۱۴۰۰/۰۵/۱۵

ناهنجاری‌های دمای هوا در ایران

پژوهشگران حوزه اقلیم‌شناسی (climatology) دیر زمانی است که نسبت به افزایش متوسط تغییرات «ناهنجاری‌های دمای هوا» (air temperature anomalies) در کره زمین هشدار می‌دهند. در حال حاضر ناهنجاری‌های دمایی زمین نسبت به ۱۰۰ تا ۱۵۰ سال پیش به میزان حدودا ۱/۲ درجه سانتیگراد افزایش پیدا کرده است یا به زبان ساده‌تر، در طول این بازه زمانی، زمین به طور متوسط حدودا ۱/۲ درجه گرمتر شده است.

در صورت ادامه وضع موجود و انتشار گازهای گلخانه‌ای، متوسط تغییرات ناهنجاری‌های دمایی تا ۱/۵ و حتی ۲ درجه بالا خواهد رفت. پژوهشگران به شکل جدی هشدار می‌دهند که در صورت رد شدن متوسط تغییرات ناهنجاری‌های دمایی کره زمین از ۱/۵ درجه، تغییرات اقلیمی گسترده‌ای در انتظار جهان خواهد بود و افزایش تغییرات تا ۲ درجه باعث خواهد شد که اقلیم در جای جای کره خاکی «به شدت» آشفته شود و شاهد انقراض گسترده گونه‌های زیستی و جانوری و به خطر افتادن تمدن بشری باشیم (روندی که البته از حدودا یک دهه پیش شتاب گرفته است).

تغییرات ناهنجاری‌های دمای هوا در طول ۱۲۰ سال گذشته (۱۲۸۰-۱۳۹۹در ایران

حال با این توصیفات به نمودار بالا توجه کنید. آنچه که در این نمودار مشاهده می‌کنید، تغییرات ناهنجاری‌های دمای هوا در ایران در طول ۱۲۰ سال گذشته (۱۲۸۰-۱۳۹۹) است. هر نوار یک سال را نشان می‌دهد و طول و رنگ هر نوار بر اساس متوسط دمای هوا در سال مربوطه رنگ‌بندی شده است. اگرچه در طول این مدت، متوسط تغییرات ناهنجاری‌های دمای هوا در ایران حدودا با متوسط جهانی هم‌تراز و در محدوده ۱/۲+ درجه سانتیگراد قرار دارد، اما همانطور که مشاهده می‌کنید، این تغییرات گاهی تا ۲/۲+ نیز افزایش پیدا کرده است، که حدودا ۱ درجه سانتیگراد بالاتر از متوسط جهانی تغییرات دمای هوا در همین بازه زمانی است. معنای این حرف آن است که ایران از همین حالا «در حال وارد شدن» به همان بازه‌ی تغییرات اقلیمی شدیدی است که دانشمندان نسبت به وقوع آن در طول دهه‌های آینده در کل زمین به شکل جدی هشدار می‌دهند.

۱۴۰۰/۰۴/۳۱

بررسی ناهنجاری‌های دمای هوا در ایران به کمک بازتحلیل داده‌های جوی

نبود یا کمبود کیفی و کمی داده‌های مشاهداتی اقلیمی در مناطق مختلف می­تواند منجر به عدم درک لازم در زمینه‌های مختلف مطالعات اقلیمی و پایین رفتن توان مدیریتی در زمینه‌های هواشناسی، آب‌شناسی (هیدرولوژیکی) و کشاورزی شود. اما امروزه و با پیشرفت مراکز پیش‌بینی و مدلسازی داده‌های اقلیمی همراه با ساخت تراشه‌های مدرن و ابرکامپیوترهای پیشرفته، پیش‌بینی آب و هوا با استفاده از «تلفیق داده‌های مشاهداتیِ» (observed data assimilation) مستقیم و یا سنجش از راه دور (remotely-sensed data) امکان‌پذیر شده است. 

فرایند  بازتحلیل داده‌های اقلیمی

با صرف انرژی و زمان مناسب می‌توان با استفاده از مدل‌های عددی پیشرفته، دمای هوا و دیگر متغیرهای جوی را در طول بازه‌های زمانی کوتاه مدت و میان مدت در آینده پیش‌بینی کرد. همچنین امکان دسترسی به داده‌های «تقریبا-بهنگام» (near real-time؛ داده‌هایی که تقریبا بلافاصله پس از مشاهده، در پیش‌بینی‌ بدست آمده از مدل‌های عددی تلفیق می‌شوند) نیز بیش از پیش فراهم شده است.

۱۴۰۰/۰۴/۲۴

پیش‌بینی تغییرات اقلیمی

دانشمندان چگونه تغییرات اقلیمی را در بازه‌های زمانی آینده، مثلا در ۵۰ یا ۱۰۰ سال آینده، پیش‌بینی می‌کنند؟ در حال حاضر قوی‌ترین ابزار برای ارزیابی تغییرات اقلیمی در بازه‌های زمانی آینده، «مدل‌های گردش عمومیِ جفت شده جوی-اقیانوسی» است که با عنوان «مدل‌های جهانی اقلیم» نیز شناخته می‌شوند. این مدل‌ها خصوصیات فیزیکی، چرخش‌های جوی و تغییرات دینامیکی اتمسفر زمین را تحلیل می‌کنند.

 سناریوهای مختلف میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای و تاثیر هر کدام بر میزان گرمایش میانگین دمای سالانه

برای استفاده از مدل‌های جهانی اقلیم، از سناریوهای مختلفی استفاده می‌شود که هر کدام میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای را در آینده با توجه به ویژگی‌های مرتبط با رشد اقتصاد جهانی، جمعیت جهان و حتی سطح آگاهی‌های اجتماعی نشان می‌دهند. تصویر بالا تعدادی از مهم‌ترین سناریوهای موجود را نشان می‌دهد.

پیش از استفاده از مدل‌های جهانی اقلیمی، ابتدا بایستی مهارت این مدل‌ها سنجیده شود. این صحت‌سنجی برای اطمینان از توانمندی مدل‌ها در تولید داده‌هایی است که از درجه اطمینان بالایی برخوردار باشند. برای این کار، مدل را برای یک دوره زمانی پایه در گذشته (دوره‌ای که داده‌های مشاهداتی واقعی آن موجود است) اجرا کرده تا داده‌های زمانی دوره پایه شبیه‌سازی (بازتولید) شود. سپس عملکرد مدل در بازتولید داده‌های گذشته ارزیابی می‌شود. برای این کار، مشخصات آماری خروجی‌های مدل با مشخصات آماری داده‌های مشاهداتی گذشته به کمک آزمون‌ها و معیارهای مختلف مقایسه می‌شوند. در صورت تطابق مشخصات آماری داده‌های مشاهداتی و داده‌های شبیه‌سازی شده مهارت مدل تایید می‌شود و وارد مرحله اصلی می‌شویم. در این مرحله، سناریوی انتخابی انتشار گازهای گلخانه‌ای در آینده به مدل داده (یا اصطلاحا خورانده) شده و خروجی‌های مدل برای ارزیابی تغییرات اقلیمی (نسبت به دوره پایه) ارزیابی می‌شوند.

البته این مدل‌ها، متغیرهای هواشناسی را در شبکه‌هایی که دقت مکانی آنها پایین و چیزی در حدود ۱۰۰ تا ۳۰۰ کیلومتر است شبیه‌سازی می‌کنند. پس اگر خروجی این مدل‌ها به طور مستقیم به عنوان ورودی مدل‌های دیگر (مثلا مدل‌های هیدرولوژیکی) مورد استفاده قرار گیرد، باعث افزایش عدم قطعیت می‌شود. برای افزایش دقت مکانی خروجی مدل‌های اقلیمی می‌توان از روش‌های «ریزمقیاس‌گردانی» استفاده کرد که این روش‌ها خود به دو دسته آماری و دینامیکی تقسیم می‌شوند. روش‌های آماری به دلیل عملکرد سریع و کارکرد ساده‌تر نسبت به روش‌های دینامیکی از محبوبیت بیشتری برخوردارند. 

۱۴۰۰/۰۴/۱۷

پیش‌بینی فصلی تابستان و پاییز ۱۴۰۰

موسسه بین‌المللی تحقیقات اقلیمی دانشگاه کلمبیا پیش‌بینی فصلی نیمه دوم سال ۲۰۲۱ (تابستان و پاییز ۱۴۰۰) را به تازگی منتشر کرده است. متاسفانه تا الان شاخص‌ها و تحلیل‌های آماری نشان می‌دهد که بارش‌ها در بسیاری از مناطق کشور در سه ماهه سوم سال جاری ناچیز خواهد بود. 
پیش‌بینی فصلی پاییز ۱۴۰۰

خشکسالی اخیر و پیش رو احتمالا در نیم قرن اخیر در ایران بی‌سابقه است. اگر این شرایط تا آغاز زمستان ۱۴۰۰ تغییر نکند، احتمالا تابستان ۱۴۰۱ شرایط بسیار پیچیده‌تر و منابع برق‌ آبی در کشور به مراتب محدودتر از آنچه در حال حاضر شاهدش هستیم خواهند بود.

ذکر این نکته نیز لازم است که پیش‌بینی‌های احتمالاتی فصلی از تجمیع نتایج مدل‌های متعددی و با استفاده از کالیبراسیون مجدد آماری این مدل‌ها بر اساس عملکرد تاریخی آنها، حاصل می‌شود. بنابراین این مدل‌ها اطلاعات معتبری را برای طیف وسیعی از مطالعات مربوط به تصمیم‌گیری‌های مرتبط با شرایط اقلیمی فراهم می‌کنند. جامعه هدف این اطلاعات سیاست‌گذاران کلان ممالک جهان هستند، نه مردم عادی.

۱۴۰۰/۰۲/۱۸

تغییرات اقلیمی - از ادعا تا اثبات

در مناطق مختلف زمین، آب و هوا دائما در حال تغییر است. این فرآیند که در اصطلاح علمی به آن «تنوع اقلیمی» (Climate variability) گفته می‌شود کاملا طبیعی است. در شرایط عادی، تنوع اقلیمی باعث بروز تغییراتی در وضعیت متوسط متغیرهای جوی (مانند دما و بارندگی) در همه مقیاس‌های مکانی و زمانی، فراتر از وقایع منفرد جوی، می‌شود. حال اگر تنوع اقلیمی ماندگار بوده و به طور «اصولی» باعث تغییر در ویژگی‌های میانگین پارامترهای جوی در مقیاس‌های زمانی بیش از ۱۰ سال شود، «تغییرات اقلیمی» گفته می‌شود. تغییرات اقلیمی می‌تواند از فعالیت‌های انسانی ناشی شود و یا به عنوان بخشی از یک فرایند طبیعی ایجاد گردد. اما پژوهشگران بر این باورند که تغییرات اقلیمی عصر حاضر مستقیما ناشی از فعالیت‌های صنعتی انسان‌هاست.

بودجه سالانه انرژی زمین / منبع

زمین و سیستم‌های جوی تقریبا تمام انرژی خود را از خورشید دریافت می‌کنند. در حالت عادی بخش عمده‌ای از این انرژی پیش از ورود به جو و یا پس از گردش در سیستم‌های جوی-سطحی به فضا بازتابانده می‌شود. اما گازهای گلخانه‌ای مانند دی‌اکسیدکربن که خاصیت اختلاطی بالایی با گازهای دیگر دارند باعث می‌شوند که بخش عمده‌ای از این انرژیِ در حال فرار، در درون سیستم‌های جوی و اقیانوسی محبوس شده و در زمین باز توزیع ‌شود. در نهایت میزان انرژی ورودی و خروجی و نحوه گردش انرژی در زمین، «بودجه انرژی زمین» را تعیین می‌کند. با این تعریف، به باور اقلیم‌شناسان، بودجه انرژی زمین به دلیل فعالیت‌های بشری از جمله آزادسازی مقادیر بی‌سابقه گازهای گلخانه‌ای در جو از تعادل خارج شده است، به این صورت که نسبت «فرار انرژی از زمین به فضا» به «ورود انرژی به زمین از طرف خورشید» کاهش پیدا کرده است.