سامانه نشریات علمی

در دوره­­ی سرد سال، ریزش برف سنگین باعث بروز مشکلات و خسارات زیادی می­شود. وسعت خسارات ناشی از ریزش برف­های بسیار سنگین در بخش­های مختلف پیامدهای دارد، از جمله تخریب ساختمان­ها و تاسیسات، اختلال در بخش­هایی نظیر حمل و نقل­ و توزیع سوخت و انرژی در فعالیت­های بخش صنعتی  و کشاورزی. همچنین، وقوع پدیده­ی یخبندان در چنین شرایطی باعث تشدید خسارات می­شود. در دوره­ی سرد سال، لزوم شناخت و آگاهی از مکانیسم تشکیل چنین پدیده­ای، که ریشه در الگوهای گردش جوی در مقیاس سینوپتیکی دارد، می­تواند نقش موثری در مدیریت خطر و بحران داشته باشد. هدف اصلی این مطالعه شناسایی الگوهای گردش جوی مربوط به روزهای همراه با ریزش برف سنگین در حوضه­های غرب ایران است. در این مطالعه، روزهایی را که حداقل 15 سانتیمتر برف طی 24 ساعت داشتند و ریزش برف در سطح فراگیری گزارش شده بود به منزله­ی روز با ریزش برف سنگین انتخاب شد. سپس، برای شناسایی و طبقه­بندی الگوهای گردشی مربوط به روزهای فوق، داده­های روزانه مربوط به تراز 500 هکتوپاسکال و فشار تراز دریا­ی روزها مذکور از مرکز داده­های NCEPتهیه شد. برای طبقه­بندی الگوهای روزهای همراه با برف سنگین از روش تحلیل مولفه­های اصلی و خوشه­بندی استفاده شد. سرانجام، الگو­های گردش اصلی ریزش برف سنگین در منطقه­ی مطالعه شناسایی شد. الگوهای به دست آمده می­تواند در امر پیش­بینی روزهای همراه با برف سنگین کارایی داشته باشد. 

با توجه به موقعیت جغرافیایی ایران، که در منطقه خشک و نیمه‌خشک جهان واقع شده است، هر ساله شاهد رویدادهای حدی بارش کم (خشکسالی) و رویداد‌‌‌های حدی بارش زیاد (رخداد سیل) هستیم. از این رو، ضرورت بررسی مقادیر حدی بارش و حرکت و فراوانی رخداد این کمیت طی دوره‌های گذشته و، همچنین، تأثیر گرمایش جهانی بر حرکت مقادیر حدی بارش طی دوره‌‌‌های آتی کاملاً احساس می‌شود. بنابراین، در این مطالعه نمایه‌های حدی بارش طی دوره‌‌‌های گذشته (1961-1990) و دوره‌ی آتی (2011-2040) در دو سناریوِ A2و A1Bبر اساس مدل HadCM3بررسی و مقایسه شده است. این بررسی در سناریوِ A2روند افزایشی رویدادهای حداکثر بارش یک‌روزه در مناطق شمال غربی (جز استان آذربایجان غربی)، مرکزی و جنوب غربی و شمال شرقی و سواحل غربی دریای خزر را پیش‌بینی کرده است. همچنین، افزایش روند تعداد روزهای خشک متوالی در مناطق شمال شرقی، مرکزی و جنوبی کشور مشاهده می‌گردد. نتایج حاصل از سناریوِ A1Bنشان داده است مقدار بارش 24 ساعته در دوره‌ی آتی در مناطق شرقی و شمال شرقی و مرکزی همچنین نوار باریکی از بخش‌های غربی، جنوب غربی و شمال غربی کشور با کاهش همراه است. نتایج حاصل از پیش‌آگاهی برون‌داد مدل HadCM3و سناریوِ A1Bدر خصوص رویداد‌‌‌های حداکثر بارش پنج‌روزه روند بسیار مشابه‌ای با الگوی حاصل از سناریوِ A2داشته است. نمایه‌ی SDIIدر بخش شمالی و غربی کشور افزایش نشان می‌دهد و در سایر مناطق کشور روند منفی خواهد داشت. روند مثبت در تعداد روزهای با بارش سنگین به بخش‌های از استان اصفهان، مرکزی، کهکیلویه و بویراحمد، لرستان، ‌ایلام، ‌چهارمحال بختیاری و خوزستان در غرب و جنوب غرب کشور محدود شده و در سایر بخش‌ها با کاهش این نمایه روبه‌رو خواهیم بود. افزایش روند خطی نمایه‌ی حداکثر تعداد روزهای متوالی‌تر (CWD) در مناطق غربی، جنوب غربی و شمال شرقی کشور و افزایش تعداد روزهای متوالی خشک در مناطق شمال شرقی، مرکزی و بخش‌هایی از جنوب کشور و، همچنین، جمع بارش سالانه و روزهای تر در نواحی غربی و جنوب غربی، جنوبی، شمال غربی و بخش‌هایی از شرق کشور افزایش نشان می‌دهد.  

یکی از مشکلات زیست محیطی کشور ما وقوع رخداد توفانهای گردوغبار به ویژه در استانهای غربی و جنوبغرب کشور است. در این مطالعه، به بررسی توفان شدید و فراگیر مرداد ماه 1384 می پردازیم که در آن بخش وسیعی از کشور تحت تأثیر این توفان قرار گرفت. ملاک انتخاب روزهای گرد و غباری شاخص، گزارش گرد و غبار در اکثر ایستگاهها، حداقل دید و حداکثر تداوم می­باشد. ابتدا جدول حداقل دید افقی روزانه با کمک داده های سازمان هواشناسی در 5 شهر غربی کشور ارائه می‌شود. سپس نقشه‌های همدیدی مربوط به این پدیده از وبگاه NOAA استخراج  می‌شود و تفسیر همدیدی و دینامیکی آنها  انجام می شود. سپس تصاویر سنجده MODIS ماهواره Aqua  و میانگین غلظت جرمی ذرات گردوغبار این سنجنده در پدیده مورد نظر مورد بررسی قرار می‌گیرد. سپس با کمک مدل لاگرانژی HYSPLIT مسیر ذرات گردوغبار ردیابی می‌شوند. پس از مسیریابی پس گرد ذرات گردوغبار، مناطق بیابانی کشور سوریه بعنوان کانون شکل گیری گردوغبار شناسایی شدند. در آخر، خروجی‌های غلظت گردوغبار مدل WRF-Chem مورد بررسی قرار می‌گیرد. به منظور صحت سنجی، خروجیهای مدل در  شهر تبریز این خروجیها با داده‌های غلظت سازمان محیط زیست  و داده‌های دید افقی سازمان هواشناسی کشور مقایسه می‌شود. نتایج خروجیهای مدل به خوبی روند افزایش گردوغبار و روز حداکثر گردوغبار را نشان می‌دهد، اما این خروجیهای غلظت گردوغبار تفاوت چشمگیری با مقادیر واقعی دارد.

امروزه معتبرترین ابزار جهت تولید سناریوهای اقلیمی، مدلهای AOGCM می‎باشد. از جمله مدلهایی که برای ریز مقیاس نمایی مبتنی بر روشهای آماری استفاده می‎کنند مدل LARS-WG می‎باشد، در این مطالعه بر اساس مدل HadCM3  و دو سناریوی A1B، A2 برای دوره پایه ( 1961- 1990) و دوره پیش بینی (2040- 2011) در مقیاس روزانه فرایند ریز مقیاس نمایی انجام شد. و داده های مقادیر مجموع بارش روزانه  برای ایستگاههای منتخب تولید شد. بعد از کالیبراسیون مدل و اطمینان از توانمندی مدل در ساخت سری های زمانی بارش که با مقایسه داده های شبیه سازی شده با مقادیر بارش در دوره پایه در سطح اطمینان 95 درصد صورت پذیرفت، جهت بررسی وضعیت خشکسالی، شاخص استاندارد شده بارش (SPI) بکار رفت. نتایج نشان داد که میزان بارش نسبت به دوره پایه طی دوره­های آینده نزدیک تحت خروجی های مدل گردش عمومی جو HadCM3 و دو سناریوی A1B، A2 تغییر معنی­داری در بیشتر مناطق کشور خواهد داشت. بیشترین درصد تغییر مربوط به جنوب شرقی کشور می باشد که برای هر سه تداوم زمانی 3، 12 و 24 ماهه افزایش خشکسالی را نشان میدهد بطوریکه برای برای تداوم زمانی 12 ماهه و 50 ساله شدت خشکسالی دوره پایه 82/13 بوده ولی در دوره آتی  سناریوی A2، 05/15 و در دوره آتی سناریوی A1B ، 39/18 را نشان میدهد. در غرب و شمال کشور نیز بطور مشابه در کلیه تداوم های زمانی شدت خشکسالی در دوره­های آتی بیشتر از دوره پایه است، بطوریکه در دوره 24 ماهه و دوره بازگشت 50 ساله شدت خشکسالی پایه 31/16 ولی در دوره آتی A2 ، 65/18 و در دوره آتی A1B، 55/19 را نشان میدهد. در مناطق جنوب، مرکز و شرق کشور مقادیر شدت خشکسالی پایه و آتی با تداوم زمانی 24 ماهه و در دوره برگشت 50 ساله همگی حدود 8/18 بوده و شدت خشکسالی تغییرات زیادی را نشان نمی­دهد. شدت خشکسالی در شمال غرب کشور و جنوب غرب کشور در هر سه تداوم زمانی 3، 12 و 24 ماهه در دوره­های آتی کمتر از دوره پایه خواهد بود بطوریکه در تداوم زمانی 24 ماهه شدت خشکسالی با دوره برگشت 50 ساله پایه 23 ولی در دوره­های آتی 44/18 را نشان میدهد. در نهایت، اگرچه در پیش بینی­های بدست آمده از ریزمقیاس گردانی خروجی های مدل های اقلیمی عدم قطعیت هایی وجود دارد که این امر به علت ساختار مدل­های گردش عمومی جو، داده های مشاهداتی و ... می باشد اما از آنجایی که مدل های اقلیمی به عنوان معتبرترین ابزار تولید سناریوهای اقلیمی مطرح می باشند، ضروری است مدیران و تصمیم گیران بخش های مختلف منابع آب و کشاورزی نتایج حاصل از چنین پژوهش­هایی را نیز مد نظر قرار داده تا امکان برنامه ریزهای بلند مدت میسر شود.