تغییر اقلیم و مدلسازی اقلیمی

گردآوری:

مهران فاطمیدانشگاه دارالعباده یزد

بهار سال اقتصاد و فرهنگ با عزم ملی و مدیریت جهادی

1

بسم الله الرحمن الرحیم

�ه�م �ي �ا ع�ل ن �ح� �ف�ت � ل $ق�وا � و�ات %وا ى آم�ن ��ق%ر �ه�ل� ال �ن$ أ �و� أ و�ل�اه%م �خ�ذ�ن � ف�أ %وا �ذ$ب ك�ن ك �ـ ر�ض� و�ل

� م�اء و�األ �ات9 م8ن� الس$ ك ��ر ب�%ون ب �س� �ك � ي %وا �ان �م�ا ك ب

و اگر مردم شهرها ايمان آورده و به تقوا گراييده بودند، قطعا6 بركاتى از آسمان و زمين برايشان مىگشوديم، ولى تكذيب كردند پس به ]كيفر[

دستاوردشان ]گريبان[ آنان را گرفتيم.

2

3

علل دگرگوني ها و تحوالت اقليمي

- عوامل بيروني1- عوامل دروني2

اقليم تغيير

4

اقليمي• رويMدادهاي تحMوالت سلسMله حاصMل ،بMه اقليم سيسMتم در كMه اسMت اي گسMترده وقMوع مي پيونMدد و هيچ عامMل منفMردي قMادر مزبMور رويMدادهاي دقيMق توجيMه و توضMيح بMه

نيست.بدين دليMل مجموعMه اي از علMل و شMايد عللي •

پيMدايش نMداريم در آگMاهي آنهMا از تMاكنون كMه دگرگMوني هMا دخMالت داشMته انMد. نقطMه مشMترك زمين انMرژي موازنMه بMر تMاثير عوامMل، همMه

است.به هMر حMال اگرچMه علMل پديMد آورنMده دگرگMوني •

هMا مMاهيت جهMاني دارد، امMا اثMرات آنهMا همMه جMا دليMل بMدين شMود. نمي ظMاهر شMكل يMك بMه جغرافيMايي الگMوي از اقليمي هMاي دگرگMوني

خاصي پيروي مي كنند.

اقليمي تحوالت و ها دگرگوني علل

5

مجمMوع علMل دگرگMوني هMا و تحMوالت اقليمي را •تقسMيم دروني و بMيروني علMل دسMته دو بMه

نموده اند:بMه • را اقليمي هMاي دگرگMوني بMيروني، علMل

عملكMرد عMاملي فراتMر از جMو زمين نسMبت مي دهMد. در حMالي كMه علMل دروني بMه كنش هMاي جMو محMدوده در و اقليمي سيسMتم دروني

زمين توجه دارند.اگرچMه • بMيروني علMل از حاصMل پMذيري تغيMير

بعضMا بMر اثMر رويMدادهاي ناگهMاني امMا عمومMا در بMازه هMاي زمMاني بMزرگ رخ ميدهنMد. در حMالي در دروني عوامMMل از حاصMMل تحMMوالت كMMه مقيMاس هMاي زمMاني مختلMف و كوتMاه تMر از چنMد اثرگMذار اسMت ممكن هMزاره چنMد تMا هفتMه

باشند.

اقليمي تحوالت و ها دگرگوني علل

6

عوامل بيروني- 1- تغيير در درونداد انرژي1-1- برخورد اجرام آسماني با جو زمين1-2- نوسان هاي مدار هندسي زمين1-3- تغيير مدار خورشيد1-4

اقليمي تحوالت و ها دگرگوني علل

7

- تغيير در درونداد انرژي1-1دانيم • كMه مي گونMه اصMلي همMان عامMل

تMMابش اقليم، سيسMMتم انMMرژي تMMامين اسMت از خورشMيد هم خورشMيد تMابش .

مMMاوراي اشMMعه )مMMيزان كيفي نظMMر بنفش( و هم از نظMر كمي )ظهMور كلMف

هاي خورشيدي( تغيير مي كند.هم اكنMون سMتاره شناسMان بMر اين باورنMد •

كMه لكMه هMاي خورشMيدي، شMاخص تغيMيرات عمده اي در سطح خورشيد مي باشند.

اقليمي ) تحوالت و ها دگرگوني عوامل علل (بيروني

8

- برخورد اجرام آسماني با جو زمين1-2از ميMان عMواملي كMه اثMرات ناگهMاني و ناپايMدار •

برخMورد تMوان مي گMذارد، مي جMا اقليم بMر سMتاره دنبالMه دار يMا سMيارك هMا بMا زمين را ذكMر

نمود. كيلومMتر و سMرعت 150اگMر جسMمي بMه قطMر •

كيلومMتر در ثانيMه بMه جMو زمين وارد 20بيش از ميليMون مگMا تن انMرژي آزاد نمMوده، بMا 60شMود،

وجMود اينكMه در حين عبMور از جMو زمين متالشMي از دسMت را شMده و قسMمت اعظم جMرم خMود

قطMر بMه گMودالي دهMد، در 150مي كيلومMتر سMطح زمين ايجMاد خواهMد كMرد. غبMار حاصMل از حفMر گMودال و تالشMي حين گMذر جسMم، جMو را غبMار آلMود و كMدر سMاخته و بMا آزاد شMدن انMرژي،

هزار كالري گرم تر مي شود.2-3دماي جو

اقليمي ) تحوالت و ها دگرگوني عوامل علل (بيروني

9

- نوسان هاي مدار هندسي زمين )نظريه ميالنكويچ(1-3قMMرن • اواسMMط نظريMMه 20در ميالنكMMويچ ميلMMوتين

طMوالني بازگشMت دوره بMا و سMاالنه هMاي دگرگMوني مدار زمين را توجيه كرد.

در اين نظريMه، توجيMه يخبنMدان هMاي گذشMته زمين نمMو •نقMاط در يخبنMدان هMاي دوره كMه آنجMا از امMا يMافت، مختلMف زمين همزمMان و همسMان بMه وقMوع نپيوسMت، نظريMه مزبMور در توجيMه اين رويMدادها ناكMافي بMه نظMر

رسيد.به هMر حMال اين نظريMه منطMق قابMل قبMولي در بررسMي •

علل رويدادهاي اقليمي دارد. نوسان مورد توجه خاص است:3در اين تئوري •

الف - خروج از مركز مدار زمينب - تقديم

ج - تغيير در انحراف دايره البروج

( اقليمي تحوالت و ها دگرگوني عوامل بيروني – علل(نظريه ميالنكويچ

10

الف - خروج از مركز مدار زمين•( زمين شMكل بيضMي مMدار مركMز از در Eخروج )

حMركت سMاالنه اين سMياره بMه دور خورشMيد اسMت كMه بMه وسMيله دو فاصMله اوج و حضMيض انMدازه گMيري مي

شود. بيشMتر باشMد، بيضMي كشMيده تMر و Eهر انMدازه مقMدار •

اسMت. تMر نزديMك دايMره بMه بيضMي شMكل بMرعكس بنMابراين مMيزان جريMان متوسMط سMاالنه خورشMيد بMا

تغيير مي يابد. Eمقادير بيشMتر باشMد، مقMادير كم جريMان EيعMني هرچMه مقMدار •

ورودي ساالنه را در پي خواهد داشت.تغيMير در شMكل بيضMوي مMدار زمين بMه تغيMيرات نMيروي •

آسMماني اجMرام سMاير و مMاه خورشMيد، گرانشMي نسبت داده مي شود.

كنMوني • برابMر EمقMدار طي 0.017 در كMه اسMت سMالهاي قبMل در تغيMير بMوده اسMت و بMاعث تغيMير در

ميزان انرژي ورودي به زمين شده است.از • بيش حMاره جنب اقMاليم در هMا دگرگMوني اين

اين چرخMه و اسMت رديMابي قابMل ديگMر منMاطق هزار ساله ذكر شده است. 110 تا 92تغييرات

( اقليمي تحوالت و ها دگرگوني عوامل بيروني – علل(نظريه ميالنكويچ

11

( اقليمي تحوالت و ها دگرگوني عوامل بيروني – علل(نظريه ميالنكويچ

12

ب – تاثير تقديممنظMور از تقMديم، دوران محMور زمين اسMت كMه •

بMر اثMر نMيروي گMرانش ماننMد فرفMره اي چرخMان يMك پيمايMد. مي فضMا در را مخMروطي سMطح

سMال طMول 25800دوران كامMل محMور زمين زيMاد چنMدان گرچMه تقMديم تMاثير كشMد، مي ناديMده كMامال را آن تMوان نمي ولي نيسMت

گرفت.مي دانيم كMه در حMال حاضMر، بMا توجMه بMه مMدار •

بيضMوي زمين بMه دور خورشMيد اين سMياره در نزديكMتر خورشMيد بMه )ژانويMه( مMاه دي اوايMل زمسMMتان بنMMابراين زمين(، )حضMMيض اسMMت تMابش بيشMتر شMدت بMا كMه شMمالي نيمكMره خورشMيدي همMراه اسMت كوتMاه تMر و تابسMتان آن كMه مقMارن بMا شMدت كمMتر تMابش خورشMيد اسMت،

طوالني تر است.دريMMافتي • اشMMعه مجمMMوع كMMه اسMMت بديهي

خورشMيد، در طMول يMك سMال، در نتيجMه تقMديم تغيMير نمي كنMد، بلكMه اختالفMات فصMلي در دو نيمكMره دسMتخوش تغيMير مي شMود. بMا اين حMال

گاهي تغيير دما نيز مورد انتظار است.

( اقليمي تحوالت و ها دگرگوني عوامل بيروني – علل(نظريه ميالنكويچ

13

ج – تغيير در انحراف دايره البروجكMه • اسMت مسMيري زاويMه الMبروج، دايMره از منظMور

خورشMيد در حMركت ظMاهري سMاالنه خMود بMه دور زمين، بMا اسMتواي سMماوي )فصMل مشMترك سMطح زمين بMا كMره آسMمان( ايجMاد مي كنMد. بMه علت پديMده تقMديم ناشMي از سMيارات مMيزان تمايMل دايMره الMبروج ثMابت بMاقي نمي

ماند.مMدارهاي • مMوقعيت الMبروج دايMره انحMراف تغيMير با

نMيز آنهMا طMول فصMول بMا همMراه و قطMبي و رجعت تغيMير مي كنMد. افMزايش انحMراف در مMورد عMرض هMاي جغرافيMايي بMاال بMا افMزايش تMابش تابسMتاني و كMاهش كMاهش بMاعث امMر اين اسMت. تMابش زمسMتان همMراه مي زمين كMره در سMطح انMرژي اي منطقMه اختالف شMود. در حMالي كMه كMاهش انحMراف دايMره الMبروج بMاعث تابسMتان در مخصوصMا خورشMيدي، انMرژي كMاهش و هMا يخچMال گسMترش نتيجMه در و قطMبي منMاطق يخ، آلبMدوي از حاصMل خورانMد پس هMاي مكMانيزم خواهMد پي در را هMا يخچMال و هMا يخبنMدان گسMترش

داشت.بر اثMر تغيMير در انحMراف دايMره الMبروج انMرژي دريMافتي •

+- درصد تغيير مي يابد.8نيمكره شمالي تا

( اقليمي تحوالت و ها دگرگوني عوامل بيروني – علل(نظريه ميالنكويچ

14

- تغيير مدار خورشيد1-4منظومMه شمسMي در مMداري دايMره اي و •

ميليMون سMاله بMه 30بMا چرخMه هMاي حMدود دور كهكشMان راه شMيري مي چرخMد. طي از شمسMMي منظومMMه چMMرخش اين كنMد. مي گMذر اي سMياره بين غبارهMاي زمين بMه رسMيده انMرژي گMذر اين طي

تغيير مي يابد.

اقليمي ) تحوالت و ها دگرگوني عوامل علل (بيروني

15

عوامل دروني- 2 - عوامل طبيعي2-1

الMف – سMرگرداني قطMبي و نظريMه رانMه قاره اي

ب – فعاليت هاي آتشفشاني

- عوامل انساني2-2 الMف – انتشMار گازهMاي گلخانMه اي و تغيMير

تركيب جو ب – انتشار هواويزها در تروپسفر

ج – تغيير كاربري اراضي

اقليمي تحوالت و ها دگرگوني علل

16

- عوامل طبيعي 2-1•عامل اول:

الف – سرگرداني قطبي و نظريه رانه قاره ايآثMار • بررسMي بMه كMه ديرينMه مغناطيسMي تحقيقMات

ديرينMه مغنMاطيس فسMيل شMده در سMنگ هMا مي پMردازد، كMه دهMد مي زمين نشMان مغناطيسMي هMاي قطب

و نداشMته قMرار خMويش كنMوني مMوقعيت در همMواره .جابجا شده اند

نظريMه رانMه قMاره اي را آلفMرد وگMنر، زمين شMناس و • بMه شMكلي اساسMي 1912هواشMناس آلمMاني، در سMال

مطرح نمود.بر اسMاس اين نظريMه قMاره هMا و خشMكي هMاي كنMوني •

بودنMد و سMرزمين پيوسMته يكMديگر بMه اصMل در زمين ديگMر، عبMارت بMه انMد. داده مي تشMكيل را واحMدي يMك و آ( )پانگMه عظيم قMاره يMك فقMط روزگMاري اقيMانوس سراسMري )پانتالسMا( در زمين وجMود داشMت كMه بMه دليMل حركMات همرفMتي مMواد دروني زمين از هم گسMيخته و بMه قطعMات كوچMك تقسMيم شMد. اين قطعMات امMروزي مMوقعيت بMه و دور شMدند يكMديگر از بتMدريج خMود بMه شMكل قMاره هMاي كنMوني سMياره زمين ديMده مي

شوند.

( اقليمي تحوالت و ها دگرگوني عوامل دروني – علل(عوامل طبيعي

17

عامل دوم طبیعی:

ب – فعاليت هاي آتشفشانيشMفافيت • بMر تMاثير طريMق از هMا آتشفشMاني

اتمسMفر، بيالن انMرژي سMياره اي و بMه تبMع آن دما را دستخوش تغيير مي سازد.

كيلومMتري 8 الي 5بيشMتر مMواد آتشفشMاني بMه •بMه البتMه بسMته سMطح زمين تزريMق مي شMود. تMMMا حMMMداكثر پرتMMMاب شMMMدت،ارتفMMMاع

كيلومتري نيز مي رسد.25الي15معمMوال غبMار هMاي آتشفشMاني بMه دليMل داشMتن •

انMدازه هMاي كوچMك، امMواج خورشMيد را منعكس )امMواج بلنMد مMوج طMول بMا امMواج و نمMوده گرمMايي زمين( بMدون هيچ مMانعي از آنهMا عبMور غبارهMMاي و گMMرد تMMرتيب بMMدين كنMMد. مي آتشفشMاني سMبب كMاهش درجMه حMرارت زمين

خواهد شد.

( اقليمي تحوالت و ها دگرگوني عوامل دروني – علل(عوامل طبيعي

18

- عوامل انساني2-2اقليم • سيسMتم از جMزئي عنMوان بMه انسMان

نقشي ژرف و شگرف بر رفتار اقليم دارد.انسMاني، گسMيل • افMزون جمعيت افMزايش روز

از سMطوح دسMتكاري اي، گلخانMه هMاي گMاز طريMق سMد سMازي، جنگMل زدايي، بيابMان زايي و در سيسMتم هMايي دگرگMوني تكMوين بMاعث ...

اقليم يا اجزايي از اين سيستم مي شود.عوامل انسانی تحوالت اقلیمی عبارتند از :•تغيMير • و اي گلخانMه گازهMاي انتشMار – الMف

تركيب جوب – انتشار هواويزها در تروپسفر•ج – تغيير كاربري اراضي•

( اقليمي تحوالت و ها دگرگوني عوامل دروني – علل(عوامل انساني

19

عامل انساني اول: الMف – انتشMار گازهMاي گلخانMه اي و تغيMير تMركيب

جوگازهMاي گلخانMه اي شMامل هMر ملكMولي اسMت كMه •

تMابش طMول مMوج بلنMد زمين را جMذب كMرده و بMا اتمسMفر زيMرين هMMاي بخش گرمMاي جMذب ايجMاد نمMوده و در عين )تروپسMفر(، گرمMايش فوقMاني هMاي بخش سMرمايش بMاعث حMال

)استراتسفر( مي شود.جو زمين از مولكMول هMاي دو اتمي )اكسMيژن و •

نيMتروژن(، سMه اتمي )دي اكسMيد كMربن، اكسMيد اتمي پنج و آب( بخMار و ازن نيMتروژن، هMاي

)متان( تشكيل شده است.مولكMول هMاي دو اتمي در برابMر نMور مMرئي و •

مMادون قرمMز شMفاف بMوده و مقMداري از طMول كنMد. مي جMذب را بنفش مMاوراء هMاي مMوج بMه جMذب اتمي قMادر پنج مولكMول هMاي سMه و مي قرمMز مMادون اشMعه روي بMر انتخMابي

باشند.

( اقليمي تحوالت و ها دگرگوني عوامل دروني – علل(عوامل انساني

20

اگMر جMو زمين فاقMد گازهMاي گلخانMه اي مي بMود •مي سMاخته اكسMيژن و نيMتروژن از فقMط و

- درجMه مي 18شMد، دمMاي سMطح زمين حMدود بMود، در حMالي كMه بMه بMركت وجMود گازهMاي ديگMر،

درجMه 15ميMانگين دمMاي جهMاني همكنMون حMدود مي باشد.

زيMان • از را حيMات ازن و اكسMيژن نيMتروژن، تMابش مMاوراء بنفش در امMان نگMه مي دارد و گازهMاي گلخانMه اي نMيز همچMون پوششMي كMره زمين را از طريMق كنش در طيMف بلنMد )مMادون

قرمز( گرم نگه مي دارد.با افMزايش گMاز هMاي گلخانMه اي تMابش خMروجي •

عMدم نتيجMه در و يابMد مي كMاهش بلنMد مMوج تعMادل بين تMابش ورودي و خMروجي ايجMاد مي

شود.

( اقليمي تحوالت و ها دگرگوني عوامل دروني – علل(عوامل انساني

21

انسMاني شMامل مصMرف سMوخت • فعMاليت هMاي زرع(، و )كشMت زمين كMاربري هMاي فسMيلي، توليMد اسMپري و مMواد خنMك كننMده و ... از جملMه عوامMل اساسMي در توليMد گMاز هMاي گلخانMه اي

قرن اخير و حاضر مي باشند.تا هMزاران سMال قبMل از انقالب صMنعتي، مMيزان •

گMاز هMاي گلخانMه اي در جMو ثMابت بMود. از انقالب صMنعتي بMه بعMد غلظت گازهMاي مختلMف فMزوني

يافته است.ميزان تMاثير هرگMاز در افMزايش اثMر گلخانMه اي •

بسMتگي بMه غلظت گMاز، طMول مMوج هMاي جMذب شMده، مقMدار جMذب بMه ازاي هMر ملكMول و وجMود يMا عMدم وجMود گازهMايي كMه همMان طMول مMوج را

جذب كنند، دارد.زمMان بقMاي )طMول عمMر يMا مMدت پايMداري( اين •

اهميت و نبMوده يكسMان اتمسMفر در هMا گMاز نسMبي هMر يMك ار آنهMا بMا گذشMت زمMان تعيMير مي

كند.

( اقليمي تحوالت و ها دگرگوني عوامل دروني – علل(عوامل انساني

22

عمومMا گMاز هMاي گلخانMه اي را مي تMوان •در دو گروه بزرگ طبقه بندي نمود:

گروه اول گMاز هMايي اسMت كMه در پروتكMل •انMد و شMامل متMان كيوتMو مشMخص شMده

(CH4( نيMMMترات اكسMMMMيد ،)N2O ،)( كMMMربن و HFCsهيMMMدروفلوئور )

( است.SF6هگزافلئورسولفور )گروه دوم گازهMايي اسMت كMه در پروتكMل •

شMامل و انMد شMده مشMخص مونMترال ( كMMMMربن (، CFCsكلروفلئورهMMMMاي

( كMMربن و HCFCsهيMMدروكلروفلئور )هالون ها است.

( اقليمي تحوالت و ها دگرگوني عوامل دروني – علل(عوامل انساني

23

عامل انساني دوم: ب – انتشار هواويزها در تروپسفر

هواويزهMاي تروپسMفر از دو منبMع طMبيعي •و انساني تامين مي شود.

شMامل • هواويزهMا طMبيعي منMابع برخي دريMMايي، هMMاي نمMMك غبMMار، و گMMرد منMابع و كربناتMه مMواد هMا، آتشفشMان

حياتي است.انسMاني • منMابع از ناشMي هواويزهMاي

آلMودگي هMاي صMنعتي، سMوزاندن حاصMل جMرم زنMده و سMوخت هMاي فسMيلي اسMت كMه بMه صMورت غبارهMاي معMدني سMولفات هMا و نيMترات هMا و دوده هMا بMه جMو تزريMق

مي شوند.

( اقليمي تحوالت و ها دگرگوني عوامل دروني – علل(عوامل انساني

24

عامل انساني سوم: ج – تغيير كاربري اراضي

تغيMير كMاربري زمين شMامل تغيMير در مMديريت يMا •اسMتفاده از زمين اسMت. چMنين تغيMيري حاصMل در تغيMير نظMير انسMاني متنMوع هMاي فعMاليت جنگMل زدايي، جنگMل آبيMاري، و كشMاورزي هMMا، سMMوزي آتش نشMMيني، شMMهر افMMزايي، بMومي، غMير گياهMان بMا علفزارهMا جMايگزيني چMراي دام در علفزارهMا و علفزارهMاي درخMتي

و ... مي باشد.خMواص • تغيMير مMوجب زمين كMاربري تغيMير

فMيزيكي و حيMاتي سMطح زمين و نMيز سيسMتم آلبMدوي مMيزان مثMال بMراي گMردد. مي اقليم آن سMطح پوشMش از شMدت بMه زمين سMياره هMاي پهنMه راسMتا اين در باشMد. مي متMاثر

گياهي از اهميت ويژه اي برخوردارند.% 25% و علفزارهMا 15مثال آلبMدوي جنگMل هMا •

% محاسبه شده است. 40و بيابان ها

( اقليمي تحوالت و ها دگرگوني عوامل دروني – علل(عوامل انساني

25

بهMتر درك بMراي کMه اسMت قیاسMی یMا توصMیف مدل

پدیMدههایی کMه امکMان دیMدن آنهMا وجMود نMدارد اسMتفاده

» می شMود. در یMک تعریMف کلی مMدل عبMارت سMت از

دنیMاي ویژگیهMاي مهمMترین کMه واقعیت از نمMادي

و واقعی را بMه صMورت کلی و سMاده بیMان می دارد«

برداشMتی اسMت از واقعیت کMه بMراي توضMیح مفMاهیم و

کMاهش پیچیMدگیهاي پدیMدههاي جهMان بMه کMار مMیرود، بMه

نحMوي کMه قابMل درك باشMد و ویژگیهMاي آن بMه راحMتی

مشخص شود.

هدف از مMدل، یMافتن تصMویر و بMازنمودي اسMت کMه بMه

باشMد)کMولینلی، پدیMده هMا و نمایMانگر حقMایق سMادگی

(.1374 به نقل از افراخته، 1366

مدلسازی اقلیمی

26

بMر روي اولین مدلسMازي اقلیم، اجMزاء سیسMتم از میMان جMو انجMام گMرفت؛ زیMرا جMو نسMبت بMه بقیMه اجMزاء سیسMتم

کم تراکمتر و پرتحركتر عمل می کند.

مقیاسMهاي کلیMه در را اقلیم مMدلها این اکنMون هم زمMانی- مکMانی شMبیه سMازي مینماینMد. یعMنی فراینMدهاي اقلیمی، تغییرپMذیري آن، پاسMخ اقلیم بMه عوامMل مختلMف از جملMه فعالیتهMاي انسMانی را بMراي آینMده پیش بیMنی و بMراي گذشMته بازسMازي و بMازآفرینی می نماینMد)عسMاکره

،1386)بایMد 1975چیشMولم) مدلسMازي گونMه هMر اسMت معتقMد )

داراي دو ویژگی عمده باشد:- از نظر ساختار استوار و منطقی باشد1- نتMایج حاصMل از آن بتوانMد تMوان پژوهشMگر را نسMبت بMه 2

بررسMی، مMورد سیسMتم ي آینMده وضMع بیMنی پیش افزایش دهد

مدلسازی اقلیمی

27

و مشMخص ویMژگی چهMار داراي مMدلها بنیMان آشکار هستند که شامل:

انMتزاعی، بMه -1 مطلMق بMودن: مفهMوم مطلMق و عنMوان جریانهMایی بMدون توجMه بMه جزئیMات غMیر و فاسMMMت شMMMود. می تعریMMMف مهم

( معتقدنMد کMه مMدل، نMوعی مطلMق 1978دسMوزا)بMودن از واقعیت محسMوب میشMود و یMک مMدل هرگMز تمMام حقیقت را منتقMل نمی کنMد، چMون

جهان واقعی خیلی پیچیده و پویاست.

و -2 سMاختمان یMک داراي مMدل هMر سMاختمان: یMک صMورت بMه کMه اسMت اي ویMژه تMرکیب سیسMتم بسMته عمMل می کنMد. جغرافیMدانان نMه را رویMداد یMک کMه کلیMدي متغیرهMاي بMر تنهMا نظMارت می کننMد، بلکMه بMر روابMط بین متغیرهMا

نیز تکیه می کنند.

مدلسازی اقلیمی

28

واقMع -3 در یMا قلمMرو داراي مMدلی هMر قلمMرو: تنگناهMاي یMا از شMرایط اي ویMژه مجموعMه ي موجMود هسMتند کMه مMدل شMاید بMا آنهMا سMروکار

داشته باشد.یMا توافMق -4 قیMاس: هMر مMدل شMامل یMک قیMاس

دربMاره ي یMک رویMداد اسMت. در واقMع مMا منMاطق رویMداد واقعی را در چMارچوب نظریMه پMردازي

قرار می دهیم.بر اسMاس مبMاحث فMوق ،مدلسMازي یعMنی تهیMه ی یMک کMپی، تصMویر یMا معMادل بMراي پدیMد ه هMاي واقعی و سMپس مطالعMه و انجMام کMار دلخMواه و ایجMاد دیگMر فراینMد عبMارت بMه و آن بMرروي تبMدیل یMک انتخMاب مMدلها را مدلسMازي گوینMد. نMMوعی ریاضMMی زبMMان بMMه آمMMاري مفهMMوم مدلسMازي اسMت. هرچMه مفMاهیم زبMان ریاضMی استفادهشMده در آن سMاده ترباشMند، مدلسMازي

(1390ارزش بیشتري دارد)امینی ،

مدلسازی اقلیمی

29

جغرافیMایی اطالعMات سیسMتم در ، GISمثال

مMدل، همMان تلفیMق الیMه هMاي اطالعMاتی اسMت

بMه هMایی سMامانه درك بMراي اي وسMیله کMه

شMمار می آیMد کMه در شMرایط دیگMر، پیچیMدگی یMا

مقیMاس مکMانی آن، خMارج از درك ذهMنی قMرار

می گMرفت و مدلسMازي یعMنی انتقMال عMوارض

شمسMMی رایانMMه) داخMMل بMMه زمین سMMطح

(1392پور ،

مدلسازی اقلیمی

30

انواع مدلهای اقلیمی

31

(:EBM)مدلهاي موازنه انرژي توجMه بMر دمMاي سMطحی در معMرض را تMابش اثMر این مMدل قMرار می دهMد ولی قMادر بMه نمMایش محتویMات دینMامیکی اقلیمی عناصMر تغییرپMذیري و اقلیمی سMیگنالهاي دیگMر مMMوثري فرآینMMدهاي بMMرخی بMMه همچMMنین نیسMMت. بخMار آب، یخهMاي دریMایی وقعی از نظیربMازخورد حاصMل الگMوي بین رابطMه تنهMا مMدلها اینگونMه در گMذارد. نمی ولی میگMردد عرضMه سMMطحی دمMاي پاسMMخ و تMMابش فرآینMدهاي چMرخش اتمسMفري کMه منجMر بMه کMاهش گرادیMان

دمایی میشود، در این مدلها نادیده گرفته میشود.

جریانMات و دمMا عمMودي اختالفMات مMدلها قبیMل این در بنMابراین شMود؛ نمی گرفتMه نظMر در زمین تشعشMعی اسMاس بMر اقلیمی متغیرهMاي بیMنی پیش یMا بMازآفرینی دمMاي سMطحی و بMر پایMه فرمMول اسMتفان- بولMتزمن انجMام میگMیرد. همچMنین اینگونMه مMدلها بMه شMکل گMیري ابMر و نقش آنهMا بMر اقلیم کمMتر توجMه دارنMد. بنMابراین مMدلهاي مزبMور می شMMمار بMMه اقلیم فMMیزیکی مMMدلهاي تMMرین سMMاده

(1386آیند)عساکره،

انواع مدلهای اقلیمی

32

مدلهاي موازنMه انMرژي صMفر یMا یMک بعMدي هسMتند. مMدل صMفر بعMدي زمین را بMه عنMوان نقطMه اي در فضMا در نظرمیگMیرد در این مMدلها متوسMط بMه بMه عنMوان دمMاي مMوثر زمین دمMاي جهMانی حسMاب میآیMد. در مMدلهاي یMک بعMدي دمMاي کMره زمین و همچMنین اقیانوسMها در امتMداد مMدارات

(1386مالحظه و تقسیم بندي گردد)عساکره مدلها موازنMه انMرژي تغیMیرات دمMاي سMطح زمین جغرافیMMایی عرضMMهاي در را )اقیانوسMMها(

مختلف پیشبینی میکنند.

مدلسازی اقلیمی

33

(:RCM )مدلهاي تابش- همرفتی

میMانگین اسMاس بMر همرفMتی، تابشMی- مدلهاي دمMاي کMره زمین و بMه منظMور بازسMازي و پیش بیMنی آن بMر اسMاس مقMادیر فرآینMدهاي تMابش و

بMه دلیMل ویMژگی ذاتی همMرفت محاسMبه میشMود. این قبیMل مMدلها، جریانMات حMرارت تابشMی بMراي الیMه هMاي هم دمMاي اتمسMفر بMرآورد می گMردد. توضMیح اینکMه در اینگونMه مMدلها جMو بMه الیMه هMایی تقسMیم شMده و مقMادیر تMابش خMالص )خMروجی- ورودي( بMر اسMاس مقMادیر ابرنMاکی و آلبMدوي سMطحی در میانMه هرالیMه محاسMبه و در پایMان

نیمرخ دماي تابشی مشخص میشود.

مدلسازی اقلیمی

34

اسMاس بMر همرفMتی تابشMی- مMدلهاي اصMوال6 انMد: شMده نهMاده بنMا ذیMل بنیMادي قMوانین

(1386)عساکره ،

- برابMري مقMادیر تMابش ورودي )مMوج کوتMاه( و 1خروجی )موج بلند( زمین در بلندمدت

هMاي 2 الیMه در رطوبMتی ویژگیهMاي توصMیف -عمودي جو

بین الیMه هMاي 3 انقطMاع حMرارتی - عMدم وجMود عمودي جو

مقMادیر 4 از ریت لپس مقMادیر عMدول عMدم - درجMه بMرای هMر 6.5بحMرانی )این مقMدار عمMدتا6

کیلومتر است(

مدلهاي تابشMی- همرفMتی نیمMرخ عمMودي دمMا را صMورت بMه معمMوال6 کMه کننMد می محاسMبه

میانگین سیاره اي محاسبه میشوند.

مدلسازی اقلیمی

35

(:SDM )مدلهاي دو بعدي آماري- دینامیکیدر این مMدلها فرآینMدهاي سMطحی و دینامیMک در قMالب میMانگین هMاي ناحیMه اي و در جهت قMائم

این مMدلها در واقMع ترکیMبی بررسMی می شMود. تابشMی- مMدلهاي و انMرژي مMدلهاي موازنMه از همرفMتی بMه شMمار میآینMد. در این مMدلها انتقMال مMاده و انMرژي بین مMدارات محاسMبه شMده و بMر علمی تجMMارب و تئMMوري بنیادهMMاي اسMMاس جریانMات چرخهMاي بین مMدارات بMرآورد میشMود. موجهMاي شMناخت در پیشMرفت و شناسMایی بعMدي دو مMدلهاي مطالعMه نتیجMه باروکلینیMک

این اسMت؛ در مMدلها این امMا مهمMترین نقص توجMه مMدار هMر درون تغیMیرات بMه کMه اسMت

(1386کمی معطوف می دارد)عساکره ،

مدلسازی اقلیمی

36

مدلهاي گردش عمومی جو:در این مMدلها همMه عوامMل اقلیمی شMایان توجMه، در مMدلهاي گMردش عمMومی جMو منظMور شMده

مMراتب اسMت. بMه سلسMله توجMه مثMال بMراي و دریMایی یخهMاي جMو، اقیMانوس، وبMرهمکنش سMMرلوحه مMMدلها این در خشMMکیها سMMطوح چMرخش نMوع بMر سMه خMود و اسMت مدلسMازي

جMMو عمMMومی (AGCM)عمMMومی چMMرخش تقسMیم ( AOGCM) و مMزدوج(OGCM)اقیMانوس

می شوند. به کMارگیري مMدلهاي چرخشMی عمMومی جMو بMراي اقلیم بیMنی پیش یMا گذشMته اقلیم بازسMازي آینMده، این قبیMل مMدلها را را بMه مMدلهاي جهMانی

معروف نموده است.GCMاقلیم

مدلسازی اقلیمی

37

محاسMبه شاخصMهاي سMه بعMدي GCMهدف مMدلهاي در ابتMدا اسMت. مشMخص هMاي شMبکه در اقلیم

و 5*5مMدلهاي مزبMور سMطح زمین بMه شMبکه هMاي جغرافیMایی 4*2.5گMاهی عMرض و طMول درجMه

تقسMیم میشMود. هMر شMبکه از سMطح زمین تMا جMو بنMابراین میگMردد؛ افMراز افقی هMاي الیMه بMه بMاال

حدود زمین سMطح وجMود 25920بMراي بMه شMبکه میآید.

مMMدل افقی تفکیMMک از AGCMقدرت بیش 100 تفکیMک 2.8کیلومMتر) قMدرت و قوسMی( درجMه تMا 10عمMودي بMا 30 مMزدوج مMدلهاي اسMت مMتر

پیچیMدگی بیشMتر و در نظMر گMرفتن ابرهMاي منفMرد یMا همMرفت یMا انتقMال حMرارت از مرزهMا در مقیMاس

تفکیک باقMدرت تMا 125متوسMط کیلومMترو 250 مMترطراحی میشMوند. 400 تMا 200قMدرت عمMودی

دقیقMه ای اسMت.30گامهMاي زمMانی بMرای مMدلها (1386)عساکره ،

مدلسازی اقلیمی

38

معMادالت ریاضMی بMر اسMاس قMوانین بنیMادین فیزیMک بMه هMر شMبکه ارزشMی رقMومی داده و بMه وسMیله نMرم افزارهMاي کMامپیوتري انتقMال مMاده و انMرژي در سMطوح مختلMف افقی و عمMودي هMر شMبکه و همچMنین از شMبکه اي بMه شMبکه دیگMر را محاسMبه نمMوده و نMیز فرآینMدهاي فMیزیکی حاصMل از این

انتقMال شMبیه سMازي می شMود. و توضMیح نقMل اینکMه همMه فراینMدهاي دینامیMک و ترمودینامیMک، انتقMال انMرژي و مMاده درشMبکه هMا بMه مMدل کشMیده

می شود.عمMودي و افقی حMرکت بMراي اساسMی معMادالت )قMانون دوم نیMوتن، بقMاء گشMتاور(، بقMاء انMرژي حMMالت معادلMMه ترمودینامیMMک(، اول )قMMانون )قMانون گMاز ایMده آل(، ویژگیهMاي آب و بقMاء مMاده و سMطحی تMأخیر،اصMطکاك زمMان همچMنین و تشMکیالت ابMري بMراي دوره هMاي زمMانی و سMطوح قMرار توجMه مMورد مMدلها این در متفMاوت جMوي

می گیرد.

مدلسازی اقلیمی

39

سMه محتMواي اساسMی را در GCMغالبMا6 مMدلهای بر میگیرند:

طرحهMMاي -1 شMMامل دینMMامیکی: فراینMMدهاي بMه کMه سMپهر هMوا از مقیMاس بMزرگ رقMومی روش کMارتزین )فضMاي منظم شMبکه اي( و یMا سیسMتم در میشMوند. محاسMبه طیفی فضMاي کMارتزین معمMوال6 شMبکه هMا افقی و منظم اسMت درحالیکMه در فضMا یMابی عمMومی مسMاحت شMبکه بMود. خواهMد متفMاوت مختلMف سMطوح در هMا اختالف بین شMبکه هMا در مراحMل کوتMاه زمMانی مMورد توجMه قMرار میگیرنMد تMا کمMترین تغیMیرات درون شMبکهاي و بین شMبکه اي مشMخص شMود. انتقMال تMابش، فرآینMدهاي طیفی روش در انMرژي و فراینMدهاي سMطحی عمMودي مMاده و بMراي کMل سMطح زمین و در قMالب شMبکه هMاي

چهارگوش شبیه سازي میگردد.

مدلسازی اقلیمی

40

فرآینMدهاي فMیزیکی: در این قسMمت شMش متغMیر -2دمMا- بMاد سMرعت و جهت هMوا- فشMار شMامل را مMدلها بنیMاد ژئوپتانسMیل، وارتفMاع رطMوبت بMه مزبMور متغMیر شMش همMه میدهMد. تشMکیل اقتضMاي زمMان یMا مکMان درزیرمجموعMه هMاي الگMوي میMانگین و مMرزي الیMه الگMوي تMابش، انتقMال سMطوح عمMده زمین و نMیز میMانگین رطوبMتی آنهMا بMه منظMور محاسMبه و تعریMف سMطوح مزبMور، مMدل

را همراهی مینمایند.سMطوح مMؤثر بMر اقلیم: سMطوحی نظMیر ابرهMا نMیز -3

می تعریMف جهMانی و ناحیهMاي مقیMاس دو در شMوند. ابرهMاي همرفMتی بMه علت اینکMه کوچMک تMر

هسMتند، کمMتر در مMدل GCMاز واحMدهاي شMبکه اي مMورد توجMه قMرارمی گیرنMد و بیشMتر ابرهMاي بMزرگ برخوردارنMد. اهمیت از اشMباع فMوق و مقیMاس آبی یخی، هMاي پهنMه همچMون دیگMري سMطوح

مMدلهاي در غMیره و توجMه GCMکوهسMتانی مMورد خاص قرار میگیرند

مدلسازی اقلیمی

41

محدودیتهای مدلهای گردش عمومی جو:

الف (وقت گیر بودن:مثال6 بMراي محاسMبه هMر متغMیر جMوي در هMر نقطMه اي از شMبکه نیMاز بMه صMدهزار عMدد اسMت کMه در هMر مرحلMه زمMانی بایMد محاسMبه و ذخMیره شMود

اکنMون هMر نقطMه شMبکه اي تMا 3هم درجMه 5 طMول و عMرض جغرافیMایی را در بMر گرفتMه و در

دقیقMه ای محاسMبه میشMوند. 30فاصMله هMاي بنMدي طبقMه محاسMباتی حجم کMاهش بMراي عمMودي هMوا سMپهر بMه شMش تMا پMانزده )و عمومMا6 قMدرت بنMابراین میشMود؛ محMدود سMطح ده(

کیلومMتر و بیشMتر خواهMد بMود در 100تفکیMک تMا نتیجMه بایMد بیشMتر سMاده شMود کMه این امMر خMود

از کیفیت شبیه سازي می کاهد.

مدلسازی اقلیمی

42

ب( اهمیت ندادن به برخی فرآیندهاي سطحی:زمینهMMاي سMMر اثMMرات بMMه مMMدلها این مثال6 تسMلط در فصMلی طMور بMه کMه پرمافروسMت دریMایی یخهMاي عملکMرد بMه و اسMت یخبنMدان توجMه کMافی ندارنMد. دمMاي سMطوح یخی، مMیزان و تMأثیر حMرکت یخهMا نMیز اصMوال6 در این مMدلها در

نظر گرفته نمیشود.ابرهMاي دقیMق گMیري بکMار در توانMایی عMدم ج( کوچک مقیاس در پیشبینی وبازآفرینی اقلیم:

نمونMه 14به طMوري کMه در یMک آزمMایش از بین GCM خیصMایی درتشMدم توانMاطر عMه خMب تنهMا

نتیجMه متفMاوت بMه 14مقMادیر مربMوط بMه ابرهMا تشMکیل از پس اقلیمی مMدلهاي آمMد دسMت این از یکی گیرنMد می قMرار ارزیMابی مMورد ارزیMابی هMا آزمMون بMراي روشMن نمMودن بیالن تMابش و انتقMال انMرژي در سMطوح مختلMف و نMیز

آزمون میزان خطا است

مدلسازی اقلیمی

43

:AOGCMمدلهاي این مMدلها بMر پایMه قMوانین فMیزیکی کMه بMه وسMیله اسMMتوار شMMوند، می ارائMMه ریاضMMی روابMMط میباشMند. این روابMط در یMک شMبکه سMه بعMدي در سMطح کMره زمین حMل میگردنMد. بMه منظMور فراینMدهاي زمین کMره اقلیم سMازي شMبیه سMطح اقیMانوس، )اتمسMفر، اقلیمی اصMلی مMدلهاي کMره(در زیسMت و پوسMته یخ زمین، فMرعی جداگانMه شMبیه سMازي میشMوند. سMپس و اتمسMفر بMه مربMوط فMرعی مMدلهاي تمMام مMدلهاي و شMده جفت یکMدیگر بMا اقیMانوس گMردش عمMومی اقیMانوس- اتمسMفر را تشMکیل

می دهند. در برنامMه هMاي فMرعی، جابجMایی مومنتMوم، گرمMا بMزرگ، شMبیه سMازي در مقیاسMهاي ورطMوبت می گردنMد. دقت مکMانی افقی مMدلها در سMطح

کیلومMترو دقت 250خشMکیهاي کMره زمین نوعMاکیلومترمیباشMد. یMک حMدود آن قMائم مکMانی

200درحالیکMه دقت مکMانی قMائم در اقیانوسMهاآن400تMا افقی مکMانی دقت و مMتر تMا 125

کیلومتر می باشد250

مدلسازی اقلیمی

44

630کمMترین مقیMاس زمMانی بMراي حMل معMادالت دقیقMه اسMت درحMالی کMه فراینMدهاي فMیزیکی ابرهMا بMه مربMوط فراینMدهاي نظMیر زیMادي کمMMتري زمMMانی درمقیاسMMهاي واقیانوسMMها این فرآینMدها را از اتفMاق میافتنMد کMه بعضMی نمی تMوان بMه سMادگی شMبیه سMازي نمMود. دراین فMیزیکی رابطMه گMرفتن نظMر در بMا حMالت مربMوط بMا متغیرهMاي بMزرگ مقیMاس، بMه طMور لحMاظ مMدل در آنهMا، میMانگین اثMرات تقریMبی

میشود که به آن پرمایش میگویند.مMدلهاي سMازي شMبیه از حاصMل AOGCMنتMایج

زمMMانی سMMري انتشMMار، سMMناریوهاي تحت ارائMه می 2100متغیرهMاي اقلیمی را تMا سMال

دهند.

مدلسازی اقلیمی

45

ریز مقیاس نمایی:تواننMد نمی هیچگMاه عمMومی گMردش هMای مدل مسMتقیما بMرای پیش بیMنی هMای منطقMه ای یMا نیازمنMMد آنهMMا شMMوند، اسMMتفاده ای نقطMMه بMا اعمMال رفتMار تMا نمMایی هسMتند ریزمقیMاس در هایشMان بیMنی پیش آنهMا در محلی هMای مقیMاس هMای محلی بهبMود یابنMد. بایسMتی قبMل از اسMتفاده از این داده هMا آنهMا را ریزمقیMاس بMه حقیقت در کMردن مقیMاس کوچMک کنیMد. فرآینMد حMرکت از پیش بیMنی کننMده هMای بMزرگ بیMنی شMونده هMا در مقیMاس بMه پیش مقیMاس

محلی اطالق می شود. سMناریوهای تولیMد جهت مختلفی هMای روش اقلیمی سMناریوهای از ای منطقMه اقلیمی مMدل هMای چرخMه عمMومی جMو وجMود دارد کMه از را ریMز مقیMاس تMوان روشMهای آن جملMه می

نام برد.

مدلسازی اقلیمی

46

ریز مقیاس نمایی به دو صورت انجام می شود:

- ریز مقیاس نمایی دینامیکی 1- ریز مقیاس نمایی آماری. 2

ریز مقیاس نمایی دینامیکی:الف(

مMدل هMایی کMه بMرای ریMز مقیMاس نمMایی دینMامیکی اسMتفاده می شMوند بسMیار شMبیه همMان مMدل هMای گMردش عمMومی هسMتند، منتهMا گامهMای زمMانی و گMام مثال دقیقMتر هسMتند. و ریزتMر مکMانی شMبکه

حMدود گMردش عمMومی هMای مMدل در 2.5مکMانی جغرافیایی-حMدود 2.5 درجMه در 250 کیلومMتر

می محMدوده کشMورمان- جغرافیMایی هMای عMرض هMای مMدل مکMانی گMام کMه حالیکMه در باشMد ریزمقیMاس نمMایی دینMامیکی کMه بMه آنهMا مMدل هMای

کیلومMتر 50 تMا 20منطقMه ای نMیز می گوینMد بین در نظر گرفته می شود.

مدلسازی اقلیمی

47

البتMه این عMدد ثMابت نیسMت و ممکن اسMت شMما گMام کیلومتر هم بگیرید.10مکانی را

، RegCMاز انMواع مMدل هMای دینMامیکی می تMوان بMه

WRFویا NCEP/RSM.اشاره کرد

ب (روش ریز مقیاس نمایی آماری :گMردش هMای مMدل توانیMد می کMه شMما دیگMری روش عمMومی را ریزمقیMاس کنیMد ریزمقیMاس نمMایی آمMاری

است. در این روش پس از تعMیین تMابع مطلMوب، متغیرهMای اقلیمی بMزرگ مقیMاس کMه توسMط مMدل هMای چرخMه عمMومی در دوره هMای آتی شMبیه سMازی شMده انMد، بMه متغMیر و اعمMال شMده توابMع این در ورودی عنMوان

سطحی مورد نظر نتیجه خواهد شد

مدلسازی اقلیمی

48

از بMا اسMتفاده آمMاری ارتبMاط یMک این روش در رگرسMیون سMاده، چنMد متغMیره ، شMبکه عصMبی و . . . بین رفتMار واقعی ایسMتگاه و برونMداد مMدل

بعMد از راسMتی گMردش عمMومی ایجMاد می شMود. در تواننMMد می معMMادالت این آزمMMایی، بMا آینMده هMای بیMنی پیش نمMایی ریزمقیMاس اسMتفاده از سMناریوهای انتشMار مMورد اسMتفاده قMرار گیرنMد. اگMر چMه این روش نسMبت بMه روش هMای قبلی نتMایج بهMتری را ارائMه می کنMد، ولی بMه داده هMای مشMاهداتی زیMاد و قضMاوت نیMاز متخصصMین بMه منظMور برقMراری رابطMه مناسMب

.را داردبرخی از مMدل هMایی کMه بMرای این روش اسMتفاده

می شوند عبارتند از:WGEN, CLIMGEN, LARS-WG, SDSM, ASD, Magicc-Scengen

مدلسازی اقلیمی

49

مدلهاي آماري- احتمالی:

الف ( روشهاي همبستگی:

کMه رابطMه ي آمMاري اسMت همبسMتگی شاخصMی و میکنMد توصMیف را متغMیر چنMد یMا دو بین از اسMتفاده بMا را دومتغMیر بین همبسMتگی ضMریب همبسMتگی نشMان میدهMد کMه عMددي بین

و 1 متغMیرمی 1 دو بین رابطMه و میباشMد -توانMد مثبت یMا منفی باشMد. در ادامMه بMه انMواع

ضرایب همبستگی اشاره می شود:ا(همبستگی پارامتری

( همبستگی ناپارامتری2

مدلسازی اقلیمی

50

- همبستگی پارامتری:1

همبسMتگی ضMریب شMامل پMارامتري همبسMتگی نشMان rپیرسMون می باشMد کMه آن را بMا عالمت

بایMد نظMر مMورد متغMیر دو مقیMاس میدهنMد. ضMMریب مقMMادیر باشMMد. نسMMبی اي/ فاصMMله

- در نوسMان اسMت کMه 1+ تMا 1همبسMتگی بین یMا )مثبت رابطMه جهت نشMانگر آن، عالمت

منفی( می باشد.

آزمMون یMک چMون پیرسMون همبسMتگی ضریب در توزیMع صMفتها بایMد حتمMا6 اسMت، پMارامتري اطمینMان بMراي بنMابراین باشMد، نرمMال جامعMه حتمMا6 از آزمMون کولمMوگروف- اسMمیرنف بMراي

فرض نرمال بودن استفاده می شود.

مدلسازی اقلیمی

51

آزمMون ضMریب همبسMتگی پیش فرضMهاي پیرسون:

اي/ • فاصMله سMنجش سMطح در متغMیر دو هMر

نسبی باشند.

رابطه بین دو متغیر باید خطی باشد.•

شکل توزیع دو متغیر مشابه هم باشند.•

نمودار پراکنش یکسان باشد.•

.هر دو توزیع بیش از یک نما نداشته باشند•

مدلسازی اقلیمی

52

( همبستگی هاي ناپارامتري:2

همبسMتگی دو شMامل ناپMارامتري همبسMتگی اسMپیرمن و کنMدال تMاوي - بی اسMت کMه بMراي آزمMون دو متغMیر بMا مقیMاس ترتیMبی بMه کMار می

روند.- ضریب همبستگی اسپیرمن:1-2

بین تغیMیراتش دامنMه همبسMتگی تMا 1این +1 -میباشMد. اگMر مقیMاس هMر دو متغMیر ترتیMبی بMوده و حجم نمونMه پMایین باشMد از ضMریب اسMپیرمن از بMود اگMر حجم نمونMه زیMاد اسMتفاده کنیMد و

ضریب کندال تاوي- بی استفاده کنید.

مدلسازی اقلیمی

53

- ضریب همبستگی کندال تاوي- بی:2-2بMا متغیرهMایی بMراي همبسMتگی ضMریب این مقیMاس ترتیMبی بهکMاربرده میشMود، ولی حجم ضMMریب این از تMMا باشMMد بMMاال بایMMد نمونMMه

همبستگی استفاده شود.ضMMرایب نتMMایج تفسMMیر در مهم مالحظMMات

همبستگی:- در این همبسMتگیها، سMطح معنMاداري عبMارت 1

اسMت احتمMال بMه دسMت آوردن نتMایج تحقیMق تMا حMد و درجMه اي کMه محقMق مشMاهده کMرده اسMت.

از کوچکMتر معنMاداري سMطح باشMد، 0.05اگMر بین دو متغیرهمبسMتگی کMه گMیریم نتیجMه می معMنی دار وجMود دارد؛ امMا اگMر سMطح معنMاداري

باشMد در آن صMورت، همبسMتگی 0.05بزرگMتر ازبین دو متغMیر معMنی دار نبMوده و این دو متغMیر

ارتباط خطی با یکدیگر ندارند.- تMا 1- مقMادیر تمMامی ضMرایب همبسMتگی بین 2

+ در نوسMان اسMت و نشMانگر منفی یMا مثبت 1فقط جهت رابطه را نشان می دهد.

مدلسازی اقلیمی

54

را 3 آن نبایMد همبسMتگی، ضMریب تفسMیر در -درصدي از همبستگی کامل محسوب کرد.

- در تفسMیر ضMریب همبسMتگی از مطلMق نگMري 4اجتناب کنید.

- بMر اسMاس شMکل هندسMی، ضMریب همبسMتگی 5هر متغیر با خودش، برابر با عدد یک است.

را 6 خطی روابMط تنهMا همبسMتگی ضMرایب -اندازه گیري میکنند.

نمیدهMد. 7 نشMان را علیت لزومMا6 همبسMتگی -هرگMز بMر اسMاس یMک همبسMتگی، نمیتMوان نتیجMه گMیري کMرد کMه تغیMیرات در یMک متغMیر بMه تغیMیر

در متغیر دیگر می انجامد.از 8 تMMابعی حMMدي تMMا همبسMMتگی انMMدازه -

تغییرپMذیري دو تMوزیعی اسMت کMه می خMواهیم بنMابراین و کMنیم تعMیین را آنهMا همبسMتگی محMدود کMردن دایMره نمMره هMایی کMه قMرار اسMت مشMاهده رابطMه درجMه شMوند، همبسMته بMاهم

شده بین دو متغیر را کاهش می دهد.

مدلسازی اقلیمی

55

نحوه تفسیر دامنه ضریب همبستگی:

این همبسMتگی : 0.35 تMا 0.2دامنMه همبسMتگی نسMبتا6 رابطMه ولی باشMد دار معMنی اگرچMه

ضعیف بین متغیرها را نشان می دهد.

در این دامنMه، : 0.65تMا 0.35دامنMه همبسMتگی همبسMتگیها از نظMر آمMاري بMاالتر از سMطح یMک

درصد معنی داراست.

بMا اسMتفاده از : 0.85 تMا 0.65دامنMه همبسMتگیبیMنی پیش میتMوان دامنMه، این همبسMتگیهاي کMافی انMدازه بMه کMه داد انجMام گMروهی هMاي

دقیق باشند.همبسMتگی هMاي : 0.85همبسMتگی هMای بMاالتر از

نشMان دهنMده رابطMه نزدیMک بین 0.85بMاالتر ازدو متغیر است.

مدلسازی اقلیمی

56

ب( مدلهاي رگرسیونی :در آمMاري مبMاحث مهمMترین از یکی رگرسMیون از اقلیمی اسMت و یکی جغرافیMا و مطالعMات بهMترین انتخMاب دراقلیم شناسMی، آن اهMداف یMافتن روابMط موجMود بین مMدل مناسMب بMراي پیش اهMداف بMراي مMدلهایی تهیMه و هMا داده

بینی است.

مدلسازی اقلیمی

57

- رگرسیون خطی ساده:1کMه اسMت این بMر فMرض آمMاري، مMدل این در متغMMیر و مسMMتقل متغیرهMMاي بین رابطMMه

وابسته، به صورت زیر است:Yi=ßo+ß1x+e

متغMیر Y شMیب خMط،ßعMرض از مبMدأ، ßoکه در آن عامل خطا میباشد.eوابسته و

رگرسMیون خطی بMه دو صMورت رگرسMیون خطی یMا متغMیره چنMد خطی رگرسMیون و سMاده

چندگانه طرح می گردد.رگرسMیون خطی سMاده بMه پیش بیMنی مقMدار یMک متغMیر یMک مقMدار اسMاس بMر وابسMته متغMیر چندگانMه رگرسMیون امMا پMردازد؛ می مسMتقل روشMی اسMت بMراي تحلیMل مشMارکت دو یMا چنMد

متغیر مستقل در تغییرات یک متغیر وابسته.

مدلسازی اقلیمی

58

انواع روشهاي رگرسیون خطی: :Enter Method- روش همزمان 1

طMور بMه مسMتقل متغیرهMاي کلیMه روش، این در کلیMMه تMMأثیر تMMا میشMMوند مMMدل وارد همزمMMان وابسMته متغMیر بMر غMیرمهم و مهم متغیرهMاي

مشخص گردد.:Stepwise Method- روش گام به گام 2

متغیرها را یMک بMه Forwardدر این روش، ماننMد روشیMک وارد مMدل می کMنیم؛ یعMنی ابتMدا متغMیري کMه دارد، وابسMته متغMیر بMا را همبسMتگی بیشMترین بMMا روش این فMMرق کMMنیم. می انتخMMاب

روش Forwardروش در کMMMه اسMMMت آن در Forward هMل، در معادلMده در تحلیMاي واردشMمتغیره

بMاورود StepwiseبMاقی می ماننMد، ولی در روش متغMیر جدیMد، متغیرهMایی کMه قبال6 وارد معادلMه شMده

اند، از نو آزموده می شوند.

مدلسازی اقلیمی

59

:Remove Method- روش حذف 3از را بلMوك یMک این روش میتMوان متغیرهMاي با مMدل رگرسMیونی حMذف کMرد. این روش کMاربرد چنMدانی دررگرسMیون چنMد متغMیره نMدارد، چMون

تحلیل واریانس را انجام نمی دهد.:Backward Method- روش پس رونده4

روش هماننMد روش، این کلیMه Enterدر ،ابتMدا اثMر و شMده معادلMه وارد مسMتقل متغیرهMاي کلیMه متغیرهMا بMر روي متغMیر وابسMته سMنجیده

در این روش، EnterمیشMود؛ امMا بMر خالف روشیکی وکمMاثرتر ضMعیفتر متغیرهMاي مMرور بMه پس از دیگMري از معادلMه خارجشMده و در نهMایت این مراحMل تMا زمMانی ادامMه مییابنMد کMه خطMاي

درصد برسد.1آزمون معنی داري به

مدلسازی اقلیمی

60

:Forward Method- روش پیش رونده5

این روش، ابتMدا همبسMتگی سMاده بین هMر یMک از وابسMMته متغMMیر بMMا را مسMMتقل متغیرهMMاي کMه مسMتقلی سMپس،متغMیر میکنMد. محاسMبه بیشMترین همبسMتگی را بMا متغMیر وابسMته دارد و را آن واریMانس مقMدار بیشMترین عبMارتی بMه دومین میکنMMد. تحلیMMل وارد میکنMMد، تبMMیین متغMیري کMه وارد تحلیMل میشMود، متغMیري اسMت کMه پس از تفکیMک متغMیر اول، بیشMترین ضMریب همبسMتگی را بMا متغMیر وابسMته دارد. این روش

بMه آزمMون کMه خطMاي دارد ادامMه 5تMا زمMانی درصد برسد.

مدلسازی اقلیمی

61

چنMMد چندگانMMه/ خطی رگرسMMیون ب( متغیره:

Multiple Linear Regression

در بسMیاري از مMوارد، مMدلهاي رگرسMیون خطی پاسMخگوي مناسMبی بMراي تغیMیرات بین متغیرهMا

(. بMرخالف 1377نیسMت )گلدسMته و همکMاران، رگرسMیون خطی سMنتی کMه محMدود بMه مMدلهاي میتMوان غMیرخطی دررگرسMیون اسMت، خطی متغیرهMاي بین دلخMواه ضMابطه بMا مMدلهایی مسMتقل و وابسMته برقMرار کMرد بMه لحMاظ تنMوع بMرآورد بMراي غMیرخطی، مMدلهاي حMد از بیش پارامترهMا فرمMول خاصMی وجMود نMدارد، بلکMه بMه کمMک روشMهاي عMددي صMورت میگMیرد. بMه همین دلیMل بایMد بMراي پارامترهMاي مMدل، مقMدار اولیMه

تعریف شود.

مدلسازی اقلیمی

62

این نMوع از رگرسMیون، روشMی بMراي یMافتن مMدلی

غMیرخطی در جهت یMافتن رابطMه میMان متغMیر

از متغیرهMاي مسMتقل وابسMته و مجموعMه اي

رگرسMیون قMدیمی شMیوه خالف بMر اسMت.

محMدود را خطی مMدل )محاسMبه کMه خطی

روابMط میتوانMد غMیرخطی رگرسMیون میکMرد(

میMان ارادي و اختیMاري صMورت بMه را مMدل

و بررسMی غیرمسMتقل و مسMتقل متغیرهMاي

اندازه گیري کند.

مدلسازی اقلیمی

63

مدلهاي سري زمانی:نحMو مناسMبی بMه کMه اسMت آن کسMانی از آینMده بMراي آن برنMامهریزي کMرده و بMا پیشMبینی وضMع انجMMام بMMه را الزم ریزيهMMاي برنامMMه آینMMده آمMاري روشMهاي منظMور این بMراي برسMانند. آمMار مMورد هMر در اسMت. موجMود متعMددي مربMوط بMه متغMیري کMه پیشMبینی می شMود بایMد در دوره زمMانی گذشMته موجMود باشMد. این آمMار

را اصطالحا6 سري زمانی میگویند.

منظMور از یMک سMري زمMانی مجموعMه اي از داده زمMانی فواصMل در کMه اسMت آمMاري هMاي باشMند. شMده آوري جمMع منظمی و مسMاوي روشMهاي آمMاري کMه اینگونMه دادههMاي آمMاري را سMريهاي تحلیMل قرارمیدهMد اسMتفاده مMورد

زمانی نامیده میشود.

مدلسازی اقلیمی

64

اساسMی تMرین فMرض در تحلیMل سMريهاي زمMانی این اسMت کMه عMواملی کMه چگMونگی نوسMان یMک پMارامتر اقلیمی را در گذشMته تحت تMأثیر قMرار داده انMد در آینMده نMیز کم و بیش بMه اثربخشMی هMدف بنMابراین داد. خواهنMد ادامMه خMویش و تفکیMک و زمMانی سMريهاي تحلیMل اصMلی مشMخص کMردن این عوامMل بMه منظMور پیشMبینی

(1390و برنامه ریزي . آینده است )اصالحی، اجزاي تشکیل دهنده ي سري زمانی:

مختلMف انMواع زمMانی سMري نمMودار یMک در تغیMیراتی کMه میتوانMد وجMود داشMته باشMد نمMایش داده میشMود. خMط مسMتقیم کMه در شMکل نمایMان اسMت، جهت کلی حMرکت متغMیر را در رابطMه بMا زمMان نشMان میدهMد. در این مثMال حMرکت کلی اینگونMه بMه صMورت صMعودي مشMاهده میشMود. بلندمMدت مینامنMد. تغیMیرات را اصMطالحا6 رونMد بMراي را خMویش حMرکت جهت بلندمMدت رونMد

مدت زمان طوالنی حفظ می کند

مدلسازی اقلیمی

65

خط یMا انحنMائی کMه در طMرفین خMط رونMد بلندمMدت در ادواري تغیMیرات نمایMانگر میکنMد، حMرکت

تغیMیراتی کMه توسMط خMط سMري زمMانی اسMت. صMورتی مشMخص شMده اسMت، نمایMانگر تغیMیرات فصMلی اسMت. این تغیMیرات معمMوال6 از سMالی بMه نMوع چهMارمین اسMت. هماننMد دیگMر سMالی تغیMیرات کMه نمیتوانMد بMه نحMو مMوثر و منظمی تغیMیرات شMود، داده نشMان نمMودار بMرروي پسMماند یMا نMامنظم نامیMده میشMود. این تغیMیرات همانگونMه کMه از نMامش پیداسMت تغیMیراتی اسMت بلندمMدت تغیMیرات از در نظMر گMرفتن کMه پس ادواري و نوسMانات فصMلی بMاقی مانMده اسMت.

یMا توسMط عوامMل )نMامنظم( تغیMیرات پسMماند از و تصMادفی همچMون خشکسMالی و سMیالبها این قبیMل ایجMاد میشMود و یMا بMر اثMر خطMاي گMرد بMه آمMاري آوري جمMع هنگMام در اعMداد کMردن

وجود میآید.

مدلسازی اقلیمی

66

مدلسازی اقلیمی

67

تجزیMه سMري زمMانی بMه اجMزا تشMکیل دهنMده آن بMه دو دلیMل عمMده امMري ضMروري اسMت. اول اینکMه خMواهیم توانسMت بMا خMارج سMاختن اثMر تغیMیرات نظMر از را آن زمMانی سMري یMک از فصMلی

و دوم اینکMه نوسMانات غMیر فصMلی تعMدیل کMنیم خMواهیم توانسMت مقMادیر متغMیر مMورد نظMر را بMراي آینMده پیشMبینی کMنیم. بMه این تMرتیب کMه ابتMدا رونMد بلندمMدت را بMه آینMده تعمیم دهیم و کMنیم. تMرکیب آن بMا را مناسMب اجMزا سMپس بMراي این منظMور نیMاز بMه مMدلی داریم کMه تجزیMه و تحلیMل سMري زمMانی را بMر آن اسMاس اسMتوار

کنیم.

مدلسازی اقلیمی

68

مراحل تحلیل آماری سریهای زمانی:

یک سMری زمMانی مجموعMه مشMاهداتی اسMت کMه بر حسب زمان مرتب شده باشند.

بMر 1 كیفیت مشMاهدات: معمMوال فMرض كنMترل -این اسMت کMه سMری هMای زمMانی بMه ویMژه سMری هMای طMوالنی حMاوی مقMادیر نMاهمگنی، مقMادیر دراین باشMد. شMده گم مشMاهدات یMا و پMرت جنبMه این از مشMاهدات بایسMت می صMورت

بررسی، وارسی و احتماال6 بازسازی شوند.احتمMال 2 توزیMع تعMیین و توصMیفی تحلیMل -

ضMمن رویMه دراین مشMاهدات: بMر برازنMده بررسMی مشخصMات توصMیفی ، توزیMع تجMربی و بMر برازنMده ) )احتمMال فMراوانی توزیMع مMدل

مشاهدات بررسی می شود.

مدلسازی اقلیمی

69

مرحلMه 3 دراین آن: نMوع و رونMد آشكارسMازی -و پMارامتری هMای روش براسMاس تMوان می ناپMارامتری وجMود یMا فقMدان رونMد و نMوع آن را معلMوم سMاخت. دراین جMا می تMوان نشMان داد

كه روند خطی، سهمی ویا .... است.

این 4 احMراز از پس رونMد: مMیزان بMرآورد -واقعیت كMه مشMاهدات حMاوی رونMد هسMتند می بMا مرحلMه قبMل بایسMت مMیزان آن را متناسMب بMرآورد نمMود. توضMیح این كMه متناسMب تMر اسMت

مرحلMه در اگMر رویMه 3كMه مبنMای بMر رونMد ناپMارامتری بMرآورد گردیMد می بایسMت مMیزان آن نMیز برحسMب روش هMای ناپMارامتری محاسMبه و

برآورد گردد.بMه 5 بMا مرحلMه دراین رونMد: سMازی مMدل -

كMارگیری یMك مMدل سMاده خطی، سMهمی ویMا... یMا بMه كMارگیری مMدل هMای پیچیMده تMر رفتMار و

بلند مدت عنصر اقلیمی را ارائه نمود.

مدلسازی اقلیمی

70

تكنیMك 6 برحسMب هMا هMا: چرخMه تعMیین چرخMه -هMای متعMدد و مختلMف قابMل محاسMبه و بMرآورد

هستند.

عناصMر 7 میMانگین هMا: چرخMه سMازی مMدل -اقلیمی در هMر بMازه زمMانی ) روزانMه ، ماهانMة و سMاالنه( رفتMاری همMراه یMا بMدون تمMوج و تنMاوب توابMع و مثلثMاتی توابMع از اسMتفاده بMا دارنMد. غMیر تنMاوبی می تMوان چرخMه هMا را مMدل سMازی

نمود.

- تحلیMل و مMدل سMازی : مMدل سMازی بMه وسMیلۀ  8یMک متغMیر و یMا چنMد متغMیر انجMام می شMود. مMدل را زمMانی سMری رفتMار متغMیره یMک سMازی برحسMب گذشMتۀ  آن بررسMی می کنMد. در حMالی کMه در مMدل هMای چنMد متغMیره رفتMار یMک سMری زمMانی بMا رفتMار سMری )هMای( دیگMر توجیMه می توضMMیحی متغMMیر)هMMای( انتخMMاب بMMا شMMود. متغMیر تغیMیرات تMوان می مناسMب )مسMتقل(

وابسته را توجیه نمود.

مدلسازی اقلیمی

71

و اقلیمی زمMانی تحلیMل سMری هMای به منظMور برحسMب هMدف تحلیMل می بایسMت مراحMل تMوام یMا منفMرد فMوق طی شMود. گMاه هMدف از تحلیMل یMا و صMحت بMه دسMتیابی زمMانی هMای سMری آن وارسMی یMا بMازبینی و مشMاهدات سMقم

از هاسMت. نخسMت بخش تنهMا صMورت دراین گMاه نمMود. دنبMال تMوان می را فMوق مراحMل اهMداف دیگMری نظMیر ردیMابی چرخMه در عناصMر زمMانی هMای سMری تحلیMل یMك هMدف اقلیمی

اسMMت. بایسMMت اقلیمی می صMMورت دراین تحلیMل دریMك نمMود. ردیMابی را مرحلMه ششMم كامMل ازسMری هMای زمMانی اقلیمی كلیMه مراحMل

در تحلیل مورد توجه خواهد بود.

مدلسازی اقلیمی

72

نمMایی ریزمقیMاس مMدل معMرفی در ای مقدمMه :SDSMآماری

این مMدل ارتباطMات آمMاری بین رفتMار هMای بMزرگ محلی)پیش و هMا( كننMده بیMنی مقیMاس)پیش بیMنی شMونده هMا( را بMر اسMاس روش رگرسMیون

خطی چندگانه برقرار می كند.هMMای داده از اسMMتفاده بMMا ارتباطMMات این مشMاهداتی ایسMتگاه و برونMدادهای )خMروجی( مشMابه دوره در عمMومی گMردش هMای مMدل دیMدبانی ایجMاد می شMوند. فMرض بMر این اسMت كMه این روابMط در آینMده نMیز صMادق باشMند، بMه مقیMاس ریMز در اساسMی فMرض دیگMر عبMارت این بMودن زمMان از مسMتقل آمMاری نمMایی

اسMMت فرآینMMد ارتباطMMات انجMMام از قبMMل ریزمقیMاس نمMایی توسMط این مMدل داده هMای گMردش هMای مMدل هMای داده و مشMاهداتی عمMومی بMا توجMه بMه مقMادیر میMانگین و انحMراف نرمMالیزه می نظMر مMورد دوره در آنهMا معیMار

شوند.

مدلسازی اقلیمی

73

هMای مMدل كMه انجMام می شMود دلیMل این بMه كMار این .گMردش عمMومی نمی تواننMد بMه خMوبی اقلیم محلی را ماننMد دیMدبانی شMبیه سMازی نماینMد؛ لMذا مقایسMه این دو مMوجب توانMد می كMردن نرمMالیزه از قبMل بMاهم

همبستگی های غیرمعقول گردد. متغیرهMای پیش بیMنی كننMده اطالعMات مربMوط بMه حMالت حالیكMه در كننMد؛ می فMراهم را جMو مقیMاس بMزرگ متغیرهMای پیش بیMنی شMوند حMالت جMو را در مقیMاس

نقطه ای/ محلی مشخص می كنند. طی مMدل این در آمMاری نمMایی ریزمقیMاس فرآینMد

مراحل زیر انجام می شود:توسMط 1 نمMایی ریزمقیMاس توانمنMدی اولیMه -بررسMی

متغیرهای پیش بینی كننده / بزرگ مقیاس،بMزرگ 2 متغیرهMای نمMایی. ریزمقیMاس مMدل -واسMنجی

، بMرای تعMیین روابMط 1مقیMاس معMرفی شMده در مرحلMه همبستگی خطی چند متغیره استفاده می شوند.

مقیMاس زمMانی مMدل هMای آمMاری طMراحی شMده در این مرحلMه می تواننMد ماهانMه، فصMلی و یMا سMاالنه باشMند. واریانس و خطای استاندارد مدل مشخص می شوند،

مدلسازی اقلیمی

74

-تولیMد چنMدین سMری از وضMعیت جMاری اقلیم بMا 3اسMتفاده از پیش بیMنی كننMده هMای مشMاهداتی. طMراحی آمMاری مMدل اینكMه از بعMد بالفاصMله مولفMه كMرد. ارزیMابی انMرا تMوان می شMد،

تولیMد SDSMتصMادفی در شMما بMه توانMد می سMری هMای مختلفی از داده هMای شMبیه سMازی

)تMا مشخصMات 100شMده دارای كMه سMری( آمMاری یكسMانی هسMتند، كمMك نمایMد؛ امMا مقMادیر می متفMاوت همMدیگر بMا سMری هMر روزانMه

باشد،هMای 4 داده از مختلفی هMای سMری -تولیMد

پیش متغیرهMای از اسMتفاده بMا هواشناسMی كننMده بMا GCMبیMنی هMا داده سMری این .

خطی رگرسMیون آمMاری روابMط از اسMتفاده چنMد متغMیره حاصMل از مرحلMه دوم بدسMت می

آیند،-مرحلMه نهMایی آنMالیز داده هMای پیش بیMنی شMده 5

اقلیم( و مشMاهداتی می تغیMیر )سMناریوهای آمMMاری مشخصMMات مرحلMMه این در باشMMد. رفتMار بMا تMوان می را اقلیم تغیMیر سMناریوی مشMاهداتی ایسMتگاه مقایسMه و مMورد تجزیMه و

تحلیل قرار داد.

مدلسازی اقلیمی

75

بMزرگ كنننMده/ بیMنی پیش متغیرهMای از برخی مMورد عمMومی گMردش هMای مMدل مقیMاس

عبارتند از:SDSMاستفاده در مدل دریMا، 2دمMای متوسMط سMطح فشMار مMتری،

ژئوپتانسMیلی ارتفMاع 500ارتفMاع میلیبMاری، سMطح میلیبMاری، رطMوبت 850ژئوپتانسMیلی

نسMبی زمین، رطMوبت سMطح مجMاور نسMبی سMطح 500سMطح نسMبی میلیبMاری، رطMوبت

سMطح 850 مجMاور ویMژه رطMوبت میلیبMاری، سMطح ویMژه رطMوبت میلیبMاری، 500زمین،

ویMژه سMطح میلیبMاری، سMرعت 850رطMوبت بMاد زمینگMرد، تMاوایی، مولفMه مMداری بMاد، مولفMه از بMاد. بMاد، واگMرایی و سMمت النهMاری نصMف بMاد سMمت متغMیر فقMط فMوق متغیرهMای بین

نرمالیزه نمی شود.

مدلسازی اقلیمی

76

مدلسازی اقلیمی

77

:HadCM3مدل HadCM3 ومي جفتMردش عمMاي گMدل هMوع مMن از

است كه مخفف AOGCMشده جوي-اقيانوسي Hadley Coupled Atmosphere-Ocean General Circulation Model

هواشناسMMی سMMازمان هMMادلي مركMMز در و بوده انگليس طراحي و توسعه يافته است.

( 2000توصMيف اين مMدل توسMط گMوردن و ديگMران )( انجام شده است. 2000و پوپ و ديگران)

HadCM3 امMن بMه از دو مولفMه جMوی و اقیانوسMی و HadAM3هMای جMوی مMدل HadOM3 دلMم

می نMیز یخ-دریMا مMدل یMک دارای کMه اقیانوسMی باشد، تشکیل شده است.

مدلسازی اقلیمی

78

این مMدل نیMازی بMه تنظیمMات شMار سMطحی )شMار مصMنوعی اضMافی بMرای سMطح اقیMانوس( بMرای بهبMود شMبیه سMازی نMدارد. شMبیه سMازی هMا بMر

30 روزه و مMاه هMای 360مبنMای تقMویم سMال روزه انجام می شود.

قدرت تفکیMک بMاالی مولفMه اقیانوسMی، مهمMترین مMزیت این مMدل می باشMد. از جملMه دیگMر مMزیت هMای مولفMه بین خMوب همMاهنگی مMدل این

جوی و اقیانوسی آن می باشد. سMاختار کلی مMدل مشMاهده می شMود. 1در شMکل

افMMزار مMMدل PRECISنMMرم هMMای داده از HAdCM3 امیکیMدین نمMایی ریزمقیMاس بMرای

استفاده می کند.

مدلسازی اقلیمی

79

. ساختار افقي و قائم مدل جفت شده 1شكلHadCM3جوي-اقيانوسي

مدلسازی اقلیمی

80

مدلسازی اقلیمی

81

:LARS-WGویژگیهای مدل LARS-WG دMای مولMدل هMهورترین مMیکی از مش

بMرای کMه هواسMت وضMع تصMادفی هMای داده حMرارت درجMه ، تMابش ، بMارش مقMادیر تولیMد هMای بیشMینه و کمینMه روزانMه در یMک ایسMتگاه کMار می بMه آینMده و پایMه اقلیم تحت شMرایط

رود . اولیMه سMال LARS-WGنسMخه در بوداپسMت در

ارزیMابی 1990 پMروژه از بخشMی عنMوان بMه ابMداع ریسMک کشMاورزی در کشMور مجارسMتان

(.87شد.)باباییان و همکاران ،مMدل احتمMال LARS-WGدر و بMارش مدلسMازی

و تجMربی نیمMه توزیMع روش از آن وقMوع زنجMیره مMارکف و مدلسMازس تMابش بMر اسMاس توزیMع نیمMه تجMربی و مدلسMازی دمMا بMا اسMتفاده و شMود)سMمنوف می انجMام فوریMه سMری از

(.2002بارو،

مدلسازی اقلیمی

82

مMدل توسMط داده تولیMد ابتMدا LARS-WGبرای ، نMام شMامل ایسMتگاه هMر مشخصMات بایMد و دریMا سMطح از ارتفMاع و مکMانی مMوقعیت روزانMه داده هMای هواشناسMی فایMل همچMنین در دوره مشMاهداتی بMه عنMوان ورودی بMه مMدل

داده شود. این داده هMا آنMالیز LARS-WGسپس توسMط مMدل

خالصMه متMنی فایMل یMک آن حاصMل کMه گMردد هMای داده آمMاری خصوصMیات شMامل شMده و ماهانMه هMای میMانگین بصMورت مشMاهداتی فصلی برای کل دوره تحت بررسی می باشد.

مدلسازی اقلیمی

83

در سMری رونMد موجMود بMه توجMه بMا مMدل سپس زمMانی داده هMای مشMاهداتی اقMدام بMه بMاز تولیMد داده هMای ایسMتگاهها در همین دوره کMرده و در نهMایت بMا اسMتفاده از آزمونهMای آمMاری و رسMم نمMودار ، میMانگین هMای ماهانMه داده هMای شMبیه سMازی شMده بMا داده هMای مشMاهداتی مقایسMه می گMردد تMا توانMایی مMدل در شMبیه سMازی داده

های هواشناسی مورد ارزیابی قرار گیرد.ایسMتگاه توانمنMدی مMدل در هMر ارزیMابی از پس آینMده الزم هMای دوره بMرای داده تولیMد جهت اسMت فایMل سMناریوی تغیMیر اقلیم بMا توجMه بMه خMروجی مMدل گMردش عمMومی جMو بMرای محMل تعریMف مMدل بMرای و تMدوین مطالعMه مMورد

(.2002شود)سمنوف و بارو ،

مدلسازی اقلیمی

84

فرآینMد پیش بیMنی دادههMا در زمMان آینMده توسMط این مدل طی چهار مرحله انجام میگیرد:

- آنMالیز داده هMاي پایMه: تجزیMه و تحلیMل ویژگیهMاي 1تعMیین منظMور بMه مشMاهداتی هMاي داده آمMاري

ویژگیهاي آماري داده ها- تولیMد اولیMه داده: تولیMد داده بMه صMورت مصMنوعی 2

خصوصMیات تعMیین و پایMه دوره در مMدل توسMط آماري داده هاي مصنوعی تولیدشده

ویژگیهMاي 3 مقایسMه و تطMبیق آمMاري: مقایسMه -آمMاري داده هMاي مشMاهداتی و داده هMاي مصMنوعی

تولیدشدهاز 4 اسMتفاده آینMده: در روزانMه هMاي داده تولیMد -

سMناریوهاي و پایMه هMاي داده آمMاري ویژگیهMاي مMدلهاي خMروجی و اي گلخانMه انتشMارگازهاي گMردش عمMومی در تولیMد سMريهاي زمMانی روزانMه منتقMل شMده بMه آینMده بMا همMان خصوصMیات آمMاري

دادههاي پایه

مدلسازی اقلیمی

85

داده مMدل، کMه اسMت این صMورت بMه کMار روش دریMافت را پایMه دوره شMده بMانی دیMده هMاي آمMاري آنهMا مشخصMه هMاي بMا بررسMی نمMوده،

سMپس بMه منظMور دادههMا اسMتخراج می شMوند توانمنMدي مMدل، از و اطمینMان صMحت سMنجی

( مMدل را 1961-1990بMراي دوره آمMاري پایMه)اجMرا نمMوده تMا یMک سMري داده هMاي مصMنوعی در این سMMپس شMMود ایجMMاد مجMMددا6 پایMMه دوره خMروجی هMا را بMه منظMور ارزیMابی عملکMرد مMدل آمMاري مشخصMات بMا هMا، داده بازسMازي در

سMاله بMه کمMک آزمونهMاي کMای 30مشMاهداتی تطMابق مقایسMه می شMوند. t-test،F- testدو،

IPCCمشخصMات انتخMابی منتشMر شMده توسMط اقلیمی مMدلهاي خMروجی مMدل GCMو در

تعریMف شMده انMد و نیMازی بMه بMازتعریف مجMدد آن نمی باشMد(را بMه داده هMاي دوره پایMه اعمMال و

تغییرات را شبیه سازي میکند.

مدلسازی اقلیمی

86

:RegCMویژگیهای مدل و کنMد می اسMتفاده هیدروسMتاتیک معMادالت از مMدل این میMان هواشناسMی مMدل هماننMد آن مختصMات سیسMتم

(.2006 ، سیگما است)پال و همکاران ،MM4مقیاس سMطح 7 سMطح اسMت کMه 18قدرت تفکیMک قMایم مMدل شMامل

هکتو پاسکال قرار دارد . 800آن زیر الیه طرحMواره چهMار از یکی از اسMتفاده بMا همرفMتی بارش

اصMالح یافتMه و امانوئMل محاسMبه FC ، CO، گMرل ASگMرل(.1993می شود)گرل ،

بMرای اجMرا بMه داده هMای توپMوگرافی ، پوشMش REGCM3مدل سMطح زمین ، دمMای سMطح دریMا و شMرایط مMرزی و اولیMه

نیاز دارد.RegCM ایMدل هMروجی مMای خMاز داده ه GCM تفاده میMاس

حMداقل زمMانی در مقیMاس بایسMتی هMا داده این 6کنMد. بMا داده هMای روزانMه یعMنی هMا نمی GCMسMاعته باشMند.

تMوان ریزمقیMاس نمMایی دینMامیکی انجMام داد. این داده هMا را داده های شرایط مرزی می گویند.

مدلسازی اقلیمی

87

:MM5ویژگیهای مدل توسMط 1970 اولیMه قبMل از دهMه MM5مدل میMان مقیMاس

آنتس در دانشMگاه ایMالتی پنسMیلوانیا بکMار بMرده شMد سMپس بوسMیله آنتس و وارنMر تکمیMل شMد و پس 1987در سMال

کاربردهMایش زیMادی در خMود مMدل و تغیMیرات خیلی از صورت گرفته است.

:MM5اهداف اصلی مدل - پیش بینی عددی وضع هوا1- بMرای طیMف وسMیعی از مطالعMات تئMوری و زمMان واقعی 2

از جملMه شMبیه سMازیهای اصMلی و جMذب و تحلیMل چهMار بعدی داده ها برای مونسونها ، هاریکن ها و سیکلونها

3 – گامMا و مقیMاس میMان بتMا ، کوچکMتر مقیاسMهای در -میMان مقیMاس بMرای مطالعMه سیسMتمهای همرفMتی میMان ، –خشMکی دریMا هMای نسMیم ، هMا جبهMه ، مقیMاس گردشMهای کMوه – دره و جزیMزه هMای گرمMایی بنMابراین این

مدل بسیار توانا و سودمند می باشد.

مدلسازی اقلیمی

88

:PERCISویژگیهای مدلای منطقMه مشMابه PERCISمدل دینMامیکی سMاختار دارای

اسMت مMدل مMذکور مولفMه جMوی گMردش HadAM3مMدل جMوی (.2000 می باشد )جردن،HadCM3عمومی

9 کیلومMتر ، بMا 25 و 50این مMدل دو قMدرت تفکیکی فضMایی تMMا زمین سMMطح )از جMMو در در 30الیMMه کیلومMMتری

استراتوسفر( و چهر الیه در عمق خاک دارد. ابتMدا ناحیMه مMورد نظMر و قMدرت PRECISبرای اجMرای مMدل

تفکیMک مکMانی اجMرای مMدل انتخMاب شMده و پس از آن بMه و آن پایMان و اجMرا آغMاز زمMان ، سMناریو نMوع تMرتیب تغیMیر بMه مMدل معMرفی می شMوند. بیMنی متغیرهMای پیش نMوع پوشMش سMطح زمین و شMکل داده هMای ، نMاهمواری

خروجی را می توان در طول اجرای مدل تعریف کرد.را PRECISمدل خشMکی در محصMور هMای دریاچMه ارتفMاع

بصMورت پیشMفرض صMفر )معMادل سMطح آزاد اقیانوسMها( در دریاچMه هMای بMرای کMاربر توسMط بایMد کMه گMیرد نظMر می

. مMدل بMر روی PRECISمحصMور در خشMکی اصMالح شMود (.2005سیستم عامل لینوکس اجرا می شود)ویلسون ،

مدلسازی اقلیمی

89

:MAGICC –SCENGENویژگیهای مدل و MAGICCترکیب یMک مMدل اقلیمی سMاده بMه نMام اقلیمی سMناریوهای داده SCENGENپایگMاه

را MAGICC SCENGENتولیMد کننMده سMناریوی مMدل . دهنMد می بخش M – SتشMکیل دو از

و MAGICCاصMلی SCENGEN دهMش تشMکیل اسMت کMه ارزیMابی تغیMیر اقلیم ناشMی از انتشMار

بMه عهMده بخش MAGICCگازهMای گلخانMه ای اسMت کMه متشMکل از مجموعMه ای از مMدل هMای و )هMاروی اسMت یکMدیگر بMا مرتبMط سMاده

(1997همکاران ، نیسMت امMا از GCM یMک مMدل MAGICCهر چنMد

داده هMای یMک سMری مMدلهای اقلیمی اسMتفاده رفتMار تMا کنMد منMاطق GCMمی روی بMر را

مختلف جهان مدلسازی کند.

مدلسازی اقلیمی

90

MAGICC طحMس هMوای دمMای سMاالنه متوسMط زمین و متوسMط سMاالنه دمMای سMطح دریMا را از ای و دی انتشMار گازهMای گلخانMه سMناریوهای بخش این کنMد. می محاسMبه گMوگرد اکسMید اقلیمی هMMای داده از ای مجموعMMه شMMامل گMردش هMای مMدل خMروجی و ای مشMاهده عمMومی جواسMت کMه بMه کMاربر امکMان بررسMی و ارزیMابی ابعMاد مختلMف عMدم قطعیت در رابطMه

با اقلیم آینده را می دهد.از ای مجموعMه شMامل بخش این حقیقت در مMدل هMای جفت شMده مختلMف اسMت کMه در یMک بسMته نMرم افMزاری بMا یکMدیگر تلفیMق شMده انMد . کMه دهMد امکMان می کMاربر بMه افMزار نMرم این دمMای ، کMربن اکسMید در غلضMت دی تغیMیرات سMالهای بین دریMا و زمین سMطح متوسMط

تMا 1990 سMناریوی 2100 از اسMتفاده بMا را هMای انتشMار دی اکسMید کMربن ، متMان ، اکسMید نیMتروژن ، هMالو کMربن هMا و دی اکسMید سMولفور

تعیین کند

مدلسازی اقلیمی

91

هجMده سMناریوی انتشMار پیش MAGICCدر بخش فMرض وجMود دارد این سMناریوها قابMل ویMرایش و بMه روز شMدن هسMتند و کMاربر می توانMد حMتی سMناریوهای تهیMه شMده توسMط خMودش را نMیز بMه همکMMMاران و کنMMMد)وایلی وارد مMMMدل

(.2003و1993و1997مMدل این دوم کMه SCENGENبخش دارد نMام

پایگMاه داده ای از نتMایج تعMداد زیMادی از مMدلهای گMردش عمMومی جMو ، داد ه هMای مشMاهده ای جهMانی و چهMار مجموعMه از داده هMای اقلیمی اروپMا ، جنMوب آسMیا آمریکMا و آفریقMای جنMوبی

است.MAGICC و SCENGEN ایMگازه هMای سMناریو

بMMه را گMMوگرد اکسMMید دی و ای گلخانMMه سMطح متوسMط دمMای تغیMیر از برآوردهMایی زمین و سMطح دریMا تبMدیل می کننMد)سMانتره و

(.1990همکاران ،

مدلسازی اقلیمی

92

مMدل هMای از ای این بخش شMامل مجموعMه در حقیقت جفت شMده مختلMف اسMت کMه در یMک بسMته نMرم افMزاری بMا یکMدیگر تلفیMق شMده انMد . این نMرم افMزار بMه کMاربر امکMان می دهMد کMه تغیMیرات در غلضMت دی اکسMید کMربن ، دمMای

سMالهای بین دریMا و زمین سMطح تMا 1990متوسMط را بMا اسMتفاده از سMناریوی هMای انتشMار دی اکسMید 2100

کMربن ، متMان ، اکسMید نیMتروژن ، هMالو کMربن هMا و دی اکسید سولفور تعیین کند

بخش فMرض MAGICCدر پیش انتشMار سMناریوی هجMده وجMود دارد این سMناریوها قابMل ویMرایش و بMه روز شMدن هسMتند و کMاربر می توانMد حMتی سMناریوهای تهیMه شMده و کنMد)وایلی وارد مMدل بMه نMیز را خMودش توسMط

(.2003و1993و1997همکاران نMام دارد کMه پایگMاه داده SCENGENبخش دوم این مMدل

ای از نتMایج تعMداد زیMادی از مMدلهای گMردش عمMومی جMو ، داد ه هMای مشMاهده ای جهMانی و چهMار مجموعMه از داده آفریقMای و آمریکMا آسMیا جنMوب ، اروپMا اقلیمی هMای

جنوبی است.MAGICC و SCENGEN ه ای وMای گلخانMای گازهMناریو هMس

دمMای تغیMیر از برآوردهMایی بMه را گMوگرد اکسMید دی می تبMMدیل دریMMا سMMطح و زمین سMMطح متوسMMط

(.1990کنند)سانتره و همکاران ،

مدلسازی اقلیمی

93

مدلسازی اقلیمی

94

مدل شبکه های عصبی:معرفی شبکه عصبی :

بخشMهای اصMلی مغMز انسMان را سMلول هMای عصMبی یMا نMرون هMا تشMکیل می دهنMد. هMر نMرون بMه عنMوان یMک

. واحد پردازشگر عددی عمل می کندنرونهMای شMبکه بMا هم در ارتبMاط بMوده و بMه صMورت نMرون هMا نمMودار انMدازه و مMوازی کMار می کننMد. تMابع محMل قرارگMیری آنهMا در بMدن و نMوع فعMالیتی اسMت کMه بMه عهMده دارنMد. امMا ، بیشMتر آنهMا در مغMز قMرار عصMبی هMای رشMته و نخMاع در مMابقی و دارنMد. بMا وجMود تنMوع و گونMاگونی زیMاد نMرون هMا ، تمMامی آنهMا دارای سMه جMز ؛ بدنMه سMلول ، دنMدریت

و اکسون هستند.بدنMه سMلول شMامل هسMته و بخش هMای محMافظتی

را نMرون بMرای فعMالیت انMرژی الزم آن اسMت کMه فMراهم می آورد. دنMدریت هMا کMه فیبرهMای سMلولی متعMدد هMای شMاخه دارای و نMاهموار سMطح بMا هسMتند، بMه عنMوان منMاطق دریMافتی ، سMیگنال هMای

الکترونیکی را به هسته سلول منتقل می کنند.

مدلسازی اقلیمی

95

بیشMتری طMول دنMدریت بMه نسMبت کMه اکسMون انشMعاب در سMطح بیشMتر نMامنظمی از دارد، سMMMMیگنالهای و بMMMMوده کمMMMتربرخوردار الکتروشMیمیایی دریMافتی از هسMته سMلول را بMه برخMورد محMل کنMد. می منتقMل نرونهMا دیگMر دیگMر سMلول دنMدریت بMا سMلول یMک اکسMون سMاختار عنMوان بMه کMه دارد نMام سMیناپس دارد. عهMده بMه را هMا نMرون ارتبMاط ، کوچMک ارتبMاط بین بMه شMدت و ضMعف عملکMرد شMبکه

واحدهای مختلف آن بستگی دارد.

مدلسازی اقلیمی

96

اجزای یک شبکه عصبی مصنوعی:شبکه هMای عصMبی از قسMمت هMای مختلفی تشMکیل

شده است که عبارتند از : ،معMادل Xn تMا Xi- ورودی هMا ، سMیگنالهای ورودی 1

سMیگنالهای عصMبی ورودی میباشMند و در مجمMوع ورودی نMرون هMا را تشMکیل می دهنMد. ورودی هMا

بMردار بMا تواننMد XکMه ، می انMد نشMان داده شMده خMروجی سMایر الیMه هMا باشMند. ورودیهMا بMه صMورت

ذیل هستند :الف- داده های عددی و رقمی

ب- متون ادبی ، فنی و .... تصMمیم در ، مثMال عنMوان بMه یMا شMکل تصMویر – ج

گیری اعطای وام ، بMردار متغیMیر سMطح Xورودی میتوانMد شMامل سMه

درآمMد ، سMن و مMیزان اعتبMار متقاضMی باشMد. در شMبیه سMازی بیوانفورمMاتیکی داروهMای ضMد قMارچ ، و فMیزیکی خصوصMیات تواننMد می هMا ورودی

شیمیایی مختلف داروها باشد.

مدلسازی اقلیمی

97

معMادل مقMادیر Win تMا Wi2- بMردار وزن ، وزنهMای 2اتصMاالت سیناپسMی ورودی هMای نMرون می باشMند.

ورودی تMاثیر خMروجی XiمMیزان بMر y طMتوس ، مشخصMه ی وزن انMدازه گMیری می شMود. بMه طMور مثMال اعطMای وام ، اهمیت و تMاثیر درآمMد متقاضMی بMر آنهMا وزن ی مولفMه توسMط وی سMن یMا و

قابMل تنظیم بMوده و WiخMروجی بMرآورد می شMود. یMادگیری الگMوریتم نMوع و تبMدیل تMابع براسMاس

تعدیل می شود.

می 3 تعریMف زیMر ی رابطMه از : جمMع تMابع -شMود،عملیMات پMردازش نMرون را انجMام می دهMد. در سMطح جمMع تMابع نMیز نMرونی چنMد هMای شMبکه

در الیMه هMای درونی را مشMخص jفعMالیت نMرون می سازد.

مدلسازی اقلیمی

98

ویژگی های شبکه عصبی مصنوعی:- قMابلیت آمMوزش: این ویMژگی در واقMع توانMایی شMبکه 1

در اسMتخراج روابMط حMاکم بMر یMک پدیMده پیچیMده اسMت کMه از طریMق بررسMی چنMد مMورد مثMال داده شMده توسMط این در ویMژگی این گMیرد.اهمیت می صMورت شMبکه

کMه در یMک سMاختار دارای قMابلیت یMادگیری، این اسMت اطالعMات افMزون صMورت در تMا دارد وجMود امکMان مربMوط بMه رخMدادها و مثالهMای بعMدی پدیMده مMورد نظMر، و محیطی شMرایط در تغیMیر انMدکی ایجMاد بMا شMبکه تعMویض کلیMه کارهMای انجMام شMده قبلی ، سMاختار خMود را بMا وضMعیت جدیMد تنظیم کMرد و بMا مختصMر آموزشMی کMه بMه آن داده شMود کMارایی خMود را بMرای شMرایط جدیMد

حفظ نماید.ورود 2 از پس شMبکه مMورد این در : تعمیم قMابلیت -

مقابMل در پخشMی فرآینMد طریMق از اولیMه مثالهMای ورودی آمMوزش داده نشMده نMیز، خMروجی کMه مناسMب و بMا شMبکه یعMنی . نمایMد می ارایMه را قبMولی قابMل یMادگیری تMابع ، الگMوریتم مربوطMه را آمMوزش دیMده و رابطMه تحلیلی مناسMبی از پدیMده را بMه دسMت می آورد که این مهم از طریق فرآیند تعمیم صورت می پذیرد.

مدلسازی اقلیمی

99

ویژگی های شبکه عصبی مصنوعی:- قMابلیت آمMوزش: این ویMژگی در واقMع توانMایی شMبکه 1

در اسMتخراج روابMط حMاکم بMر یMک پدیMده پیچیMده اسMت کMه از طریMق بررسMی چنMد مMورد مثMال داده شMده توسMط

گMیرد می صMورت این شMبکه در ویMژگی این .اهمیت اسMت کMه در یMک سMاختار دارای قMابلیت یMادگیری، این اطالعMات افMزون صMورت در تMا دارد وجMود امکMان مربMوط بMه رخMدادها و مثالهMای بعMدی پدیMده مMورد نظMر، و محیطی شMرایط در تغیMیر انMدکی ایجMاد بMا شMبکه تعMویض کلیMه کارهMای انجMام شMده قبلی ، سMاختار خMود را بMا وضMعیت جدیMد تنظیم کMرد و بMا مختصMر آموزشMی کMه بMه آن داده شMود کMارایی خMود را بMرای شMرایط جدیMد

حفظ نماید.ورود 2 از پس شMبکه مMورد این در : تعمیم قMابلیت -

مقابMل در پخشMی فرآینMد طریMق از اولیMه مثالهMای ورودی آمMوزش داده نشMده نMیز، خMروجی کMه مناسMب و بMا شMبکه یعMنی . نمایMد می ارایMه را قبMولی قابMل یMادگیری تMابع ، الگMوریتم مربوطMه را آمMوزش دیMده و رابطMه تحلیلی مناسMبی از پدیMده را بMه دسMت می آورد که این مهم از طریق فرآیند تعمیم صورت می پذیرد.

مدلسازی اقلیمی

100

پیMاده سMازی 3 بMه منظMور : تMوزیعی)مMوازی( پMردازش -شMبکه بMه عنMوان یMک عملگMر محاسMباتی در قMالب یMک سMاختار مناسMب طMراحی شMده، نMرون هMایی کMه در یMک طMور بMه ورودیهMا شMوند،درمقابMل می واقMع تMراز همزمMان پاسMخ میدهنMد.یعنی در این وضMعیت پMردازش تمMMامی بین شMMبکه بMMه شMMده داده اطالعMMات پردازشMگرهای مسMتقل آن توزیMع می گMردد،کMه منجMر شMبکه توسMط هMا داده پMردازش افMزایش سMرعت بMه

خواهد شد. - تحمMل پMذیری خطMا : بMا توجMه بMه اینکMه در شMبکه عصMبی 4

عمMل مجMزا و بMه طMور مسMتقل نMرون هMر مصMنوعی کMرده و رفتMار همMه نMرون هMا کMارکرد شMبکه را تشMکیل ، همکMاری این طی شMد خواهMد بMاعث دهMد، می هMا نMرون بین ورودی هMای داده در محلی خطاهMای تصMحیح شMده و بMه خMروجی آن تحمیMل نگMردد. از ایMنرو بMاعث می شMود شMبکه توانMایی تحمMل خطMای بیشMتر را

پیدا نماید و در خروجی دقت بیشتری داشته باشد.

مدلسازی اقلیمی

101

ویژگی های دیگر:

مMدل 1 اسMت. براسMاس گذشMته ، آینMده بیMنی پیش در توانMایی شMان -رویکMرد بMا تجMربی بMرآورد مMدل عنMوان بMه شMبکه عصMبی مصMنوعی اطالعMات محMور ، ضMمن بهMره گMیری از این قMابلیت، امکMان انتخMاب

متغیییرهای مستقل متعدد را نیز فراهم می آورد.- امکMان کMالیبره شMدن آسMان ،امکMان کMاهش خطMای کMار بMا انجMام چرخMه 2

ها متعدد جزو مزایای مدل شبکه عصبی است.- قMدرت و سMرعت بMاال در شMبیه سMازی فراینMدهایی اسMت کMه درک و 3

دیگMر بMا هMا آن بررسMی یMا و نداشMته آن وجMود از شMناخت درسMتی روش های موجود ، بسیار دشوار و وقت گیر است.

علMوم در فMراوانی اسMتفاده کMه کارآمMد هMای روش جملMه از امMروزه بMا کMه ، اسMت دارد، شMبکه عصMبی مصMنوعی آب و هMوا بMه مربMوط بیMنی پیش در مثبت دیMدگاهی بMا تMوان می دارد بMاالیی توانمنMدی مسMایل اقلیم – هیMدرولوژیک بMه آن نگریسMت ؛ بخصMوص آنجMا کMه این هMای داده حMتی ، هMا داده بMر حMاکم قMانون اسMت قMادر ، شMبکه

مغشوش را استخراج نماید.با توجMه بMه ویMژگی هMای شMبکه هMای عصMبی مصMنوعی در شMبیه سMازی و تحلیMل مسMائل پیچیMده و از طMرفی وجMود پدیMده هMای متعMدد مبهم و ناشMناخته در طMبیعت کMه انسMان نMاگزیر از رویMارویی و حMل آنهMا می بMه هMای عصMبی مصMنوعی از شMبکه اسMتفاده لMزوم باشMد، همMواره

عنوان ابزاری توانمند در رفع این نیاز احساس می شود.

مدلسازی اقلیمی

102

شبکه هMای عصMبی مصMنوعی را از نظMر نMوع کMارکرد بMه سMه دسته عمده زیر تقسیم می شود :

و 1 پدیMده هMر بMرای علMوم از بسMیاری در : الگMو تشMخیص -رخMداد ،نشMانه هMا و الگوهMایی وجMود دارد کMه بMا اسMتفاده از دریMافت طریMق از تMوان می مصMنوعی عصMبی شMبکه الگوهMای محMرک بMه پاسMخ و یMا همMان تشMخیص پدیMده دسMت بMه بیمMاری یMک خMاص هMای نشMانه از اینکMه ماننMد یMافت.

تشخیص آن برسیم.- تقMریب تMابع : یکی از کاربردهMای شMبکه عصMبی مصMنوعی، 2

پارامترهMای میMان غMیرخطی یMا خطی تMابع یMک پMردازش دیگMر می عبMارت بMه باشMد. و مجهMول مسMاله می معلMوم توانMد بMرازش خطی یMا غMیرخطی بMا رابطMه مشMخص را میMان

پارامترهای معلوم و مجهول مساله انجام دهد.بMا در نظMر گMرفتن یMک فرآینMد 3 یعMنی : - شناسMایی سMاختار

ناشMناخته و اسMتفاده از شMبکه عصMبی مصMنوعی بMه مMوازات آن بMا ورودی یMک سMری داده هMای معلMوم ، پاسMخ شMبکه را بMا نمMاییم و در داده هMای مشMاهده ای موجMود مقایسMه می خMروجی و شMبکه پاسMخ میMان اختالف بMه توجMه بMا ادامMه سMاختار اصMلی ،شMبکه آمMوزش دیMده و بMا دقت مMورد نظMر می توانMد سMاختار و رابطMه بین ورودی و خMروجی واقعی

را شناسایی کند.

مدلسازی اقلیمی

103

نمونه هایی از کاربرد شبکه عصبی مصنوعی در جغرافیا :

- شبیه سازی حرکت آب زیرزمینی .1- بررسی زلزله و پیامدهای ناشی از آن در سازه های آبی.2- پهنه بندی سیالب و تعیین حریم رودخانه.3- پیش بینی مقادیر جوی مثل بارش و دما.4- مMدل سMازی رونMد تغیMیرات بMارش و یMافتن ارتبMاط و همبسMتگی بین 5

متغییرهای اقلیمی.- طبقه بندی توده های هوا.و غیره6

مMدل شMبکه عصMبی مصMنوعی و دیگMر مMدلهای تحلیMل کMاربری و پوشMش زمین ،به این سه پرسش مهم پاسخ می دهند:

-چMه متغییرهMای بیوفMیزیکی و اقتصMادی – اجتمMاعی مMوجب دگرگMونی 1کاربری زمین می گردد ؟

-کدام موقعیت های جغرافیایی تحت تاثیر تغییرات قرار می گیرند؟2-تغییرات کاربری و پوشش زمین با چه سرعتی صورت می پذیرد؟3

مدلسازی اقلیمی

104

مراحل طراحی و پیاده سازی شبکه عصبی:- جمMع آوری و پیش پMردازش داده هMای مMورد 1

.نیاز برای شبکه عصبی مورد نظرشMبکه 2 بMرای مناسMب سMاختار و نMوع تعMیین -

عصبی و ایجاد شبکه کارآمد.- آمMوزش دادن شMبکه بMا قسMمتی از داده هMای 3

جمع آوری شده ) مرحله آموزش ( .- آمMوزش شMبکه آمMوزش داده شMده بMا باقیمانMده 4

داده ها ) مرحله آزمون ( .- در صMورت قابMل قبMول بMودن نتیجMه آزمMون ، 5

تکMرار ، صMورت این غMیر در و شMبکه ذخMیره .4 تا 2مرحله

مدلسازی اقلیمی

105

عموما هر شبکه عصبی از سه الیه تشکیل شده که عبارتند از : بMارش ماهانMه،دمMا 1 -الیMه ورودی،شMامل چنMدنرون اسMت مثMل متوسMط

بیشینه و دبی حداقل .-الیMه پنهMان ، شMامل تعMدادی نMرون متغیMیر اسMت کMه تعMداد پهنMه آن هMا 2

برای حداقل شدن خطا از طریق آزمایش و تکرار تعیین می گردد.-الیMه خMروجی ، کMه بMرای افMزایش سMرعت شMبکه در این الیMه ، از تMابع 3

فعMالیت اسMتفاده می شMود تMا بMا اسMتفاده از آن هم سMرعت یMادگیری افMزایش یابMد و هم مقMادیر خMروجی بMدون تغیMیر بMه شMبکه ارایMه شMده ،

در نهایت خروجی مطلوب را بسازد.

تابع فعMالیت : تMابعی اسMت کMه مقMادیر خMروجی یMک نMرون مصMنوعی را براساس مقادیر ورودی اش تعیین می کند.

مدلسازی اقلیمی

106

:RCMمدلهای منطقه ایمدلهاي منطقهMاي بMر پایMه این اندیشMه بنانهMاده شMدهاند کMه مقیاسMهاي زمMانی- مکMانی بMزرگ در باشMند. کوچMک مقیاسMهاي پایMه میتواننMد دادههMاي بMزرگ مقیاسMهاي از میتMوان واقMع نمMود بMه مقیاسMهاي کوچMک اسMتخراج مربMوط امکانپMذیر نMیز معکMوس مسMیر کMه آن ضMمن

و اسMت. بMازآفرینی پایMه بMر مMدلها این هMدف بMه و معین محMدوده یMک جزئیMات پیشMبینی منظMور کاربردهMاي متعMدد این قبیMل مMدلها نضMج بMه نیMاز کاربردهMا این از یکی یMافت. نمMو و قMدرت تفکیMک زیMاد )تMا چنMد ده کیلومMتر( بMوده

.استو هMا پهنMه بMر عالوه اي منطقMه مMدلهاي در نیروهMاي مرتبMط نظMیر خشMکیها، پهنMه هMاي آبی و یخی بMه بMرخی از متغیرهMاي سMطحی نظMیر دمMاي سMطحی رطMوبت و دمMاي خMاك و روابMط

کمMتر GCMخMاك بMا گیMاه و غMیره کMه در مMدلهاي در معMرض اهتمMام دقیMق بMوده نMیز توجMه ویMژه

می شود.

مدلسازی اقلیمی

107

مدلهای همدید:

رابطه ی كMه اسMت علمی همدیMد اقلیم شناسMی میMان گردش هMای جMوی را بMا محیMط سMطحی یMك

(.1993منطقه بررسی می كند )یارنال

مMورد جMوی هMای گMردش و سMامانه ها ابعMاد بررسMی در اقلیم شناسMی همدیMد در حMد چنMد روز چنMد حMد در آنهMا عمMر و کیلومMتر هMزار همدیMد جMوی گردش هMای و سMامانه ها اسMت. مقیMاس رویMدادهایی را در محیMط سMطحی پدیMد می آورنMد کMه از لحMاظ مقیMاس زمMانی و مکMانی

متناسب با خودشان باشند

مدلسازی اقلیمی

108

برای بررسMی های همدیMد توجMه بMه چنMد نکتMه الزم است:

نیMاز 1 داده دسMته دو بMه همدیMد مطالعMات در )ارتفMاع )فشMار، جMوی هMای داده یکی داریم. ژئوپتانسMیل و ...( کMه وضMعیت گMردش هMوا را محیطی داده هMای دیگMری می سMازند. روشMن کMوالک، تصMادفات، تعMداد محصMول، )عملکMرد معلMوم را محیMط وضMعیت کMه )... و بMارش

می کنند.

رابطه ی 2 کشMف بMرای همدیMد مطالعMات در )محیMط رویMدادهای و جMوی گردش هMای میMان روش هMMای از بهره گMMیری نیازمنMMد سMMطحی اصMلی، مMولفه ی )تحلیMل آمMاری پیشMرفته ی

تحلیل ممیز، تحلیل خوشه ای و ...( هستیم.

مدلسازی اقلیمی

109

( آن دسMته از رویMدادهای محیطی را می تMوان بMه روش 3همدیMد بررسMی کMرد کMه در سMطح یMک منطقMه رخ داده باشMند. بنMابر این یMک رگبMار بسMیار شMدید کMه در ابعMاد چنMدین کیلومMتر رخ داده و منشMا محلی دارد بMا روش

همدید قابل بررسی نیست.

بMا توجMه بMه محMدودیتی کMه در بنMد سMه بیMان شMد، در 4 )داده هMای تحلیMل بMا بایMد نخسMت همدیMد مطالعMات محیطی، ویژگی هMای زمMانی و مکMانی رویMداد سMطحی مMورد نظMر را تبMیین کMرده و شMناخت کMافی از آن بMه بMه شMناخت ویژگی هMای بMرای دسMتیابی آوریم. دسMت مMوارد الزم بیشMتر در بررسMی مMورد پدیMده ی مکMانی روش هMای کمMک بMه را ایسMتگاهی داده هMای اسMت مناسMب میانیMابی بMه داده هMای شMبکه ای )پهنه ای( تبMدیل

ضMروری کMنیم. و الزم جهت آن از میانیMابی انجMام اسMت کMه در اقلیم شناسMی همدیMد تنهMا امکMان بررسMی رویMدادهایی وجMود دارد کMه بMر روی یMک منطقMه )پهنMه(

رخ داده باشند نه بر روی یک یا چند ایستگاه معدود.

مدلسازی اقلیمی

110

( بMا توجMه بMه طMول عمMر سMامانه ها و گردش هMای 5جMوی همدیMد مقیMاس، در مطالعMات همدیMد نیMاز خMواهیم سMاعتی یMا و روزانMه داده هMای بMه داشMت و داده هMای ماهانMه و سMاالنه نمی تواننMد بMه کشMف رابطه ی میMان الگوهMای گMردش هMوا و در چMMون کننMMد کمMMک محیطی رویMMدادهای نقشMه ها و داده هMای ماهانMه و سMاالنه کMه از راه سMامانه های می آینMد دسMت بMه میMانگین گیری

همدید مقیاس مستهلک می شوند. همچMون رویMدادهایی مMورد در حMتی امMر این بلندمMدت و خزنMده مMاهیتی کMه خشکسMالی چMMنین واقMMع در اسMMت. صMMادق نMMیز دارنMMد پیMاپی سMامانه های تکMرار دلیMل بMه پدیMده هایی بMرای این بنMابر رخ می دهنMد. ویMژه ای همدیMد شMناخت رابطه ی آنهMا بMا گردش هMای جMوی هنMوز

هم نیازمند داده های روزانه هستیم.

مدلسازی اقلیمی

111

برخی پیامدهای تغییر اقلیم:برخی از پیامMدهای تغیMیر اقلیم کMه از نتMایج ریزگMردانی

توسMط نMرم ECHO-GبرونMداد)خMروجی(داده هMای مMدل سMناریوی LARS-WGافMزار تحت A1 دهMش اسMتخراج

اسMت، در متن زیMر آورده می شMود. طبیعتMا مMدل هMا و سMناریوهای دیگMر پاسMخ هMای دیگMری بMرای مقMادیر کمی تغیMیر اقلیم خواهنMد داشMت، امMا عمMدتا دارای رفتMار کم

و بیش یکسانی هستند:الف - افزایش میانگین ها:

دوره 1 تMا 2010-در بطMور 2039 کشMورمان دمMای کMه 0.5میMانگین یابMد می افMزایش سMانتیگراد درجMه

درجه خواهد بود،0.7افزایش دمای زمستانها

2( حاضMر قMرن آخMر دمMای 2100-تMا میMانگین میالدی( درجMه سMانتیگراد افMزایش می 4.5 تMا 3کشMورمان بین

یابد،

مدلسازی اقلیمی

112

-افMزایش دمMا، بخصMوص در زمسMتانها، مMوجب 3نیMاز کMاهش طMول دوره سMرما و عMدم بMرآورد

( گیاهMان نظMیر Cooling degree daysسMرمایی )عملکMرد لMذا گMردد، می ... و پسMته زعفMران،

آنها کاهش می یابد،

مMوجب 4 زمسMتانه سMرمای هنگMام زود -خاتمMه عملکMMرد کMMاهش ضMMمن زودرس، گلMMدهی محصMوالت زراعی و بMاغی و عمMدتا6 خطرپMذیری

سرمازدگی را افزایش می دهد،

5( کشاورزی اقلیم های Agro climate-پهنه zoning الیانMه سMوالتی کMه و محصMیر یافتMتغی )

و بMودن مسMاعد خاصMی منMاطق بMرای سMال زیسMMتگاه در بتMMدریج شMMدند، می کاشMMت همیشMگی خMود غMیر قابMل کشMت خواهنMد شMد، بعبMارتی کشMتها عمMدتا6 متمایMل بMه سMمت کشMت

محصوالت گرمسیری خواهند شد،

مدلسازی اقلیمی

113

از دیMدگاه اقلیمی در منMاطق 6 -ضMریب آسMایش زنMدگی مختلف کره زمین تغییر می کند،

-بMرخی بیماریهMای خMاص منMاطق گرمسMیری در انسMان، 7کلی بطMور و نماینMد می طغیMان گیاهMان و حیMوان

سالمتی انسانها به مخاطره می افتد،

-پهنMه هMای اقلیمی رایج )گMرم و خشMک، نیمMه مرطMوب، 8سرد و خشک ...( تغییر می یابند،

-افMزایش دمMا مMوجب کMاهش بMارش هMای بMرف می گMردد 9کMه این موضMوع مMوجب عMدم تغذیMه مناسMب منMابع آبهMای زیرزمیMنی در منMاطق کوهسMتانی کMه عمMدتا6 ناشMی از

ذوب تدریجی برف ها می باشد، می گردد،

-افMزایش دمMا مMوجب اثMرات سMوء بMر رشMد و عملکMرد 10گیاهان می گردد.

مدلسازی اقلیمی

114

ب- کاهش میزان بارش:-کمبMود آب شMرب شMهری و کشMاورزی و بMدنبال آن برداشMت 1

آبهMای سMطح افت و زیرزمیMنی آب منMابع از رویMه بی زیرزمینی،

-برداشMت بی رویMه از منMابع آبهMای زیرزمیMنی مMوجب نشسMت 2زمین در دشMت هMا شMده و حجم ذخMیره آبهMای زیرزمیMنی را مMوجب و دهMد می کMاهش هم بMاران پس سMالهای در بMه منMابع آبی کشMور می پMذیری و اعتمMاد افMزایش آسMیب

گردد،

-بMا کMاهش ظMرفیت نگهMداری آب در خMاک، بMارش هMای بMاران 3بجMای تغذیMه منMابع آبهMای زیرزمیMنی مMوجب شسMته و شMوی خاکهMای زراعی مرغMوب از طریMق زهکش هMای طMبیعی می

گردند،

از 4 تMر بMاران محسMوس پMر منMاطق در اغلب بMارش -کMاهش منMاطق کم بMاران اسMت زیMرا سMاکنان منMاطق کم بMاران در طی سMالیان سMال از طریMق حفMر قنMات هMا خMود را بMا کم قنMات فاقMد بMاران پس منMاطق امMا انMد. داده تطMبیق آبی

هستند،

مدلسازی اقلیمی

115

-بMرخی پهنMه هMا و اکوسیسMتم هMای آبی ماننMد دریاچMه هMا 5تنMوع کMاهش مMوجب کMه حMذف می شMوند باتالقهMا و

زیستی و صنعت گردشگری می گردد،

-مراتMع بMه تMدریج از بین می رونMد کMه مMوجب خسMارت بMه 6صنعت دامداری می گردد،

انMدک هم 7 بMارش هMای مراتMع -بMا حMذف وعریMان شMدن خاکهMای شتشMوی مMوجب و شMده روانMاب بMه تبMدیل

حاصلخیز کوهیایه ها می گردد،

افMزایش 8 خشMک هMای پهنMه وسMعت بMارش کMاهش -بMا یافتMه و وقMوع توفانهMای گMرد و خMاک و شMن هMای روان منMاطق روی بMر حMتی آنهMا دامنMه و یافتMه افMزایش و هMوا آلMودگی بMاعث و یابMد می گسMترش شMهری کMاهش دیMد در منMاطق شMهری نMیز می گMردد. منMاطق کشMورهای خMاک و گMرد و شMن توفانهMای مسMتعد می کشMورمان کMویری منMاطق و عMراق عربسMتان،

باشند،

مدلسازی اقلیمی

116

-کMاهش ذخMیره آبی سMدها مMوجب کMاهش تولیMد 9برق آبی می گردد،

-بMرای تMامین کمبMود بMارش در بخش کشMاورزی 10نیMاز بMه اجMرای سیسMتمهای آبیMاری تحت فشMار

دنیMا در تMاکنون باشMد، بMا 20می اراضMی %باشMد. می فشMار تحت تحت آبیMاری سیسMتم

% اراضMی بMا سیسMتم آبیMاری 20تMاکنون در دنیMا ایMران در ولی شMود می انجMام فشMار تحت

% برآورد می گردد،5حدود

اجMرای کشMتهای گلخانMه ای در دهMه 11 بMه -نیMاز های آتی

مدلسازی اقلیمی

117

ج- افزایش بارش های سنگین:-حد آستانه بارش های سنگین و سیل آسا افزایش می یابد.1-بMارش هMای انMدک در تعMداد دفعMات محMدود و بصMورت سMیل آسMا رخ می 2

دهند،-بایسMتی محاسMبه عمMر مفیMد سMدها بMر اسMاس دوره برگشMت بMارش هMای 3

پیش بیMنی شMده دهMه هMای آتی انجMام شMود نMه بMر اسMاس آمMار دوره گذشته،

مهندسMی 4 بMه بMازنگری بMه نیMاز سMیل، وقMوع افMزایش بMه توجMه -بMا رودخانMه، جMاده هMا و سMایر زیMر سMاختها در منMاطق مسMتعد وقMوع سMیل بMه تاسیسMات از وارد شMدن خسMارات سMنگین سMیل بMرای جلوگMیری

زیربناییبMارش هMای سMنگین در حوضMه هMای باالدسMتی، دسMها از 5 -بMا افMزایش

رسMوبات ناشMی از خاکهMای شسMته شMده روانابهMا پMر شMده و عمMر مفیMد و آبخوانMداری مMدون برنامMه بایسMتی لMذا شMود، می کاسMته آنهMا از زیرزمیMنی آبهMای منMابع تغذیMه تMا ضMمن یابنMد توسMعه آبخMیزداری

پرشدن سدها توسط رسوبات جلوگیری شود،و 6 بنMدها سMاخت سMیالبها، و روانابهMا بهینMه مMدیریت برنامMه -تهیMه

سدهای مخزنی برای مدیریت سیالب-اصالح مهندسی و سیستمهای جمع آوری آب شهری7

مدلسازی اقلیمی

118

د- افزایش پدیده های حد اقلیمی:-مهمMترین مشخصMه اقلیم آینMده تغیMیرات شMدید 1

اقلیمی پدیMده هMای حMدی آن اسMت، بطوریکMه نظMیر توفMان، تگMرگ، سMرما و گرماهMای شMدید و بMه نسMبت و خشکسMالی سMیل مترقبMه، غMیر

دوره آماری افزایش می یابند

-ممکن اسMت در بMرخی منMاطق میMانگین اقلیمی 2دهMه هMای آتی بMا میMانگین دوره آمMاری مسMاوی باشMند امMا تغیMیرات آن نسMبت بMه دوره آمMاری

بیشتر است

هMای 3 بیMنی پیش مهم مراکMز حاضMر حMال -در فصMلی در حMال گMذر و ارتقMاء پیش بیMنی هMای پدیMده بیMنی پیش سMمت بMه فصMلی میMانگین

های حدی اقلیمی در بستر فصول هستند،

مدلسازی اقلیمی

119

د- جابجایی و تغییر رژیم بارش:بMرروی 1 آمMده بعمMل مطالعMات اسMاس بMر -

منMاطق شMمال شMرق کشMور، رژیم بMارش این بMارش جابجMا انتهMای فصMل بMه سMمت منطقMه می شMود، بطوریکMه بMارش هMای پMاییزه بMا تMأخیر بMارش آن کMاهش ولی در ، مMیزان آغMاز شMده بهMار اوایMل و هMای فصMل سMرد بMارش عMوض

جابجا می شوند،

-در بMرخی منMاطق بMارش هMای تابسMتانه افMزایش 2می یابند.

مدلسازی اقلیمی

120

داده هMای شMرایط مMرزی مMدل هMای گMردش عمومی چگونه تهیه می شوند؟

مدل هMای پیش بیMنی دینMامیکی اصMوال توسMط دو نMوع از داده هMا تغذیMه می شMوند. این داده هMا، شMرایط مMرزی نMام دارنMد. مMدل هMای پیش بیMنی دینMامیکی در مقیMاس کوتMاه مMدت و فصMلی از داده هMای شMرایط مMرزی واقعی اسMتفاده می در دینMامیکی هMای مMدل حالیکMه در کننMد؛ شMرایط هMای داده از بMاالتر و دهMه مقیMاس مMرزی سMناریوهای اقلیمی اسMتفاده می کننMد کMه بMر اسMاس فرضMیات مبتMنی بMر سMناریوهای

اقلیم تغیMیر الMدول بین هMیئت IPCCانتشMار تهیه شده اند.

مدلسازی اقلیمی

121

هMای مMدل مMرزی داده هMای شMرایط تهیMه برای عMددی )دینMامیکی( کوتMاه مMدت، ابتMدا یMک میMدان ارتفMاع از متغیرهMای هواشناسMی ماننMد اولیMه بMاد، سMرعت و سMمت فشMار، ژئوپتانسMیلی، . . . بMا اسMتفاده از درونیMابی داده رطMوبت و هMای سMنجنده توسMط شMده دیMدبانی هMای رادیMو ای، مMاهواره هMای سMنجنده زمیMنی، سMوندها، دراپ سMوندها، ایسMتگاههای دریMایی، و هMا کشMتی روی بMر موجMود ایسMتگاههای هMای شMبکه روی بMر داوطلب هواپیماههMای از طMول و عMرض جغرافیMایی و کMروی منظم می تهیMه زمین کMره دور تMا دور در ارتفMاع

شوند.

مدلسازی اقلیمی

122

سپس این داده هMا بMه مMدل عMددی خورانMده می شMوند تMا تحMول زمMانی وضMع هMوا را پیش بیMنی نمایMد. امMا این فرآینMد پاسMخ هMای صMحیحی از مMا بMه را هMوا آینMده چنMد سMاعت حMتی رفتMار ارائMه نمی دهMد، زیMرا میMدان اولیMه تهیMه شMده کMه هواسMت پیچیMده بسMیار رفتارهMای دارای طرحMواره هMای محاسMباتی، فMیزیکی، دینMامیکی در شMده گرفتMه نظMر در ترمودینMامیکی و طMراحی مMدل عMددی از عهMده مMدل سMازی آنهMا

بر نمی آیند. بر این اسMاس بایسMتی آن دسMته از رفتMار هMای هواشناسMی کMه مMوجب بMروز خطMا و واگMرایی در سMامانه پیش بیMنی عMددی می شMوند بایسMتی حMذف شMوند، حMتی ممکن اسMت بMرخی از داده بMه اطمینMان علMیرغم واقعی، دیMدبانی هMای

اندازه گیری صحیح آنها، نیز حذف شوند.

مدلسازی اقلیمی

123

برای مثMال از آنجMا کMه یکی از منMابع خطMا در مMدل

از )ناشMی گMرانی امMواج عMددی هMای سMازی

و حMذف بMرای اسMت ممکن هسMتند، چگMالی(

غلبMه بMر اختالالت اینگونMه امMواج بMر پیش بیMنی،

بMرخی سMرعت هMای شMدید بMاد حMذف یMا تعMدیل

واقعی هMا سMرعت این اگMر )حMتی باشMند

باشند(.

مدلسازی اقلیمی

124

تMا با حMذف داده هMای فMوق الMذکر، داده هMای درونیMابی شMده بMه را آنهMا تMوان می و شMوند می رفتMار خMوش حMدودی عنMوان خMوراک اولیMه بMه یMک مMدل عMددی داد؛ امMا آنهMا هنMوز هم نیMاز بMه اصMالح دارنMد. در گMام بعMدی مMدل عMددی مMورد

حMدود مMدت بMه درونیMابی شMده هMای داده توسMط 6نظMر هMای داده سMپس شMود. می آزمایشMی اجMرای 6سMاعت

شMده درونیMابی هMای داده بMا مMدل برونMداد آینMده سMاعت و خطMای بین متغیرهMای دیMدبانی شMده مقایسMه می شMوند

داده هMای پیش بیMنی و دیMدبانی مMورد تجزیMه و تحلیMل قMرار می گیرنMد. در گMام آخMر داده هMای درونیMابی آنقMدر اصMالح

سMاعته از آسMتانه مشMخص 6می شMوند تMا خطMای پیش بیMنی شMده کمMتر گMردد. هنگMامی کMه این شMرط برقMرار شMد، داده هMای درونیMابی مMذکور بMه عنMوان داده هMای شMرایط مMرزی خMوش رفتMار و سMازگار بMه مMدل عMددی خورانMده شMده و مMدل

.برای چند روز یا چند ماه آینده اجرا می شود

اسMتفاده بMرای بایسMتی آنهMا برونMداد مMدل، اجMرای از پس ریزگMردانی و ای نهMایی توسMط مMدل هMای عMددی منطقMه

همچنین توسط یک روش آماری پس پردازش شوند

مدلسازی اقلیمی

125

سMMناریوی و اقلیمی سMMناریوی تفMMاوت انتشار:

بMا لحMاظ شMرایط اقتصMادی انتشMار سناریوهای اجتمMاعی و توسMعه ای بMه پیش بیMنی و بMرآورد گازهMای سMایر و ای گلخانMه گازهMای مMیزان آالینMده جMوی در آینMده می پردازنMد و هیچ گونMه اقلیم و متغیرهMای از وضMعیت بیMنی ای پیش اقلیمی بMرای آینMده نمی دهنMد، امMا سMناریوهای متغیرهMای بیMنی پیش شMان موضMوع اقلیمی بMMرخی شMMامل کMMه اعم طMMور )بMMه اقلیمی متغیرهMای هیMدرولوژی و آگروکلیمMایی نMیز می شMود( در آینMده اسMت کMه ابMزار این پیش بیMنی

ها مدل های دینامیکی اقلیمی است . از آینMده بیMنی پیش بMرای اقلیمی سناریوهای می اسMتفاده انتشMار سMناریوهای هMای داده کننMد. بMه عبMارت سMاده تMر، خMروجی مMدل هMای دینMامیکی اقلیمی بMرای دهMه هMای آینMده همMان

سناریوهای اقلیمی هستند.

مدلسازی اقلیمی

126

مثل منطقه ای مدلهای كار ,regcmآیا mm5,wrfریزمقیاس نمایی است؟...,

بلهمMدلهای 2 بMا شMده سMازی شMبیه مقMادیر تبMدیل -

منطقه ای در محMدوده شMبكه هMا بMه نقطMه )مثال در سطح ایستگاه( را چه می نامند؟

به طMوركلی هMر فرآینMدی كMه بMر روی برونMداد مMدل هMای دینMامیكی انجMام می گMیرد تMا مقیMاس مكMانی دارد. نMام پMردازش نمایMد، پس تMر را كوچMك آنهMا یMا باشMد دینMامیكی اسMت ممكن پMردازش پس

پس پMردازش دینMامیكی همMان ریزمقیMاس امMاری. نمMایی اسMت. پس پMردازش آمMاری فرآینMدی اسMت كMه در همMه مMدل سMازی هMای دینMامیكی مMورد نیMاز اسMت. در این روش هیچگMاه داده هMا تMا حMد نقطMه آمMاری پMردازش پس در امMا شMوند؛ نمی ریMز ایسMتگاه حMد تMا دینMامیكی هMای مMدل برونMداد

)نقطه( ریز می شوند.

مدلسازی اقلیمی

127

پس پMردازش آمMاری را از نظMر داده هMای ورودی آن اول كMرد: تقسMیم دسMته دو بMه تMوان می هواشناسMی هMای داده بMه نیMاز كMه ای دسMته طMوالنی مMدت دارنMد )روش كالسMیك( و دسMته دیگMری كMه در سMال های اخMیر توسMعه داده شMده

ورودی انMد داده هMای بMه نیMاز بMدون کMه ،طوالنی مMدت در یMک دوره آموزشMی کوتMاه مMدت )بMرای نمونMه چنMد روز تMا چندهفتMه(، بMا تMرکیب خطاهMای دیMدبانی ها، و مMدل پیش بینی هMای سیسMتماتیک مMدل دینMامیکی را تصMحیح می کنMد.

کوتMاه آموزشMی دوره هMای از اسMتفاده مMزیت بMه پس پMردازش سMامانه کMه اسMت آن مMدت الگMوی خطاهMا تغیMیر در بMه توانMد سMرعت می پاسMخ دهMد. هرچنMد بMرای داشMتن ضMرایب پایMدار بایMد از دوره هMای آموزشMی بلند مMدت اسMتفاده

کرد.

مدلسازی اقلیمی

128

كار فیلتر كالمن چیست؟-دیدبانی-اصMالح بیMنی پیش سیسMتم یMک کMالمن پاالیMه)فیلMتر( پیش دهMد سMپس بیMنی می پیش مMدلی یMا اسMت.یعنی سیسMتم بین دیMدبانی مقایسMه می شMود و رفتMار داده هMای بMا بیMنی هMا پیش بیMنی و خطMا مMدل سMازی می شMود و در گMام بعMدی مطMابق آخMرین رفتMار داده شMده پیش بیMنی هMای آتی اصMالح می شMوند. ورودی داده هMای بMه نیMاز بMدون کMه اسMت کMالمن روشMی پاالیMه دیMدبانی ها، و مMدل پیش بینی هMای تMرکیب بMا طوالنی مMدت،

خطاهای سیستماتیک را تصحیح می کند. در مMوارد زیMادی از پاالیMه کMالمن بMه منظMور تصMحیح برونMداد مMدل مMتری ده بMاد مMتری و سMرعت دو دمMای بMرای ای هMای منطقMه اسMتفاده شMده و رابطه خطMای مMدل بMا فراسMنج های دیگMر بررسMی شMده اسMت. نتMایج پژوهش هMای انجMام شMده نشMان داده اسMت كMه حMتی یMک پاالیMه کMالمن خطی سMاده بMه دلیMل کMارکرد رضMایت بخش و امکMان اجMرا روی یMک رایانMه معمMولی می توانMد بMرای مقاصMد عملیMاتی در مراکMز پیش بیMنی بMا امکانMات محMدود مMورد اسMتفاده

قرار گیرد.و آزادی توسMط کMالمن پاالیMه از ای سMاده نمونMه مثMال، بMرای

از MM5( بMر روی پیش بینی هMای مسMتقیم مMدل 1388همکMاران )بMرای و زمین سMطح مMتری دو کمینMه و بیشMینه ۱۱۷دماهMای

ایستگاه کشور اجرا شد.

مدلسازی اقلیمی

129

واداشت تابشی چیست؟تفMاوت بین انMرژی تابشMی دریMافتی از خورشMید و می زمین توسMط جMو بMه بازگشMتی انMرژی انMرژی بیشMتر )ورودی مثبت واداشMت باشMد. تابشMی خورشMید( مMوجب افMزایش و واداشMت مMوجب انMرژی( بیشMتر رفت )بMرون منفی گMMردد. می زمین سیسMMتم دمMMای کMMاهش واداشMت تابشMی کMه می توانMد مهمMترین علت

بMرای ارزیMابی و مقایسMه هMر تغیMیر اقلیم باشMد، یMک از عMامالن طMبیعی و انسMانی تغیMیر اقلیم نMوع آن هMر و گMیرد اسMتفاده قMرار می مMورد تاثیرگMذاری بMر اقلیم بMا سرچشMمه هMای بMیرون

از سیستم اقلیم زمین می باشد.

مدلسازی اقلیمی

130

حساسیت و بازخورد اقلیمی:الف-بازخورد:

بMه هMر فرآینMدی کMه علت و معلMول بMا همMدیگر یMک مMدار بسMته را تشMکیل داده، بMه طوریکMه هMر دو می گفتMه بMازخورد نماینMد، تغذیMه را همMدیگر

بMازخورد 1شMود)شMکل اقلیمی دیMدگاه از .)یMMک تغیMMیر آن در کMMه اسMMت فرآینMMدی فراسMنج)متغMیر( مMوجب تغیMیر در فراسMنج دوم مMوجب دوم فراسMنج در تغیMیر و گMردد می

گMردد می اول فراسMنج در بMازخورد تغیMیر .مثبت مMوجب افMزایش در تغیMیر فراسMنج اولیMه می گMردد؛ در حالیکMه در بMازخورد منفی مقMدار

فراسنج اولیه کاهش می یابد.

مدلسازی اقلیمی

131

بازخورد در علMوم مختلMف بMه ویMژه در تغیMیر اقلیم دیMده می شMود. سMامانه اقلیم بMا بازخوردهMای مختلMف مثبت و منفی بین فرآینMدهای گونMاگون مشMخص می شMود. "برف-آلبیMدو" فرآینMد بMه تMوان می نمونMه عنMوان بMه بMرف ذوب آن در کMه کMرد اشMاره مثبت( )بMازخورد مMوجب افMزایش تMیرگی زمین)کMاهش آلبیMدو یMا بازتMاب( می شMود کMه خMود این فرآینMد مMوجب جMذب بیشMتر گرمMا

شMود می بیشMتری بMرف ذوب بMاعث و یMک گردیMده .مثMال دیگMر بMرای تبMیین بMازخورد مثبت می توانMد زوج کMه اینصMورت بMه باشMد. آب" جهانی-بخMار "گرمMایش گرمMایش جهMانی مMوجب افMزایش بخMار آب در جMو می ای گلخانMه گMاز یMک عنMوان بMه خMود آب بخMار و گMردد

موجب افزایش بیشتر دمای کره زمین می شود. زوج "گرمMایش جهانی-ابرنMاکی" یMک فرآینMد بMا بMازخورد کMره دمMای افMزایش کMه اینصMورت بMه اسMت، منفی کMره در ابرنMاکی و آب بخMار افMزایش مMوجب زمین مMوجب خMود ابMر پوشMش افMزایش و گMردد زمین می آلبیMدو( یMا بازتMاب )افMزایش ورودی تMابش کMاهش

گردیده و روند افزایش دما را کاهش می دهد.

مدلسازی اقلیمی

132

ب: حساسیت:مMیزان حساسMیت اقلیم بMه بازخوردهMای اقلیمی وابسMته اسMت، بMه عبMارت دیگMر حساسMیت اقلیم باشMMد. می مختلMMف بازخوردهMMای برآینMMد حساسMیت اقلیم عبارتسMت از مMیزان تغیMیر دمMا واداشMMMت در تغیMMMیر بMMMه واکنش در

بMMه radiative forcingتابشMMی) ورودی تMMابش زمین منهMای تMابش خMروجی از آن را واداشMت بMر وات حسMب بMر کMه گوینMد می تابشMی

مترمربع بیان می شود(. واداشMت چMارچوب در اقلیم حساسMیت عمومMا تابشMی دی اکسMید کMربن بیMان می شMود. تغیMیر دمMای سMطح زمین در اثMر تغیMیری بMه انMدازه یMک واحMد در واداشMت تابشMی حساسMیت اقلیم را

کMه بMر حسMب درجMه سلسMیوس نشMان می دهMد مMیزان شMود. می بیMان مMترمربع بMر وات بMر حساسMیت اقلیم -بMه ویMژه ناشMی از غلظت دی تغیMیر مMیزان اسMاس بMر اغلب کMربن- اکسMید دی غلظت شMدن برابMر دو از ناشMی دمMای

اکسید کربن سنجیده می شود.

مدلسازی اقلیمی

133

پنجم اقلیم IPCCبر اسMاس گMزارش حساسMیت بMه دو برابMر شMدن غلظت دی اکسMید کMربن بMه

اینصورت می باشد:حMMدود احتمMMال حساسMMیت 90به درصMMد

اکسMید دی شMدن برابMر دو بMه اقلیم)نسMبت درجMه سلسMیوس بMوده و بMا 4.5 تMا 2کMربن( بین

حMدود از 95احتمMال بیش درصMد درجMه 1.5 احتمMال بMا همچMنین بMود. درصMد 99خواهMد

حMوش و حMول اقلیمی 3میMانگین حساسMیت تMا 6درجMه سلسMیوس بMوده و مقMادیر بیشMتر از

درجه سلسیوس برای آن محتمل نیست.7

مدلسازی اقلیمی

134

هMای بیMنی پیش بMرای زمMانی مقیMاس هواشناسی:

1 : مدت کوتاه های بینی پیش -Short Range Forecast

Middle Range- پیش بینی های میان مدت : 2Forecast

3 : مدت بلند های بینی پیش -Long Range Forecast

مدلسازی اقلیمی

135

Short Range: پیش بینی های کوتاه مدت 1.Forecast

الف- پیش بینی روزانه :

48 تMا 12صMدور پیش بیMنی وضMعیت جMوی منطقMه در بMازه زمMانی ساعته

ب- اطالعیه هواشناسی :

پیش بیMنی احتمMال رخMداد یMک پدیMده جMوی کMه احتمMال افMزایش شMدت تMا 1آن می رود و جMMهت اطالع صMادر می شMود. اطالعیMه معمMوال

روز قبل از وقوع صادر می شود3

ج- اخطاریه هواشناسی :

قطعیت رخMداد یMک پدیMده هواشناسMی کMه تبMدیل بMه حMالت مخMرب خواهMد شMد صMدور اخطاریMه جهت مقابMMله و پیشMگیری از بالیMای جMوی چMون توفMان ، تگMرگ ، سMیل و ... صMادر می شMود. اخطاریMه

سMاعت قبMل از وقMوع صMادر می شMود و احتمMال در آن 12 تMا 6بکار نمی رود.

مدلسازی اقلیمی

136

2 : مدت میان های بینی پیش -Middle Range Forecast

صدور پیش بیMنی هMا در بMازه زمMانی یMک هفتMه ای تMا ده روزه

3 : مدت بلند های بینی پیش -Long Range Forecast

بMه پیش بیMنی هMایی اطالق می شMود کMه خMبر از وقMوع پدیMده هMای جMوی را در یMک بMازه زمMانی بیش از یMک مMاه می دهMد این پیش بیMنی هMا شMامل پیش بیMنی

کاربردهMایی هMای ماهانMه ، فصMلی و سMالیانه می باشMد چMون توسعMMMMه کشMاورزی ماننMد تخصMیص بهینMه زمین ، انتخMاب نMوع و گونMه محصMول و ... دارد این پیش بیMنی بMه اضMافه می شMود آن زمMانی مMMدت بMه هMا هرچMه بیMنی محض هواشناسMی خMارج پیش از انMدازه همMان شMده و بMه سMمت پیش بیMنی هMMMای اقلیمی میMل می زمینMه هMا بیMنی پیش گونMه این حقیقت در کنMد.

مدیریت ریسک را فراهم می سازند

مدلسازی اقلیمی

137

به طMور کلی دیMدگاههای مختلMف در پیش بیMنی فصMلی را می :توان به صورت زیر طبقه بندی کرد

الف ( روش های مبتنی بر دورپیوند:- گستره جهانی1

- گستره منطقه ای2

ب( روش های آماری :- همبستگی آماری ، میانگین متحرك و ....1- شبكه عصبی2

- منطق فازی3

ج( دیدگاه های دینامیكی :GCM- مدل های گردش عمومی 1

RCM- مدل های منطقه ای 2

مدلسازی اقلیمی

138

برخی از شاخصهای دور پیوند:

- نوسان اطلس شمالي1- الگوي قطبي اوراسيا2- الگوي آرام آمريكاي شمالي3- ال نينو، نوسانات جنوبي و انسو4- نوسانات دوساالنه تروپسفري5- نوسان مدن – جوليان6- نوسان مدیترانه7- دوقطبی اقیانوس هند8- الگوی قراقستان - خلیج فارس9

مدلسازی اقلیمی

139

از بخشMی شMده یMاد دورپیونMدهای از یMک هر مقیMاس در را منطقMه یMک اقلیم تغییرپMذیری کMه دارنMد عهMده بMه را مختلMف زمMانی هMای قویترین و مهمترین آن پدیده انسو می باشد.

آگMاهی از تحMول زمMانی هMر یMک از دورپیونMدهای جهMانی یMا منطقMه ای می توانMد بMه پیش بیMنی فصMلی منطقMه مMورد مطالعMه کمMک نمایMد. در کشMورمان تحقیقMات نسMبتا زیMادی بMر روی تMاثیر دورپیونMدها بMر بMارش ایMران شMده اسMت کMه بMه نظMر می رسMد بیشMترین مقMاالت در این زمینMه آنهMا السMادات و همکMاران نMاظم دکMتر توسMط

یکی از نتMایج تحقیMق ایشMان نوشMته شMده اسMت. هMای سMال در کشMور پMاییزه بMارش افMزایش

همراه با النینو می باشد.

مدلسازی اقلیمی

140

دیدگاههای مبتنی برآمار:

در این روش رفتMار اقلیم گذشMته بMه آینMده تعمیم این اصMلی شMالوده واقMع در شMود. می داده دیMدگاه ارائMه آمMوزش کMافی بMه مMدل در رابطMه

با رفتار گذشته ایستگاه می باشد. در این روش هMر چMه آمMوزش بهMتر و بیشMتری بMه مMدل داده شMود، می تMوان پیش بیMنی بهMتری از عMدم در روش این داشMت. ضMعف انتظMار آن

امکان پیش بینی وقایع حدی اقلیمی است.

مدلسازی اقلیمی

141

روش دینامیکی:بیMنی پیش در روش دقیقMترین و مهمMترین روش این در اسMت. دینMامیکی روش فصMلی معMادالت حMرکت هMوا از جملMه معMادالت تکانMه، قMوانین ترمودینامیMک، پایسMتاری جMرم، قMانون عمMومی گازهMا ، در شMبکه هMای منظم افقی و آرام تMا عمMق از زمین کMره دورتMادور قMائم

سپهر )استراتوسفر( حل می شوند. ابMزار کMار اسMتفاده از مMدل هMای تلفیقی گMردش عمMومی اسMت. خMوراک اولیMه این مMدل هMا داده طریMق از کMه اسMMت مMMرزی شMرایط هMMای و زمیMنی هMای سMنجنده هMای داده درونیMابی

ماهواره ای و مدل سازی بوجود می آیند . پس از اجMرای مMدل گMردش عمMومی، در مرحلMه پایMانی برونMداد آنهMا توسMط مMدل هMای منطقMه هMای بیMنی پیش تMا ریزگMردانی می شMوند ای

منطقه ای صادر گردند.

مدلسازی اقلیمی

142

تفMاوت مMدل هMای پیش بیMنی دینMامیکی و آمMاری در چیست؟

حMل 1 از اقلیم سیسMتم زمMانی تحMول بMرای دینMامیکی هMای مMدل -قMوانین حMرکت، انMدازه جMرم، بقMای )شMامل هMوا حMرکت معMادالت ترمودینMامیکی، قMانون عمMومی گازهMا و . . . ( اسMتفاده می کننMد در حالیکMه مMدل هMای امMاری بMرای اینکMار از رفتMار سیسMتم اقلیم در دوره

آماری استفاده می کنند.

- مMدل هMای دینMامیکی هMر گونMه رفتMاری را کMه در دایMره حMل معMادالت 2حMرکت وار بگنجMد می تواننMد آشکارسMازی نماینMد امMا مMدل هMای امMاری نمی تواننMد رفتMاری خMارج از رفتMار دوره آمMاری و مشMاهداتی را تولیMد هMای حMدی پدیMده بیMنی پیش در آمMاری هMای مMدل بنMابراین نماینMد.

اقلیمی با مشکل مواجه اند ولی مدل های دینامیکی خیر.- مMدل هMای دینMامیکی رفتMار اقلیم را در یMک شMبکه بMا طMول و عMرض 3

جغرافیMایی مMدل می کننMد امMا مMدل هMای آمMاری بMر روی یMک نقطMه ایسMتگاه می توانMد وضMعیت اقلیم را مMدل نماینMد کMه این می توانMد در

نگاه اول یک حسن برای مدل های آماری باشد.

- مMدل هMای دینMامیکی نیMاز بMه ریزمقیMاس نمMایی دینMامیکی دارنMد ولی 4مدل های آماری خیر.

مدلسازی اقلیمی

143

نکته تکمیلی:به طMور کلی خMرد مقیMاس بMه پدیMده هMایی می گوینMد کMه آن از کمMتر یMا کیلومMتر یMک حMدود در آنهMا مقیMاس باشMند. این پدیMده هMا بMر روی نقشMه هMای هواشناسMی روزانMه قابMل رویت نیسMتند. ماننMد انتقMال حMرارت بین آب. و جMو گیMاهی، پوشMش خMاک، مختلMف هMای الیMه بMرخی متغیرهMایی کMه خMرد هواشناسMی خردمقیMاس بMا انتقMال شMار تMابش، از: عبارتنMد دارد سMروکار آن هMای مMدل بنMابراین . . . و نهMان گرمMای حMرارت، دینMامیکی خMرد مقیMاس وظیفMه مMدل سMازی پدیMده هMای بMرخی مMدل از بMا اسMتفاده دارنMد. همچMنین را فMوق هMای خMرد مقیMاس تMاثیر گرمMایش جهMانی بMر رشMد و نمMو

گیاه بررسی می شود.

به طMور کلی صMحت مMدل هMای دینMامیکی بیشMتر از مMدل کMه هیچ توجMه داشMت بایسMتی امMا آمMاری اسMت هMای مMدل دینMامیکی بی نیMاز از مMدل آمMاری تکمیMل کننMده آن بMه ای هMای شMبکه داده تبMدیل بMرای نهایتMا و نیسMت ریزتMرین مقیMاس نیMاز بMه ریزمقیMاس نمMایی و یMا پس

.پردازش آماری می باشد

مدلسازی اقلیمی

144

داده های شبکه ای:اقلیمی • عناصMر و زمMان مکMان، بعMدی شMامل: ای سMه پدیMده اقلیم

اسMت. عنصMر اقلیمی هMر کمیMتی اسMت کMه بMرای انMدازه گMیری آن یMا

ابMزاری در ایسMتگاههای هواسMنجی وجMود دارد و یMا آیین نامMه ای بMرای

دیMده بMانی آن تMدوین شMده اسMت. دمMا، بMارش، فشMار، ابرنMاکی، نMوع ابMر

و ... نمونه هایی از عناصر اقلیمی هستند.

(را متغMیری وابسMته بMه مکMان Qپس میتMوان هMر عنصMر اقلیمی مفMروض )•

(x,y,z( انMو زم) t تMوان نوشMی می تMان ریاضMه زبMت. بMدانس) Q=f(x,y,z,t) .

چMون عناصMر اقلیمی تMابعی از زمMان و مکMان هسMتند مقMدار آنهMا از نقطMه

ای بMه نقطMه دیگMر و از زمMانی بMه زمMان دیگMر تغیMیر میکنMد. از سMوی دیگMر

بMه بMه نقطMه و لحظMه نMدارد کMه مقMدار عناصMر اقلیمی را نقطMه امکMان

لحظه دیده بانی کنیم.

مدلسازی اقلیمی

145

ایسMMتگاههای محMMل در عمال6 اقلیمی عناصMMر هواسMنجی و در سMاعات اسMتاندارد انMدازه گMیری و ثبت میشMوند. از سMوی دیگMر در بسMیاری از مMوارد نیازمنMد آگMاهی از مقMدار عناصMر اقلیمی بMر روی اسMMتان، آبی، )حوضMMه مکMMانی قلمMMرو یMMک

کشور، ...( هستیم. بMه آمMار زمین اصMول کمMک بMه صMورت این در میانیMابی عناصMر اقلیمی می پMردازیم و بMه کمMک گMیری انMدازه ایسMتگاهها روی بMر کMه هMایی داده بMر روی شMبکه ی شMده مقMدار عناصMر اقلیمی را این و میکMMنیم بMMرآورد هMMا یاختMMه از منظمی مMورد قلمMرو بMاره در داوری مبنMای را برآوردهMا

نظر قرار میدهیم. البتMه فراینMد تولیMد داده هMای شMبکه ای از داده هMای ابعMاد کMه اسMت ای حرفMه فعMالیتی ای نقطMه و ارشMد کارشناسMی هMای دوره در آن مختلMف دکMتری تMدریس میشMود. دانشMجویانی کMه از چMنین توانMMMایی میشMMMوند برخMMMوردار آموزشMMMهایی پرسشMهای از ای گسMترده طیMف بMه پاسMخگویی را خواهنMد پیچیMده مکMانی اقلیمی و حMل مسMائل

داشت.

مدلسازی اقلیمی

146

در مقیMاس جهMانی پایگMاه هMای بMزرگ داده هMای جMوی شMبکه ای در پاسMخ بMه همین •

کMار ای هMای شMبکه داده این یMاری بMدون امMروزه انMد. آمMده پدیMد نیازهMا گونMه

چنMدانی نمی تMوان انجMام داد و تعMداد طMرح هMایی کMه بMرای تولیMد داده هMای شMبکه

ای در جهان اجرا میشود رو به افزایش است.

(کMه ریاسMت آن امMروز بMه عهMده همMوطن WCRPمثال6 برنامMه پMژوهش اقلیم جهMان )•

را اجMرا GPCPمMا پروفسMور قاسMم اسMرار اسMت طMرح اقلیم شناسMی بMارش جهMان

کMرده اسMت. در این طMرح بMه کمMک داده هMای ایسMتگاهی و داده هMای مMاهواره ای

پایگاه داده های شبکه ای بارش جهان تهیه شده است.

جهMان • بMارش شناسMی اقلیم نظMر GPCCمرکMز زیMر کMه نMیز WCRP ازمانMس در

هMای داده پایگMاه ایسMتگاهی هMای داده روی از اسMت فعMال آلمMان هواشناسMی

شبکه ای بارش جهان بر روی خشکی ها را تهیه کرده است.

مدلسازی اقلیمی

147

- کتاب تغییر اقلیم استاد حسین عساکره1- جزوه درسی دکتر سید اسعد حسینی2اقلیمی 3 مدلسMازی در گMام نخسMتین کتMاب -

استاد مسعودیان و استاد غیورWWW. CLIMATE.MIHANBLOG.COM- وبالگ 4WWW.IACA.MIHANBLOG.COM- وبالگ 5- پاورپوینت سرکار خانم دکترزهرا تقی زاده6- پاورپوینت دکتر محسن فنودی7- پاورپوینت دکتر رضا ابراهیمی8- مجموعه مقاالت مختلف پژوهشی و ...9

منابع تهیه پاورپوینت تغییر اقلیم و مدلسازی اقلیمی

148

افق های زندگیتان

باران خورده باد

با تشکر از توجه شما