بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
مطالعه تغییرات آب و هوایی در دامنه شرقی سبلان
چکیده:
بارندگی و دما در سطح کره زمین دارای تغییرات مکانی و زمانی زیاد است بخصوص این تغییرات در مناطق کوهستانی کاملا مشهود است و امروزه با توجه به فعالیت های انسانی در سطح زمین در یک منطقه مشخص از یک زمان به زمان دیگر تغییرات آب و هوایی کاملا مشهود است هدف اصلی این مقاله آن است تا با بهرهگیری از سیستم های آماری و روشهای آماری از جمله آزمون دنباله ها، و نمودارهای مربوط و روند آنها همچنین با نمودارهای هیستوگرام و مولفه های میانگین، میانه، انحراف معیار ،کشیدگی و چولگی پرتویی روشنگر بر ساختار تغییرات بارش و دمای دامنه شرقی کوهستان سبلان بیاندازد در پژوهش حاضر از آمار ایستگاه هواشناسی سینوپتیک اردبیل استفاده شده و در نتایج آن ها دیده می شود که در منطقه روندهای دمای سالانه افزایشی و روندهای بارش سالانه با نسبت ضعیف افزایشی می باشد. و از نظر متوسط دمای ماهانه ماه ژانویه به عنوان سردترین ماه با میانگین -2/5 درجه سانتی گراد و ماه آگوست به عنوان گرمترین ماه با میانگین 18/1 درجه سانتیگراد،می باشد و از نظر درصد تغییر پذیری چه از لحاظ مکانی و چه از لحاظ زمانی ماه های گرم سال دارای کمترین درصد تغییرپذیری هستند همچنین بیشترین بارش ماهانه در ماه مارس(با متوسط بارش ماهانه 40/5میلی متر) و کمترین بارش ماهانه در ماه آگوست(با متوسط بارش ماهانه 6/6میلی متر) دیده می شود اما از نظر فصلی بطور متوسط بیشترین درصد بارش در فصل بهار(با%31بارش سالانه) و کمترین درصد بارش در فصل تابستان(با %9بارش سالانه) دیده می شود. و از لحاظ تغییرپذیری زمانی برعکس دما،بیشترین ضریب تغییرپذیری های ماهانه در یکی از ماه های تابستان، و کمترین ضریب تغییرپذیری های ماهانه در یکی از ماه های سرد سال دیده می شود. و از لحاظ خشکسالی، شدیدترین سختی خشکی هم مربوط به سال 1986 با سختی خشکی -33 می باشد بقیه سختی خشکی ها در تمام دوره ها زیاد بالا نیست.
واژه های کلیدی:
هیستوگرام ، روند ، چولگی ، ضریب تغییر پذیری ، خشکسالی
-1 مقدمه:
تغییرات آبوهوایی و یا تغییر اقلیم یعنی هر تغییر مشخص در الگوهای مورد انتظار برای وضعیت میانگین آب و هوایی، که در طولانی مدت در یک منطقه خاص یا برای کل اقلیم جهانی، رخ بدهد. تغییر اقلیم نشان دهندهی تغییرات غیر عادی در اقلیم درون اتمسفر زمین و پی آمدهای ناشی از آن در قسمتهای مختلف کرهی زمین میباشد ف اثبات وقوع پدیده تغییر اقلیم ، در سطح جهان به سهولت امکان پذیر نیست و نیازمند بررسی های جامع و طولانی مدت بر آمارهایی از
پارامترهای عناصر اقلیمی است، هر چند روند گرمتر شدن دمای سطح زمین و افزایش غلظت گاز کثختقریباً قطعی می نماید. سناریوهای تغییر اقلیمی در چرخه آبشناسی نمود کاملاً بارزی می یابند.چرا که تمامی اجزاء آن تحت تأثیر تغییرات حاصله در میزان تبادلات انرژی و جرم قرار می گیرند. نوسان منابع آبی به طرز قابل ملاحظه ای تابع تغییرات اقلیمی است، چرا که نیاز به این منابع با افزایش تبخیر و تعرق در شرایط گرمتر،خشک تر و آفتابی تر بیشتر می شود.
بررسی ها نشان داده است، غلظت گازکربنیک و سایر گازها در اتمسفر از نیمه دوم قرن نوزدهم افزایش یافته است. میزان غلظت کثخ از سال 1958 تا 1988 حدود 35 درصد فزونی یافته است. مسائل متنوع آب و هوایی،افزایش و معضلات تامین نیازهای اولیه جمعیت رو به افزایش جهان،مشکلات و عواقب مصیبت بار ناشی از خشکی اقلیمی و بروز خشک سالی ها به موازات رشد آگاهی های انسان،او را بیش از پیش در جهت ارتقای سطح منابع تولید و مداخله در برخی از شرایط اقلیمی محیط زیست رهنمون ساخته است.
با وجود پیشرفت تکنولوژی و ابداع دست افزارهای جدید درا مقابله انسان با عوامل نامساعد طبیعی،هنوز هم در بسیاری از نقاط زمین حاکمیت اقلیم به عینه مشهود بوده وتا کنون نتایج لازم و کافی از ستیز انسان در بیابان های گرم و یا مناطق همیشه یخبندان حاصل نشده است.
با توجه به اینکه شرایط اقلیمی زاییده فعل و انفعالات و پدیده های بزرگ مقیاس حاصل از گردش اتمسفری و بیلان تابش خورشیدی و نیز تشعشع زمین است و در نتیجه،تسلط و کنترل آن از عهده انسان خارج می باشد از این رو شناخت اقلیم در اغلب فعالیت های انسان به منظور آمایش سرزمین،نخستین گام و ضروری ترین اقدام مطالعاتی تلقی می گردد.(جعفرپور،(1388
-2 پیشینه و ادبیات پژوهش:
در ایران و خارج کشور مطالعات زیادی در مورد تغییرات بارش و دمای این منطقه و سایر مناطق جهان صورت گرفته که از جمله آن می توان به موارد زیر اشاره کرد:
موحد دانش و همکاران (1367)در طرح مطالعاتی مراتع سبلان با عنوان مطالعات هیدرولوژی و ژئومورفولوژی منطقه سبلان به این نتیجه رسیده اند که دامنه شرقی سبلان دارای کمترین مقدار تغییرات درجه حرارت شبانه روزی و بیشترین مقدار رطوبت نسبی و دارای بیشترین مقدار بارش های فصلی و سالانه در بین دامنه های سبلان می باشد.
جوانشیر (1367)در طرح مطالعاتی مراتع سبلان با عنوان هواشناسی و اکولوژی عنوان کرده است که اقلیم دامنه های سبلان از نوع نیمه استپی سرد و نیمه خشک قرار دارد و در این دامنه ها متناسب با افزایش ارتفاع از شدت دما کاسته شده و بر میزان بارندگی افزوده می شود و ارتفاعات بین 2000 تا 2500 متر را از نوع نیمه مرطوب و ارتفاعات بالاتر از 2500متری را از نوع سرد مرطوب قلمداد کرده است.
مسیبی (1374)در مطالعه اقلیم شناسی حوضه گلپایگان(دما و بارندگی)با توجه به داده های شش ایستگاه هواشناسی به توزیع بارش وتوزیع دما در منطقه پرداخته و پرباران ترین وکم باران ترین ماه سال وگرمترین وسردترین ماه سال را تعیین کردند.
جهادی طرقی (1379)در پژوهشی به بررسی روند تغییرات دما و بارش شهر مشهد در طی دوره آماری44ساله پرداخته است و نتیجه گرفته است که این روند افزایشی بوده ولی روند افزایشی دما و بارش در طول تمام دوره یکسان نمی باشد.
رحیمی بندر آبادی و مهدیان((1384در مطالعه ای به بررسی روش های توزیع مکانی بارندگی روزانه و ماهانه در حوضه دریای خزر پرداختند و به این نتیجه رسیدند که در این منطقه بارندگی های روزانه دارای همبستگی می باشد و همچنین همبستگی مکانی برای ماه های خرداد،تیر،مرداد،شهریور،مهر و آبان نسبتا قوی است اما بقیه ماه ها فاقد همبستگی هستند.
خوش اخلاق و همکاران (1387)درتحقیقی با عنوان شناسایی و پیش یابی روند آب و هوایی شمالغرب ایران با استفاده از نمودار پیرایش شده آمبروترمیک نشان دادند که مرطوبترین فصل منطقه از زمستان به سمت پاییز در حال انتقال است و روند دما در شمال غرب کشور در تمام فصول به جز تابستان افزایشی است.
عسگری و رحیم زاده((1385ضمن مطالعه تغییرپذیری بارش دهه های اخیر ایران با استفاده از آزمون های من کندال،انحرافات تجمعی ونسبت بیشینه ورسلی به این نتیجه رسیدند که روندهای بارش فصلی درایران در هیچ یک از ایستگاه های مطالعه شده به صورت موازی رخ نداده است.
هرناندز و جاسکین (2007)در تحلیل مکانی و زمانی توزیع دما و بارش روزانه در حوضه مکزیکو نشان دادند که متغیر ارتفاع عامل مهمی در چگونگی این توزیع می باشد آنها به این نتایج رسیدند که درون یابی رویدادهای روزانه در منطقه با بلندی و ارتفاع به عنوان یک متغیر ثانویه،بهبود یافته حتی موقعی که همبستگی بین آنها کم باشد.
جیانگ و همکاران (2007) در بررسی روند مکانی و زمانی توزیع بارش در حوضه رودخانه یانگ تز،از روش آزمون مال،کندال و تجزیه و تحلیل رگرسیون ساده استفاده نموده و بدین نتیجه رسیدند که روند بارش فصل تابستان در بسیاری از ایستگاه ها در این حوضه بویژه برای ماه های ژوئن و ژوئیه روند مثبتی را نشان می دهد.
زینگ لی و همکاران (2010)در پژوهشی به بررسی روندهای مکانی و زمانی دما و بارش بین سال های 1960 – 2008 در کوه های هنگدان چین پرداختند و نشان دادند که بطور متوسط در این دوره دمای فصل های بهار،تابستان،پاییز و زمستان روند قابل توجهی از افزایش دما را نشان می دهد. و در مقابل درجه حرارت،اهمیت تغییر در بارش در این دوره کم بوده است بطوریکه بارش تابستانی روند کاهش و بارش سایر فصل ها روند افزایش کم اهمیتی را نشان می دهد.
-3 داده ها و روش های تحقیق:
در تحقیق حاضر تقریبا از غالب روشهای متعارف به صورت تلفیقی استفاده شده است. و برای تمامی داده های بارش و دما ، میانگینMean ، انحراف معیارSd ، درصد ضریب تغییرات Cv ،چولگی Skew ، کشیدگی Kurt و... را محاسبه کرده و سپس روند بارش سالانه برای ایستگاه منتخب ترسیم شده است. و برای مشخص نمودن سال های مرطوب و خشک از روش آزمون دنباله استفاده شده است.
ودر ترسیم نمودارها و نقشه ها از نرم افزارهای Excel و Spss بکار برده شده است. و همچنین در این مقاله برای تحلیل های آماری دما و بارش از رابطه های زیر استفاده شده است.
-4 یافته های تحقیق:
-1-4 بررسی سرعت باد و جهت وزش باد سالانه در شرق منطقه سبلان:
دامنه شرقی منطقه کوهستانی سبلان مشرف به منطقه شهرستان اردبیل می باشد و روند متوسط سرعت باد و گلباد سالانه آن در طول دوره آماری به صورت زیر می باشد:
شکل((1 بررسی نمودار و روند سرعت باد سالانه در دامنه شرقی کوهستان سبلان(ایستگاه سینوپتیک اردبیل)
شکل((2 گلباد سالانه ایستگاه اردبیل
شکل (1) نشان می دهد که میانگین سرعت باد سالانه در شرق منطقه سبلان روندی تقریبا ثابت با ضریب همبستگی ./03داشته اسـت وکمترین سرعت باد سالانه در سال 1991 با سرعت 4/4 نات و بیشترین سرعت باد سالانه در سال 1987 بـا سـرعت10/3نـات اتفـاق افتاده است و همچنین گلباد سالانه ایستگاه مذکور نشان می دهد که باد شرقی از نظر فراوانی با بیشـترین تعـداد وسـرعت وزش،بـاد غالب منطقه می باشد. باد جهت جنوب غربی پس از باد شرقی بیشترین درصد وزش باد را در دوره ی آماری مورد مطالعه داشته است.
-2-4 بررسی متوسط دما و بارش سالانه در دامنه های شرقی سبلان
شکل((3 بررسی روند و نمودار متوسط دمای سالیانه دامنه شرقی کوهستان سبلان(ایستگاه سینوپتیک اردبیل)
شکل((3 نشان میدهد که متوسط دمای سالانه در شرق منطقه سبلان روند افزایشی با ضریب همبستگی +0/73 درطول دوره آماری را دارد و میانگین متوسط دمای سالانه 20 ساله آن 8/8درجه سانتیگراد می باشد و از سال1986 تا سال1996 در کلیه سال ها به جز سال 1987و سال1995 دمای سالانه کمتر از دمای میانگین سالانه 20ساله آن می باشد.و از سال 1997به بعد دمای سالانه کلیه سالها از دمای میانگین سالانه 20ساله آن بیشتر است واین عامل باعث شده است که روند افزایشی دمای سالانه در نمودار بالا مشاهده گردد.
شکل((4 بررسی نمودار و روند بارش سالانه و میانگین متحرک سه ساله دامنه شرقی کوهستان سبلان(ایستگاه سینوپتیک اردبیل)
شکل((4 نشان می دهد که تغییرات بارش در منطقه افت و خیز زیادی داشته بهمین جهت از میانگین متحرک سه ساله در آن استفاده شده است و همچنین نشان می دهد که میانگین مجموع بارش سالانه در طول دوره آماری در شرق منطقه سبلان(ایستگاه اردبیل)286/3 میلی متر بوده و ضریب همبستگی میانگین متحرک سه ساله آن +0/17بوده که نشان می دهد روند بارش در این منطقه روند افزایشی نسبتا ضعیف داشته بطوریکه 2 سال اول دوره آماری مقدار بارش سالانه زیر متوسط بارش طول دوره آماری بوده و سپس یک دوره یک ساله با بارش سالانه متوسط بارش در منطقه رخ داده و در ادامه یک دوره سه ساله کاهش بارش در منطقه داشته و سپس یک دوره سه ساله با بارش خیلی زیاد در منطقه رخ داده است که بیشترین بارش های طول دوره آماری در آن سال ها 1992) تا1994 را تشکیل می دهند و سپس دوره های متوالی کاهش و افزایش بارش تا پایان دوره آماری منطقه به خود دیده است بطور کلی بیشترین بارش منطقه در سال 1992 با مجموع بارش 405/6 میلی متر در سال رخ داده است که بنظر می رسد در آن سال ورود رطوبت وعامل های صعود از بیرون از کشور همراه با توده های هوایی مختلف و اغتشاشات غربی زیاد بوده است.و کمترین بارش سالانه منطقه در سال 1986 با مجموع بارش 196/1 میلی متر در سال رخ داده است که بنظر می رسد در آن سال ورود رطوبت وعامل های صعود از بیرون از کشور همراه با توده های هوایی مختلف و اغتشاشات غربی خیلی کم بوده است.
-3-4 بررسی هیستوگرام و پارامترهای پراکندگی دما و بارش سالانه در دامنه های شرقی منطقه سبلان
شکل((5 بررسی نمودار هیستوگرام دمای سالانه دامنه شرقی کوهستان سبلان(ایستگاه سینوپتیک اردبیل)
نمودار هیستوگرام دمای سالانه در شرق منطقه سبلان نشان می دهد که در بین فراوانی داده های دمای سالانه در طول 20سال دوره آماری بیشترین فراوانی دما بین دمای 9تا10/5 درجه سانتیگراد که از دمای میانگین(8/82درجه سانتیگراد) بیشتر است رخ داده و این باعث شده است که میانه و میانگین در سمت چپ مد قرار گیرند و در نتیجه چولگی در این منطقه کمی به چپ می باشد و ضریب چولگی باید منفی باشد که با محاسبه آن عدد مزبور -0/3 در می آید.وهمچنین برای تشریح چگونگی پراکندگی داده های دما از ضریب کشیدگی (اوج یا بلندی)استفاده شده است و عدد مزبور درشرق منطقه سبلان برای دمای سالانه -0/9 می باشد این نشان می دهد که بواسطه توزیع و پخش داده ها در اطراف میانگین شدت متغیر کم بوده و وقوع مقادیر حدی غیر مترقبه (یخبندان های شدید) برای رژیم دما در منطقه کمتر می تواند مشاهده شود.
