دوره 5، شماره 1 - ( بهار 1403 1403 )
جلد 5 شماره 1 صفحات 0-0 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Baharvandi N, Mojarrad F, Masompour samakoosh J. Simulation and prediction of Iran's future heat waves based on general circulation models. JGSMA 2024; 5 (1)
URL: http://gsma.lu.ac.ir/article-1-412-fa.html
URL: http://gsma.lu.ac.ir/article-1-412-fa.html
بهاروندی نسیبه، مجرد فیروز، معصوم‌پور سماکوش جعفر. شبیه‌سازی و پیشبینی امواج گرمایی آیندۀ ایران بر پایۀ مدلهای گردش عمومی جو. مطالعات جغرافیایی مناطق کوهستانی. 1403; 5 (1)
1- دانشگاه رازی، دانشکدۀ ادبیات و علوم انسانی، گروه جغرافیا
2- دانشگاه رازی، دانشکدۀ ادبیات و علوم انسانی، گروه جغرافیا ،f_mojarrad@yahoo.com
2- دانشگاه رازی، دانشکدۀ ادبیات و علوم انسانی، گروه جغرافیا ،
چکیده: (822 مشاهده)
مقدمه
موج گرمایی یک رویداد حدی مهم مرتبط با دماست و تأثیر زیادی بر سلامت انسان دارد. با روند کنونی گرمایش جهانی، احتمال دارد امواج گرمایی در آینده با فراوانی و شدت بیشتری در بیشتر نواحی جهان ظاهر شود. کشور ایران به لحا برخورداری از شرایط خاص آب و هوایی همواره در معرض هجوم امواج گرمایی قرار داشته است. ازاینرو پیش بینی امواج گرمایی آیندۀ کشور به منظور برنامه ریزی محیطی و مقابله با خطرات احتمالی از ضروریات است. هدف اصلی پژوهش حاضر، شبیه سازی و پیشبینی امواج گرمایی ایران بر پایۀ مدلهای گردش عمومی است.
روش شناسی
در تحقیق حاضر برای شناسایی امواج گرمایی، از «شاخص روزانۀ بزرگی موج گرما» (HWMId) بر پایۀ دماهای حداکثر روزانۀ 44 ایستگاه سینوپتیک کشور در یک دورۀ 31 ساله (1985 تا 2015) استفاده شده است. نیز برای شبیه سازی دمای حداکثر روزانه و پیش بینی امواج گرمایی آیندۀ کشور با این شاخص، داده های مدل CanESM2 تحت سناریوی RCP4.5 بین سالهای 2015 تا 2045 توسط مدل SDSM ریزمقیاس نمایی شده است. داده های ورودی مدل SDSM، شامل داده های تاریخی مدلCanESM2 (1961 تا 2005)، داده های بازتحلیل NCEP (1961 تا 2005) و داده هایCanESM2 (2006 تا 2100) تحت سناریوی RCP4.5 است. بر پایۀ شاخص HWMId، موج گرمایی موجی است بزرگتر- مساوی سه روز متوالی با حداکثر دمای بالاتر از آستانۀ روزانه در دورۀ مرجع. بزرگی موج گرمایی در هر روز، بر اساس دمای حداکثر آن روز و صدکهای 25ام و 75ام سریهای زمانی دمای حداکثر سالانه در دورۀ مرجع محاسبه می شود و بزرگی هر موج گرمایی، مجموع ارقام بزرگی تمام روزهای آن موج است. استخراج امواج در هر فصل، بر اساس آستانۀ صدکی جداگانۀ آن فصل در هر ایستگاه، انجام شد. مقادیر سالانۀ هر ایستگاه نیز از مقادیر فصلی به دست آمد. در نهایت، نقشه های سالانه و فصلی میانگین «بزرگی» و «تعداد» امواج گرمایی مشاهداتی و شبیه سازی شدۀ کشور با شاخص HWMId و نمودارهای روند زمانی آنها تهیه و تحلیل گردید.
نتایج
در کل انطباق مناسبی بین نقشه های دیدبانی و شبیه سازی شده وجود دارد. میانگین فراوانی امواج پیش بینی شدۀ سالانه در مناطق مختلف کشور بین 2 تا 12 رخداد است که هستۀ بیشینۀ آنها بر روی ایستگاههای شیراز، شهرکرد و امیدیه قرار می گیرد. بیشترین و بزرگترین امواج گرمایی در آینده ابتدا برای فصل تابستان و سپس با فاصله برای فصول زمستان و بهار پیش بینی می شود. الگوهای متفاوتی از توزیع مکانی امواج گرمایی پیش بینی شده در ایران مشاهده می شود. در فصول بهار و تابستان، و همچنین در مقیاس سالانه، بیشینه «بزرگی» و «تعداد» امواج گرمایی شبیه سازی شده، بر روی جنوبغرب و نیمۀ غربی ایران و ایستگاه گرگان متمرکز است. در فصل پاییز مرکز بیشینه بر روی مناطق داخلی ایران قرار می گیرد و به صورت یک بیضی از شمالغرب تا جنوبشرق کشور کشیده می شود. از نظر ارتباط با عوامل جغرافیایی، در فصل تابستان با حرکت به عرضهای جغرافیایی بالاتر و در فصل بهار با حرکت به سمت شرق کشور، شاهد کاهش معنی دار امواج گرمایی هستیم. تعداد و بزرگی امواج گرمایی کشور در مقیاسهای سالانه و فصلی تا سال 2045 افزایش می یابد که بیشترین نرخ افزایشی متعلق به فصل تابستان است. بیشترین تعداد امواج گرمایی برای سال 2043 با 10/5 واقعه پیش بینی شده است.
بحث
در حالت عادی، انتظار بر این است که شدت و فراوانی امواج گرمایی در مناطق جنوبی کشور بیشتر باشد. اما طبق خروجی مدل به کار برده شده در این تحقیق، الگوهای متفاوتی از توزیع فصلی و سالانۀ امواج گرمایی پیش بینی شده در ایران مشاهده می شود. این امر به شاخص مورد استفاده برای تعریف امواج گرمایی در این تحقیق، یعنی شاخص HWMId برمیگردد که مبنای صدکی دارد و به همین علت الگوهای توزیع پدیده را در کشور از حالت یکنواختی و مورد انتظار خارج می کند؛ به نحوی که حتی در فصول سرد سال نیز امواج گرمایی در مناطق مختلف کشور رخ می دهد. به عنوان مثال فصل زمستان 23 درصد از مجموع امواج گرمایی و 26 درصد از امواج گرمایی شدید پیش بینی شده را به خود اختصاص می دهد. با این وجود هنوز فصل تابستان پیشرو تعداد امواج گرمایی پیش بینی شده در کشور با 41 درصد فراوانی است. علیرغم مفهوم نسبی شاخص صدک محورِ HWMId در تعریف موج گرمایی، ارتباط بین رخداد امواج گرمایی و برخی عوامل مهم جغرافیایی در کشور مطابق با انتظار است، به طوری که در فصل تابستان با حرکت به عرضهای جغرافیایی بالاتر و در فصل بهار با حرکت به سمت شرق کشور، شاهد کاهش معنی دار امواج گرمایی هستیم. به احتمال زیاد این امر منعکس کنندۀ اثر عوامل بیرونی در رخداد امواج گرمایی ایران به خصوص موقعیت استقرار غالب زبانه های پرفشار جنبحارهای آزور در جنوبغرب و جنوب کشور است که البته نیازمند انجام مطالعات بیشتری است.
نتیجه گیری
هر چند امواج گرمایی در بیشتر مناطق کشور رخ می دهد، اما در تمام نقشه ها، هسته های بیشینۀ امواج گرمایی مشخصی در مرکز و جنوبغرب کشور حوالی استانهای فارس، خوزستان و هرمزگان و در مواردی غرب کشور مشاهده می شود که در تابستان فراوانی و شدت بیشتری پیدا می کند. باید اذعان کرد که توانایی تمام مدلها از جمله مدل به کاربرده شده در این تحقیق در برقراری ارتباط بین همه عوامل و عناصر تأثیرگذار روی امواج گرمایی ایران چه در بُعد زمان و چه در بُعد مکان، محدود است. لذا برای دستیابی به نتایج بهتر پیشنهاد می شود توانایی سایر مدلها و سناریوها در برآورد امواج گرمایی کشور مورد آزمون قرار گیرد.
موج گرمایی یک رویداد حدی مهم مرتبط با دماست و تأثیر زیادی بر سلامت انسان دارد. با روند کنونی گرمایش جهانی، احتمال دارد امواج گرمایی در آینده با فراوانی و شدت بیشتری در بیشتر نواحی جهان ظاهر شود. کشور ایران به لحا برخورداری از شرایط خاص آب و هوایی همواره در معرض هجوم امواج گرمایی قرار داشته است. ازاینرو پیش بینی امواج گرمایی آیندۀ کشور به منظور برنامه ریزی محیطی و مقابله با خطرات احتمالی از ضروریات است. هدف اصلی پژوهش حاضر، شبیه سازی و پیشبینی امواج گرمایی ایران بر پایۀ مدلهای گردش عمومی است.
روش شناسی
در تحقیق حاضر برای شناسایی امواج گرمایی، از «شاخص روزانۀ بزرگی موج گرما» (HWMId) بر پایۀ دماهای حداکثر روزانۀ 44 ایستگاه سینوپتیک کشور در یک دورۀ 31 ساله (1985 تا 2015) استفاده شده است. نیز برای شبیه سازی دمای حداکثر روزانه و پیش بینی امواج گرمایی آیندۀ کشور با این شاخص، داده های مدل CanESM2 تحت سناریوی RCP4.5 بین سالهای 2015 تا 2045 توسط مدل SDSM ریزمقیاس نمایی شده است. داده های ورودی مدل SDSM، شامل داده های تاریخی مدلCanESM2 (1961 تا 2005)، داده های بازتحلیل NCEP (1961 تا 2005) و داده هایCanESM2 (2006 تا 2100) تحت سناریوی RCP4.5 است. بر پایۀ شاخص HWMId، موج گرمایی موجی است بزرگتر- مساوی سه روز متوالی با حداکثر دمای بالاتر از آستانۀ روزانه در دورۀ مرجع. بزرگی موج گرمایی در هر روز، بر اساس دمای حداکثر آن روز و صدکهای 25ام و 75ام سریهای زمانی دمای حداکثر سالانه در دورۀ مرجع محاسبه می شود و بزرگی هر موج گرمایی، مجموع ارقام بزرگی تمام روزهای آن موج است. استخراج امواج در هر فصل، بر اساس آستانۀ صدکی جداگانۀ آن فصل در هر ایستگاه، انجام شد. مقادیر سالانۀ هر ایستگاه نیز از مقادیر فصلی به دست آمد. در نهایت، نقشه های سالانه و فصلی میانگین «بزرگی» و «تعداد» امواج گرمایی مشاهداتی و شبیه سازی شدۀ کشور با شاخص HWMId و نمودارهای روند زمانی آنها تهیه و تحلیل گردید.
نتایج
در کل انطباق مناسبی بین نقشه های دیدبانی و شبیه سازی شده وجود دارد. میانگین فراوانی امواج پیش بینی شدۀ سالانه در مناطق مختلف کشور بین 2 تا 12 رخداد است که هستۀ بیشینۀ آنها بر روی ایستگاههای شیراز، شهرکرد و امیدیه قرار می گیرد. بیشترین و بزرگترین امواج گرمایی در آینده ابتدا برای فصل تابستان و سپس با فاصله برای فصول زمستان و بهار پیش بینی می شود. الگوهای متفاوتی از توزیع مکانی امواج گرمایی پیش بینی شده در ایران مشاهده می شود. در فصول بهار و تابستان، و همچنین در مقیاس سالانه، بیشینه «بزرگی» و «تعداد» امواج گرمایی شبیه سازی شده، بر روی جنوبغرب و نیمۀ غربی ایران و ایستگاه گرگان متمرکز است. در فصل پاییز مرکز بیشینه بر روی مناطق داخلی ایران قرار می گیرد و به صورت یک بیضی از شمالغرب تا جنوبشرق کشور کشیده می شود. از نظر ارتباط با عوامل جغرافیایی، در فصل تابستان با حرکت به عرضهای جغرافیایی بالاتر و در فصل بهار با حرکت به سمت شرق کشور، شاهد کاهش معنی دار امواج گرمایی هستیم. تعداد و بزرگی امواج گرمایی کشور در مقیاسهای سالانه و فصلی تا سال 2045 افزایش می یابد که بیشترین نرخ افزایشی متعلق به فصل تابستان است. بیشترین تعداد امواج گرمایی برای سال 2043 با 10/5 واقعه پیش بینی شده است.
بحث
در حالت عادی، انتظار بر این است که شدت و فراوانی امواج گرمایی در مناطق جنوبی کشور بیشتر باشد. اما طبق خروجی مدل به کار برده شده در این تحقیق، الگوهای متفاوتی از توزیع فصلی و سالانۀ امواج گرمایی پیش بینی شده در ایران مشاهده می شود. این امر به شاخص مورد استفاده برای تعریف امواج گرمایی در این تحقیق، یعنی شاخص HWMId برمیگردد که مبنای صدکی دارد و به همین علت الگوهای توزیع پدیده را در کشور از حالت یکنواختی و مورد انتظار خارج می کند؛ به نحوی که حتی در فصول سرد سال نیز امواج گرمایی در مناطق مختلف کشور رخ می دهد. به عنوان مثال فصل زمستان 23 درصد از مجموع امواج گرمایی و 26 درصد از امواج گرمایی شدید پیش بینی شده را به خود اختصاص می دهد. با این وجود هنوز فصل تابستان پیشرو تعداد امواج گرمایی پیش بینی شده در کشور با 41 درصد فراوانی است. علیرغم مفهوم نسبی شاخص صدک محورِ HWMId در تعریف موج گرمایی، ارتباط بین رخداد امواج گرمایی و برخی عوامل مهم جغرافیایی در کشور مطابق با انتظار است، به طوری که در فصل تابستان با حرکت به عرضهای جغرافیایی بالاتر و در فصل بهار با حرکت به سمت شرق کشور، شاهد کاهش معنی دار امواج گرمایی هستیم. به احتمال زیاد این امر منعکس کنندۀ اثر عوامل بیرونی در رخداد امواج گرمایی ایران به خصوص موقعیت استقرار غالب زبانه های پرفشار جنبحارهای آزور در جنوبغرب و جنوب کشور است که البته نیازمند انجام مطالعات بیشتری است.
نتیجه گیری
هر چند امواج گرمایی در بیشتر مناطق کشور رخ می دهد، اما در تمام نقشه ها، هسته های بیشینۀ امواج گرمایی مشخصی در مرکز و جنوبغرب کشور حوالی استانهای فارس، خوزستان و هرمزگان و در مواردی غرب کشور مشاهده می شود که در تابستان فراوانی و شدت بیشتری پیدا می کند. باید اذعان کرد که توانایی تمام مدلها از جمله مدل به کاربرده شده در این تحقیق در برقراری ارتباط بین همه عوامل و عناصر تأثیرگذار روی امواج گرمایی ایران چه در بُعد زمان و چه در بُعد مکان، محدود است. لذا برای دستیابی به نتایج بهتر پیشنهاد می شود توانایی سایر مدلها و سناریوها در برآورد امواج گرمایی کشور مورد آزمون قرار گیرد.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
