مدل‌سازی ارتباط شاخص‌های پیوند از دور با ناهنجاری‌های دمایی فصل گرم در ایران با استفاده از وایازی چندمتغیره

جغرافیا و مخاطرات محیطی

مقاله 1، دوره 6، شماره 3 - شماره پیاپی 23، آبان 1396، صفحه 47-66   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/geo.v6i3.57628

نویسندگان

محمدامین حیدری^* ؛ فرامرز خوش اخلاق

دانشگاه تهران

چکیده

در رخداد ناهنجاری‌های آب‌وهوایی، نوسانات جوی و اقیانوسی جوی و اقیانوسی مؤثر هستند. یکی از انواع مهم این ناهنجاری‌ها دماهای ناهنجار و گرماهای کم سابقه به‌ویژه در فصل گرم سال است. برخی از چرخه‌های جوی و اقیانوسی در فزونی و تشدید ناهنجاری دما در این فصل مؤثر هستند. این پژوهش با هدف مدل‌سازی وایازی ارتباط مهم‌ترین شاخص‌های اقیانوسی و جوی با ناهنجاری‌های فراگیر دمای هوا در فصل گرم سال (ابتدای ماه مه تا انتهای ماه سپتامبر) در پهنه ایران انجام شده است. در این پژوهش رابطه همبستگی و توابع بهینه وایازی بین 17 شاخص جوی و اقیانوسی و مقادیر استاندارد شده دما در 30 ایستگاه همدید کشور با دوره آماری بیش از 50 سال داده (1961-2010) و با روش پیرسون و در چهارگام زمانی متفاوت (به ترتیب گام همزمان، یک، دو و سه ماه پیشتر) به‌منظور تبیین و پیش‌بینی ناهنجاری دمای هوا در ایران ارائه شده است. بر این اساس تحلیل همبستگی عددی بین شاخص‌های مورد بررسی و ناهنجاری دمایی ایستگاه‌ها در فصل گرم سال در پهنه ایران نشان داد، شاخص‌های NINO3، NINO1+2، NINO3.4، NINO4، GBI، GLOBAL MEAN TEMPERATURE، از مهم‌ترین شاخص‌های اقیانوسی-جوی مرتبط با ناهنجاری دمایی فصل گرم در منطقه مورد مطالعه هستند. همچنین در این پژوهش توابع وایازی خطی برای ارتباط شاخص‌ها و ناهنجاری ماهانه و متوسط دمای ایران ارائه گردیده، که به‌وسیله آن می‌توان تغییرات دمایی ایران را تبیین و پیش‌بینی کرد. صحت عملکرد این توابع با استفاده از مطابقت داده‌های واقعی و مدل‌سازی شده (برآورد مقادیر r همبستگی، مقدار RMSE وMBE) با میزان اریبی قابل قبولی مورد تأیید قرار گرفته است.

کلیدواژه‌ها

مدل‌سازی آماری؛ وایازی چندمتغیره؛ ناهنجاری دما؛ شاخص‌های پیوند از دور؛ ایران

مراجع

اکبری، طیبه؛ 1384. شناسایی نقش الگوهای پیوند از دور نیمکره شمالی بر دمای ایران. پایان نامه دوره کارشناسی ارشد اقلیم شناسی. دانشکده ادبیات و علوم انسانی دانشگاه اصفهان.

چهرآرا ضیابری، تهمینه؛ 1391. بررسی مراکز فشار مؤثر بر اقلیم ایران طی فازهای NAO و SOI، پایان نامه کارشناسی ارشد اقلیم‌شناسی. دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران.

حلبیان، امیرحسین؛ محمدی، بختیار؛ 1390. ارتباط دمای ماهانه چند ایستگاه نمونه ایران با شاخص‌های مختلف انسو. فصلنامه علمی و پژوهشی فضای جغرافیایی. شماره 38،1-39.

خسروی، محمود؛ 1381. پدیده انسو (ENSO) و تغییرپذیری اقلیم جنوب شرق ایران. پایان نامه دوره دکتری اقلیم شناسی. دانشکده ادبیات و علوم انسانی دانشگاه اصفهان.

خورشید دوست، علی محمد؛ قویدل‌رحیمی، یوسف؛ 1383. ارزیابی اثر پدیده انسو بر تغییرپذیری بارش‌های فصلی استان آذربایجان شرقی با استفاده از شاخص چند متغیره انسو. مجله پژوهش‌های جغرافیایی. شماره 55. 26-15.

خوش اخلاق، فرامرز؛ 1377. پدیده انسو و تأثیر آن بر رژیم بارش ایران، فصلنامه تحقیقات جغرافیایی. سال سیزدهم. شماره51. 121-139.

عساکره، حسین؛ 1386. بررسی آماری روند دمای سالانه تبریز، مجله اندیشه جغرافیایی. شماره اول. 9-21

علیزاده، امین؛ عرفانیان، مریم و حسین انصاری؛ 1390. بررسی الگوهای پیوند از دور مؤثر بر پارامترهای بارش و دما (مطالعه موردی: ایستگاه سینوپتیک مشهد). نشریه آبیاری و زهکشی ایران، شماره 2، 176-185.

غیور، حسینعلی؛ عساکره، حسین؛ 1380. مطالعه اثر پیوند از دور بر اقلیم ایران مطالعه موردی: اثر نوسانات اطلس شمالی و نوسانات جنوبی بر تغییرات میانگین ماهانه دمای جاسک. فصلنامه تحقیقات جغرافیایی. شماره 69، 113-93.

قویدل رحیمی، یوسف؛ حاتمی، داریوش؛ رضایی، محمد؛ 1392. نقش الگوی پیوند از دور جو بالای دریای شمال-خزر در تغییرات زمانی بارش سواحل جنوبی دریای خزر. تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی. شماره 31. 46-29.

قویدل رحیمی، یوسف؛ فرج زاده اصل، منوچهر؛ حاتمی زرنه، داریوش؛ 1395. نقش اثرات الگوی پیوند از دور دریای شمال-خزر در نوسان پذیری دماهای بیشینه ایران، جغرافیا و برنامه ریزی، دوره 20، شماره 56، 239-255.

قویدل رحیمی، یوسف؛ فرج زاده، منوچهر؛ حاتمی زرنه، داریوش؛ 1394. تحلیل رابطه پیوند از دور بین الگوی دریای شمال-خزر و دماهای حداقل ایران، فضای جغرافیایی، شماره 52، 159-137 .

قویدل رحیمی، یوسف؛ فرج زاده، منوچهر؛ کاکاپور، سعید؛ 1393. نقش الگوی پیوند از دور دریای شمال-خزر در نوسانات بارش­های پاییزی مناطق شمال غرب و غرب ایران، مجله جغرافیا و برنامه­ریزی، شماره 49، 230-217

مسعودیان، ابوالفضل؛ 1384. ارتباط بارش ایران با انسو. مجله جغرافیا و توسعه ناحیه‌ای. شماره4.

ناظم السادات، محمدجعفر؛ قاسمی، احمدرضا؛ 1382. بارندگی شش ماهه سرد مناطق مرکزی و جنوب غربی ایران و ارتباط آن با پدیده النینو نوسانات جنوبی، مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی. سال هفتم. شماره سوم. 1-13.

Ajay, K., Ahmad, S., & Nayak, A., 2013. Forcing of hydroclimatic variability in the northwestern Great Plains since AD 1406. Quaternary International, 310, 47-61.

Alheit, J., & Bakun, A.., 2013. Effects of El Niño Southern Oscillation on the space–time variability of Agricultural Reference Index for Drought in midlatitudes. Agricultural and Forest Meteorology, 174, 110-128.

Cai, W., Whetton, P.H., & Pittock, A.B., 2001. Fluctuations of the relat ionship between ENSO and northeast Australian rainfall. Climate Dynamics, 17, 421-432.

Gelcer, E., Fraisse, C., Dzotsi, K., Hu, Z., Mendes, R., L., & Zotarelli, L., 2013. Increasing streamflow forecast lead time for snowmelt-driven catchment based on large-scale climate patterns. Advances in Water Resources, 53, 150-162.

Hans W., Andrea-Seim, L., Ou, T., Jeong, J., Liu, Y., Wang, X., Bao, G., & Folland, C., 2013. Exploring teleconnections between the summer NAO (SNAO) and climate in East Asia over the last four centuries – A tree-ring perspective. Dendrochronologia, 31, 4, 297-310.

Huber, S., & Fensholt, R., 2012. The role of the Atlantic Multidecadal Oscillation on medieval drought in North America: Synthesizing results from proxy data and climate models. Global and Planetary Change, 85, 56-65.

Jiang P., Yu, Z., & Gautam, R., 2013. Pacific and Atlantic Ocean influence on the spatiotemporal variability of heavy precipitation in the western United States. Global and Planetary Change, 109, 38-45.

john C., & Chiang, H., 2002. Tropical tropospheric temperature variat ions caused by ENSO and their influence on the remote tropical climate. Journal of Climate, 105, 16-26.

Kelly A., Paul, S., & Ruscher, H., 2014. Large Scale Climate Oscillations and Mesoscale Surface Meteorological Variability in the Apalachicola-Chattahoochee-Flint River. Journal of Hydrology, 25, 55-67.

Kutiel, H., Maheras, P., Tulkes M., & Paz, S., 2002. North Sea-Caspian Pattern(NCP)an Upper Level Atmospheric Teleconection Affecting the Eastern Mediterranean Implications on the Regional Climate. Theoretical and Applied Climatology. 52, 101-115.

Lazar, B., & Williams, M., 2008. Climate Change in Western Ski Areas: Potential Changes in the Timing of Wet Avalanches and Snow Quality for the Aspen Ski area in the years 2030 and 2100. Cold Regions Science and Technology 51, 219-228.

Michael J., 2011. Analysis of teleconnections between AVHRR-based sea surface temperature and vegetation productivity in the semi-arid Sahel. Remote Sensing of Environment, 115, 12, 3276-3285.

Oglesby, R., Feng, S., Hu, Q., & Rowe, C., 2012. Spatial and Time Analysis of Rainfall in the Tiber River Basin (Central Italy) in relation to Discharge Measurements (1920-2010. Procedia Environmental Sciences, 7, 258-263.

Restrepo, J., Carlos-Ortiz, J., Pierini, J., Schrottke, K., Maza, M., Otero, L., & Aguirre, J., 2013. Data-driven modeling of surface temperature anomaly and solar activity trends. Environmental Modelling & Software, 37, 217-232.

Robert H., & Niebauer, H.J., 1999. Causes of Interannual Variability in the Sea Ice Core of the Eastern Bring Sea. Institute of Marine Science, 22, 250-263.

Romano, E., Bruna-Petrangeli, A., & Preziosi, E., 2011. Our current understanding of lake ecosystem response to climate change: What have we really learned from the north temperate deep lakes. Journal of Great Lakes Research, 37, 173-193.

Shabbar A., 2006. The impact of El Ni˜no-Southern oscillat ion on the Canadian climate. Advances in Geosciences, 6, 149–153.

Shimoda, Y., Ekram, M., Gurbir, A., Perhar, M., Melissa A., Sadraddini, S., Gudimov, A., & George B., 2013. Impact of Late Holocene climate variability and anthropogenic activities on Biscayne Bay (Florida, U.S.A.): Evidence from diatoms. Palaeoclimatology, 371, 80-92.

Suzan L. L., Jeannine-Marie S., Jacques, D., Sauchyn, J., & Vanstone, J. R., 2011. Teleconnections and interannual variability in Canadian groundwater levels. Journal of Hydrology, 410, 178-188.

Tang B.H., & Neelin, J.D., 2004. ENSO influence on Atlantic hurricanes via tropospheric warming. Geophysical Research Letters, 31, 204-230.

Tremblay, L., Larocque, M., Anctil, F., & Rivard, C., 2013. Freshwater discharge into the Caribbean Sea from the rivers of Northwestern South America (Colombia): Magnitude, variability and recent changes. Journal of Hydrology, 509, 266-281.

Victor M., Berta O., Rene-Garduño, E., Villanueva, E., & Adem, J., 2014. Simulation of the PDO effect on the North America summer climate with emphasis on Mexico. Atmospheric Research, 137, 228-244.

Wachnicka, A., Gaiser, E., Wingard, L., Briceño, H., & Harlem, P., 2010. Population synchronies within and between ocean basins: Apparent teleconnections and implications as to physical–biological linkage mechanisms. Journal of Marine Systems, 79, 267-285.

www.chaharmahalmet.ir/iranarchive.asp

www.esrl.noaa.gov/psd/data/climateindices/index.html