یوسف قویدل رحیمی

این پژوهش با هدف بررسی و شناسایی روزهای با وقوع دمای فرین بالای 50 درجه سانتیگراد و تعیین الگوی سینوپتیکی رخداد آن ها در منطقه غرب آسیا انجام شد. برای انجام این کار از داده های بازتحلیل شده NOAA-CIRES-DOE 20th Century Reanalysis V3 بیشینه دمای دومتری سطح زمین طی دوره زمانی 1836 تا 2020 در فصل گرم سال (ژوئن تا سپتامبر) استفاده شده و در نهایت تعداد 513 روز دمای بیشینه بالای 50 درجه جهت تحلیل سینوپتیک شناسایی گردید. دماهای بالای 50 درجه در ماه های ژوئن، ژوئیه و اوت به وقوع پیوسته و تغییرات سالانه فراوانی دماهای بیشینه فرین دارای روندی صعودی بوده و همچنین بیشترین فراوانی وقوع دمای فرین بالا در دهه های اخیر و در سال 2015 و 2010 رخ داده است. جهت تحلیل سینوپتیک تعداد 513 روز شناسایی شده، داده های واکاوی شده ارتفاع ژئوپتانسیل متر تراز 500 هکتوپاسکال برای روزهای مذکور استخراج و خوشه بندی إعمال شد. سپس روزهای با وقوع شدیدترین دما در هرخوشه به منظور تعییین الگوی سینوپتیک انتخاب شدند. با توجه به یافته های تحقیق مشخص شد که محدوده ی رخداد دمای بیشینه ی فرین، منطقه ی مرزی جنوب غرب ایران و جنوب شرق عراق می باشد. نتایج تحلیل سینوپتیک نشان داد که از یک سو وجود شرایط وضعیت کم فشار با منشأ کم فشارهای حرارتی خلیج فارس، شبه جزیره عربستان و گنگ در سطح زمین همراه با استقرار پرارتفاع غرب آسیا در تراز 500 هکتوپاسکال بر روی منطقه و از سوی دیگر انتقال هوای گرم عرض های پایین (عربستان و عراق) و بیابان های داخل ایران به سمت منطقه مذکور، سبب رخداد دمای بیشینه فرین در منطقه شده است. در واقع با توجه به همگرایی دمایی رخ داده در سطح زمین به علت وجود وضعیت کم فشار و افزایش نزول بی در رو دما به دلیل گردش واچرخندی پرارتفاع های ترازهای بالای جو، گرمایش سطح زمین تشدید شده و ضخامت جو نیز بالا بوده است.

تنش های گرمایی یکی از عوامل خطر در مرگ و میر به شمار می رود. هدف پژوهش، شناخت پتانسیل شاخص جهانی آب و هوای حرارتی (UTCI) به عنوان شاخص خطر سلامت مرتبط با گرما در ایران است. با استفاده از 32 سال داده های روزانه هواشناسی، مقادیر UTCI در صدک های مختلف برای شناسایی دوره های مرگ و میر بیش از حد در پنج شهر تهران، اهواز، مشهد، شیراز و اصفهان در فصل تابستان تعریف شد. الگوهای فراوانی طبقات شاخص UTCI تابستانه شناسایی شد. آستانه صدک های مقادیر حداقل و حداکثر شاخص برای هر ایستگاه استخراج شد. نتایج پژوهش نشان داد مقادیر تابستانی شاخص بین 4/55 تا 9/1- درجه سانتیگراد متغیر است. در مجموع 08/18% دمای شبانه (دمای حداقل شاخص اقلیم حرارتی) و 64/97 % دمای روزانه (دمای حداکثر شاخص اقلیم حرارتی) روزهای مورد مطالعه همراه با تنش گرمایی بوده است. در طول دوره مورد مطالعه 10 درصد روزهای تابستان در شرایط مرتبط با مقادیر حداکثر شاخص UTCI در سه کلاس تنش گرمایی قوی، بسیار قوی و شدید قرار دارند. همبستگی با داده های مرگ و میر از 5 ایستگاه نشان داد که رابطه بین UTCI و تعداد مرگ و میر بستگی به آب و هوای زیستی ایستگاه دارد و تعداد مرگ و میر در شرایط تنش گرمایی بسیار قوی و شدید افزایش می یابد، یعنی زمانی که UTCI بالای 38 و 46 درجه سیلسیوس است. برازش رده های تنش گرمایی بر تعداد مرگ و میرها با روند تابع LOWESS نشان داد پراکندگی مرگ و میر در راستای شاخص UTCI ماهیت متنوعی داشته و بصورت اشکال بالابر V-، U-، J دیده شد. میزان افزایش مرگ و میر بستگی به سطوح تنش گرمایی دارد و در حدود 35 درجه سیلسیوس و بالاتر، یعنی ورود به محدوده رده تنش گرمایی متوسط شاخصUTCI ، افزایش مرگ و میر مشهود است.

هدف این پژوهش شناسایی و تحلیل آماری تغییرات زمانی فراوانی ماهانه وقوع دماهای کشنده بالای 50 درجه ی سانتی گراد ( TU50c[1]) در نیم کره ی شمالی است. به این منظور از داده های باز تحلیل شده مربوط به بیشینه دمای دو متری سطح زمین در بازه زمانی 73 ساله 1948 تا 2020 استفاده شده و پس از تنظیم، به صورت سری زمانی ماهانه مورد تحلیل قرار گرفت. در این مطالعه از روش های تحلیل آمار توصیفی، تحلیل روند خطی و آزمون ناپارامتری من کندال به منظور بررسی تغییرات زمانی فراوانی وقوع استفاده شده است. در طول دوره 73 ساله مطالعاتی تعداد 9553 روز با دمای حداقل 50 درجه سانتی گراد و بیشتر شناسایی و مختصات آنها استخراج شد. بررسی توزیع فراوانی روزانه وقوع TU50c نیمکره شمالی نشان داد که ماه های می و ژانویه به ترتیب دارای بیشترین فراوانی وقوع هستند. همچنین بیشترین روند افزایشی در فراوانی وقوع دماهای کشنده در ماه های مارس،آوریل، جولای و آگوست مشاهده شدند. از لحاظ توزیع مکانی، منطقه ای که بیشترین فراوانی و شدیدترین TU50c در آن به ثبت رسیده مربوط به محدوده ای واقع در آفریقا خصوصاٌ سودان، غرب آسیا (بین عراق، جنوب غرب ایران، کویت و عربستان) و هندوستان در شبه قاره هند هستند و در آمریکا نیز وقوع این دماها نادر نیست. بالاترین و شدیدترین دماهای ثبت شده در دهه پنجم و در فاصله زمانی 1988 تا 1998 به وقوع پیوسته است. [1] معادل Temperatures Above 50 C به معنای دمای بالای 50 درجه سانتیگراد، به سبب جلوگیری از تکرار در این پژوهش از اختصار TU50c استفاده گردید. [1] Temperatures Above 50 C=دمای بالای 50 درجه سانتیگراد، به سبب جلوگیری از تکرار در این پژوهش از اختصار TU50c استفاده گردید.

گردش جت استریم قطبی و جنب حاره ای به صورت یک الگوی موج مانند در سراسر جهان می باشد. در طول فصل سرد سال با جهش جنوب سوی رودباد جنب حاره ای، الگوی جت استریم قطبی و امکان نفوذ آن به مناطق حاره ای، این دوجت استریم در مواردی با یکدیگر ادغام می شوند. در ماه دسامبر رودباد جنب حاره ای در حوالی عرض جغرافیایی 5/27 درجه شمالی استقرار می یابد که با توجه به استقرار جت استریم قطبی در عرض های میانه، این دو جت استریم در مواردی ادغام می گردند. برای بررسی فراوانی رخداد دو جت استریم و مطالعه اثر ادغام این دو رودباد بر الگوهای جوی تراز پایین تر و میزان بارش بر روی غرب ایران، داده های شبکه بندی شده مؤلفه های باد ماه دسامبر در طول دوره آماری 19-2010 از مرکز NCEPNCAR با تفکیک مکانی 5/2 درجه دانلود و با کد نویسی در نرم افزار گردز (Grads) نقشه های جت استریم تراز 300 هکتوپاسکال با فاصله زمانی 6 ساعته ترسیم شد. در طول دوره آماری این دو جت استریم طی روزهایی از طریق محور آن ها با یکدیگر ادغام شده اند. بررسی بارش روزانه ایستگاه های غرب کشور با روزهای ادغام دو جت استریم، مشخص شد که این رخداد در تمام موارد منجر به بارش سنگین نشده است. در دوازدهم دسامبر سال 2010 همراه با نصف النهاری شدن جت استریم قطبی و نفوذ آن به مناطق حاره ای، بر روی شمال عربستان، دریای سرخ و شمال شرق آفریقا هسته ی سرعت آن با هسته رودباد جنب حاره ای ادغام گردید. ادغام این دو جت استریم، گسترش عمودی جت به ترازهای پایین تر را به همراه داشته و در تراز میانی جو حرکت نصف النهاری زیاد کم ارتفاع مشاهده می گردد. در نتیجه کم فشار سودانی به سمت عرض های بالاتر جابجا شده و با کم فشار مدیترانه ای ادغام می گردد که منجر به رخداد بارش سنگین (110 میلی متر) است.

هدف از این پژوهش بررسی اثر نوسان بارش بر دبی رود کشف رود است. در این پژوهش داده های اقلیمی بارش و روانآب سطحی در یک دوره ی آماری 40 ساله از سال 1347 تا 1387 برای شناسایی تغییر و جهش بارش روانآب در سطح کل حوضه و هم چنین ایستگاهی مورد استفاده قرار گرفت. به وسیله ی ضریب همبستگی «پیرسون»، میان بارش و روانآب، میزان اثر مستقیم بارش بر روانآب، در سطح حوضه مشخص کرده و سپس با استفاده از میزان انحراف معیار ماهانه و سالیانه، نرخ نوسانات را در طی دوره ی آماری نمایش دادیم. هم چنین به وسیله ی میانگین متحرک سه ساله و آزمون «من کندال» روند خطی و جهش های شکل گرفته در سری های زمانی در سال های مورد مطالعه بررسی شدند. نتایج نشان داد که بارش و دبی در سطح حوضه، طی سال های اخیر، خشکی و ترسالی های متوالی را سپری کرده است. علاوه بر آن شدت خشکی ها در حال افزایش است. روند کلی بارش و دبی حوضه کاهشی بوده است. هم چنین از نظر فصلی بیشترین تغییرات ماهانه بر روی روانآب سطحی در فصل بهار و فروردین ماه مشاهده شده است و کمترین این تغییرات در اواخر تابستان می باشد که دلیل آن خشک شدن رود در این فصل در طی سال های مورد مطالعه است. آزمون من کندال نیز نشان از جهش در ایستگاه های دبی سنجی داشته که این جهش در جهت منفی و کاهشی بوده است. در برخی از ایستگاه ها این جهش از محدوده ی اطمینان 95 درصد خارج شده و موجب تغییر اقلیم در سطح ایستگاهی گردیده است.

در این پژوهش با استفاده از داده های مختلف ایستگاهی و داده های جو بالا، ابتدا ویژگی های آماری موج گرمایی به وقوع پیوسته از روز 6 تیر تا 5 مرداد 1389 مورد بررسی قرار گرفته و سپس با استفاده از روش تحلیل خوشه ای وارد، موج گرمایی مذکور از نظر شدت به 3 دوره گرم با 17 عضو و میانگین دمای بیشینه برابر با 17/37 درجه سانتی گراد، گرم شدید با 5 عضو و متوسط دمای بیشینه برابر با 2/38 درجه سانتی گراد و اَبَر گرم با 10 عضو و متوسط دمای بیشینه برابر با 28/39 درجه سانتی گراد طبقه بندی گردید. توزیع فضایی دمای بیشینه 2 متری بالای زمین نشان داد که منطقه ی بیشینه دمای ایران در بازه ی زمانی 13 تا 22 تیر ماه 1382، مناطق جنوب غرب و غرب ایران به ویژه ایستگاه های ماهشهر، دزفول، دهلران و قصر شیرین هستند. موج اَبَر گرم برای تحلیل سینوپتیک انتخاب گردید. نتایج حاصل از تهیه و تفسیر نقشه های سینوپتیک نشان داد که وجود یک کم فشار حرارتی بر روی شبه جزیره عربستان و اثرات ناشی از تسری و فعالیت و مهاجرت کم فشار مذکور به سمت ایران عامل اصلی گرمایش و گسیل موج اَبر گرم در دوره زمانی 13 تا 22 تیرماه 1389 بوده است. هم چنین بررسی نقشه های سطوح میانی نشان از افزایش ضخامت جو در بازه زمانی بروز موج اَبَر گرم داشته و نشان می دهد که کل منطقه خاورمیانه و ایران تحت استیلای کامل پرفشار جنب حاره ای قرار گرفته است. نقشه های مربوط به الگوی متوسط نقشه های ارتفاع ژئوپتانسیل در زمان وقوع موج اَبَر گرم حاکی از استقرار یک پر ارتفاع بسته، بر روی ایران دارد که در تراز 500 هکتوپاسکال ارتفاع آن به 5940 ژئوپتانسیل متر می رسد. پر ارتفاع مذکور در واقع پیچانه ای است که در مسیر راهش از شمال آفریقا و شبه جزیره عربستان، درونش گرمای بیشتری انباشته شده و شرایط بسیار داغ و سوزانی را حاکم می سازد. مسیر فرارفت گرما و منبع تأمین گرمای موج اَبَر گرم و میزان فرارفت دمای روزهای مختلف نشان دهنده فرارفتی بودن موج اَبَر گرمایی به وقوع پیوسته در تابستان 1389 است. بروز موج گرمایی مذکور در ایران با اثرات نامطلوب بسیار شدید محیطی، اقتصادی- اجتماعی و بهداشتی همراه بوده است.

در پژوهش حاضر به تعیین آستانه دمایی و تحلیل الگوهای سینوپتیک دماهای ابرگرم منطقه ی جنوب شرق ایران پرداخته شده است. برای این کار پس از اخذ داده های حداکثر دمای روزانه ی دوره گرم سال (ژوئن تا سپتامبر) 9 ایستگاه سینوپتیک واقع در جنوب شرق ایران در یک دوره ی آماری 24 ساله (1986-2009)، مقادیر بالاتر از 99 درصد دماهای فرین بیشینه یا 1 درصد بالایی به عنوان آستانه ی تفکیک دماهای ابرگرم تعیین شد. بر اساس توزیع احتمال آماری گاما، دمای 36/42 درجه سانتی گراد و بالاتر با احتمال رخداد 1 درصد در طی دوره ی آماری مورد مطالعه آستانه ی تعیین روزهای ابر گرم برای مجموع ایستگاه ها مد نظر قرار گرفت و بر اساس آستانه ی مذکور 30 روز توام با دمای ابر گرم برای تحلیل سینوپتیک شناسایی گردید. جهت شناسایی الگوهای گردشی مولد روزهای ابر گرم، ماتریسی به ابعاد 30 روز در 943 گره از داده های فشار سطح زمین و تراز 500 هکتوپاسکال در مختصات جغرافیایی 0 تا 100 درجه ی طول شرقی و 15 تا 70 درجه ی عرض شمالی تشکیل گردید. ابتدا جهت تعیین الگوی متوسط روزهای ابر گرم، نقشه های میانگین سی روزه ترسیم و مورد تحلیل قرار گرفت. الگوی به دست آمده حاکی از نفوذ سامانه ی کم فشار حرارتی گنگ در سطح زمین و حاکمیت پرفشار جنب حاره ای آزور در تراز 500 هکتوپاسکال بر روی جنوب شرق کشور می باشد. برای شناسایی الگوهای گردشی متمایز در روزهای شاخص، با استفاده از روش تحلیل خوشه ای وارد بر روی ماتریس مذکور، و پس از اعمال برش دو خوشه ای روزهای منتخب، نقشه های مربوطه ترسیم شد. نتایج نشان داد که علیرغم تفکیک روزها به دو خوشه ی مجزا، تفاوت بارزی بین این الگوها با الگوی سی روزه مشاهده نمی شود. بنابراین می توان تنها الگوی موثر بر رخداد روزهای ابر گرم جنوب شرق ایران را استقرار کم فشار حرارتی گنگ در سطح زمین و حاکمیت پرارتفاع جنب حاره ای آزور در تراز 500 هکتوپاسکال ذکر کرد. الگوی ضخامت جو در طی روزهای ابر گرم نشانگر استقرار بیشینه ی ضخامت جو به میزان 5945 متر بر روی منطقه ی مورد مطالعه است که نشان دهنده استقرار توده هوای گرم بر روی منطقه ی مورد مطالعه می باشد.