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. 

---

هدف این تحقیق تحلیل آماری و سینوپتیکی کولاک برف در استان آذربایجان غربی است. بدین منظور، از سازمان هواشناسی کشور داده‌های مربوط به کدهای هوا طی دوره‌ی آماری 1986 تا 2009 اخذ شد. با استفاده از نرم‌افزار Excel و Spss کدهای مربوط به کولاک برف (کدهای 36 تا 39) مشخص و به بررسی آماری داده‌ها پرداخته شد. سپس، نقشه‌های مربوط به فشار، امگا (ناپایداری)، دما و جهت و سرعت باد از سایت cdc.noaa.gov جمع‌آوری شدند و تحلیل سینوپتیکی آن‌ها صورت گرفت. نتایج تحقیق نشان داد که در طی دوره‌ی آماری مورد مطالعه 322 روز همراه با کولاک برف بود که سال 1992 دارای بیشترین و سال 1999 دارای کمترین روز همراه با پدیده‌ی کولاک برف بود. با توجه به این‌که رخداد پدیده‌ی کولاک برف مربوط به فصل سرد سال است، مطالعه‌ی حاضر نشان داد که ماه‌های ژانویه و فوریه زمان اوج رخداد پدیده‌ی کولاک برف هستند. با توجه به شرایط سینوپتیکی حاکم بر منطقه، ارتفاع و عامل توپوگرافی از مهم‌ترین عوامل تأثیرگذار در رخداد پدیده‌ی کولاک برف بودند. از هفت ایستگاه سینوپتیکی مورد مطالعه، ایستگاه سردشت دارای بیشترین و ایستگاه خوی دارای کمترین روز همراه با پدیده‌ی کولاک برف بودند. سرانجام، نتایج حاصل از تحلیل سینوپتیکی نشان داد که طی دوره‌ی آماری مورد مطالعه در استان آذربایجان‌غربی دو الگوی گردشی در رخداد پدیده‌ی کولاک برف نقش داشته‌اند که شامل الگوی گردشی کم‌فشار دریای خزر ـ پرفشار اروپای شرقی و الگوی کم‌فشار شمال دریای سیاه است.

---

رخداد کولاک­ برف یکی از مخاطرات اقلیمی است که از ترکیب سایر عوامل اقلیمی مانند دما (دمای زیر صفر)، برف و باد (سرعت 15 متر بر ثانیه) رخ می­دهد. در این تحقیق شرایط رخداد کولاک برف در شمال غرب ایران با روش­های آماری و همدیدی انجام می­شود. با تحلیل همه کدهای هواشناسی کولاک (36، 37، 38 و 39) در دوره آماری 1987-2016 برای 11 ایستگاه همدید منطقه مورد مطالعه، کدهای با کولاک شدید برف (37،39) انتخاب گردید. سپس با استفاده از داده‌های ارتفاع ژئوپتانسیل، باد و دمای ترازهای 500 و 850 هکتوپاسکال اخذ شده از پایگاه داده­های باز تحلیل جوی  NCEPNCAR، الگوهای همدیدی رخداد کولاک واکاوی گردید. تحلیل­های آماری در مورد ارتباط  اثر عوامل  جغرافیایی بر کولاک شدید برف نشان داد که عامل ارتفاع بیشترین تأثیر را در شدّت، افزایش و تفاوت­های مکانی رخداد این پدیده دارد. بررسی الگوهای همدید رخداد پدیده کولاک نشان داد که 5 الگوی اصلی در ایجاد آن در منطقه نقش دارد. الگوهای همدیدی ایجاد کننده شامل تشکیل یک مرکز کم ارتفاع بریده، عبور فرودی بلند از ایران، شکل­گیری ناوه‌ی نسبتاً عمیق و کشیده شده شرق مدیترانه، سامانه بندالی از نوع رکس و تشکیل سامانه­های بندالی امگایی است. در بین الگوهای به­دست آمده، الگوهایی که به صورت بندالی بودند، مهم­ترین نقش را در ماندگاری و انتقال جریانات توأم با سرما داشته و سایر الگوها علیرغم فراوانی که داشته اند به صورت دوره­ای، از شدت و ضعف برخودار بودند.

---

تامین منابع آب توسط برف در حوضه­های کوهستانی بعلت خاصیت تاخیر در ایجاد رواناب، ضروری است. بنابراین شبیه­سازی رواناب ناشی از ذوب برف و تغییرات فصلی پوشش آن در مدیریت منابع آب بسیار اهمیت دارد. در این مطالعه، به­منظور برآورد رواناب حاصل از ذوب برف در حوضۀ گاماسیاب، نخست سطح پوشش برف برای سال­های آبی 95 الی 97 با استفاده از تصاویر روزانۀ ماهوارۀ ترا- مودیس با تفکیک مکانی 1 کیلومتر از طریق سامانه گوگل ارث انجین استخراج شد. سپس در محیط نرم­افزارGIS ، مشخصات فیزیوگرافی حوضه به­دست آمد. در مرحلۀ بعد، با واردکردن داده­های پوشش برف، متغیرهای هواشناختی و شاخص­های لازم به مدلSRM ، رواناب ناشی از ذوب برف شبیه­سازی شد. در این شبیه­سازی سال 95-96 برای واسنجی و سال 96-97 جهت اعتبارسنجی مدل در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که، سهم جریان رودخانه از ذوب برف در ماه­های اسفند و فروردین­ماه چشمگیر است، ولی با افزایش درجه­حرارت هوا در اردیبهشت­ماه، سهم باران در جریان پررنگ­تر می­شود. همچنین نتایج شبیه­سازی بیانگر دقت بالای این مدل می­باشد، به­طوری که ضریب تعیین (R²) برای سال­های آبی 95-96 الی 96-97 به ترتیب معادل 93/0 و 9/0 و درصد خطای حجمی آن نیز به ترتیب  (D_V) 3/0 و 33/3 به­دست آمد.

---

برف منبعی مطمئن در تامین آب بوده و آگاهی از توزیع و مقدار آب موجود در آن، می تواند در مدیریت منابع آب بسیار حیاتی باشد . بنابراین با توجه به تغییر اقلیم و تغییر زمان ذوب برف ،پیش بینی زمان  ورود آب حاصل از ذوب برف به چرخه مصرف آب ،جهت برنامه های ریزی های محیطی از اهمیت بسزایی برخوردار است . هدف از انجام این تحقیق بررسی تغییرات حجمی و توزیع زمانی جریان ناشی از ذوب برف در سالهای آتی با تلفیق علم سنجش از دور و GIS و مدلهای اقلیمی می باشد . به منظور بررسی تاثیرات اقلیم بر بارش و دما در این حوضه از مدلهای جدید ncc_noresm1_m و ncar_ccsm4 استفاده شد که تحت سناریوهای RCP2.6 ،RCP4.5 ،RCP6.0 و RCP8.5 اجرا شدند . دما و بارش در چهار دوره آتی ( 2021-2030 ،2031-2040 ،2041-2050 و 2051-2060 )تحت هر چهار سناریو محاسبه شدند . همچنین برای تعیین سطح پوشش برف در حوضه از تصاویر روزانه پوشش برف MODIS (Mod 10 A1)  استفاده شده است . از بررسی ارتباط بین مساحت پوشش برف با دما و بارش مشاهده شده ، به منظور پیش بینی سطح پوشش برف در آینده استفاده شده است . نتایج سناریو های RCP ،نشان دهنده افزایش دما و کاهش بارش و پوشش برف در آینده درمنطقه مورد مطالعه می باشد . بررسی رواناب ذوب برف در دوره مشاهداتی (2015-2010) نیز نشان داد حدود 82 درصد از رواناب سالانه در حوضه مورد مطالعه به ذوب برف مربوط است . بیشترین رواناب ناشی از ذوب برف در طول فصل بهار بویژه اواخر این فصل تا اوایل تابستان اتفاق می افتد .نتایج بررسی سناریوهای آینده نشان داد نه تنها سهم ذوب برف از مجموع آب تولید شده در سال کاهش خواهد یافت ، بلکه با تغییر زمان حداکثر ذوب برف از اواخر بهار به اواسط زمستان تا اواسط بهار ، از توزیع مناسب آب حاصل از ذوب برف در طول سال کاسته می شود

---

رخداد‎ فرین برفی که ممکن است در هر زمانی از دوره سرد سال رخ دهد، اثرات اقتصادی و اجتماعی مهمی را به همراه دارد. بنابراین، پیامدهای اقتصادی و اجتماعی ناشی از این رخدادها، اهمیت شناسایی سازوکارهای همدیدی مرتبط با رخدادهای فرین برفی را آشکار می‎سازد. به‎منظور دست‎یابی به این هدف، با استفاده از داده‎های روزانه بارش و دمای ایران در دوره آماری 2016-1951 و براساس معیارهای چندگانه، دو دوره‎ سه-روزه رخداد فرین برفی ایران در دوره‎های 9-7 فوریه 1972 و 4-2 فوریه 1988، شناسایی شد. پس از انتخاب نمونه‎ها، واکاوی آماری نمایه‎های پیوندازدور انجام شد و سپس، با استفاده از داده‎های بازواکاوی NCEP-NCAR، به ترسیم الگوهای ترکیبی از وضعیت سطح زمین و وردسپهر زیرین، میانی و زِبرین به‎شکل میانگین سه-روزه پرداخته شد. نتایج به‎دست‎آمده از واکاوی نمایه‎های پیوندازدور و مطابقت آن‎ها با الگوهای همدیدی، نشانگر ضعیف‎شدن تاوه قطبی وردسپهری و تقسیم‎شدن آن به‎شکل چند مرکز در دوره‎های رخداد فرین برفی مورد بررسی است. در رخداد 9-7 فوریه 1972، گرچه این مراکز به‎سمت عرض‎های میانی جابه‎جا شده‎اند ولی به‎طور کامل از منطقه شمالگان دور نشده و تا اندازه‎ای موقعیت خود را در این منطقه حفظ کرده‎اند. در رخداد 4-2 فوریه 1988، مراکز تاوه، جابه‎جایی استواسوی بیشتری به عرض‎های میانی نشان داده‎اند که پدیدار شدن فازهای منفی NAM و AO نیز نمایانگر چنین وضعیتی است. به‎هرحال، در هر دو رخداد، مرکز قوی و اصلی تاوه قطبی وردسپهری، در نیمکره شرقی و بنابراین در موقعیتی نزدیک به ایران قرار داشته است. ضعیف‎شدن رودباد جنب‎حاره در نیمکره شرقی و به‎ویژه در محدوده دریای مدیترانه، سبب انتقال زبانه‌هایی از تاوایی پتانسیل به‎سمت عرض‎های میانی شده است. پیشروی استواسوی این زبانه‎ها، شکل‎گیری ناوه‎های ارتفاعی را در مناطق غربی و شرقی دریای مدیترانه سبب شده که همراه با پشته پرارتفاع میان آن‎ها، به شکل‎گیری الگوهای بندال امگا و شارش شکافته‎شده به‎ترتیب در رخدادهای فوریه 1972 و 1988 در این محدوده جغرافیایی منجر شده است. مرز جنوبی پیشروی ناوه‎ها را پربند معرّف لبه تاوه با ارتفاع 552 ژئوپتانسیل دکامتر مشخص کرده که تا نیمه جنوبی ایران امتداد داشته است و در دوره رخداد فرین فوریه 1972 در مقایسه با الگوی مربوط‎به رخداد فرین فوریه 1988، پیشروی استوا‎سوی بیشتری به عرض‎های میانی و درنتیجه، بر فراز ایران داشته است.