دانلود: شناسایی، طبقه‌بندی و تحلیل سینوپتیک امواج سرمایی منطقه شمال غرب ایران

فهرست مطالب

1-فصل اول: طرح تحقیق …………………………………………………………………………………………………………………………….1

    1-1 بیان مسئله ………………………………………………………………………………………………………………………………………2

    1-2 اهداف پژوهش …………………………………………………………………………………………………………………………………3

    1-3 سؤالات تحقیق ………………………………………………………………………………………………………………………………..3

    1-4 فرضیه‌ها …………………………………………………………………………………………………………………………………………..4

    1-5 جنبه جدید بودن و نوآوری …………………………………………………………………………………………………………….4

2- فصل دوم : مبانی نظری ………………………………………………………………………………………………………………………….5

    2-1 مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………………6

    2-2 کلیات و برخی تعاریف اساسی ………………………………………………………………………………………………………..7

    2-3 تعاریفی مختلف از موج سرما…………………………………………………………………………………………………………..7

    2-4 صدمات ناشی از دماهای فرین سرد …………………………………………………………………………………………….13

    2-5 مروری بر مطالعات انجام شده در جهان و ایران ………………………………………………………………………….14

      2-5-1 پیشینه­ی مطالعات در جهان …………………………………………………………………………………………………14

      2-5-2 پیشینه­ی مطالعات در ایران ………………………………………………………………………………………………….19

3- فصل سوم : مواد و روش‌ها …………………………………………………………………………………………………………………..24

    3-1 ویژگی‌های جغرافیایی منطقه مورد مطالعه …………………………………………………………………………………..25

      3-1-1 توپوگرافی ………………………………………………………………………………………………………………………………25

    3-2 داده‌های مورداستفاده …………………………………………………………………………………………………………………..28

    3-3 روش تحقیق…………………………………………………………………………………………………………………………………..30

      3-3-1 شاخص نمرات استاندارد شده دمای حداقل …………………………………………………………………………30

      3-3-2 شاخص‌های عددي بیان‌کننده الگوهاي پيوند از دور…………………………………………………………….32

      3-3-3 شاخص و الگوي پيوند از دور نوسانات اطلس شمالی …………………………………………………………..32

      3-3-4 الگوي پيوند از دور نوسانات شمالگان (اقيانوس منجمد شمالي) …………………………………………34

      3-3-5 شاخص ناهنجاری‌های دمایی زمستانه و سالانه خشکی‌ها و اقیانوسی کره زمین ………………..37

      3-3-6 داده‌های مربوط به میزان تمرکز سالانه گاز دی‌اکسید کربن جو …………………………………………37

      3-3-7 روش‌های تحليل روند سری‌های زماني ………………………………………………………………………………..38

      3-3-8 شناسایی و تحلیل سینوپتیک امواج سرمایی ……………………………………………………………………….41

4- فصل چهارم: نتایج ………………………………………………………………………………………………………………………………..43

    4-1 مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………………………44

    4-2 تحلیل ویژگی آماری دماهای فرین سرد ……………………………………………………………………………………..44

    4-3 تحليل فراوانی سالانه امواج سرمایی……………………………………………………………………………………………..45

    4-4 بررسی فراوانی ماهانه وقوع امواج سرمایی در دوره مورد مطالعه (1951-2010) ………………………50

    4-5 تحلیل بین دهه‌ای تغییرات زمانی وقوع امواج سرمایی منطقه شمال غرب ایران………………………..55

    4-6 رابطه وقوع امواج سرمایی منطقه شمال غرب ایران با الگوهای کلان مقیاس جوی–اقیانوسی……58

    4-7 مراحل انتخاب روزها جهت تحلیل همدید …………………………………………………………………………………..62

      4-7-1 تعیین امواج سرمایی در طبقات مختلف در طی دوره آماری  1951-2010 ……………………..63

      4-7-2 تعیین روزها برای تحلیل همدید وقوع امواج سرمایی در شمال غرب ایران…………………………65

    4-8 شناسایی و تحلیل سینوپتیک امور سرمایی شمال غرب ایران ……………………………………………………66

      4-8-1 تحلیل سینوپتیک نمونه موج سرد ضعیف ……………………………………………………………………………66

     4-8-2 تحلیل سینوپتیک نمونه موج سرد متوسط ……………………………………………………………………………71

     4-8-3 تحلیل سینوپتیک نمونه طبقه بسیار سرد …………………………………………………………………………….77

     4-8-3-1 تحلیل روز 7 ژانویه 1989 …………………………………………………………………………………………………77

      4-8-3-2 تحلیل 16 فوریه 1989 ……………………………………………………………………………………………………82

     4-8-4 تحلیل سینوپتیک نمونه طبقه ابرسرد …………………………………………………………………………………..87

        4-8-4-1 تحلیل 20 ژانویه 1964 …………………………………………………………………………………………………87

        4-8-4-2 تحلیل 27 ژانویه 1983 ………………………………………………………………………………………………….92

5- فصل پنجم: آزمون فرضیات و نتیجه‌گیری ………………………………………………………………………………………….99

    5-1 نتیجه‌گیری………………………………………………………………………………………………………………………………….100

    5 -2 آزمون فرضیات ………………………………………………………………………………………………………………………….103

      5-2-1 فرضیه اول …………………………………………………………………………………………………………………………..103

      5-2-2 فرضیه دوم ………………………………………………………………………………………………………………………….103

      5-2-3 فرضیه سوم …………………………………………………………………………………………………………………………104

    5-3 پیشنهاد‌ها…………………………………………………………………………………………………………………………………..105

6- منابع …………………………………………………………………………………………………………………………………………………..106

 

 

 

 

 

 

فهرست اشکال

شکل 2-1 يك طبقه‌بندی ساده از وقايع اقلیم‌شناختی (دياز و مورانه، 2008) …………………………………………..9

شكل 2-2 كم و كيف وزش دمايي در الگوهاي مختلف باد براي يك ايستگاه يا نقطه كه با x نشان داده‌شده است. الف: وزش مثبت يا وزش گرم، ب: وزش منفي يا وزش سرد، ج: وزش خنثي يا بی‌تغییر (منبع «لينچ» و «كاسانو»، 2006) …………………………………………………………………………………………………………………………………….11

شكل2-3 پرفشار اقيانوس آرام عامل اصلي موج سرد ناحیه‌ی مركزي(الف) و شرقي(ب)ایالات‌متحده آمريكا است كه ميزان اثر آن به اندازه،محل و شدت سامانه‌ی پرفشار بستگي دارد (گيبليسكو، 2006)    ………………17

شکل3-1 نقشه موقعیت و پراکنش ایستگاه‌های مورد مطالعه …………………………………………………………………..27

شکل 3-2 نوسانات شمالگان (شمالگان) در دو فاز منفی و مثبت (بونان،2002) ……………………………………….35

شکل3-3 آرايش الگوهاي فشار، تغييرات دما و مسير رودبادها در فازهای سرد و گرم نوسانات شمالگان (ماريوتي و آركين، 2006) ………………………………………………………………………………………………………………………….36

شکل 3-4 مراحل انجام تحقیق …………………………………………………………………………………………………………………..42

شکل 4-1 روند فراوانی سالانه وقوع امواج سرمایی و روند خطی و پلی نومیال درجه 3 آن در طول دوره آماری 1951-2010 …………………………………………………………………………………………………………………………………..45

شکل 4-2 نمودار من کندال تغییرات روند فراوانی وقوع امواج سرمایی منطقه شمال غرب ایران ………………46

شکل 4-3 توزیع احتمال آماری فراوانی سالانه امواج سرمایی …………………………………………………………………….47

شکل 4-4 روند امواج سرد ضعیف در طی دوره آماری 1951-2010 ………………………………………………………..48

شکل4-5 روند امواج متوسط در طی دوره آماری 1951-2010 ………………………………………………………………..49

شکل 4-6 روند امواج بسیار سرد در طی دوره آماری 1951-2010 …………………………………………………………..50

شکل 4-7 فراوانی امواج سرد ضعیف در ماه‌های نوامبر- دسامبر- ژانویه- فوریه- مارس در طول دوره آماری 1951-2010 ……………………………………………………………………………………………………………………………………………..51

شکل 4-8 فراوانی امواج سرد متوسط در ماه‌های نوامبر- دسامبر- ژانویه- فوریه- مارس در طول دوره آماری 1951-2010 ……………………………………………………………………………………………………………………………………………..52

شکل 4-9 فراوانی امواج بسیار سرد در ماه‌های نوامبر- دسامبر- ژانویه- فوریه- مارس در طول دوره آماری 1951-2010 ……………………………………………………………………………………………………………………………………………..52

شکل 4-10 فراوانی امواج ابرسرد در ماه‌های نوامبر- دسامبر- ژانویه- فوریه- مارس در طول دوره آماری

1951-2010 ……………………………………………………………………………………………………………………………………………..53

شکل 4-11 مجموع فراوانی امواج سرمایی در ماه‌های نوامبر-دسامبر-ژانویه-فوریه-مارس در طول دوره آماری 1951-2010 …………………………………………………………………………………………………………………………………..54

شکل 4-12 فراوانی امواج سرمایی طبقه‌بندی شده در ماه‌های نوامبر- دسامبر- ژانویه- فوریه-مارس در طول دوره آماری 1951-2010 ………………………………………………………………………………………………………………….55

شکل 4-13 روند میانگین دهه‌ای امواج در طی دوره آماری 1951-2010 ………………………………………………57

شکل 4-14 تغییرات بین دهه‌ای فراوانی امواج سرمایی منطقه شمال غرب ایران 1951-2010 ……………..58

شکل 4-15 الف) نقشه ترکیبی فشار سطح دریا (نقشه رنگی) و آرایش توپوگرافی ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال در روز 12 دسامبر 1963ب) نقشه ترکیبی متوسط فشار سطح دریا در طول حاکمیت موج ضعیف سه‌روزه ……………………………………………………………………………………………………………………………………67

شکل 4-16 وضعیت ضخامت جو (ترازهای 1000 تا 500 هکتوپاسکال) در روز 12 دسامبر 1963 ………….68

4-17 الگوی آرایش ارتفاع ژئوپتانسیل ترازهای الف) 500 هکتوپاسکال ب)700 هکتوپاسکال  در روز 12 دسامبر 1963 ……………………………………………………………………………………………………………………………………………..69

شکل 4-18 وضعیت  وزش دمایی در ترازهای الف) 500 هکتوپاسکال ب)700 هکتوپاسکال در روز 12 دسامبر 1963 ……………………………………………………………………………………………………………………………………………..70

شکل 4-19 الف) وضعیت حداقل دمای ارتفاع 2 متری (درجه سانتی پایه) سطح زمین در روز 12 دسامبر 1963 ب) میانگین دمای حداقل در طول حاکمیت موج سرد ضعیف سه‌روزه ………………………………………….71

 شکل 4-20 الف)نقشه ترکیبی فشار سطح دریا (نقشه رنگی) و آرایش توپوگرافی ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال در روز 11 ژانویه 1983 ب)نقشه ترکیبی متوسط فشار سطح دریا در طول حاکمیت موج سرد متوسط 9روزه ……………………………………………………………………………………………………………………………………..73

شکل 4-21 وضعیت ضخامت جو (تراز 500-1000 هکتوپاسکال)، در روز 11 ژانویه 1983 …………………….74

شکل 4-22 الگوی آرایش توپوگرافی ارتفاع ژئوپتانسیل ترازهای الف) 500 هکتوپاسکال ب) 700 هکتوپاسکال در روز 11 ژانویه 1983 ………………………………………………………………………………………………………….75

شکل 4-23 وضعیت  وزش دمایی در ترازهای الف) 500 هکتوپاسکال ب) 700 هکتوپاسکال در روز 11 ژانویه 1983 ………………………………………………………………………………………………………………………………………………..76

شکل 4-24 الف) حداقل دمای ارتفاع 2 متری سطح زمین (درجه سانتی پایه) در روز 11 ژانویه 1983 ب) میانگین دمای حداقل در طول حاکمیت موج سرد متوسط 9 روزه …………………………………………………………….77

شکل 4-25 الف)نقشه فشار سطح دریا (نقشه رنگی) و آرایش توپوگرافی ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال در روز 7 ژانویه 1989 ب)نقشه ترکیبی متوسط فشار سطح دریا در طول حاکمیت موج بسیار سرد 7 روزه  ………………………………………………………………………………………………………………………………………………..78

شکل 4-26 وضعیت ضخامت جو ( ترازهای 1000 تا 500 هکتوپاسکال )، در روز 7 ژانویه 1989 ……………79

شکل4-27 الگوی آرایش توپوگرافی ارتفاع ژئوپتانسیل ترازهای الف)500 هکتوپاسکال ب)700 هکتوپاسکال در روز 7 ژانویه 1989 ………………………………………………………………………………………………………………………………..80

شکل 4-28 وضعیت  وزش دمایی در ترازهای الف) 500 هکتوپاسکال ب) 700 هکتوپاسکال در روز 7 ژانویه 1989 ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….81

شکل 4-29 الف) حداقل دمای 2 متری سطح زمین (درجه سانتی‌گراد) در روز 7 ژانویه 1989 ب) میانگین حداقل دمای 2 متری سطح زمین در طول حاکمیت موج بسیار سرد 7 روزه ……………………………………………..82

شکل 4-30 الف)نقشه ترکیبی فشار سطح دریا (نقشه رنگی) و آرایش توپوگرافی ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال در روز 16 فوریه 1989ب)نقشه ترکیبی متوسط فشار سطح دریا در طول حاکمیت موج بسیار سرد 4 روزه ……………………………………………………………………………………………………………………………………….83

شکل 4-31 وضعیت ضخامت جو (ترازهای 1000 تا 500 هکتوپاسکال) در روز 16 فوریه 1989 …………….84

شکل4-32 الگوی آرایش توپوگرافی ارتفاع ژئوپتانسیل ترازهای الف)500 هکتوپاسکال ب)700 هکتوپاسکال در روز 16 فوریه 1989 ……………………………………………………………………………………………………………………………….85

شکل 4-33 وضعیت  وزش دمایی در ترازهای الف) 500 هکتوپاسکال ب) 700 هکتوپاسکال در روز 16 فوریه 1989 ………………………………………………………………………………………………………………………………………………..86

شکل4-34 الف) حداقل دمای 2 متری سطح زمین (درجه سانتی‌گراد) در روز 16 فوریه 1989 ب) میانگین حداقل دمای 2 متری سطح زمین در طول حاکمیت موج بسیار سرد 4 روزه  …………………………………………….87

شکل 4-35الف)نقشه ترکیبی متوسط فشار سطح دریا (نقشه رنگی) و آرایش توپوگرافی ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال در روز 20 ژانویه 1964ب)نقشه ترکیبی متوسط فشار سطح دریا در طول حاکمیت موج ابرسرد 14 روزه …………………………………………………………………………………………………………………………………..88

شکل 4-36 وضعیت ضخامت جو (ترازهای 500-1000)، در روز 20 ژانویه 1964 ………………………………….89

شکل 4-37 الگوی آرایش توپوگرافی ارتفاع ژئوپتانسیل ترازهای الف) 500 هکتوپاسکال ب)700 هکتوپاسکال در روز 20 ژانویه 1964………………………………………………………………………………………………………….90

شکل 4-38 وضعیت وزش دمایی در ترازهای الف) 500 هکتوپاسکال ب) 700 هکتوپاسکال در روز20 ژانویه 1964 ………………………………………………………………………………………………………………………………………………..91

شکل 4-39 الف) حداقل دمای 2 متری سطح زمین (درجه سانتی‌گراد) در روز 20 ژانویه 1964 ب) میانگین حداقل دمای 2 متری سطح زمین در طول حاکمیت موج ابرسرد 14 روزه …………………………………………………92

شکل 4-40 الف) نقشه ترکیبی متوسط فشار سطح دریا (نقشه رنگی) و آرایش توپوگرافی ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال در روز 27 ژانویه 1983 ب) ترکیبی متوسط فشار سطح دریا ( نقشه رنگی ) در طول حاکمیت موج ابرسرد 3 روزه ……………………………………………………………………………………………………………………..94

شکل 4-41 وضعیت ضخامت جو (ترازهای 500-1000) ، در روز 27 ژانویه 1983 ………………………………….95

شکل 4-42 آرایش توپوگرافی ارتفاع ژئوپتانسیل ترازهای الف) 500 هکتوپاسکال ب)700 هکتوپاسکال در روز 27 ژانویه 1983 ……………………………………………………………………………………………………………………………………96

شکل 4-43 وضعیت وزش دمایی در ترازهای الف) 500 هکتوپاسکال ب) 700 هکتوپاسکال در روز 27 ژانویه 1983 ………………………………………………………………………………………………………………………………………………..97

شکل 4-44 الف) حداقل دمای 2 متری سطح زمین (درجه سانتی‌گراد) در روز 27 ژانویه 1983 ب) میانگین حداقل دمای 2 متری سطح زمین در طول حاکمیت موج ابرسرد 3 روزه ……………………………………………………98

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جداول

جدول 2-1 بخش‌های متأثر از فرین‌های اقليمي و عناصر به وجود آورنده صدمات (هانسون و همكاران، 2007) ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..13

جدول 3-1 مشخصات ایستگاه‌های هواشناسی همدید شمال غرب ایران ………………………………………………….28

جدول 3-2 طبقات امواج سرمایی بر مبنای شاخص نمرات استاندارد شده ………………………………………………31

جدول 4-1 فراسنج های دماهای حداقل دوره سرد منطقه شمال غرب ایران در طی دوره آماری 1951-2010 ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….44

جدول 4-2 فراسنج های فراوانی سالانه وقوع دهه‌ای امواج سرمایی منطقه شمال غرب ایران …………………..56

جدول 4-3 ضرایب همبستگی مورد محاسبه امواج سرمایی با الگوهای کلان مقیاس جوی-اقیانوسی …….59

جدول 4-4 تحلیل واریانس عوامل مؤثر بر وقوع امواج سرمایی سرد ضعیف ……………………………………………….60

جدول 4-5 تحلیل واریانس عوامل مؤثر بر وقوع امواج سرمایی سرد متوسط ……………………………………………..60

جدول 4-6 تحلیل واریانس عوامل مؤثر بر فراوانی سالانه وقوع امواج سرمایی ……………………………………………61

جدول 4-7 ضرایب همبستگی مورد محاسبه بین فراوانی وقوع امواج سرمایی با شاخص نوسانات شمالگان (NCEP) ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..62

جدول 4-8 مجموع امواج سرمایی در طول‌ موج‌های مختلف در طی دوره آماری1951-2010 ……………62

جدول 4-9 روزهای وقوع امواج سرمایی سرد ضعیف در منطقه شمال غرب ایران ……………………………………..63

جدول 4-10روزهای وقوع امواج سرمایی سرد متوسط در منطقه شمال غرب ایران …………………………………..64

جدول 4-11 روزهای وقوع امواج سرمایی بسیار سرد در منطقه شمال غرب ایران ……………………………………..64

جدول 4-12 روزهای وقوع امواج سرمایی  ابرسرد در منطقه شمال غرب ایران ………………………………………….65

جدول 4-13 مشخصات روزهاي مورد مطالعه براي تحليل همدید امواج سرمایی در شمال غرب ايران….66