پديد آورندگان :
عراقي نژاد ، شهاب دانشگاه تهران - گروه مهندسي آبياري و آباداني , انصاري قوجقار، محمد دانشگاه تهران - گروه مهندسي آبياري و آباداني , پورغلام آميجي، مسعود دانشگاه تهران - گروه مهندسي آبياري و آباداني , لياقت،عبدالمجيد دانشگاه تهران - گروه مهندسي آبياري و آباداني , بذر افشان ، جواد دانشگاه تهران - گروه مهندسي آبياري و آباداني
كليدواژه :
پارامترهاي اقليمي , طوفان‌هاي گردوغبار , همبستگي اسپيرمن , شاخص خشكسالي SPEI , طوفان‌هاي گردوغبار , آزمون من-كندال
چكيده فارسي :
مناطق مختلف، استعدادهاي متفاوتي در توليد گردوغبار دارند و افزايش طوفان‌هاي گردوغبار نشان‌دهندۀ حاكميت اكوسيستم بياباني در هر منطقه است. بدين منظور، داده‌هاي ساعتي گردوغبار و داده‌هاي ماهانۀ هواشناسي و اقليمي شامل دماي بيشينه، دماي كمينه، دماي متوسط، سرعت بيشينۀ باد، مجموع بارش و دماي خاك در اعماق مختلف (5، 10، 20، 30 و 50 سانتي‌متر) در 37 ايستگاه سينوپتيك كشور با طول دورۀ آماري 25ساله (1990ـ2014) گردآوري، و روند آن‌ها توسط آماره‌هاي ناپارامتري من-كندال و سنس استيميتور محاسبه شد. همچنين براي بررسي تأثيرپذيري طوفان‌هاي گردوغبار از نوسانات اقليمي علاوه بر متغيرهاي مذكور، شاخص خشكسالي بارش-تبخير و تعرق پتانسيل استاندارد (SPEI) نيز در بازۀ زماني فصلي محاسبه و سپس براي تحليل همبستگي عناصر اقليمي و طوفان‌هاي گردوغبار، از روش اسپيرمن استفاده شد. نتايج فراواني روزهاي گردوغباري در اين بازۀ 25ساله نشان مي‌دهد كه زابل، آبادان و اهواز ركورددار بيشترين روزهاي همراه با طوفان‌هاي گردوغباري، به‌ترتيب با 711، 401 و 321 روز بوده‌اند. نتايج آزمون من-كندال نشان داد كه از 37 ايستگاه هواشناسي مورد بررسي، 6 ايستگاه اردبيل، بيرجند، مشهد، سبزوار، يزد و سمنان داراي روند نزولي، 5 ايستگاه داراي روند افزايشي معني‌دار در سطح اطمينان 95% و 21 ايستگاه داراي روند افزايشي معني‌دار در سطح اطمينان 99% بوده‌اند. نتيجۀ آزمون سنس استيميتور نشان داد كه 6 ايستگاهي كه در روش من-كندال داراي روند نزولي بودند، در اين روش بدون روند هستند و به‌ترتيب 11، 10 و 10 ايستگاه داراي روند افزايشي، افزايشي معني‌دار در سطح اطمينان 95% و افزايشي معني‌دار در سطح اطمينان 99% هستند؛ به‌طور كلي در اكثر موارد نتايج دو آزمون در سطوح اطمينان مورد نظر مشابهت دارد. نتايج همبستگي اسپيرمن در كشور نشان مي‌دهد كه فراواني روزهاي گردوغباري با سرعت بيشينۀ باد، شاخص SPEI و دماي بيشينه از بين پارامترهاي اقليمي گفته‌شده، به‌ترتيب با ضرايب 74/0، 57/0- و 48/0 بيشترين همبستگي را داشته و همگي در سطح اطمينان 99% معني‌دار شده‌اند. ضمن اينكه دماي عمق 5 سانتي‌متر خاك نسبت به ديگر اعماق، بيشترين همبستگي را با طوفان گردوغبار داشته و با ضريب 39/0 در سطح 95% معني‌دار شده است. به‌طور كلي، نتايج آزمون‌هاي انجام‌شده بيانگر افزايش روند طوفان‌هاي گردوغبار در غرب و جنوب غرب، قسمت‌هايي از شمال غرب و جنوب شرق كشور است. نتايج اين مطالعه مي‌تواند در شناخت اثرات نوسانات اقليمي بر فراواني طوفان گردوغبار و مهار بيابان‌زايي ايران مفيد باشد.
چكيده لاتين :
Introduction: Different regions have various dust production; and the increase of dust storms illustrates the arid ecosystem dominance in each region. Analyzing and identifying of dust storms and its association with climatic parameters is one of the crucial approaches to reduce the caused damage of this phenomenon. Since besides determining the portion of each climate variables in intensifying the circumstances, it also can play a fundamental role in priorities, macro management policies, and upstream rules in order to control and prevent dust particles.
Methods and Materials: In order to carry out this study hourly horizontal visibility data, World Meteorological Organization codes, hourly dust data, and also monthly meteorological and climatic data including maximum temperature, minimum temperature, average temperature, maximum wind speed, total rain, and soil temperature of different depth (5, 10, 20, 30, 50 cm) in 37 synoptic stations of the country were gathered through a longitudinal statistics of 25 years (1990-2014) and its trend was calculated by non-parametric statistics of Mann-Kendall and Sen’s Estimator tests. After the qualitative analysis of the stations’ statistics and elimination of defects, all the data were assessed via Run Test at the coefficient level of 95%. In order to analyze the effect of climate fluctuations on dust storms, beside the mentioned variables, draught variable of evaporation-rain index and standardized precipitation evapotranspiration index (SPEI) in seasonal period calculated and then Spearman test was applied for correlational analysis of climate elements and dust storms.
Results: The frequency outcomes of dusty days during a long-term study of 25 years indicates that Zabol, Abadan and Ahvaz orderly with 711, 401, and 321 days have the most dust storms. The results of Mann-Kendall show out of 37 under study weather stations, six stations of Ardebil, Birjand, Mashhad, Sabzevar, Yazd, and Semnan reported a descending trend. Five stations reported a meaningful growing trend with coefficient of 95% and 21 stations out of the 37 present stations have a growing coefficient of 99%. The result of Sen’s Estimator test shows the six stations which based on Mann-Kendall test had a descending trend, they don’t follow a trend in this method and orderly 11, 10, and 10 stations had a rising trend, significant rise at 95% coefficient level also at 99% coefficient level. Generally, in most cases the results of the two tests had the same coefficient level. The results of Spearman coefficient across the country shows that the frequency of dusty days with the maximum wind speed, SPEI scale, and maximum temperature among the mentioned climatic parameters in order 0.74, -0.57, and 0.48 had the highest coefficient and were all significantly coefficient at the 99% level. Among the rest temperature of different soil depths (5, 10, 30, 50 cm) in all 37 under study stations there is a direct relation with dust storms and were significant with 0.39 at the level of 95%. So, we can conclude the surface levels of soil (5 and 10 cm) have a crucial role in dust storms in different soil depths.
