تغییرات زمانی و مکانی آب قابل بارش در جو ایران‌زمین

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار / اقلیم شناسی، دانشگاه زنجان

2 کارشناس ارشد اقلیم شناسی/ دانشگاه زنجان

چکیده

تمام بخار آب موجود در ستونی از جو (از سطح زمین تا انتهای وردسپهر) را آب قابل بارش ‌گویند. آب قابل بارش یکی از مهم‌ترین عناصر مؤثر بر ریزش جو به ویژه بارش می‌باشد که شناخت رفتار آن همواره مورد توجه اقلیم‌شناسان بوده است. از این‌رو آب قابل بارش در بررسی تغییرات کوتاه و بلند مدت جو مورد توجه می‌باشد. به‌منظور محاسبه آب قابل بارش در جو ایران و روند تغییرات آن، ارتفاع آب قابل بارش روزانه محاسبه گردید. داده‌های لازم از پایگاه داده‌های NCEP/NCAR وابسته به سازمان ملی جو و اقیانوس‌شناسی ایالات ‌متحده طی دورۀ 1389- 1341 به‌دست آمد. این داده‌ها با تفکیک زمانی 4 ساعته (ساعت‌های، 00، 06، 12 و 18 به‌وقت گرینویچ) و توان تفکیک مکانی 5/2 × 5/2 درجه قوسی در دسترس است. در این مطالعه به منظور تحلیل روند از روش رگرسیون و آزمون من-کندال بهره گرفته شد. برای انجام محاسبات از امکانات برنامه‌نویسی در محیط نرم‌افزارGrads و نرم‌افزارMatlab  و نیز برای انجام عملیات ترسیمی از نرم‌افزار Surfer بهره گرفته شد. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که ضریب تغییرپذیری مکانی آب قابل بارش در ایران بسیار زیاد و به شدت تحت تأثیر ارتفاعات می‌باشد؛ به‌طوری‌که بیشتر‏ین ضریب تغییرات آب قابل بارش در ارتفاعات به ‌ویژه در امتداد کوه‌های زاگرس می‌باشد. کم ترین میزان تغییرپذیری مربوط به نواحی مرکزی و سواحل دریای خزر و خلیج‌فارس می‌باشد. بررسی روند بلندمدت نیز نشان داد که آب قابل بارش در تمامی ساعت‌های مورد مطالعه در سراسر ایران دارای روند کاهشی بوده است. این روند در بیش از 70 درصد پهنۀ کشور و در سطح 95 درصد اطمینان معنی‌دار می‌باشد؛ اما در همه ساعات، نواحی جنوب شرق با وجود برخورداری از تغییرات بلند مدت کاهشی، فاقد روند معنی‌دار بوده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Tempo-Spatial Changes of Perceptible Water in the Atmosphere of Iran

نویسندگان [English]

  • H Asakereh 1
  • M Doostkamian 2
1 Associate Professor, University of Zanjan,
2 MS Graduated In Climatology, University of Zanjan
چکیده [English]

The perceptible water is the mass of water vapor (in grams) in a vertical column one square centimeter in cross-section that extends from Earth's surface to the upper reaches of the atmosphere. In order to estimate trends and long term changes of perceptible water over Iran, the NCEP/NCAR data during 1961- 2011 have been used. This database is available for 00:00, 06:00, 12:00 and 18:00 o’clock and by a resolution of 2.5 longitudes  2.5 latitude. The Grads and Matlab Software has been used for the calculation purposes. Also Surfer software is used to illustrate and drew the maps. The result of this research has shown that perceptible water over Iran is dramatically vary in space, especially over mountain ace area i.e. Zagros Mountain chain. The lowest spatial variation has occurred in the central region of Iran and over the Caspian Sea and the Persian Gulf coasts. The long term trends showed that for all times of the day the perceptible water has experience decreasing trends over 70 percent of the country extent with significance level of 95%. In southeast of the country, this decreasing trend also exists but is non-significant in 95% confidence level.  

کلیدواژه‌ها [English]

  • Iran
  • Perceptible water
  • Man-Kendal Test
  • Spatial variation
  • Trend

آذر  ع، منصور م  (1387) آمار و کاربرد آن در مدیریت. جلد دوم (ب)، انتشارات سمت، 308 صفحه.

بازرگان لاری  ع  (1385) رگرسیون خطی کاربردی. انتشارات دانشگاه شیراز، 348 صفحه.

شریعت‌مداری  ز (1391) هواشناسی عمومی. چاپ اول: انتشارات پارسیا، 280 صفحه.

صادق حسینی س، حجام س، تفنگ‌ساز پ (1384)، ارتباط آب قابل بارش ابر و بارندگی دیدبانی‌شده در منطقه تهران، مجله فیزیک زمین و فضا، شماره 2، ص 13- 21.

عساکره ح (1386) تغییرات زمانی و مکانی بارش ایران طی دهه‌های اخیر. جغرافیا و توسعه، شماره 10، ص 145 – 164.

علیجانی ب، مفیدی ع، جعفرپور ز، علی اکبر بیدختی ع (1386) الگوهای گردش جو بارش‌های تابستانه جنوب شرق ایران در ماه جولای ۱۹۹۴. نشریه علوم جغرافیایی ایران، شماره 10، ص 36-8.

علیجانی ب، کاویانی م (1385) مبانی آب و هواشناسی. تهران انتشارات سمت، 580 صفحه.

علیجانی ب، محمودی پ، سلیقه م، ریگی چاهی م (1390) بررسی تغییرات کمینه‌های و بیشینه‌های سالانه دما در ایران. فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، شماره 3، ص 17352 – 17374.

علیجانی ب (1385) آب و هوای ایران. تهران: انتشارات دانشگاه پیام نور، 221 صفحه.

علیزاده ا (1390) اصول هیدرولوژی کاربردی. انتشارات دانشگاه فردوسی، 976 صفحه.

فلاح قالهری غ (1390) اصول و مبانی هواشناسی. انتشارات پژوهشکده اقلیم‌شناسی، 760 صفحه.

کوهی م، بابائیان ا، بایگی م، فرید حسینی ع، خزانه داری ل (1392) تغییرات پیش‌بینی شده در بارش­های فرین مشهد قرن بیست و یکم. تحقیقات منابع آب ایران، شماره 1، ص 74-61.

مباشری م، پورباقرکردی س، فرج زاده اصل م، صادقی نائینی ع (1389) برآورد آب قابل بارش کلی با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای و داده‌های رادیوساوند: ناحیه تهران. فصلنامه مدرس علوم انسانی، شماره 1، ص 107- 126.

محمدی ب (1390) تحلیل روند بارش سالانه ایران جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی. مجله پژوهشی علوم انسانی دانشگاه اصفهان، شماره  22، ص 95-106.

مسعودیان س (1390) آب هوای ایران. انتشارات شریعه توسعه مشهد دانشگاه اصفهان، 277 صفحه.

مسعودیان س (۱383) بررسی دمای ایران در نیم سده­ی گذشته. مجله جغرافیا و توسعه، ص 89 – 106.

موسوی بایگی م، اشرفی  ب (1389) بررسی و مطالعه نمایه قائم هوا منجر به بارندگی‌های مخرب تابستانه (مطالعه موردی مشهد). نشریه آب و خاک، شماره 5، ص 1036- 1048.

Adiyamay (2009) Empirical modeling of layered integrated water vapor using surface mixing ratio in Nigeria. Journal of Applied Metrological and Climatological, (48): 369 – 380.

Bruges J, Clonal R O, Green J S, Margolis R G, Holm and G Toon (1999) Water vapor column abundance retrievals during FIFE. J. Geophysics. Res. (97):18759 – 18768.

Dian J (1992) Annual cycles of tropospheric water vapor. Journal of Geography Research, (97):185- 193

Emardson T R, Elgered G and Johansson J M (1998) Three months of continuous monitoring of atmospheric water vapor with a network of Global Positioning System receivers. Geophysics. 103(2): 1807–1820

Ernest raj, P C S Devers, S K shah, S M Sonbawen, K K Dancing. Pandithuri (2008) Temporal variations in sun photometer measured precipitation water in near IR band and comparison with model estimates at a tropical Indian station. Atmospheric 21(4): 317 – 333.

Hadjimitsis D, Mitrakal Z, Gazani I, Retalis A, Chrysoulakis N and Michaelides S (2011) Estimation of spatiotemporal distribution of perceptible water using MODIS and AVHRR data: a case study for Cyprus. Adv. Geosci. (30): 23–29

Johan D (1974) Perceptible Water and its relationship to surface Dew point and vapor pressure in Athens. Journal of Applied Meteorology, (13): 760-766.

King MD, Menzel W P, Kaufman Y J, Tanr e D, Gao B C, Platnick S, Ackerman S A, Remer L A, Pincus R and Hubanks PA (2003) Cloud and aerosol properties, perceptible water, and profiles of temperature and water vapor from MODIS. IEEE Trans. Geosci. Remote Sense (41): 442–458.

Kleinbaltink H, van der Morel H and van der Heaven A GA (2002) Integrated atmospheric water vapor estimates from a regional GPS network. Geophysics. Res. 107(3): 1-8.

Kristin K, Brin G (2008) Global positioning system (GPS) perceptible water in forecasting lightning at spaceport Canaveral. Weather Forecasting, (23): 219 – 232

Lim ACW, Chang SC, Lieu and LK Kwoh (2002) Com-potation of atmospheric water vapor map from MODIS data for cloud-free pixels Proc. 23rd Asian Conf. on Remote Sensing. Kathmandu, Nepal, Asian Assoc. Remote Sensing. (6): 2 - 12.

Oliver B, Christian K, Evelyne R C B (2005) Validation of perceptible water from ECMWF model analyses with GPS and radiosonde data during the MAP SOP. Meteorology. Soc. (131): 3013–3036

Parameswaran K and B V Krishna Murthy (1990) "Altitude profiles of tropospheric water vapor at low latitudes". J. App. Meteoric. (29): 665 – 679.

Peiming W, Jun-ichi H, Shuichi M, Yudi L, Marnabu D (2003) "Diurnal Variation of Perceptible Water over a Mountainous Area of Sumatra Island", Journal of Applied Meteorology, 3: 1107-1114.

Peixoto JP and Root AH (1983) "the atmospherics branch of the hay hydrological cycle and climate". In variations in the global water. (A. Budgest, M. steert – perrott, M. Beran and R. Ratcliff, Eds).

Roca RM, Villiers L, Pico and M Desbois (2002) A multi-satellite analysis of deep convection and its moist environment over the Indian ocean during the winter monsoon. Geophysics. Res. 107, 8012, doi: 10.1029/2000JD000040.

Spencer R and W Braswell (1997) "how dry are the tropical free troposphere? Implications for global warming theory". Bull. Amer. Meteor. Soc. (78): 1097–1106.

Stanley K, Andrews J (2006) "A Blended Satellite Total Perceptible Water Product for Operational Forecasting". Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, (24): 74 – 81.

Stanton E (1968) "World distribution of mean monthly and annual perceptible water", Stanton E. Tulle, (96): 785 – 797.

Sun Li, Shen Baizhu and Sui Bo (2010) A study on water vapor transport and budget of heavy rain in northeast China. Advances in Atmospheric Sciences, 27 ( 6): 1399–1414

Zehang J, Shi chuch X, Lu Q, Xie Z (2010) Evaluation of total perceptible water over east Asia from FY-3A/VIRR infrared radiances. Atmospheric and Oceanic Letters, (3): 93 – 99.