پیش بینی و تحلیل امواج گرمایی شهر زنجان با استفاده از ریزگردان لارس دبلیو جی و شاخص بالدی

محورهای موضوعی : اقلیم شناسی

برومند صلاحی ¹ , زینب قدرتی ²

1 - استاد گروه جغرافیای طبیعی دانشگاه محقق اردبیلی،اردبیل،ایران
2 - دانشجوی دکترای تخصصی اقلیم‌شناسی، دانشگاه محقق اردبیلی،اردبیل،ایران

تاریخ دریافت : 1396/03/26 تاریخ پذیرش : 1397/03/31 تاریخ انتشار : 1397/06/31

کلید واژه: مدل LARS-WG, شهرستان زنجان, پیش بینی موج گرمایی, شاخص بالدی,

چکیده مقاله :

موج های گرمایی یکی از مهم‌ترین بلایای آب و هوایی است که پیامدهای زیست‌محیطی را بر طبیعت بر جای می گذارند. هدف اصلی پژوهش، پیش بینی امواج گرمایی شهرستان زنجان در دو بازه ی زمانی 1390-1409 و 1425-1444 توسط نرم‌افزار LARS-WG با دو مدل HadCM3 و BCM2 و با سناریوی A1B است. پس از آماده‌سازی و کنترل کیفی، داده ها به‌صورت روزانه وارد نرم‌افزار LARS-WG شدند و خروجی مدل پس از صحت سنجی توسط روش های آماری، برای تحلیل موج گرمایی با استفاده از شاخص بالدی آماده شد. نتایج پژوهش نشان داد که بر اساس مقادیر R2، RMSE، MAE و آزمون کولموگروف اسمیرنوف، شبیه سازی های صورت گرفته در ایستگاه مورد مطالعه از دقت قابل قبولی برخوردارند. نتایج پژوهش همچنین نشان داد که در شهر زنجان بر اساس دو مدلBCM2 و HadCM3، موج کوتاه گرمایی در هر دو بازه روند افزایشی داشته است. بیشترین فراوانی موج کوتاه گرمایی در بازه زمانی اول در ماه‌های خرداد و تیر قرار دارد و در بازه زمانی دوم، فراوانیامواجکوتاهگرماییدر ماه‌هایفروردینواردیبهشتبیشتر شدهودرنتیجهباتوجهبهپیش‌بینیانجامگرفتهدرهردومدل،برتعدادروزهایگرمافزودهمی‌شود.براساسپیش‌بینیانجامشدهبراساسمدل BCM2،طولدورهگرمدرایستگاهموردمطالعهدرحالافزایشاستوماه هایخنکفصلبهاربه‌تدریجبهسمتگرم‌ترشدنپیشمی‌روند. با توجه به پیش بینی انجامشدهبراساسمدل BCM2، احتمال جابه جایی فصول در این ایستگاه در سال‌های آینده وجود دارد و به‌تدریج فصل بهار به لحاظ ویژگی های اقلیمی به فصل تابستان شباهت زیادی پیدا خواهد کرد. با توجه به پیش بینی انجامشدهبراساسمدل HadCM3، موج کوتاه گرمایی در بازه زمانی اول روند افزایشی تندتری نسبت به بازه ی زمانی دوم دارد و دردورهزمانیدوم،تغییراتفراوانیامواجگرماییکوتاهبیشتراستودرکل،روندافزایشیدمایایستگاهسینوپتیکزنجانراتأییدمی‌کند

چکیده انگلیسی:

موج­های گرمایی یکی از مهم‌ترین بلایای آب و هوایی است که پیامدهای زیست‌محیطی را بر طبیعت بر جای می­گذارند. هدف اصلی پژوهش، پیش­بینی امواج گرمایی شهرستان زنجان در دو بازه­ی زمانی 1390-1409 و 1425-1444 توسط نرم‌افزار LARS-WG با دو مدل HadCM3 و BCM2 و با سناریوی A1B است. پس از آماده‌سازی و کنترل کیفی، داده­ها به‌صورت روزانه وارد نرم‌افزار LARS-WG شدند و خروجی مدل پس از صحت سنجی توسط روش­های آماری، برای تحلیل موج گرمایی با استفاده از شاخص بالدی آماده شد. نتایج پژوهش نشان داد که بر اساس مقادیر R2، RMSE، MAE و آزمون کولموگروف اسمیرنوف، شبیه­سازی­های صورت گرفته در ایستگاه مورد مطالعه از دقت قابل قبولی برخوردارند. نتایج پژوهش همچنین نشان داد که در شهر زنجان بر اساس دو مدلBCM2 و HadCM3، موج کوتاه گرمایی در هر دو بازه روند افزایشی داشته است. بیشترین فراوانی موج کوتاه گرمایی در بازه زمانی اول در ماه‌های خرداد و تیر قرار دارد و در بازه زمانی دوم، فراوانیامواجکوتاهگرماییدر ماه‌هایفروردینواردیبهشتبیشتر شدهودرنتیجهباتوجهبهپیش‌بینیانجامگرفتهدرهردومدل،برتعدادروزهایگرمافزودهمی‌شود.براساسپیش‌بینیانجامشدهبراساسمدل BCM2،طولدورهگرمدرایستگاهموردمطالعهدرحالافزایشاستوماه­هایخنکفصلبهاربه‌تدریجبهسمتگرم‌ترشدنپیشمی‌روند. با توجه به پیش­بینی انجامشدهبراساسمدل BCM2، احتمال جابه­جایی فصول در این ایستگاه­ در سال‌های آینده وجود دارد و به‌تدریج فصل بهار به لحاظ ویژگی­های اقلیمی به فصل تابستان شباهت زیادی پیدا خواهد کرد. با توجه به پیش­بینی انجامشدهبراساسمدل HadCM3، موج کوتاه گرمایی در بازه زمانی اول روند افزایشی تندتری نسبت به بازه­ی زمانی دوم دارد و دردورهزمانیدوم،تغییراتفراوانیامواجگرماییکوتاهبیشتراستودرکل،روندافزایشیدمایایستگاهسینوپتیکزنجانراتأییدمی‌کند

منابع و مأخذ:

1-     اسدی، اشرف. ابوالفضل مسعودیان. 1393. پهنه‌بندی ایران بر مبنای دماهای فرین بالا. مجله فیزیک زمین و فضا، دوره 40، شماره 4.

2-   اسماعیلی، رضا. منصوره کوهی. 1391. پهنه­بندی وقوع آخرین یخبندان­های دیررس خراسان رضوی با استفاده از خروجی مدل اقلیمی. فصلنامه جغرافیای طبیعی، شماره 17.

3-   اسمعیل نژاد، مرتضی. محمود خسروی و بهلول علیجانی و ابوالفضل مسعودیان. 1392. شناسایی امواج گرمایی ایران جغرافیا و توسعه، شماره 33.

4-   تقوی، فرحناز، محمدی، حسین 1386. بررسی دوره­ی بازگشت رویدادهای اقلیمی حدی به منظور شناخت پیامدهای زیست‌محیطی، محیط‌شناسی، سال سی و سوم، شماره 43.

5-     جهانبخش، سعید. سیما ترابی.1383. بررسی و پیش‌بینی تغییرات دما و بارش در ایران. فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، شماره 74.

6-     دارند، محمد. 1393. شناسایی و تحلیل زمانی – مکانی امواج گرمایی ایران زمین. جغرافیا و توسعه، شماره 35.

7-   رحیم زاده، فاطمه. احمد عسگری و ابراهیم فتاحی و  نوشین محمدیان و  افسانه تقی پور. 1388. روند نمایه‌های حدی اقلیمی دما در ایران طی دوره 2003-1951، نشریه تحقیقات جغرافیایی، دوره  24 شماره2،پیاپی 93.

8-   سلاجقه، علی. الهام رفیعی ساردوئی و علیرضا مقدم نیا و آرش ملکیان و شهاب عراقی نژاد و شهرام خلیقی سیگارودی و امین صالح پور جم. 1396. بررسی کارایی مدل‌های ریزمقیاس نمایی آماریWG-LARS  و SDSM  در شبیه‌سازی دما و بارش، تحقیقات آب و خاک ایران، دورۀ 48،شمارۀ 2.

9-   مجرد، فیروز. جعفر معصوم­ پور و طیبه رستمی. 1394. تحلیل آماری ـ همدیدی امواج گرمایی بالای 40 درجه سلسیوس در غرب ایران. جغرافیا و مخاطرات طبیعی، 4(13).

10- مسعودیان، ابوالفضل.1390. آب و هوای ایران، ناشر شریعه توس، چاپ اول.

11- مشکواتی، امیرحسین. محمد کردجزی و ایمان باباییان. 1389. بررسی و ارزیابی مدل لارس در شبیه‌سازی داده­های هواشناسی استان گلستان در دوره 2007-1993 میلادی، نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، شماره 19.

12- معافی مدنی، سیده فاطمه. محمد موسوی بایگی و حسین انصاری.1391. پیش­بینی خشکسالی استان خراسان رضوی طی دوره 2030-2011 با استفاده از ریزمقیاس نمایی آماری خروجی مدل LARS-WG، جغرافیا و مخاطرات محیطی، شماره سوم.

13-  یزدان پناه، حجت‌الله.  تیمور علیزاده. 1390. برآورد احتمال وقوع امواج گرمایی با دوره‌های تداوم مختلف در استان کرمان به کمک زنجیره مارکف، تحقیقات جغرافیایی، شماره 102.                                                          

14-Baldi, Marina, Massimiliano Pasqui and Francesco Cesarone and Giovanna De Chiara. 2004. Heat wavein the Mediterranean Region Analysis and Model Results, Institute of biometeorology, CNR.ROM.ITALY 10(5).

15-Bumbaco, Karrin. Kathie Dello and Nicholas Bond. 2013. History of Pacific Northwest Heat Waves, Synoptic Pattern and Trends, J. Appl. Meteor. Climatol, 52.

16-Auroop R. Gangulya. Karsten Steinhaeuser and David J Erickson III and Marcia Branstetter and Esther S Parish and Nagendra Singha and John B Drake and Lawrence Buja. 2009. Higher trends but larger uncertainty and geographic variability in 21st century temperature and heat waves, PNAS, vol. 106, no. 37.

17-Hoerling, Martin P. Jon Eischeid and Xiaowei Quan and Xu Taiyi. 2007. Explaining the record U.S. warmth of 2006, Geophys Res Lett34, L17704, doi:10.1029/2007GL030343.

18-Kozlowski, Daniel R. Laura M Edwards. 2007. An analysis and summary of the July 2006 record-breaking heat wave across the state of California, NOAA Western Regional Tech Attach, No. 07-05, Salt Lake City, Utah.

19-Kysely, Jan. 2002. Temporal 9uctuations in heat waves at Prague-Klementinum, the Czech Republic, from 1901–97, and their relationships to atmospheric circulation, International Journal of Climatology,Volume 22, Issue 1.

20-Maxwell, Brandt. 2007. Analysis of the 22–23 July 2006 extreme heat in San DiegoCounty, NOAA Western Region Tech Attach, Salt Technical Attachment, No. 07-04, 2-5.

21-Noori, Mohammad. Mohammad Bagher Sharifi and Mohammad Heydari. 2014. 8th National Congress on Civil Engineering, 7-8 May 2014,Babol,Noshirvani University of Technology, Babol, Iran.

22-Osman, Yassin.  Nadhir Al-Ansari and  Mawada Abdellatif. 2017. Climate change model as a decision support tool for water resources management in northern Iraq, a case studyof Greater Zab River, Water and Climate Change, Vol. 8, no 4,1-13.

23- Osman, Yassin. Nadhir Al-Ansari and Mawada Abdellatif and Sadeq B. Aljawad and Sven Knutsson. 2014. Expected Future Precipitation in Central Iraq Using LARS-WG Stochastic Weather Generator,EngineeringVol.6 No.13.

24-Tamranzian, Arbi. Steve LaDochy and Josh Willis and William Patzert. 2008. Heat Waves in Southern California: Are They Becoming More Frequent and Longer Lasting? APCG YEARBOOK, Vol 70.59-69.

25-Twardosz, Robert. Ursezula Kossowska-Cezak. 2013. Exceptionally Hot Summers in Central andEastern Europe (1951–2010). Theor. Appl. Climatol,vol 112.