه ایزدی، مهدی امیرابادی زاده، مهدی دستورانی* صفحات 1-14

     افزایش غلظت گازهای گلخانه‏ای سبب تغییرات قابل توجه در چرخه هیدرولوژی شده است. تغییرات اقلیمی بر تمامی فرآیندهای زیست‏محیطی و جامعه تاثیرگذار است. برای بررسی تاثیر تغییر اقلیم پارامتر دما، مدل‏های گردش عمومی جو و استفاده از ریزمقیاس‏نمائی یکی از بهترین روش‏ها برای برآورد این تاثیرات به شمار می‏روند. در مطالعه حاضر از به‏روزترین گزارش تغییر اقلیم (CMPI6) استفاده گردید. همچنین در این پژوهش با استفاده از داده ‏های تاریخی NCEP و داده ‏های مشاهداتی شهرستان طبس (1990- 2014 میلادی)، پیش‏بینی تغییرات دمای طبس با استفاده از مدل CanESM5، تحت دو سناریو حد متوسط (ssp245) و سناریو بدبینانه (ssp585) برای سال‏های 2015 تا 2100 میلادی انجام شد. با توجه بزرگ مقیاس بودن مدل NCEP، از مدل SDSM برای ریزمقیاس‏نمایی استفاده شد. به منظور ارزیابی مدل از معیارهای ارزیابی ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، شاخص توافق (d) و شاخص Kling-Gupta (KGE) استفاده شد. نتایج صحت سنجی مدل SDSM در سال‏های 2008 تا 2014 میلادی نشان داد، RMSE برابر 568/2 ، d برابر 98/0 و KGE برابر 96/0 می باشد. سپس شبیه‏سازی برای آینده از سال 2015 تا 2100 تحت دو سناریو ssp245 و ssp585 انجام شد. نتایج پژوهش نشان می‏دهد در این بازه نیز شبیه‏سازی به خوبی صورت گرفته است. همچنین با استفاده از سناریو ssp245 دمای هوای طبس نسبت به دوره پایه، 2/3 درجه و با سناریو ssp585 دمای طبس نسبت به دوره پایه، 7/4 درجه فزایش دما خواهد داشت.

    کلیدواژگان: پیش‏ بینی، ریزمقیاس‏ نمایی، Ssp245، Ssp585
  • سارا کرمی* صفحات 15-34

    در روز 20 شهریورماه سال 1402 گردوخاک شدیدی استان های شمال شرقی و شرقی ایران و همچنین سواحل جنوبی دریای خزر را تحت تاثیر قرار داد به گونه ای که دیدافقی در دو استان گیلان و مازندران به شدت کاهش یافت. وقوع پدیده گردوخاک در شمال ایران که چنین رخدادهایی به ندرت در آن اتفاق می افتد، امری غیرمنتظره است. هدف این مطالعه بررسی عوامل وقوع این پدیده، شناسایی کانون های گردوخاک فعال در زمان وقوع آن و همچنین بررسی توانایی یک مدل عملیاتی گردوخاک در پیش بینی این پدیده است. به این منظور از داده ها و محصولات ماهواره ای، داده های بازتحلیل ERA5 و خروجی مدل DREAM8-MACC استفاده شد. نتایج نشان داد که فعالیت کانون های گردوخاک در سواحل شرقی دریای خزر، جنوب ترکمنستان در نزدیکی مرز این کشور با ایران، مناطق مرکزی آن در اطراف بیابان قره قوم، مناطق شمال و شمال شرقی آن و همچنین بخش هایی از بستر رودخانه های آمودریا و مرغاب در شرق ترکمنستان سبب ایجاد چنین رخداد گسترده ای شده اند. براساس تحلیل همدیدی، وجود یک سامانه کم فشار دینامیکی در قزاقستان، سامانه پرفشار بر روی دریای خزر و یک مرکز کم فشار حرارتی در شرق ایران در منطقه مرزی با افغانستان از عوامل جوی وقوع این پدیده گردوخاک بوده است. ارزیابی خروجی مدل نیز نشان داد که مدل در پیش بینی این پدیده، مقادیر AOD را بسیار کمتر برآورد کرده و انتقال گردوخاک به سواحل جنوبی خزر را پیش بینی نکرده است.

    کلیدواژگان: گردوخاک، ترکمنستان، مدل عددی DREAM-MACC، شمال و شرق ایران، افغانستان
  • زهرا قصابی*، محسن لوعلیزاده، زهره صالح زاده صفحات 35-55

    تغییر اقلیم، باعث احتمال بیشتر رخداد پدیده های حدی می شود که تاثیرات اجتماعی و زیست محیطی آن ها در مقیاس منطقه ای و محلی زیاد است. تغییرات اقلیمی حاصل از گرمایش جهانی بر استان خوزستان طی چند دهه گذشته تاثیرات زیادی داشته است. هدف از این تحقیق تعیین و بررسی روند سالانه شاخص های حدی دما (روزهای گرم، روزهای سرد، شب های گرم، شب های سرد، شاخص طول موج گرما) در ایستگاه های هواشناسی استان خوزستان طی دوره 1399-1375 می باشد. بدین منظور اطلاعات دمای کمینه و بیشینه روزانه ایستگاه های منتخب هواشناسی استان خوزستان استخراج شد و با استفاده از این داده ها و روابط آماری نظیر معادلات خط روند، ضریب خط روند و آزمون من کندال (جهت تعیین معنی داری) شاخص های حدی دما محاسبه و روند شاخص ها بررسی شد. نتایج بیانگر روند منفی در شاخص های روزهای سرد و شب های سرد، روند مثبت در شاخص های روزهای گرم، شب های گرم و شاخص طول موج گرما در ایستگاه های مورد مطالعه است. همچنین آزمون من کندال معنی دار بودن روند مشاهداتی را برای شاخص روزهای گرم (در ایستگاه های ایذه، ماهشهر، بهبهان، دزفول، رامهرمز، شوشتر و آبادان)، شاخص روزهای سرد (در ایستگاه های امیدیه، مسجد سلیمان، آبادان، اهواز، ایذه، بهبهان، رامهرمز، شوشتر، ماهشهر و بستان)، شاخص شب های گرم (در ایستگاه های آبادان، امیدیه، اهواز، بستان و ماهشهر) و شاخص طول موج گرما (در ایستگاه های ایذه و ماهشهر) نشان می دهد. اما شاخص شب های سرد فاقد روند معنی دار در کلیه ایستگاه ها بوده است.

    کلیدواژگان: شاخص حدی، روزها و شب های گرم، روزها و شب های سرد، طول موج گرما، روند، آزمون من کندال
  • مهدی رضایی*، محمدحسن باقری شکیب، سعید باقری، علی اکبر بهرام لو صفحات 56-72

    در این پژوهش مدلی را برای تخمین ساعت آفتابی با استفاده از داده های یک دقیقه ای تابش کلی آسمان پیشنهاد داده ایم. با تهیه یک برنامه نرم افزاری بر اساس مدل پیشنهادی، در دو ایستگاه هواشناسی فرودگاه همدان و تویسرکان ساعت آفتابی را در روزهای مختلف سال از داده های تابش استخراج نموده و مقادیر به دست آمده را با ساعت آفتابی اندازه گیری شده توسط دستگاه آفتاب نگار مقایسه نمودیم. نتایج نشان می دهند که میانگین اختلاف مقدار تخمینی و مقدار واقعی ساعت آفتابی در ایستگاه بندر انزلی 0.81 ساعت، در ایستگاه آمل 0.74 ساعت، در ایستگاه فرودگاه همدان 0.5 ساعت و در ایستگاه تویسرکان 0.3 ساعت است. همچنین خطای جذر میانگین مربعات داده های به دست آمده از روش پیشنهادی بین 0.154 تا 0.875 ساعت در هر روز تغییر می کند که در مقایسه با نتایج به دست آمده از پژوهش های گذشته نتیجه مطلوبی است. در مجموع مقایسه این نتایج با نتایج پژوهش هایی که پیش از این بر روی مدل های پیشنهادی دیگر انجام شده نشان می دهد که مدل پیشنهادی ما می-تواند جایگزین مناسبی برای دستگاه آفتاب نگار باشد.

    کلیدواژگان: ساعات آفتابی، آفتاب نگار، تابش کلی، هواشناسی
  • محمد میرزائی*، کریم امینی نیا، علی پناهی، ابوالفضل همت زاده صفحات 73-98

    عناصر اقلیمی به ویژه بارش دارای تغییرات معنی داری در دوره های زمانی هستند. شناخت این تغییرات، امکان بهره‍وری بهینه از طبیعت را فراهم می سازد. در این پژوهش با به کارگیری رویکرد محیطی به گردشی با محاسبه شاخص بارش استاندارد با نرم افزار DIC طی دوره آماری 2016- 1987 پاییزهای خشک مشخص شد. سپس نقشه های بی هنجاری فصل پاییز ارتفاع ژئو پتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال، بی هنجاری فشار متوسط دریا (slp)، بی هنجاری رطوبت ویژه تراز 700 هکتوپاسکال، نقشه های میانگین فصل پاییز فشار متوسط سطح دریا، ارتفاع زئو پتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال و نمودارهوف مولر رطوبت ویژه تراز700 و1000 هکتوپاسکال از مجموع داده های بازسازی شده سایت NCAR/CEP دریافت و مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد در پاییزهای خشک بی هنجاری های شدید مثبت نسبت به میانگین بلندمدت در سطح زمین بیانگر حاکمیت بیشتر شرایط پرفشار بوده که مانع کم فشارهای ورودی به منطقه گردیده است. بی هنجاری های مثبت نسبت به میانگین بلندمدت در تراز 500 هکتوپاسکال بیانگر حاکمیت پرارتفاع بوده که مانع انتقال آب و هوای گرم و مرطوب عرض های پایین تر به سطح منطقه شده است. همچنین بررسی نمودارهای هوف مولر نوع اول و دوم تراز 700 هکتوپاسکال و 1000 هکتوپاسکال در عرض 38 درجه شمالی و طول 48 درجه شرقی در پاییزهای خشک شمال غرب نشان دهنده کاهش قابل توجه رطوبت ویژه این تراز به ویژه در عرض های جنوبی (15 تا 30 درجه شمالی) در 4 مورد از 5 نمونه مطالعاتی می باشد که این موضوع اهمیت سامانه های کم فشار سودانی و تلفیقی سودانی- مدیترانه ای در تزریق رطوبت به محدوده مورد مطالعه را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: تحلیل همدیدی، ناهنجاری های رطوبت ویژه، پاییزهای خشک، نمودار هوف مولر، شمال غرب
  • دعا یاسر نعمه، امین رضا نشاط*، زهرا عزیزی صفحات 99-109

    ارزیابی و تحلیل تغییرات متغیرهای محیطی گام مهمی در جهت ارائه ی مولفه های تصمیم گیری های مدیریتی است. استفاده از شاخص های طیفی یکی از شیوه های ارزیابی ، تحلیل و همچنین پایش تغییرات است. در این پژوهش به ارزیابی تغییرات کاربری اراضی شهر واسط جهت بررسی روند تغییرات کاربری اراضی و پوشش گیاهی ابتدا تصاویر 3 دوره مربوط به ماهواره لندست 8 سنجنده OLI 2018 تهیه و جهت پیش پردازش و پردازش های لازم آماده گردید. سپس با استفاده از روش طبقه بندی و اعمال چهار شاخص طیفی گیاهی، کاربری اراضی در چهار طبقه انجام شد. بررسی شاخص های طیفی گیاهی NDVI، NDBI، NDWI و SAVI نشان داد که با گذشت زمان NDWI و NDVI دارای روند کاهشی بوده اند و دو شاخص NDBI و SAVI با گذشته زمان افزایش یافته اند. همچنین از شاخص کاپا برای ارزیابی طبقه بندی استفاده شده است.نتایج حاصل نشان دهنده این بود که از میان چهار شاخص طیفی موردبررسی (NDVI، NDBI، NDWI و SAVI)، شاخص طیفی NDVI با درصد صحت 99/0%، 98/0% و 99/0% در طول بازه ی زمانی 2014 تا 2023، دارای بیشترین دقت در تفکیک طبقات پوشش گیاهی می باشد. تغییرات سطح کاربری اراضی برای هر شاخص (NDVI، NDBI، NDWI و SAVI) در طی بازه زمانی 2014 تا 2023 نیز نشان داد که بیشترین و کمترین سطح در طول این بازه زمانی مربوط به شاخص NDVI و NDWI که به ترتیب برابر با 35939.2968 و 541.6227 کیلومترمربع است.

    کلیدواژگان: کاربری اراضی، شاخص های طیفی گیاهی، لندست 8، تصاویر ماهواره ای، شهر واسط
|
  • Nafise Izadi, Mahdi Amirabadizadeh, Mehdi Dastourani * Pages 1-14

    Increasing in the concentration of greenhouse gases has caused significant changes in the hydrological cycle. Climate change affects all environmental processes and society. To investigate the effect of climate change on the temperature parameter, atmospheric General Circulation Models and the use of downscaling are some of the best methods to estimate these effects. In this study, the most up-to-date climate change report (CMPI6) was used. Also, in this research, using historical NCEP data and observational data of Tabas station (1990-2014), temperature changes in Tabas were predicted using the CanESM5 model, under two moderate scenarios (ssp245) and pessimistic scenario (ssp585) It was implemented for the years 2015 to 2100. Due to the large scale of the NCEP model, the SDSM model was used for downscaling. Mean square error (RMSE), agreement index (d) and Kling-Gupta index (KGE) were used to evaluate the model. The validation results of the SDSM model in the years 2008 to 2014 showed that RMSE is 2.568, d is 0.98 and KGE is 0.96. Then the simulation for the future from 2015 to 2100 was done under two scenarios ssp245 and ssp585. The results of the research showed that the simulation has been done well in this period as well. Also, using the ssp245 scenario, the air temperature of Tabas will increase by 3.2 degrees compared to the base period, and with the ssp585 scenario, the temperature of Tabas will increase by 4.7 degrees compared to the base period of the area.

    Keywords: Prediction, Microscaling, Ssp245, Ssp585
  • Sara Karami * Pages 15-34

    On the September 11, 2022, a severe dust storm affected the northeastern and eastern provinces of Iran, as well as the southern shores of the Caspian Sea, so that the visibility in the two provinces of Gilan and Mazandaran was greatly reduced. The occurrence of such a dust phenomenon in the north of Iran, where events like this rarely happen, is unexpected. The purpose of this study is to investigate the causes of this phenomenon, identify active dust sources at the time of its occurrence, and investigate the ability of an operational dust model to forecast it. For this purpose, satellite data and products, ERA5 reanalysis data and DREAM8-MACC model output were used. The results showed that the activity of dust sources on the eastern shores of the Caspian Sea, southern Turkmenistan near the border of Iran, its central areas around the Kara-Kum desert, its northern and northeastern regions, as well as parts of the Amu Darya and Morghab rivers in eastern Turkmenistan caused such widespread dust storm. Based on synoptic analysis, the presence of a dynamic low-pressure system in Kazakhstan, a high-pressure system over the Caspian Sea and a thermal low-pressure center in the east of Iran in the border region with Afghanistan are among the atmospheric factors for the occurrence of this dust phenomenon. The evaluation of the model output also showed that the model underestimated the AOD values in forecasting this phenomenon and did not predict the dust transfer to the southern shores of the Caspian Sea.

    Keywords: Dust, Turkmenistan, DREAM-MACC Numerical Model, North, East Of Iran, Afghanistan
  • Zahra Ghassabi *, Mohsen Loalizadeh, Zohreh Salehzadeh Pages 35-55

    Climate change increases the probability of the occurrence of extreme phenomena, which have large social and environmental effects on a regional and local scale. Climate changes resulting from global warming have had many effects on Khuzestan province over the past few decades. The purpose of this research is to determine and examine the annual trend of extreme temperature indices (warm days, cool days, warm nights, cool nights, heat wave length index) in meteorological stations of Khuzestan province during the period of 1996-2020.For this purpose, the minimum and maximum daily temperature data of the selected meteorological stations of Khuzestan province was extracted and using statistical relationships such as trend line equations, trend line coefficient and Mann-Kendall test (to determine significance), the trend of temperature indices was investigated. The results showed negative trend changes in the indicators of cool days and cool nights, positive trend changes in the indicators of warm days, warm nights and heat wave length index in the studied stations. Also, the Mann-Kendall test showed the significance of the observed trends for the index of warm days (at the stations of Izeh, Mahshahr, Behbahan, Dezful, Ramhormoz, Shushtar and Abadan), index of cool days (at the stations of Omidiyeh, Masjid Sulaiman, Abadan, Ahvaz , Izeh, Behbahan, Ramhormoz, Shushtar, Mahshahr and Bostan), warm nights index (in Abadan, Omidiyeh, Ahvaz, Bostan and Mahshahr stations) and heat wave length index (in Izeh and Mahshahr stations). But the index of cool nights had no significant trend in all stations.

    Keywords: Extreme Indices, Warm Days, Nights, Cool Days, Heat Wavelength, Trend, Mannkendall. Khusestan Province
  • Mehdi Rezaei *, Mohammadhasan Bagherishakib, Saeid Bagheri, Aliakbar Bahramlu Pages 56-72

    In this paper, we have proposed a new model to estimate sunshine duration using one-minute global irradiance measurements. Preparing a software program upon the proposed model, in four different weather stations of Hamedan Airport, Anzali, Amol and Tuyserkan, we have computed the sunshine duration for different days of the year and compare the results with those obtained from the Campbell-Stokes sunshine recorder. Our results show that the mean value of differences between the estimated parameter and the real values of sunshine duration is 0.81 hours in Anzali station, 0.74 hours in Amol station, 0.5 hours in Hamedan Airport station and 0.3 hours in Tuyserkan station. Furthermore, the root-mean-square error (RMSE) obtained for different stations in this work varies between 0.154 to 0.875 h/day which is a good result compared with previous works. Comparing our results with those obtained in previous papers upon different proposed models indicates that our model can be a good alternative for the Campbell-Stokes sunshine recorder.

    Keywords: Sunshine Duration, Sunshine Recorder, Global Irradiance, Meteorology
  • Mohammad Mirzaie *, Karim Amininia, Ali Panahin, Abolfazl Hammetzadeh Pages 73-98

    There are substantial changes in climate elements, particularly precipitation, over time, and understanding these changes provides the knowledge necessary to maximize the efficiency of nature. As part of this study, dry autumns were determined during the statistical period of 1987-2016 by calculating the standard precipitation index using DIC software based on the environmental approach to circulation. Based on the reconstructed NCAR/NCEP data, combined maps of 500 hPa, 700 hPa, and 1000 hPa specific humidity were obtained from the reconstructed data, and Hof-Müller diagrams of 700 and 1000 hPa specific humidity were analyzed. Based on the results of this research, it is apparent that in dry autumns, there are strong positive anomalies on the earth's surface, indicating the weakening of low pressures and the prevention of low pressures from entering. Due to the high altitude rule, there are positive anomalies compared to the long-term average at 500 hectopascals. As a result, lower latitudes' hot, humid climate has not been transferred to the region. Furthermore, the Hof-Muller diagrams at the levels of 700 hPa and 1000 hPa are examined in the dry autumns of the northwest at latitude 38°N and longitude 48°E, indicating an apparent decrease in specific humidity for this level. In 4 cases out of 5 study samples, Sudanese low-pressure systems and Sudanese-Mediterranean systems had a significant impact on injecting moisture into the study area, especially in the southern latitudes (15 to 30°N).

    Keywords: Synoptic Analysis, Specific Humidity Anomalies, Dry Autumns, Hoff-Müller Diagram, Northwestof Iran
  • Doa Yasser Nameh, Aminreza Neshat *, Zahra Azizi Pages 99-109

    Evaluation and analysis of changes in environmental variables is an important step in the direction of presenting the components of management decisions. The use of spectral indicators is one of the methods of evaluation, analysis and monitoring of changes. In this research, to evaluate land use changes in Wasit city, in order to investigate the process of land use changes and vegetation, first, images of 3 periods related to Landsat 8 sensor OLI 2018 satellite were prepared and prepared for the necessary pre-processing and processing. Then, using the classification method and applying four plant spectral indices, land use was done in four classes. The investigation of vegetation spectral indices NDVI, NDBI, NDWI and SAVI showed that with the passage of time NDWI and NDVI had a decreasing trend and two indices NDBI and SAVI increased with the passage of time. Kappa index has also been used to evaluate the classification. The results showed that among the four spectral indices under investigation (NDVI, NDBI, NDWI and SAVI), the NDVI spectral index with accuracy percentage of 0.99%, 0.98% and 0.99% during the period from 2014 to 2023, has the highest accuracy in distinguishing vegetation classes. The changes in land use level for each index (NDVI, NDBI, NDWI and SAVI) during the time period from 2014 to 2023 also showed that the highest and lowest levels during this time period are related to NDVI and NDWI index which are equal to 35939.2968 and 541.6227 square kilometers respectively.

    Keywords: Land Use, Vegetation Indices, Landsat 8, Satellite Images, Wasit City