نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 استادیار اقلیم شناسی، دانشگاه تهران، تهران، ایران
2 کارشناس ارشد اقلیم شناسی، دانشگاه تهران، تهران، ایران
3 کارشناس ارشد اقلیم شناسی ، دانشگاه تهران، تهران، ایران
چکیده
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Extended abstract
1- Introduction
The temperature is the most important climate of parameters.a more factors causes to tempo – spatial the temperaturecomplex.its Based on the maps of thetemperatureof existence , the Northwest and the south in Iran are to disciplinethe coldest and the warmestof areas .also the mountain of regions are more cold than low ones. Buttemperature trend is ascendedin all of the stations.this research studies the lowest temperature data in Iran the period of statistical duration (1956- 2005). The research goal is spread and intense the lowest of temperature in difference areas in Iran by ways of the temperature time series, isotherm plots and temperature distribution plots.
2- Methodology
This research studies the lowest temperatureof data and a number of days of less temperature than 4ºCelsius for 21
stations atthe period of statistical duration (1956-2005).
The temperature data wereanalysed by the softwares of SPSS and Surfer.The results were described by charts and used thelowest temperature time series.In order toprovide the temperature maps, at first were made the maps any years, season, month and then was calculated the average of this maps by software SURFER for the statistical period and became the base of analysis in this research.
3- Discussion
3-1- the lowest temperature of Annual, seasonal and monthly in Iran
The lowest temperature has experiencedat the duration of the statistical periods short term oscillations that caused more variation at the time series, also illustrate ascend trend it. thelowest temperature exhibit fourshort term periods at time series that end periods haveoccuredat higher level than average and caused ascend trend it.theFunction of autocorrelation approve this issue.The lowest temperature illustrated four or three short term periods of temperature at winter and spring,the coldest temperature has occurred at winter and then spring to along high variations. Winter temperature average was -6.8º Celsius and spring 8.3º Celsius. Thistwo seasons illustrated ascend trend. At the summer was increased the lowest temperature and the variations were decreased that result of to moderate trend.The lowest temperature averagewas at the summer 13.2º Celsius. Theautumn include both low and high temperatures related to average thatis the most important characteristic it that didn't look at other seasons and variations have reduced it too.alsothe lowest temperature average was -1º Celsius.general trend of the lowest temperature of monthly is increased all months except March. The coldest months were onNovember until March that those include the most changes. Other warm months exhibit low changes. January and July were to discipline the coldest and the warmest months.theaverage and trend lines of temperature in1979 and 1980 years have crossed together that it exhibit climate change the stations of in Iran.Therefor we can say the climate of in Inran has became warmer than before decades and it had contemporary to world warming.
3-2- the Days with maximum temperature equal 0 and below.
The stations of Hamadan and Zanjan have the most frequencycold days that those average are to discipline 80.9 and 68 days.the stations of Arak, Sanandaj, Kerman and Tabriz have experienced 50 dayscold, the stations at above were mentioned almost located the northwest in Iran except kerman. cold days average are 26.3 days in whole country while those are 55 days in the northwest country that illustrated spatial intense changes of the cold days distribution in Iran.also south stations don't have cold days. The cold days in the northwest have caused an occurrence cold temperatures in one that themselves are at result of invade northern cold air masses.
3-3. the lowest Temperature spatial distribution in Iran
The country based on maps divided to fourareas.the firthof the northwest stations havethe coldest temperature to range -25 to -35º Celsius and to the most intense variations. Second thermalarea include the northwest ofmargin areas and also the northeast and east stations to temperature -15 to -25º Celsius.The thirdarea that is the most spread involve majority of stations such as Tehran, Isfahan, Shiraz, Zahedan, Kermanshah, Khoramabad, Ilam and Semnan to temperature range -5 to -10ºCelsius. The fourthregion is the southcoasts that exhibit the warmest temperature in Iran.It seem the temperature changes have occurred in Iran at toward latitude. The most spread of country is belonging to the third area to temperature range -15 to -25º Celsius. The range of temperature changes is 40ºCelsius in Iran that this amount is the most intense of changes at statisticalperiodduration. It can be at result of the difference of air masses invade that they enter to country of differences directions and it don't inherent this region.
4- Conclusion
This research illustrated intense changes at the lowest temperature the statistical of periodduration for recent decades, particular at cold areas such as the northwest. Also time series has experienced increase trend on seasons and months difference that it exhibit high and low variations. The Lowest temperature spatial distribution illustrated at least thermal fourareas in country that the northwest and the northeast were the coldest areas and other areas were more warm than those.generally the northwest and margin areas particular stations of hamedan and zanjanexperienced the most of cold days and the southcoastshave had at least ones. Look at cold areas were causedby the northren air mass aspreadthat have increased a number of cold days at this areas. The years of middle time series all the stations occurred climate change so thattrend line has crossedaverage line and movement to higher than it. Generally the lowest temperature exhibit tempo – spatial intense changes in Iran so that the range of temperature changes reached 40ºCelsius in Iran.
کلیدواژه‌ها [English]
1- مقدمه
دما از مهمترین پراسنجهای (Parameters) جوی و آب وهوایی است، به طوری که تغییرات ناگهانی آن به ویژه افت دما به مقادیر زیر صفر درجه می تواند سبب رخداد دوره های آب وهوایی مانند یخبندان، سرمازدگی و ... شود. داده های دما درایران در مقایسه با سایر عناصر آب و هوایی از پوشش مکانی و دوره آماری نسبتاً بیشتری برخوردار است (رحیم زاده و عسگری،1383،ص155). تاثیر عوامل متعدد باعث پیچیدگی ویژگی های زمانی و مکانی دما در کشور می شود. بر اساس اطلس دمای اقلیمی موجود، شمال غرب کشور از پایین ترین دما و باریکه جنوبی کشور با عرض جغرافیایی پایین از بالاترین دماها برخوردارند. رشته کوهها و کوههای منفرد کشور مشخصاً دارای حداقل دماهای پایین تری نسبت به مناطق پست همجوار هستند، اما روند کلی دما تقریبا" در تمامی ایستگاهها افزایشی (با وجود دوره های زمانی سرد با روند کاهشی) است. در این مقاله ضمن مروری بر نتایج به دست آمده از تحلیل داده های دما در ایران طی دوره آماری 2005-1956میلادی، آهنگ افزایشی دمای حداقل و کاهش شبانه روزی دما در کشور مورد بررسی قرار گرفته است.
این نتایج بر مبنای به کارگیری روش های آماری مثل سری های زمانی، تحلیل واریانس، ضریب تغییرات و میانگین متحرک به دست آمده است. نظر به این که مساله تغییر اقلیم موضوعی جهانی است، کم و بیش تمام کشورهای جهان متاثر از آن بوده و کشور ایران نیز مستثنی از این قاعده نیست. بنابراین، شناخت هرچه بیشتر و بهتر اقلیم و تغییرات مولفه های آن مثل دما در مسائل و برنامهریزی های کشور سودمند واقع می گردد.
1-1- پیشینه تحقیق
با وجود شواهدی برای تغییر اقلیم، تا دهه 1970 میلادی عقیده‌ای مبنی بر ایستایی اقلیم وجود داشت. گرچه سالها قبل از آن لویس (Lewis, 1947)، لیسگند (Lysgand,1948) و وند نپلاس (Vandenplas,1948) در مقالات خود توجه دنیا را به گرم شدن کره زمین معطوف کرده بودند. مطالعات پروفسور لندزبرگ[1]در زمینه جزایر گرمایی شهرها در هشتمین نشست کمیسیون اقلیم شناسی (WMO,NO.1982) نیز حاکی از نقش توسعه شهری در گرمایش جهانی بود. یکی از نتایج کلی که در اغلب تحقیقات انجام شده در این زمینه، دیده می‌شود، افزایش دمای کره زمین می باشد. بر اساس گزارش پایه علمی هیأت بین الدولی تغییر اقلیم[2](IPCC,2001)، دمای سطح کره زمین در فاصله 2000-1861 میلادی حدود 6/0 افزایش یافته است. این در حالی است که رفتار پراسنج دمای حداقل و حداکثر با یکدیگر متفاوت بوده و دمای حداقل به طور آشکار نرخ افزایشی داشته است. باوجود افزایش دمای حداکثر، نرخ آن از نرخ دمای حداقل کمتر بوده است (karl et al,1993). همین حالت سبب شده است که دامنه تغییرات شبانه روزی دما (DTR)[3] در دنیا کاهش یابد که این کاهش نیز سبب ناهمگنی داده‌ها می شود. البته در مقیاس محلی نشان داده شده است که عواملی چون توسعه شهری، عملیات آبیاری و بیابان زایی مستقیماً در کاهش DTR مؤثر بوده اند. در مقالهای تحت عنوان روند دمای حداقل و حداکثر، در جهان (David et al,1997) ضمن تأیید نتایج اکثر مقالات و تأکید بر تفاوت نرخ دمای حداقل و حداکثر، اشاره بر آن شده که در بعضی از نقاط دنیا مانند زلاندنو و نواحی آلپ در اروپای مرکزی این دو نرخ با یکدیگر برابر بوده اند. بر اساس این تحقیق در بعضی از نقاط دیگر نیز مانند بخش های مرکزی کانادا، بخشی از آفریقای جنوبی، جنوب شرقی آسیا، بخش های مرکزی استرالیا، بخشهایی از هند و جزایر بخش حاره ای غرب اقیانوس آرام به علت کاهش دمای حداقل، DTR افزایش داشته است. در بررسی فوق، داده های تعدادی از مناطق در دسترس نبوده است، اما واکاوی داده های آمریکای شمالی، زلاندنو، استرالیا، اندونزی، بخشی از نواحی حاره و جنب حاره مانند منطقه کارائیب، قسمت هایی از آفریقا، ایران، پاکستان و قسمتی از جنوب آسیا نیز در آن به چشم می خورد. در گزارش سوم ارزیابی هیأت بین الدولی تغییر اقلیم(IPCC,2001)، درباره تغییرات DTR در دنیا شرح مبسوطی ارائه شده است لکن با توجه به عدم چاپ مقالات پیرامون تغییرات DTR از کشورهای آسیایی، آفریقایی و ... اغلب تفسیرها مربوط به عرض بالای نیمکره شمالی و بعضا" نیمکره جنوبی است. از دیگر نتایج مقاله فوق افزایش دمای جهانی در 20 سال گذشته نسبت به آن در نیمه اول قرن بیستم و جهش دمایی در اواخر دهه 1970 میلادی بوده است که عمدتاً در انطباق با تغییر در ویژگیهای پدیده النینو – نوسان جنوبی(انسو)[4]بوده است که باعث تداوم بالای دمای آب دریا در بخش‌های مرکزی و شرقی اقیانوس آرام حاره ای گردید، است (IPCC,2001). به دنبال طرح جدی مسأله تغییر اقلیم ناشی از فعالیت های بشر، ضرورت انجام مطالعاتی در این زمینه در کشور بیش از پیش احساس گردید. در این راستا در اواسط دهه 70 شمسی مطالعاتی به منظور آشنایی با مفاهیم اصلی تغییر اقلیم صورت پذیرفته است (نوریان، 1376؛ عسگری، 1372؛ براتیان و رحیم زاده،1377؛ باقری و کوچکی،1376). در این مقالات نویسندگان به بحث تغییرات اقلیم در دهه‌های اخیر پرداخته‌اند. بعد از آن با استفاده از داده‌های دما، در تعدادی از ایستگاههای هواشناسی مطالعات موردی در زمینه تغییرات دما صورت پذیرفت (علیجانی، 1375 ؛ بختیاری،1381؛ رسولی، 1381؛قائمی و عساکره،1382؛ رحیم زاده و عسگری، 1383؛ معتمدی و همکاران،1383)، اما لزوم آگاهی از تغییرات دما در سطح کشور سبب گردید تا در سالهای بعد از آن با استفاده از داده های مناسب، این تغییرات مورد بررسی دقیق قرار گیرد. داده‌های دما در کشور به طور نسبی در مقایسه با سایر عناصر اقلیمی از پوشش مکانی و دوره آماری نسبتاً مناسب تری برخوردار است، البته هنوز هم نیاز به داده های بیشتر و تحقیقات گسترده تر احساس می‌شود(رحیم زاده و عسگری،1383،ص157).
1-2- مواد و روش ها
در این پژوهش، داده های حداقل مطلق دما در مقیاس ماهانه، فصلی و سالانه برای 21 ایستگاه هواشناسی همدید طی دوره آماری 1956-2005 از سایت سازمان هواشناسی کشور استخراج و مورد واکاوی قرار گرفت. دوره آماری و ایستگاههای منتخب طوری انتخاب شدند که کمترین نواقص آماری را داشته و به علاوه بتوانند گستره سرزمین ایران را پوشش دهند. در این تحقیق از نرم افزارهای SPSS، EXCEL، SURFER استفاده شد و ضمن انجام محاسبات لازم توسط نرم افزارهای پیشگفته، سعی بر ارایه بیشتر نتایج در قالب‌های نموداری توصیف شده و در واکاوی داده‌ها و کشف دوره‌های دمایی، از سری های زمانی دما استفاده شد. مشاهدات به کار گرفته شده شامل مقادیر دمای هوا (حداقل‌های مطلق) و تعداد روزهای با دمای مساوی و کمتر از 4- درجه سلسیوس است. در گام نخست به منظورانجام یک تحلیل آماری اولیه روی داده های موجود، سری زمانی دمای حداقل در مقیاس ماهانه، فصلی و سالانه با استفاده از میانگین دمای حداقل ایستگاههای کشور در طول 50 سال ایجاد گردید. در گام بعدی نقشه توزیع مکانی دمای حداقل و روزهای با دمای مساوی و کمتر از 4- درجه سلسیوس در سطح کشور تهیه گردید و مورد واکاوی قرار گرفت. برای تهیه نقشه‌های سالانه توزیع دما، ابتدا نقشه همدمای هرسال، فصل و ماه تهیه و سپس در نرم افزار SURFER میانگین این نقشه‌ها برای کل دوره آماری محاسبه و ترسیم گردید. موقعیت ایستگاههای همدید در شکل (1) ارایه شده است.
شکل 1- نقشه توزیع مکانی موقعیت ایستگاههای همدید منتخب
2- بحث و نتایج
در واکاوی آماری حداقل‌های مطلق دما نتایج زیر به دست آمد:
الف) طی دوره آماری 2005-1956 از نظر دمای حداقل همدان سردترین و بندرعباس گرمترین ایستگاه در ایران بوده اند.
ب) منطقه شمالغرب از لحاظ حداقل دما و فراوانی روزهای با دمای مساوی و کمتر از4- درجه سلسیوس بیشترین سهم را در کشور داراست.
ج) حداقل مطلق دما به همراه روزهای مساوی و کمتر از 4- درجه سلسیوس در سطح کشور از نوسانات و تغییرپذیری بالایی برخوردار بوده که این نوسانات در بین ایستگاههای شمالغرب کشور شدیدتر بوده است.
جدول 1- مقادیر حداقل دما وروزهای مساوی وکمتر از4- درجه سلسیوس طی دهه‌های متوالی
د) حداقل دما طی دوره آماری روند افزایشی داشته به طوری که شدت دماهای پایین در سالهای پایانی دوره کاهش یافته و متوسط آنها به سطحی بالاتر از میانگین جابجا شده است.
ﮬ (ورود توده هواهای غیرهمسان و متنوع با منشاء مختلف به ایران از جهات مختلف باعث ایجاد مناطق با رژیم گرمایی مختلف در ایران شده است.
و) سردترین ایستگاههای ایران مانند همدان در بازه دمایی 25- تا 35- درجه سلسیوس قرار دارند. بیشتر ایستگاهها بطور متوسط در بازه دمایی 5- تا 15- درجه سلسیوس قرار می گیرند.
ز) روند سالانه، فصلی و ماهانه دمای حداقل در طول دوره آماری افزایشی بوده و سری زمانی دما در طول دوره آماری، دوره های سرمایشی و گرمایشی کوتاه مدت را تجربه کرده است.
2-1- روند سالانه حداقل های مطلق دما در ایران
تغییرات آرام و یکنواخت در دما را روند می‌گویند (عساکره،125،1382). در این پژوهش جهت بررسی روند دمای حداقل در ایستگاههای هواشناسی کشور در دوره آماری، سری زمانی که از میانگین سالانه دمای حداقل ایستگاههای مزبور در طول دوره آماری ایجاد گردیده است، استفاده شد. این سری زمانی به همراه روند و میانگین متحرک ده ساله در شکل (3) ارائه شده است. با توجه به این شکل دمای حداقل در طول دوره آماری افت و خیزها و نوسانات کوتاه مدت به همراه روند افزایشی را تجربه کرده است. در این شکل میانگین متحرک دمای حداقل با حذف نوسانات موضعی و کوتاه مدت، دوره های افزایشی یا کاهشی را به خوبی نشان می دهد. به طوریکه دمای حداقل در ایستگاههای کشور از سالهای 1956- 1974 کاهش یافته (دوره کاهشی) و بین سالهای 1975 – 1983 روند دما افزایشی بوده و یک دوره افزایشی را نشان می دهد. دومین دوره کاهش دما در سالهای 1984 – 1989 رخ داده است. همچنین دومین دوره افزایش دما نیز از سال 1990 شروع و تا پایان دوره آماری ادامه داشته است. با توجه به توضیحات بالا چهار دوره متوالی افزایش و کاهش دما در سری زمانی دمای حداقل کشور شناسایی گردید که دو دوره پایانی در سطحی بالاتر از میانگین رخ داده است. به همین دلیل در پایان دوره آهنگ دمای حداقل به شدت افزایشی شده به طوری که مقادیر دمای حداقل، از سال 1995 به بعد به طور بی سابقه ای افزایش یافته و یک رفتار جهشی معنی دار را ایجاد کرده است. استخراج پنج دوره دهساله از کل دوره آماری، که در شکل (2) دیده می شود نیز رفتار مشابه با میانگین متحرک دمای حداقل را نشان می دهد. بنابراین، وجود دوره های متوالی افت و خیز دما در سری زمانی دمای ایستگاههای کشور تأیید می شود. دوره اول گرمترین و دوره چهارم سردترین دوره سری زمانی دمای حداقل بوده و سه دوره دیگر تفاوت زیادی را نسبت به همدیگر نشان نمی دهند. ویژگیهای آماری این دوره‌ها در جدول (2) ارائه شده است. در ادامه در شکل (5) نمودار کنترل دمای حداقل با دو انحراف معیار نشان دهنده آغاز یک دوره سرمایشی از سال 1964 بوده که از سال 1966 تا 1975 افت دما شدیدتر بوده ولی از سال 1987 تا 1979 این ویژگی به شکل بهنجار درآمده است. سالهای 1985 تا 1995 نیز یک دوره خفیف سرمایشی محسوب می شود. همان طورکه قبلاً نیز اشاره شد از سال 1995 تا پایان دوره آماری خیزش دمای حداقل با شدت بیشتری خود را نشان می دهد به طوری که به خارج از دو انحراف معیار از میانگین می رسد. علاوه بر دوره های مزبور، میانگین سالانه دمای حداقل افت و خیزهای شدیدی را تجربه کرده است. این وضعیت ضریب تغییرات بالایی را به سری های دما تحمیل کرده است.
|
شکل 2- میانگین حداقل مطلق دما طی دهه‌های متوالی |
شکل 3- میانگین متحرک ده ساله حداقل مطلق دما |
|
شکل 4- هیستوگرام توزیع فراوانی حداقل دما در ایران |
شکل 5- نمودار کنترل حداقل دما طی سالهای 2005-1956 |
چنانچه در هیستوگرام داده های حداقل دما (شکل4) دیده می‌شود، داده های دما دارای ضریب چولگی 811/0- و کشیدگی 695/0است. این ضرایب نشان دهنده نامتقارن بودن توزیع دمای حداقل حول میانگین است. ضریب تغییرات این داده‌ها 25 درصد، واریانس آنها 3/5 و انحراف معیار 3/2 درجه است، که این موارد حاکی از تغییرات و وردایی نسبتاً بالا در توزیع داده‌ها است.
به منظور درک بهتر وجود روند و دوره در سری زمانی دمای حداقل، از روش خودهمبستگی استفاده شد. تابع خودهمبستگی رابطه خطی موجود میان مشاهدات سری زمانی که با k وقفه زمانی از هم جدا شده اند را اندازه گیری می کند و به شرح زیر محاسبه می شود (عساکره،1384،146):
r(k) همیشه بین 1+ و 1- است. مقدار همبستگی در تأخیرهای مختلف به وسیله نمودار همبستگینگار که مقادیر r(k) در مقابل تأخیر k را نشان می‌دهد به دست می‌آید (بزرگ نیا،1386،65). در شکل(5) نمودار خودهمبستگی دمای حداقل نشان داده شده است. در این نمودار میزان خودهمبستگی سری زمانی دمای حداقل در تاخیر اول و پنجم معنی دار و مثبت است و چون تابع خودهمبستگی در تاخیر اول بیش از تاخیرهای دیگر از نامانایی متاثر می‌شود بنابراین، به بهترین وجهی قادر به ارایه روند است. پس میانگین سالانه دمای حداقل کشور که در تأخیر یکم مثبت و معنی دار است نشان دهنده وجود روند با شیب مثبت در داده‌های دما است. همچنین معنی داری تابع خودهمبستگی در تأخیر پنجم بیانگر وجود دوره کوتاه مدت در سری دما است.
جدول 2- ویژگیهای آماری دمای حداقل دهه‌های متوالی
شکل 6- خود همبستگی نگار تاخیر 12 ساله حداقل دما
2-2- بررسی روند فصلی حداقل های مطلق دما
الف) فصل زمستان
شکل (7) رفتار سری زمانی، میانگین متحرک و روند دمای حداقل فصل زمستان را نشان می دهد. با توجه به شکل مزبور تغییرپذیری فصلی دمای حداقل سه الگوی مختلف را تجربه کرده است. طی دوره 1956-1980 میانگین دما با افت و خیزهای زیاد در زیر میانگین کل در نوسان بوده که مقادیر کمتر از میانگین فراوانی بیشتری داشته و میانگین آن 5/6- درجه سلسیوس است. با وجود تغییرات سالانه، روند دما در این دوره افزایشی می باشد. سالهای 1981-1993 مقادیر دما حول میانگین کل در نوسان بوده و میانگین دمای دوره 6- درجه سلسیوس است. طی سالهای 1994-2005 میانگین دما روند افزایشی را در بالاتر از میانگین کل نشان می دهد و میانگین دوره 7/4- درجه سلسیوس است. همان طور که توضیح داده شد میانگین دوره اول پایین تر از میانگین کل، دوره دوم در حول میانگین کل و در دوره سوم در سطحی بالاتر از میانگین کل به وقوع پیوسته که نشان دهنده روند افزایشی دما در این فصل است. روند مزبور در شکل (7) دیده می شود. میانگین دمای حداقل زمستان 08/6- و دامنه وقوع دما در این فصل 2- تا 10- درجه سلسیوس می باشد. به نظر می‌رسد سردترین دماها در طول سال در این فصل رخ داده باشد.
ب) فصل بهار: در شکل (8) رفتار سری زمانی، میانگین متحرک و روند دمای حداقل فصل بهار نشان داده شده است. با توجه به این شکل دمای حداقل روند افزایشی داشته و سه الگوی مختلف را نشان می‌دهد. به طوری که در شکل دیده می شود در این فصل نوسانات کوتاه مدت کاهش یافته و فازهای دمایی به خوبی قابل تشخیص است. طی دوره 1956- 1972 روند دما افزایشی بوده و مقادیر کمتر از میانگین کل فراوانی بیشتری داشته اند. میانگین دمای دوره نیز 3/8 درجه سلسیوس است. سالهای 1973- 1983 میانگین دمای حداقل با مقدار 4/8 درجه سلسیوس روند کاهشی را نشان می دهد. در این دوره نیز فراوانی مقادیر کمتر از میانگین بیشتر است. از سال 1984 تا پایان دوره روند دما افزایشی شده و تا سال 1984 در پایین تر از میانگین و سپس تا پایان سری داده‌ها در بالاتر از میانگین کل با دمای 9/8 درجه سلسیوس مشخص می شود. با توجه به توضیحات بالا روند کلی دمای حداقل فصل بهار با وجود رخداد سه دوره مختلف، افزایشی است. تفاوت عمده رفتار دمای حداقل در فصل بهار نسبت به زمستان، جابجایی سطح دما به بالای صفر درجه است که در فصل زمستان این مقدار هرگز به بالای صفر درجه نمی رسد. همچنین کاهش تغییرپذیری دما نسبت به زمستان نیز از ویژگیهای دمای فصل بهار است. میانگین دمای حداقل در این فصل 5/8 درجه سلسیوس است.
ج) فصل تابستان
شکل (9) سری زمانی دمای حداقل فصل تابستان را نشان می‌دهد. در این فصل الگوی کلی دمای حداقل روند افزایشی را نشان داده و به دو دوره تقسیم می شود. طی سالهای 1956- 1993 دمای حداقل با روند افزایشی و میانگین 8/12 درجه سلسیوس در زیر میانگین کل در نوسان است. از سال 1994 تا پایان دوره روند دما به شدت افزایشی شده و در بالای میانگین کل با میانگین 4/14 به وقوع پیوسته است. تغییرپذیری دما در این فصل کمتر از سایر فصول است. در این فصل دمای حداقل بین 12 تا 15 درجه سلسیوس در نوسان بوده که در سطحی بالاتر از سطح دمای بهار است. با توجه به توضیحات بالا و خط روند دما در شکل (9)، روند دما به طور معنی داری افزایشی است. بالاترین میانگین دمای حداقل با 2/13 درجه سلسیوس در این فصل رخ داده است.
د) فصل پاییز
در شکل (10) سری زمانی دمای حداقل فصل پاییز ارایه شده است. در این شکل به منظور شناخت آسانتر رفتار سری، میانگین متحرک دهساله و روند دما نیز نشان داده شده است. شیب افزایشی دما در این فصل نسبت به تابستان کمتر بوده اما تغییرپذیری دما در هر دو فصل مشابهت زیادی دارند. ویژگی عمده این فصل وقوع دماهای حداقل در دامنه 6- تا 3 درجه سلسیوس است که شامل دماهای زیر صفر و بالای صفر درجه می شود که این ویژگی در سایر فصول دیده نمی‌شود. طی سالهای 1956- 1980 دمای حداقل با میانگین 6/1- درجه سلسیوس در زیر میانگین کل در نوسان می باشد و مقادیر کمتر از میانگین کل فراوانی بیشتری داشته اند. از سال 1981 تا پایان سری زمانی مقادیر دما به سطحی بالاتر از میانگین کل جابجا شده است. میانگین دما در این دوره 6/0- درجه سلسیوس بوده و با توجه به افزایشی که نسبت به دوره قبل نشان می دهد، بیانگر روند افزایشی دما در این فصل است. در جدول (3) ویژگیهای آماری دمای حداقل فصلی ارائه شده است. در بررسی دمای حداقل فصول سال با روش میانگین متحرک دهساله نوسانات موضعی حذف گردیده و دوره‌های کوتاه مدت دما استخراج و به همراه روند عمومی دمای فصول نشان داده شد که بیانگر روند افزایشی دما در همه فصول، وجود فازهای دمایی مختلف در سری زمانی دمای فصلی به ویژه در فصول زمستان و بهار است. شواهد نشان می‌دهد که دمای حداقل در ایستگاههای همدید ایران دستخوش تغییرات عمده شده است، به طوری که در سالهای میانی سری زمانی، روند دما خط میانگین کل را قطع نموده و به بالاتر از آن جابجا شده است. این پدیده نشاندهنده گرمایش اقلیم ایران پیرو گرمایش جهانی است. همچنین یکی از نتایج کلی که در اغلب تحقیقات انجام شده در این زمینه، دیده می شود، افزایش دمای کره زمین است (رحیم زاده و عسگری،156،1383).
|
شکل 7- سری، روند و میانگین متحرک دمای حداقل زمستان |
شکل 8- سری، روند و میانگین متحرک دمای حداقل بهار |
|
شکل 9- سری، روند و میانگین متحرک دمای حداقل تابستان |
شکل 10- سری، روند و میانگین متحرک دمای حداقل پاییز |
جدول 3- ویژگیهای آماری دمای حداقل فصول سال
2-3- بررسی دمای حداقل ماهانه کشور
در شکل (11) نمودار میانگین متحرک ده ساله و روند دمای حداقل ماهانه کشور ارائه شده است. در این نمودارها میانگین متحرک دما با حذف نوسانات موضعی بیانگر دوره های دما و خط روند دما نیز گویای روند کلی سری زمانی دمای ماهانه می باشد. همچنین در جدول (3) ویژگیهای آماری دمای ماهانه و دوره های دمایی موجود در سری زمانی نشان داده شده است. با توجه به شکل (11) روند عمومی دما در همه ماههای سال بجز ماه مارس روند افزایشی را نشان می دهد که در ماههای فصل بهار روند مزبور ضعیف تر است. ماههای ژانویه، فوریه، آوریل و دسامبر چهار الگو (دوره دمایی) را در طول دوره آماری نشان می دهند که بیانگر افت و خیز زیاد دما در این ماهها می باشد. همچنین ماههای مارس، مه و ژوئن سه الگو و سایر ماهها هر کدام دو دوره دمایی را نشان می دهند. ماههایی که دو دوره دمایی را نشان داده اند کمترین تغییرپذیری و افت و خیزها را تجربه نموده اند. میانگین دمای حداقل در ماههای نوامبر تا مارس زیر صفر درجه است که سردترین ماههای سال را شامل می شود. در سایر ماهها نیز دما بالای صفر بوده و گرمترین ماهها را شامل می شود. در این بین ماه ژانویه با میانگین دمایی 8/7- درجه سلسیوس و محدوده رخداد دمای بین 7- تا 10- درجه سلسیوس سردترین ماه و ماه ژوئیه با میانگین دمایی 4/16 درجه سلسیوس و محدوده رخداد دمای بین 5/15 تا 5/17 درجه سلسیوس گرمترین ماه سال هستند. ماههای نوامبر تا آوریل که همزمان با دوره سرد در کشور هستند بیشترین تغییرپذیری دما را دارند که ماه مارس در رأس است، ماههای گرم سال نیز کمترین ضریب تغییرات را داشته اند که ماههای ژوئیه و اوت کمینه تغییرپذیری بین ماههای سال را دارا هستند. مشخصات دوره های دمایی نیز در جدول(4) دیده می‌شود که با توجه به آن فراوانی وقوع دوره‌های مختلف دما در ماههای سرد بیشتر (چهار الگو) و در ماههای گرم کمتر (دو الگو) است، در ماههای گذر نیز سه الگوی دمایی دیده می شود که از نظر افت و خیز دوره ای دما و تغییرپذیری آن در حد واسط قرار دارند. نکته مهم در دمای ماهانه کشور این است که خط روند دما در همه ماهها در سالهای 1979 و 1980 خط میانگین کل را قطع کرده و به سطحی بالاتر از میانگین کل جابجا شده است که به نظر می رسد اقلیم کشور به سمت گرم شدن در حرکت باشد. این مطلب در حالی بیان می شود که روند تغییرات دما در خشکی و اقیانوس برای 140 سال گذشته، حدود 5/0 درجه سلسیوس در قرن افزایش داشته است (عزیزی،1383، 206). شواهد نشان می دهد که گرمایش قرن بیستم در نیمکره شمالی بیشترین گرمایش طی 1000 سال گذشته است (عساکره،1386،189).
|
الف- میانگین متحرک و روند دمای حداقل ماههای زمستان |
ب- میانگین متحرک و روند دمای حداقل ماههای بهار |
|
ج- میانگین متحرک و روند دمای حداقل ماههای تابستان |
د- میانگین متحرک و روند دمای حداقل ماههای تابستان |
شکل 11- نمودار میانگین متحرک ده ساله و روند دمای حداقل ماهانه کشور
الف) روزهای با دمای مساوی و کمتر از 4- درجه سلسیوس
شکل (12) نمودار ستونی تعداد روزهای با دمای 4- درجه و کمتر را نشان می دهد. با توجه به این نمودار ایستگاه همدان بیشترین فراوانی روزهای کمتر از 4- را دارا بوده که تعداد آنها به9/80 می رسد. زنجان نیز بعد از همدان دارای فراوانی 68 روز است، اراک، سنندج، کرمان و تبریز از تعداد روزهای نسبتاً مساوی برخوردار بوده و فراوانی آنها تقریباً 50 به روز می رسد. نکته قابل توجه اینکه به جز ایستگاه کرمان همه این ایستگاهها از نظر توزیع مکانی در شمالغرب کشور قرار دارند. پس می توان گفت بیشترین روزهای دارای دمای 4- درجه و کمتر در منطقه شمالغرب رخ داده و همچنین پایین ترین دماها نیز مانند همدان در این ناحیه به وقوع پیوسته است، میانگین این روزها در سطح همه ایستگاهها 3/26 روز است. درحالی که متوسط روزهای سرد در ایستگاههای شمالغرب 55 روز است. دامنه تغییرات روزهای با دمای کمتر از 4- درجه در کشور 9/80 بوده و انحراف معیار آن 8/24 روزاست. در ایستگاههای جنوبی و جنوبغرب ایران تعداد روزهای سرد در طول دوره آماری گزارش نشده است. این ایستگاهها شامل ایستگاههای اهواز، دزفول، بوشهر و بندرعباس است، دلیل این مسأله را می توان عرض جغرافیایی پایین، ارتفاع کم از سطح دریا و تأثیر توده هواهای گرم عرض های پایین است که از سمت جنوبغرب ایران وارد منطقه شده و از افت دما به زیر4- درجه جلوگیری می کند. این عامل به همراه توپوگرافی بسیار با اهمیت است، زیرا ایستگاه زاهدان که با ایستگاههای پیشگفته هم عرض است دارای 19 روز یخبندان در سال است که این به واسطه تأثیرگذاری سامانه پرفشار سیبری در فصول پاییز و زمستان است، در حالی که کوههای زاگرس و مکران از نفوذ هوای سرد به کرانه جنوبی ایران جلوگیری می کند. شکل (13) نیز پراکنش روزهای مساوی و کمتر از 4- درجه را در کشور نشان می دهد. با توجه به شکل بیشترین فراوانی این روزها همراه با تغییرات بین ایستگاهی زیادی در شمالغرب ایران دیده می شود. نواری باریک و کشیده از ایستگاه زاهدان شروع شده و با کشیده شدن به مناطق شمالی به دو شاخه تقسیم می شود، تعداد این روزها در ایستگاههای شمالشرق کشور بین 30 تا 40 روز است و در باریکه جنوبی کشور نیز تعداد آنها به کمتر از 10 روز می‌رسد.
|
شکل 12- تعداد روزهای مساوی وکمتراز4- درجه در ایستگاههای ایران |
شکل 13- پراکنش روزهای سرد در مناطق مختلف کشور |
|
جدول 4- مشخصات سری زمانی دمای حداقل ایستگاههای ایران |
||||||||
|
میانگین دوره |
دوره |
مقدار |
ماهها |
میانگین دوره |
دوره |
مقدار |
پارامتر (دوره آماری کل) |
ماهها |
|
2/15 |
1956- 1982 |
3/15 |
آگوست |
6/7- |
1956- 1973 |
8/7- |
میانگین سری زمانی دمای حداقل |
ژانویه |
|
6/15 |
1983- 2005 |
7 |
7/8- |
1974- 1983 |
34 |
تغییرپذیری دمای حداقل |
||
|
|
|
Y= 0/02 x + 14/8 |
6/7- |
1984- 1988 |
Y=0/000x + 7/8 |
معادله روند دمای حداقل |
||
|
|
|
5/14 تا 5/16 |
|
|
1989- 2005 |
7- تا 10- |
محدوده رخداد دمای حداقل |
|
|
5/10 |
1956- 1966 |
7/10 |
سپتامبر |
6- |
1956- 1962 |
6- |
میانگین سری زمانی دمای حداقل |
فوریه |
|
7/10 |
1967- 2005 |
10 |
5/6- |
1963- 1983 |
44 |
تغییرپذیری دمای حداقل |
||
|
|
|
Y= 0/025 x + 10 |
6/6- |
1984- 1993 |
Y=0/022x + 49/8 |
معادله روند دمای حداقل |
||
|
|
|
10 تا 12 |
اکتبر |
|
1994- 2005 |
4- تا 9- |
محدوده رخداد دمای حداقل |
|
|
1/5 |
1956- 1988 |
5/5 |
1/1- |
1956- 1967 |
6/1- |
میانگین سری زمانی دمای حداقل |
مارس |
|
|
3/6 |
1989- 2005 |
23 |
6/1- |
1968- 1980 |
57 |
تغییرپذیری دمای حداقل |
||
|
|
|
Y= 0/03 x + 4/7 |
2- |
1981- 2005 |
Y= -0/021x – 1/1 |
معادله روند دمای حداقل |
||
|
|
|
5/4 تا 5/6 |
|
|
|
5/2- تا 5- |
محدوده رخداد دمای حداقل |
|
|
92/0- |
1956- 1988 |
75/0- |
نوامبر |
9/2 |
1956- 1968 |
4/3 |
میانگین سری زمانی دمای حداقل |
آوریل |
|
3/0- |
1989- 2005 |
53 |
2/4 |
1969- 1974 |
49 |
تغییرپذیری دمای حداقل |
||
|
|
|
Y= 0/045 x + 1/8 |
2/3 |
1975- 1985 |
Y=0/02x + 2/9 |
معادله روند دمای حداقل |
||
|
|
|
1- تا 3- |
6/3 |
1986- 2005 |
2 تا 5/4 |
محدوده رخداد دمای حداقل |
||
|
9/5- |
1956- 1968 |
5- |
دسامبر |
4/8 |
1956- 1972 |
3/8 |
میانگین سری زمانی دمای حداقل |
مه |
|
3/5- |
1969- 1980 |
49 |
2/8 |
1973- 1988 |
17 |
تغییرپذیری دمای حداقل |
||
|
2/4- |
1981- 1986 |
Y= 0/05 x + 6/18 |
5/8 |
1989- 2005 |
Y=0/007x + 8/1 |
معادله روند دمای حداقل |
||
|
2/4- |
1987- 2005 |
3- تا 7- |
|
|
5/7 تا 5/9 |
محدوده رخداد دمای حداقل |
||
|
|
|
|
|
1/13 |
1956- 1973 |
1/13 |
میانگین سری زمانی دمای حداقل |
ژوئن |
|
|
|
|
13 |
1974- 1982 |
9 |
تغییرپذیری دمای حداقل |
||
|
|
|
|
4/13 |
1983- 2005 |
Y=0/015x + 12/8 |
معادله روند دمای حداقل |
||
|
|
|
|
|
|
5/12 تا 14 |
محدوده رخداد دمای حداقل |
||
|
|
|
|
|
3/16 |
1956- 1982 |
4/16 |
میانگین سری زمانی دمای حداقل |
ژولای |
|
|
|
|
5/16 |
1983- 2005 |
6 |
تغییرپذیری دمای حداقل |
||
|
|
|
|
|
|
Y=0/007 x + 16/2 |
معادله روند دمای حداقل |
||
|
|
|
|
|
|
5/15 تا 5/17 |
محدوده رخداد دمای حداقل |
||
2-3- توزیع مکانی حداقل‌های مطلق دما درایران
شکل (14) نقشه های توزیع دمای حداقل را طی دهه های متوالی طی دوره آماری نشان می دهد. درتمام این نقشه‌ها منطقه شمالغرب سردترین منطقه کشور بوده و از لحاظ دمایی از نوسانات بالایی برخوردار می باشد. روزهای مساوی و کمتر از 4- درجه نیز از فراوانی زیادی برخوردار است، و از این لحاظ منطقه شمالغرب با دمای بین 25- تا 35- درجه کمینه ترین دمای کشور محسوب می شود. البته مناطق کوهستانی منفرد در سطح کشور نیز این دماها را نشان می دهد. دومین کمینه با دماهای 15- تا 25- درجه مربوط به ایستگاههای واقع در حاشیه منطقه شمالغرب و نیز منطقه شمالشرق و شرق کشور است که شامل ایستگاههای مشهد و بیرجند و در مواقع گسترش سرما و افت شدید دما ایستگاههای یزد و کرمان را نیز شامل می شود. سومین پهنه دماهای حداقل ایستگاههای تهران، اصفهان، شیراز، کرمانشاه، خرم آباد، ایلام، زاهدان، سمنان را در بر می‌گیرد، این محدوده گستره مکانی زیادی نسبت به سایر محدوده‌های دمایی کشور دارد. نوسانات و ضرایب تغییرات در این محدوده دمایی نسبت به منطقه شمالغرب کمتر است. چهارمین منطقه دمایی که باریکه ساحلی جنوب کشور را در بر می گیرد، از نوسانات دمایی پایین تری نسبت به سایر مناطق و ایستگاهها برخوردار است، دمای این محدوده به دلیل تاثیر پیرایشی دریا و نفوذ توده هواهای گرم عرضهای پایین از دماهای بالاتر و دامنه تغییرات کمتری برخوردار است. همان طور که مشاهده می کنیم در تمام این دوره‌ها الگوی توزیع دمای حداقل مشابه بوده و در دوره های مختلف به جز تغییرات ناچیز در گسترش و پسروی مرزهای مناطق دمایی که دارای روند و الگوی مشابه هستند تغییر قابل توجهی دیده نمی‌شود. اگرچه این الگوی توزیع دما در سطح کشور در دهه های متوالی تغییرات جزئی را از نظر سطح وقوع دمای حداقل را نشان می دهد اما می توان آن را الگوی کلی دمای حداقل کشور طی 50 سال اخیر دانست. با توجه به موقعیت مکانی وقوع کمترین دماهای حداقل، به نظر می رسد وقوع سردترین دماها در سطح کشور در نتیجه نفوذ توده های هوایی سرد عرض های شمالی باشد.
|
الف- توزیع مکانی حداقل دما در سالهای(2005-1956) |
ب- توزیع مکانی حداقل دما در سالهای(1965-1956) |
|
شکل 14- نقشه های توزیع مکانی دمای حداقل ایستگاههای همدید ایران طی دهه‌های متوالی |
|
|
ج- توزیع مکانی حداقل دما در سالهای (1975-1966) |
د- توزیع مکانی حداقل دما در سالهای (1985-1976) |
|
ﻫ - توزیع مکانی حداقل دما در سالهای (1995-1986) |
و- توزیع مکانی حداقل دما در سالهای (2005-1996) |
ادامه شکل 14- نقشه های توزیع مکانی دمای حداقل ایستگاههای همدید ایران طی دهه های متوالی
نتایج
نتایج به دست آمده در این پژوهش بیانگر تغییرات شدید زمانی و مکانی دمای حداقل در سراسر کشور طی دوره آماری است. بررسی تغییرات دما در طول دوره آماری در مقیاس ماهانه، فصلی و سالانه و دهه های متوالی نشاندهنده روند افزایشی دمای حداقل در طول دوره است بطوری که خط روند در سالهای میانی دوره در همه ایستگاهها خط میانگین را قطع نموده و به بالاتر از آن جابجا شده است که حاکی از تغییر اقلیم ایستگاههای کشور است. همچنین سری زمانی دمای حداقل در طول دوره افت و خیزها و نوسانات دوره‌ای زیادی را تجربه کرده است که در ماهها و فصول مختلف با شدت و ضعف هایی همراه بوده است. فصول سرد سال به ویژه ماههای دسامبر تا مه دمای حداقل با شدت بیشتری رخ داده است و تغییرپذیری قابل توجهی داشته است. توزیع مکانی دمای حداقل نیز چهار محدوده دمایی را نشان داد که سردترین منطقه کشور شمالغرب و شمالشرق و بعضاً شرق کشور بود که می تواند در نتیجه نفوذ توده هواهای سرد شمالی باشد. همچنین باریکه نواحی جنوبی و مرکزی و بخشهایی از غرب ایران (نیمه جنوبی) با توجه به عرض جغرافیایی پایین و نیز تحت تأثیر توده هواهای عرضهای پایین و میانی، محل وقوع دماهای حداقل با شدت کم بوده و مناطق گرم کشور را تشکیل می دهد. وقوع روزهای با دمای کمتر از 4- درجه سلسیوس نیز الگوی مشابه با توزیع مکانی وقوع دمای حداقل را نشان داد. ایستگاه همدان با بیشترین روزهای با دمای کمتر از 4- درجه سلسیوس سردترین ایستگاه کشور و بندرعباس گرمترین ایستگاه شناسایی گردید.
یافته‌ها نشان داد با توجه به توزیع مکانی دماهای حداقل که شدیدترین آنها در مسیر توده هواهای قرار دارند، بنابراین، وقوع دمای حداقل در سطح کشور تا حد زیادی تحت تأثیر توده هواهای نفوذی به کشور، رخ داده است. همچنین در سالهای میانی سری زمانی، روند دمای حداقل در همه ایستگاهها خط میانگین را قطع نموده و به بالاتر از آن جابجا شده است که بیانگر تغییر اقلیم در این سالها بوده و گرم شدن دمای ایستگاهها در طی دهه های اخیر را نشان می دهد. توزیع مکانی دمای حداقل در پنج دهه متوالی یک الگوی کلی و یکسان را در طول دوره آماری کل نشان می دهد.
تقدیر و تشکر
در پایان از آقای دکتر قاسم عزیزی به واسطه راهنمایی‌های ارزنده ایشان و نیز از همکار گرامی سرکار خانم باسره تشکر می‌گردد.
)
