سامانه نشریات علمی

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 ۱۹۸۶ تا ۲۰۰۹ اخذ شد. با استفاده از نرم‌افزار Excel و Spss کدهای مربوط به کولاک برف (کدهای ۳۶ تا ۳۹) 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 ۳۲۲ روز همراه با کولاک برف بود که سال ۱۹۹۲ دارای بیشترین و سال ۱۹۹۹ 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.

شهر تهران در جنوب کوههای البرز، امروزه مواجه با سه نوع مخاطره آب و هوایی است، مخاطره آب و هوایی ناشی از جغرافیا، مخاطره آب و هوایی ناشی از پایداری هوا و مخاطره آب و هوایی ناشی از گرمایش جهانی. هدف از این پژوهش مطالعه این سه نوع مخاطره در شهر تهران است. روش کار در این پژوهش بررسی روند تغییرات عوامل سینوپتیکی است که تحت تأثیر گرمایش جهانی و توسعه شهری دچار تغییراتی شده اند. بدین منظور ارتفاع ژئوپتانسیل تراز ۵۰۰ هکتوپاسکال جهت تغییرات پر ارتفاع جنب حاره ای در دو بازه زمانی ۵ ساله، بازه اول از ۱۹۴۸ تا ۱۹۵۲ و بازه دوم از ۲۰۱۰ تا ۲۰۱۴، مورد بررسی قرار گرفت.  نتایج نشان داد که در بازه های زمانی نزدیک تغییراتی در ارتفاع ژئوپتانسیل تراز ۵۰۰ ژئوپتانسیل رخ داده است که باعث افزایش مخاطرات در شهر تهران شده است. بر اثر تغییرات آب وهوایی در دهه های اخیر، پایداری هوا و دوره تسلط آن بر نیوار شهر تهران افزایش یافته است. پایداری هوا در تهران به دو گروه پایداری های حرارتی و پایداری های برودتی تقسیم می شوند. عوامل انسان ساخت باعث تشکیل جزیره حرارتی، افزایش ارتفاع LCL شده و تراز تراکم هوا را به ارتفاع بالاتری انتقال داده است. تغییر میدان باد شهری، تشدید توربولانس های جوی، تشدید گرادیان های ترمودینامیک، فربه ای سیکلون های مهاجر ، از اثرات جزیره حرارتی شهر هستند.

بارش­های سنگین از جمله مخاطرات محیطی است که وقوع ناگهانی آنها منجر به خسارات جانی و مالی می­شود. با توجه به اینکه هیچ پدیده­ی محیطی وجود ندارد که الگوی خاصی از توزیع فشار، عامل ایجاد آن نباشد، می­توان با شناخت شرایط سینوپتیکی و الگوهای فشار بوجود آورنده­ی این پدیده، از چند روز قبل، بارش­های سنگین را پیش­بینی کرده و آمادگی لازم در مواجه با این پدیده بدست آورد. بر این اساس این پژوهش با هدف شناسایی و طبقه­بندی الگوهای گردش جوی بارندگی­های شدید بر روی ایران، به انجام رسیده است. برای دستیابی به این مهم، داده­های میانگین روزانه­ی ارتفاع تراز ۵۰۰ هکتوپاسکال و فشار سطح دریا طی دوره­ی آماری  ۲۰۰۹ –  ۱۹۸۰ در تلاقی­های ۵/۲ * ۵/۲ درجه از مجموعه داده­های بازسازی شده­ی NCEP / NCAR ، استخراج گردید. محدوده­ی انتخاب شده که گستره­ای از ۱۰ تا ۶۰ درجه­ی عرض شمالی و ۱۰ تا ۸۰ درجه­ی طول شرقی را پوشش می­دهد، شامل ۶۰۹ یاخته است. با استفاده از آرایه­ی S روش تحلیل مؤلفه­های اصلی (PCA) تعداد ۶۰۹ تلاقی مورد مطالعه به پنج مؤلفه­ی اصلی که مجموعاً ۶۳/۷۷ درصد از کل واریانس داده­ها را توضیح می­دهند، کاهش داده شد. سپس به کمک خوشه بندی چند هسته­ای (K- Mean Cluster) همه­ی روزهای مورد مطالعه به پنج گروه دسته­بندی و نقشه­ی ترکیبی هر گروه به عنوان الگوی گردشی کنترل کننده­ی بارش­های شدید و فراگیر ایران، ترسیم و ارائه شد. نتایج این بررسی گویای وجود اختلاف در آرایش الگوها، فراوانی تیپ­های هوا و مسیر حرکت آنها به سوی ایران است. همچنین برای ارزیابی رابطه­ی بین الگوهای گردش جوی و بارش از شاخص Pi  استفاده شد.

هدف اساسی این تحقیق بررسی ارتفاع لایه آمیخته با استفاده از روش وارونگی بحرانی و نقش آن در آلودگی شهر تهران می باشد. در این راستا از داده‌های سال ۲۰۱۳ مربوط به پیمایش قائم جو برای ایستگاه مهرآباد از پایگاه داده‌های اقلیمی Wyoming استفاده گردید. همچنین داده‌های ساعتی عناصر آلاینده هوا شامل آلاینده‌های گازی CO, N۲O,O۳,SO۲ و ذرات معلق (PM۱۰) از مرکز کنترل کیفیت هوای تهران(AQCC) برای ایستگاه‌های(اقدسیه، ژئوفیزیک، پونک، شهر ری و منطقه ۱۱) دریافت و اقدام به جداسازی روزهایی با غلظت آلودگی بالا و روزهایی با شرایط خوب بگونه‌ای که در تمامی ایستگاه‌های مورد بررسی یکسان باشند، گردید. با ترسیم و تحلیل گراف‌های Skew-T و براساس روش وارونگی بحرانی Heffter، از میان ۱۰۰ روز همراه با وارونگی، ۳۰ روز بحرانی تشخیص داده شد که از این میان ۴ روز در دمای پتانسیل، یعنی ۲ روز آلوده (۶ فوریه و ۱۶ اوت) و ۲ روز پاک(۹ فوریه و ۵ ژوئن) انتخاب گردید. بر اساس نتایج پیمایش‌های قائم جوی در نمونه های آلوده، وارونگی‌ها در ساعات صبحگاهی از نوع تابشی بوده که مشخصه بارز آن ها، ضخامت کم و خیزآهنگ زیاد دمای پتانسیل می‌باشد. در حالی که در ساعات ظهر وارونگی‌ها ناشی از فرونشینی هوا بوده و مهمترین ویژگی آن‌ها، ضخامت زیاد و خیز آهنگ کم دمای پتانسیل می‌باشد. همچنین مشاهده گردید که در نمونه های پاک(فصل گرم و سرد سال) وارونگی ها در ساعات صبح و بعد از ظهر از نوع فرونشینی و شدت خیزآهنگ دمای پتانسیل مساوی بوده است. در نمونه های فصل گرم سال از نوع پاک، وارونگی مشاهده شده در ساعت صبحگاهی از نوع فرونشینی و درساعت بعدازظهر هیچ نوع وارونگی ای مشاهده نشده است.

بارشهای سنگین ازجمله مخاطرات طبیعی هستند که پیش آگاهی ازرخداد آنها کمک بسزایی جهت کاهش آسیب های احتمالی می نماید. بارشهای سنگین اغلب برروی مساحت کم یاقلمروهای کوچک و درمقیاس زمانی روز، هفته و کمتر رخ میدهند.به منظور بررسی و استخراج الگوهایجویمنجربهبارشهایسنگینروزانه،داده های ۳۷ ایستگاه باران سنجی و سینوپتیک (حوضه های آبریز مند و حله) طی یک دوره آماری ۲۰ ساله(۱۳۷۱-۱۳۹۰) مورد استفاده قرار گرفت.درادامه با استفاده از رویکرد محیطی به گردشی ارتباط بارش‌های سنگین منطقه شمالی خلیج‌فارس (حوضه‌های آبریز مند و حله) با الگوهای سینوپتیک موردبررسی و تحلیل قرار گرفت. در این راستا،با استفاده از روش صدک ها برای تعیین بارش های سنگین و روش همبستگی لوند برای طبقه بندی نقشه های فشار تراز دریا استفاده شد. در نهایت با استخراج الگو ها،نقشه های تراز دریا،نقشه سطوح میانی و فوقانی جو در سطوح ۵۰۰ و ۳۰۰هکتوپاسکال،نقشه چرخندگی و خطوط جریان،نقشه حرکت قائم هوا (امگا) بررسی شد. با اعمال روش همبستگی لوند،پنج الگو از بارش های سنگین منطقه مورد مطالعه استخراج شد.نتایج حاصل از این یافته ها حاکی استکهسامانه‌های تأثیرگذار بربارش سنگین حوضه های آبریز حله و مند در منطقه شمالی خلیج فارس،در الگوهای اول،سوم و چهارم روز بارش که به ترتیب مصادف۲۳ مارس ۱۹۹۶ ، ۲۴مارس ۱۹۹۵ و ۱۷نوامبر ۱۹۹۴بوده، کم فشار شرق دریای مدیترانه، دریای سیاه و جنوب دریای خزر با تاوایی مثبت که ناشی از استقرار ناوه در سطوح میانی و بالایی در سطح۵۰۰ و ۳۰۰هکتوپاسکال در وردسپهر است، الگوهای بارشی را به خود اختصاص می‌دهند. همچنین  ایجاد یک الگوی دوقطبی از پرفشار عربستان با تاوایی منفی در انتقال رطوبت از آب‌های اطراف و منطقه سودان(اقیانوس هند،دریای سرخ،عرب، خلیج‌فارس و عمان) و همگرایی و همسویی باکم فشار شرق دریای مدیترانه و سیاه به‌عنوان عوامل صعود  از این مناطق باعث ریزش بارش در این روزهای بارشی بودند. همچنین مشخص شد که در روز بارش الگوی دوم در روز ۲۹فوریه ۱۹۹۶، ناوه دو دامنه ای در انتقال رطوبت از منطقه سودان و کم فشار شرق مدیترانه باعث همگرائی و همسویی این سامانه ها شده است.الگوی دو دامنه ای در بارش این روز تاییدی بر زبانه کم فشار شرق مدیترانه در همراهی با زبانه کم فشار شمال شرق و جنوب دریای خزر مهم ترین عامل ریزش بارش در این روز بوده، که با ناوه سطوح میانی(۵۰۰) هکتوپاسکال و  بالائی (۳۰۰)هکتو پاسکال همراه شده است. در الگوی پنجم یعنی روز ۲۱ مارس  ۲۰۰۱ کم‌فشار شرق پاکستان با تاوایی مثبت و یک مرکز تاوایی منفی در مرکز ایران باعث ایجاد گرادیان فشار و شرایط محلی برای رخداد بارش شده است. لذا بارش در این روز از سیستم فشار سیاره‌ای تبعیت نمی‌کند. از دستاوردهای این تحقیق می توان به نقش کلیدی و موثر کم فشارهای شرق،شمال و جنوب دریای خزر در بروز بارش سنگین حوضه های مورد مطالعه اشاره نمود.

تگرگ هرساله خسارات زیادی به بخش­های گوناگون اقتصادی در استان کرمانشاه می­رساند. جهت کاهش و مقابله با این زیان­ها، شناسایی الگوهای همدیدی جهت پیش بینی این پدیده لازم است. بدین منظور داده­های هوای حاضر، از سازمان هواشناسی استان در دوره­ی ۱۹۵۱ تا ۲۰۱۶ برای هفت ایستگاه سینوپتیک  منطقه اخذ شد. سپس در اکسل بر مبنای کدهای ۹۹ ، ۹۶ ، ۹۱، ۹۰ ، ۸۹ ، ۸۷ و ۲۷ که پدیده­ی تگرگ با شدت­های متفاوت را در بر دارند، کدنویسی شد. در داده­های اخذ گردیده از سازمان هواشناسی، از بین گروه­های ۲۳ گانه، گروه هفتم داده­ها که هوای حاضر و گذشته را گزارش می­دهد، انتخاب و با ورود به برنامه روزهای تگرگ معلوم گردید. سپس بر اساس روش مطالعاتی گردشی به محیطی، نقشه­های مولفه­های جوی برای ترازهای سطح دریا، ۸۵۰، ۷۰۰ و ۵۰۰ هکتوپاسکال تهیه و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. یافته‌ها نشان داد که از نظر رخداد زمانی، اواسط سپتامبر تا اواسط ژوئن و از نظر رخداد مکانی ایستگاه کرمانشاه بیشترین و سرپل ذهاب کمترین تعداد را داشته است. ارتفاع و توپوگرافی سهم عمده­ای در فراوانی مکانی این پدیده دارد. همچنین بررسی نقشه­ها نشان داد که شرایط عمومی برای رخداد این پدیده شکل­گیری ناوه­هایی با حرکات شدید صعودی قائم، چرخندگی مثبت از سطح زمین تا ترازهای فوقانی وردسپهر، تزریق رطوبت توسط سیستم­های غربی و جنوب­غربی می­باشد؛ و نیز شرط لازم اختلاف دمای زیاد بین ترازهای پایینی و بالایی جو می­باشد. چنانکه هوای گرم صعودکننده با انتقال و ورود به ترازهای بالایی با دمای بسیار سرد مواجه گردد؛ پدیده تگرگ به وقوع می­پیوندد.