واکاوی توزیع زمانی- مکانی سرعت باد سطحی در گستره‌ی جغرافیایی ایران با استفاده از مدل MERRA-2
الموضوعات :کوهزاد رئیس پور 1 , هلاله فهیمی 2 , رویا پورکریم 3
1 - دانشگاه زنجان، دانشگده علوم انسانی، گروه جغرافیا
2 - Department of Geography, Faculty of Humanities, University of Zanjan, Zanjan, Iran
3 - دانشگاه زنجان، دانشکده علوم انسانی، گروه جغرافیا
الکلمات المفتاحية: ایران, واکاوی, سرعت باد, زمانی- مکانی, مدل MERRA – 2,
ملخص المقالة :
چکیده باد یکی از متغیرهای پیچیده اقلیمی است که تغییرات آن می تواند بر ویژگیهای اقلیمی در مقیاس جهانی، منطقه ای و محلی اثرگذار باشد. گرچه این متغیر از جمله عوامل مهم در تغییر اقلیم به شمار می رود اما به ندرت به منظور کشف تغییرات آب و هوایی مورد بررسی قرار گرفته است. هدف از این پژوهش، واکاوی توزیع زمانی- مکانی سرعت باد سطحی در گستره‌ی جغرافیایی ایران (2019-1982) می‌باشد. به این منظور؛ از میانگین داده‌های ساعتی، روزانه و ماهانه‌ی سرعت باد سطحی مربوط به مدل MERRA–2 استفاده‌شد. نتایج حاصله بیانگر افت‌وخیزهایی در سرعت باد بوده و روند آن با افزایشm/s2/0 همراه است. تحلیل‌های آماری نیز تفاوتهای معناداری را به لحاظ زمانی و مکانی نشان‌داد. در میان ماه‌ها، بیشترین میانگین سرعت باد مربوط به ماههای (ژوئن، ژولای و آگوست) و کمترین میزان مربوط به ماههای (اکتبر، نوامبر، دسامبر و ژانویه) و در میان فصول نیز بیشترین و کمترین در تابستان و زمستان اتفاق افتاده‌است. به لحاظ مکانی نیز بیشترین شدت و تداوم جریان باد در شرق ایران و ایران مرکزی است. رابطه‌ی رگرسیونی بین سرعت باد و متغیرهای دما و فشار نشان داد، سرعت باد با دما ارتباط مستقیم (R=%81) و با فشار ارتباط معکوس (R= - %70) دارد.
منابع
1- پورکریم برآبادی، رؤیا (1392): ارتباط متقابل رژیم بادهای شرق خراسان با بادهای صدوبیست روزۀ سیستان، پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد، به راهنمایی دکتر محمود خسروی، دانشگاه سیستان‌وبلوچستان.
2- جهانبخش، سعید و رجبی، معصومه (1388): مبانی جغرافیای طبیعی، انتشارات دانشگاه تبریز، چاپ اول.
3- حسین‌زاده، سیدرضا (1376): بادهای 120 روزۀ سیستان، فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، شماره 46، ص 103.
4- حمیدیان پور، محسن، مفیدی، عباس و سلیقه، محمد (1395): تحلیل ماهیت و ساختار باد سیستان، مجله ژئوفیزیک ایران، جلد 10، شماره 2، صص 109-83.
5- حمیدیان‌پور، محسن، مفیدی، عباس، سلیقه، محمد و علیجانی، بهلول (1395): نقش توپوگرافی بر شبیه‌سازی ساختار باد سیستان، نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، سال شانزدهم، شماره 43، صص 53-25.
6- حنفی، علیو ایران پور، فخرالدین (1396): ارزیابیوپهنه‌بندیپتانسیلسرعتباددرکشوربه‌منظوربرنامه‌ریزیجهتتولیدبرقبادی، نشریه پژوهش‌های اقلیم‌شناسی، شماره 31، صص 88 – 73.
7- خسروی، محمود، ابراهیمی، محمد و بهروزی، محمود (1394): بررسی وضعیت انرژی باد در استان خوزستان به‌منظور استفاده از توربین‌های بادی، فصلنامه برنامه‌ریزیمنطقه‌ای، سال 6، شماره پیاپی 22، صص 42-29.
8- رضازاده، مریم، ایران‌نژاد، پرویز و شائو،یاپینگ (1392): شبیه‌سازی گسیل غبار با مدل پیش‌بینی عددی وضع هوا و داده‌های جدید سطح در منطقه خاورمیانه، مجله فیزیک زمین و فضا، شماره 1، صص212-191.
9- رضایی، پرویز (1382): بررسی اقلیمی باد منجیل، فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، شماره 68، صص 113-101.
10- رضایی بنفشه، مجید، جوان،خدیجه وزینالی، بتول (1390): بررسی روند تغییرات سرعت باد دار شمال غرب ایران، نشریه جغرافیای طبیعی، شماره 13، پاییز 1390، صص 41 – 25.
11- رئیس پور، کوهزاد (۱۳۹۷): تحلیلی بر رویدادهای کنترل ناپذیر گردوغبار در جنوب غرب ایران با استفاده از پایش ماهواره‌ای و تحلیل همدیدی، دومین همایش بین‌المللی گرد و غبار، ایلام، دانشگاه ایلام،اردیبهشت 1397.
12- رئیسپور، کوهزاد (1386): تحلیل آماری - همدیدی پدیدۀ گردوغبار در استان خوزستان، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، به راهنمایی دکتر تقی طاووسی، دانشگاه سیستان‌وبلوچستان.
13- طاووسی، تقی، رئیس پور، کوهزاد و بیگ رضایی، احسان (1392):تحلیل آماری و پیش‌بینی احتمال وقوع بادهای شدید و طوفانی در استان کرمانشاه، مجله جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، سال 24، شماره 3، صص 93-106.
14- علیجانی، بهلول (1381): آب و هوای ایران، انتشارات دانشگاه پیام نور، تهران.
15- علیزاده، امین، کمالی، غلامعلی و موسوی، فرهاد (1384): هوا و اقلیم‌شناسی، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد.
16- قائدی، سهراب (1398): روند سرعت باد در ایران، نشریه مدیریت بیابان، شماره 13، صص 28 – 15.
17- کارگر، الهام، بداق جمالی، جواد، رنجبر سعادت آبادی، عباس (1395): شبیه‌سازی و تحلیل عددی طوفان گردوغبار شدید شرق ایران، نشریه تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، سال سوم، شماره 4، صص 119-101.
18- گندمکار، امیر (1388): ارزیابی انرژی پتانسیل باد در کشور ایران، مجله جغرافیا و برنامه‌ریزیمحیطی سال 20، شماره پیاپی 36، شماره 4، صص 100-85.
19- مجرد، فیروز و همتی، شهرام (1392): ارزیابی قابلیت‌های انرژی باد در استان‌های کرمانشاه و کردستان، نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، سال سیزدهم، شماره 29، صص 157-137.
20- مسعودیان، سیدابوالفضل و کاویانی، محمدرضا، 1387، اقلیم‌شناسی ایران، انتشارات دانشگاه اصفهان، ص 40.
21- مسعودیان، سید ابوالفضل، (1388): آب و هوای ایران، انتشارات شریعت توس مشهد، ص 91.
22- معروفی، صفر، سقایی، صبا، ارشاد فتح، فرناز (1396): بررسی توزیع مکانی سرعت باد با استفاده از روش‌های زمین‌آماری و کلاسه‌بندی آن بر اساس روش تحلیل خوشه‌ای، نشریه علوم و مهندسی آبیاری، دوره 40، صص 14 -1.
23- Alexanderson, H. Tuomenvirta, H. Schmith, T. And Iden, K. (2000): Trends Of Storms In NW Europe Derived From An Updated Pressure Data Set. Climate Research, 14 (1),Pp. 71–73.
24- Bosilovich, M. Grobertson, F. R. And Chen, J.( 2011): Global Energy And Water Budgets In MERRA. J. Climate, 24, Pp. 5721–5739.
25- Burkhardt, R AndKatja W. (2007): Extremes Of Near-Surface Wind Speed Over Europe And Their Future Changes As Estimated From An Ensemble Of RCM Simulations, Climatic Change. 81, Pp.267–280.
26- Carvalho, D. (2019): An Assessment OfNASA’s GMAO MERRA-2 Reanalysis Surface Winds. J. Climate, 32 (23), Pp. 8261–8281.
27- Gelaro, R. And Coauthors, H. (2017): The Modern-Era Retrospective Analysis ForResearch And Applications, Version 2 (MERRA-2). J. Climate, 30,Pp. 5419–5454.
28- Gong, L. Xu C. Chen, D. Halldin, S. And Chen, Y. D. (2006) Sensitivity Of The Penman–Monteith Reference Evapotranspiration To Key Climatic Variables In The Changjiang (Yangtze River) Basin. Journal OfHydrology, 329 (3-4), Pp. 620-629.
29- Irmak, S. Payero, J. O. Martin, D. L. And Howell, T. A.(2006): Sensitivity Analyses And Sensitivity Coefficients. Journal OfIrrigation And Drainage Engineering, 132 (6), Pp. 564-578.
30- J Clim, 24 (14) (2011), Pp. 3624-3648.
31- Jiang, Y. Luo, Y. Zhao, Z. And Tao, S. (2010): Changes In Wind Speed Over China During 1956–2004. Theory Appl Climatol, 99(3), Pp. 421–430.
32- Larissa, E. B. And Christopher, S. B.(2005): The Relationship BetweenWind Speed And Precipitation In The Pacific ITCZ, Washington, Seattle. 46, Pp.426 – 4251.
33- Liléo, S. And Petrik, O. (2011): Investigation On The Use Of NCEP/NCAR, MERRA And CEP/CFSR Reanalysis Data In Wind Resource Analysis Presented At EWEA. Brussels, Belgium, 14, Pp. 1214 - 1229.
34- Mccarty, W. L. Coy, R. Gelaro, A. Huang, D. Merkova, E. B. Smith, M. Sienkiewicz, And Wargan, K.(2016): MERRA-2 Input Observations: Summary And Assessment. NASA Rep. NASA/TM-2016-104606, Vol. 46, P. 61.
35- Molod, A. L. Takacs, M. Suarez. And Bacmeister, J.(2015): Development Of The GEOS-5 Atmospheric General Circulation Model: Evolution From MERRA To MERRA-2. Geosci. Model Dev. 8, Pp. 1339–1356.
36- Olauson, J. Bergkvist, M. (2015): Modelling The Swedish Wind Power Production Using MERRA Reanalysis Data, Renew Energy, 76,Pp. 717-725.
37- Reichle, R. H. Koster, R. D. Lannoy. G. J. And Touré, A. (2011): Assessment And Enhancement Of MERRA Land Surface Hydrology Estimates. J. Climate, 24, Pp. 6322–6338.
38- Rienecker, M. And Coauthors, M. (2011): MERRA: NASA’s Modern-Era Retrospective Analysis For Research AndApplications. J. Climate, 24, Pp. 3624–3648.
39- Rienecker, M.J. Suarez, R. Gelaro, R. Todling, J. Bacmeister, E. (2012): MERRA-NASA's Modern-Era Retrospective Analysis For Research And Applications
40- Robertson, F. R. Bosilovich, M. G. Chen, J. And Miller, T. L. (2011): The Effect Of Satellite Observing System Changes On MERRA Water And Energy Fluxes. J. Climate, 24,Pp. 5197–5217.
41- Ruha, Z. Shiyan, Z. Jiali, L. Yuanyuan, H. And Junxia, Z. (2019): Analysis Of Near-Surface Wind Speed Change In China During 1958–2015, Theoretical And Applied ClimatologyVolume 137, P. 2785–2801.
42- Shoji, T. And Kitaura, H. (2006): Statistical And Geostatistical Analysis Of Rainfall In Central Japan. Computers AndGeosciences, 32, PP. 1007-1024.
44- Wargan, K. (2016): MERRA-2 Input Observations: Summary And Assessment. NASA Rep. NASA/TM-2016-104606, Vol. 46, Pp. 61.
45- Zhao, Z And Jinhong, Z. (2010): Projections Of Wind Changes For 21st Century In China By Three Regional Climate Models Chin. Geogra. Sci. 20 (3), Pp. 226–235.
_||_
منابع
1- پورکریم برآبادی، رؤیا (1392): ارتباط متقابل رژیم بادهای شرق خراسان با بادهای صدوبیست روزۀ سیستان، پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد، به راهنمایی دکتر محمود خسروی، دانشگاه سیستان‌وبلوچستان.
2- جهانبخش، سعید و رجبی، معصومه (1388): مبانی جغرافیای طبیعی، انتشارات دانشگاه تبریز، چاپ اول.
3- حسین‌زاده، سیدرضا (1376): بادهای 120 روزۀ سیستان، فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، شماره 46، ص 103.
4- حمیدیان پور، محسن، مفیدی، عباس و سلیقه، محمد (1395): تحلیل ماهیت و ساختار باد سیستان، مجله ژئوفیزیک ایران، جلد 10، شماره 2، صص 109-83.
5- حمیدیان‌پور، محسن، مفیدی، عباس، سلیقه، محمد و علیجانی، بهلول (1395): نقش توپوگرافی بر شبیه‌سازی ساختار باد سیستان، نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، سال شانزدهم، شماره 43، صص 53-25.
6- حنفی، علیو ایران پور، فخرالدین (1396): ارزیابیوپهنه‌بندیپتانسیلسرعتباددرکشوربه‌منظوربرنامه‌ریزیجهتتولیدبرقبادی، نشریه پژوهش‌های اقلیم‌شناسی، شماره 31، صص 88 – 73.
7- خسروی، محمود، ابراهیمی، محمد و بهروزی، محمود (1394): بررسی وضعیت انرژی باد در استان خوزستان به‌منظور استفاده از توربین‌های بادی، فصلنامه برنامه‌ریزیمنطقه‌ای، سال 6، شماره پیاپی 22، صص 42-29.
8- رضازاده، مریم، ایران‌نژاد، پرویز و شائو،یاپینگ (1392): شبیه‌سازی گسیل غبار با مدل پیش‌بینی عددی وضع هوا و داده‌های جدید سطح در منطقه خاورمیانه، مجله فیزیک زمین و فضا، شماره 1، صص212-191.
9- رضایی، پرویز (1382): بررسی اقلیمی باد منجیل، فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، شماره 68، صص 113-101.
10- رضایی بنفشه، مجید، جوان،خدیجه وزینالی، بتول (1390): بررسی روند تغییرات سرعت باد دار شمال غرب ایران، نشریه جغرافیای طبیعی، شماره 13، پاییز 1390، صص 41 – 25.
11- رئیس پور، کوهزاد (۱۳۹۷): تحلیلی بر رویدادهای کنترل ناپذیر گردوغبار در جنوب غرب ایران با استفاده از پایش ماهواره‌ای و تحلیل همدیدی، دومین همایش بین‌المللی گرد و غبار، ایلام، دانشگاه ایلام،اردیبهشت 1397.
12- رئیسپور، کوهزاد (1386): تحلیل آماری - همدیدی پدیدۀ گردوغبار در استان خوزستان، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، به راهنمایی دکتر تقی طاووسی، دانشگاه سیستان‌وبلوچستان.
13- طاووسی، تقی، رئیس پور، کوهزاد و بیگ رضایی، احسان (1392):تحلیل آماری و پیش‌بینی احتمال وقوع بادهای شدید و طوفانی در استان کرمانشاه، مجله جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، سال 24، شماره 3، صص 93-106.
14- علیجانی، بهلول (1381): آب و هوای ایران، انتشارات دانشگاه پیام نور، تهران.
15- علیزاده، امین، کمالی، غلامعلی و موسوی، فرهاد (1384): هوا و اقلیم‌شناسی، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد.
16- قائدی، سهراب (1398): روند سرعت باد در ایران، نشریه مدیریت بیابان، شماره 13، صص 28 – 15.
17- کارگر، الهام، بداق جمالی، جواد، رنجبر سعادت آبادی، عباس (1395): شبیه‌سازی و تحلیل عددی طوفان گردوغبار شدید شرق ایران، نشریه تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، سال سوم، شماره 4، صص 119-101.
18- گندمکار، امیر (1388): ارزیابی انرژی پتانسیل باد در کشور ایران، مجله جغرافیا و برنامه‌ریزیمحیطی سال 20، شماره پیاپی 36، شماره 4، صص 100-85.
19- مجرد، فیروز و همتی، شهرام (1392): ارزیابی قابلیت‌های انرژی باد در استان‌های کرمانشاه و کردستان، نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، سال سیزدهم، شماره 29، صص 157-137.
20- مسعودیان، سیدابوالفضل و کاویانی، محمدرضا، 1387، اقلیم‌شناسی ایران، انتشارات دانشگاه اصفهان، ص 40.
21- مسعودیان، سید ابوالفضل، (1388): آب و هوای ایران، انتشارات شریعت توس مشهد، ص 91.
22- معروفی، صفر، سقایی، صبا، ارشاد فتح، فرناز (1396): بررسی توزیع مکانی سرعت باد با استفاده از روش‌های زمین‌آماری و کلاسه‌بندی آن بر اساس روش تحلیل خوشه‌ای، نشریه علوم و مهندسی آبیاری، دوره 40، صص 14 -1.
23- Alexanderson, H. Tuomenvirta, H. Schmith, T. And Iden, K. (2000): Trends Of Storms In NW Europe Derived From An Updated Pressure Data Set. Climate Research, 14 (1),Pp. 71–73.
24- Bosilovich, M. Grobertson, F. R. And Chen, J.( 2011): Global Energy And Water Budgets In MERRA. J. Climate, 24, Pp. 5721–5739.
25- Burkhardt, R AndKatja W. (2007): Extremes Of Near-Surface Wind Speed Over Europe And Their Future Changes As Estimated From An Ensemble Of RCM Simulations, Climatic Change. 81, Pp.267–280.
26- Carvalho, D. (2019): An Assessment OfNASA’s GMAO MERRA-2 Reanalysis Surface Winds. J. Climate, 32 (23), Pp. 8261–8281.
27- Gelaro, R. And Coauthors, H. (2017): The Modern-Era Retrospective Analysis ForResearch And Applications, Version 2 (MERRA-2). J. Climate, 30,Pp. 5419–5454.
28- Gong, L. Xu C. Chen, D. Halldin, S. And Chen, Y. D. (2006) Sensitivity Of The Penman–Monteith Reference Evapotranspiration To Key Climatic Variables In The Changjiang (Yangtze River) Basin. Journal OfHydrology, 329 (3-4), Pp. 620-629.
29- Irmak, S. Payero, J. O. Martin, D. L. And Howell, T. A.(2006): Sensitivity Analyses And Sensitivity Coefficients. Journal OfIrrigation And Drainage Engineering, 132 (6), Pp. 564-578.
30- J Clim, 24 (14) (2011), Pp. 3624-3648.
31- Jiang, Y. Luo, Y. Zhao, Z. And Tao, S. (2010): Changes In Wind Speed Over China During 1956–2004. Theory Appl Climatol, 99(3), Pp. 421–430.
32- Larissa, E. B. And Christopher, S. B.(2005): The Relationship BetweenWind Speed And Precipitation In The Pacific ITCZ, Washington, Seattle. 46, Pp.426 – 4251.
33- Liléo, S. And Petrik, O. (2011): Investigation On The Use Of NCEP/NCAR, MERRA And CEP/CFSR Reanalysis Data In Wind Resource Analysis Presented At EWEA. Brussels, Belgium, 14, Pp. 1214 - 1229.
34- Mccarty, W. L. Coy, R. Gelaro, A. Huang, D. Merkova, E. B. Smith, M. Sienkiewicz, And Wargan, K.(2016): MERRA-2 Input Observations: Summary And Assessment. NASA Rep. NASA/TM-2016-104606, Vol. 46, P. 61.
35- Molod, A. L. Takacs, M. Suarez. And Bacmeister, J.(2015): Development Of The GEOS-5 Atmospheric General Circulation Model: Evolution From MERRA To MERRA-2. Geosci. Model Dev. 8, Pp. 1339–1356.
36- Olauson, J. Bergkvist, M. (2015): Modelling The Swedish Wind Power Production Using MERRA Reanalysis Data, Renew Energy, 76,Pp. 717-725.
37- Reichle, R. H. Koster, R. D. Lannoy. G. J. And Touré, A. (2011): Assessment And Enhancement Of MERRA Land Surface Hydrology Estimates. J. Climate, 24, Pp. 6322–6338.
38- Rienecker, M. And Coauthors, M. (2011): MERRA: NASA’s Modern-Era Retrospective Analysis For Research AndApplications. J. Climate, 24, Pp. 3624–3648.
39- Rienecker, M.J. Suarez, R. Gelaro, R. Todling, J. Bacmeister, E. (2012): MERRA-NASA's Modern-Era Retrospective Analysis For Research And Applications
40- Robertson, F. R. Bosilovich, M. G. Chen, J. And Miller, T. L. (2011): The Effect Of Satellite Observing System Changes On MERRA Water And Energy Fluxes. J. Climate, 24,Pp. 5197–5217.
41- Ruha, Z. Shiyan, Z. Jiali, L. Yuanyuan, H. And Junxia, Z. (2019): Analysis Of Near-Surface Wind Speed Change In China During 1958–2015, Theoretical And Applied ClimatologyVolume 137, P. 2785–2801.
42- Shoji, T. And Kitaura, H. (2006): Statistical And Geostatistical Analysis Of Rainfall In Central Japan. Computers AndGeosciences, 32, PP. 1007-1024.
44- Wargan, K. (2016): MERRA-2 Input Observations: Summary And Assessment. NASA Rep. NASA/TM-2016-104606, Vol. 46, Pp. 61.
45- Zhao, Z And Jinhong, Z. (2010): Projections Of Wind Changes For 21st Century In China By Three Regional Climate Models Chin. Geogra. Sci. 20 (3), Pp. 226–235.
