پایان نامه بررسی تغییرات اقلیمی در خراسان رضوی

تعداد صفحات: ۱۳۵ | قابل ویرایش

فهرست عناوین

عنوان                                                                                               صفحه

چکیده …………………………………………………………………………………. ۱

فصل اول : کلیات طرح

۱-۱- مقدمه …………………………………………………………………………… ۳

۱-۱-۱- کلیات و تعاریف …………………………………………………………….. ۳

۱-۱-۲- بیان ضرورت و انگیزه انتخاب موضوع …………………………………… ۶

۱-۱-۳- سوالات تحقیق ……………………………………………………………….. ۷

۱-۱-۴- اهداف تحقیق ………………………………………………………………… ۸

۱-۱-۵- مشکلات تحقیق ……………………………………………………………… ۸

فصل دوم : مطالعات نظری

۲-۱- پیشینه تحقیق …………………………………………………………………… ۱۱

۲-۱-۱- بررسی تغییر اقلیم در سطوح جهانی و منطقه ای …………………………. ۱۲

۲-۱-۲- بررسی تغییر اقلیم در ایران ………………………………………………… ۱۴

۲-۲- مبانی نظری تحقیق ……………………………………………………………. ۱۷

۲-۳- تغییر اقلیم ……………………………………………………………………… ۱۹

۲-۳-۱- علل تغییرات اقلیم ………………………………………………………….. ۲۱

۲-۳-۲- تغییرات کنونی اقلیم ………………………………………………………… ۲۴

۲-۳-۳- عوامل مشخص کننده تغییرات اقلیمی ……………………………………… ۲۶

۲-۳-۳-۱- دما ……………………………………………………………………….. ۲۶

۲-۳-۳-۲- بارش …………………………………………………………………….. ۲۸

۲-۳-۳-۳- تغییرات در پدیده های اقلیمی ……………………………………………. ۲۹

۲-۳-۳-۴- ترکیبات جو و ارتباط آن با تغییر اقلیم ………………………………….. ۳۱

۲-۳-۳-۵- باد ………………………………………………………………………… ۳۵

۲-۳-۳-۶- یخبندان …………………………………………………………………… ۳۶

۲-۳-۳-۷- تابش   ……………………………………………………………………. ۳۶

فصل سوم : جغرافیای منطقه

۳-۱- موقعیت و وسعت ……………………………………………………………… ۳۹

۳-۲- توپوگرافی ……………………………………………………………………… ۴۰

۳-۲-۱- ناهمواری های شمالی ………………………………………………………. ۴۲

۳-۲-۲- ناهمواریهای مرکزی ……………………………………………………….. ۴۳

۳-۲-۳- ناهمواریهای جنوبی ………………………………………………………… ۴۴

۳-۳-ریخت شناسی …………………………………………………………………… ۴۴

۳-۴- پوشش گیاهی…………………………………………………………………… ۴۶

۳-۵- اقلیم ……………………………………………………………………………. ۴۶

۳-۵-۱- عوامل موثر در اقلیم استان خراسان رضوی ………………………………. ۴۸

۳-۵-۱-۱- عوامل محلی …………………………………………………………….. ۴۸

۳-۵-۱-۲- عوامل منطقه ای ………………………………………………………… ۵۰

۳-۶- جریانهای آب و هوایی استان خراسان رضوی ……………………………….. ۵۱

۳-۶-۱- کم فشار مدیترانه ای ………………………………………………………… ۵۲

۳-۶-۲- جریانهای شمال و شمال غربی …………………………………………….. ۵۳

۳-۶-۳- جریانهای هوایی بیابانی ……………………………………………………. ۵۳

۳-۷- بارش ………………………………………………………………………….. ۵۴

۳-۷-۱- رابطه بارندگی با ارتفاع ،  طول و عرض جغرافیایی …………………….. ۵۸

۳-۸- دما ……………………………………………………………………………… ۵۸

فصل چهارم : روش کار و تجزیه و تحلیل

۴-۱- روش کار ……………………………………………………………………… ۶۴

۴-۱-۱- جمع آوری داده ها ………………………………………………………….. ۶۴

۴-۱-۲- آزمون همگنی ………………………………………………………………. ۶۵

۴-۱-۳- آزمون بازسازی داده ها …………………………………………………….. ۶۶

۴-۱-۴- آزمونهای آماری و بررسی سریهای زمانی ………………………………… ۶۷

۴-۱-۴-۱- آزمون رتبه ای من کندال ( mann – kendall ) ………………………. 68

۴-۱-۴-۲- تصادفی و غیر تصادفی بودن داده ها ( آماره t ) ……………………….. 69

۴-۱-۵- آزمون نوع و زمان تغییر ………………………………………………….. ۷۰

۴-۱-۶- مراحل انجام آزمون من کندال ……………………………………………… ۷۰

۴-۲- شرح و تفسیر تعیین آماره t کندال ……………………………………………. ۷۳

۴-۲-۱- متوسط حداقل دما ( سالیانه – فصلی – ماهانه ) …………………………….. ۷۳

۴-۲-۲- متوسط حداکثر دما ( سالیانه – فصلی – ماهانه ) …………………………… ۷۴

۴-۲-۳- بارش ( سالیانه – فصلی – ماهانه ) …………………………………………. ۷۵

۴-۳- ترسیم نموداری u و u’ از آزمون من – کندال ………………………………… ۸۱

۴-۳-۱- خلاصه نتایج آزمون من – کندال ………………………………………….. ۱۱۱

۴-۳-۲- نوع تغییر و زمان تغییر …………………………………………………… ۱۱۶

۴-۳-۲-۱تغییرات سریهای زمانی حداکثروحداقل درجه حرارت و بارندگی (سالانه و فصلی) ۱۱۶

۴-۳-۲-۲- تغییرات سریهای زمانی حداکثر و حداقل درجه حرارت و بارندگی ( ماهانه )         ۱۱۷

۴-۳-۳- تعیین میزان و سطح معنی داری تغییرات ………………………………… ۱۱۸

۴-۳-۳-۱- تغییرات سریهای زمانی حداکثر و حداقل درجه حرارت ( سالیانه و فصلی )           ۱۲۴

۴-۳-۳-۲- تغییرات سریهای زمانی بارش ( سالیانه و فصلی ) ……………………. ۱۲۵

۴-۳-۳-۳- تغییرات سریهای زمانی حداکثر و حداقل درجه حرارت ( ماهانه ) …… ۱۲۵

۴-۳-۳-۴- تغییرات سریهای زمانی بارش ( ماهانه ) ……………………………… ۱۲۷

فصل پنجم : نتایج و پیشنهادات

۵-۱- خلاصه بحث و نتایج …………………………………………………………. ۱۳۰

۵-۲- پیشنهادات …………………………………………………………………….. ۱۳۴

فهرست منابع و ماخذ ……………………………………………………………….. ۱۳۷

چکیده

هدف از این تحقیق بررسی تغییرات و روند میانگین دراز مدت سالیانه،  فصلی و ماهانه دمای حداکثر، دمای حداقل و بارش از طریق روشهای آماری سری زمانی و گرافیکی با استفاده از آزمون من کندال است. در این تحقیق ۵ ایستگاه سینوپتیکی در استان خراسان رضوی مورد بررسی قرار گرفت. سری های همگون بوسیله rans test تصحیح و شناسایی گردید

آزمون تصادفی بودن داده ها از طریق من کندال ( mann – kendall ) صورت گرفت. سری هایی که تغییرات و روند قابل توجهی در سطح اطمینان ۵% = نشان دادند، با استفاده از آزمون u و u’ من کندال، شکل تغییر (کاهشی یا افزایشی) نوع تغییر (ناگهانی یا روند) و زمان تغییر تعیین شد.

سپس با استفاده از معادله رگرسیون خطی و ضریب همبستگی، میزان تغییرات هر سری در طول دوره آماری و تحلیل ارتباط هر متغیر با زمان بدست آمد در نهایت به جهت آشکارسازی معناداری نتایج در صورت نرمال بودن داده ها از آزمونهای پارامتریک T-Test و F و در صورت نرمال نبودن آنها از آزمونهای ناپارامتریک من ویتنی و کروسکال والیس استفاده گردید.

نتایج این پژوهش نشان می دهد که در سریهای سالیانه و فصلی دما در همه ایستگاهها روند گرمایشی در فصول تابستان ،  پائیز و زمستان مشاهده می شود همچنین در داده های حداکثر دما شکل غالب با افزایش درجه حرارت فصل پائیز (بجز تربت حیدریه ) می باشد در سری های ماهانه سری حداقل دما تمامی ایستگاهها دارای سیر صعودی می باشد و نیز سری حداکثر دما ( بجز تربت حیدریه ) نرخ افزایشی دما را نشان می د هد (تغییر محل ایستگاه). نرخ افزایشی حداقل دما بارزتر از نرخ افزایشی حداکثر آن است و می تواند به عنوان نمایه ای از تغییر اقلیم در استان باشد.

در سری های بارش روندهای افزایشی در فصل تابستان و اوایل پائیز مشاهده می شود که بیانگر افزایش بارش های تابستانه و تغییر الگوی بارش است. اگرچه روندهای افزایشی در بارش از سطح معنادار قابل قبولی برخوردار نیست اما نشانگر تغییر رژیم بارش به سمت بارش های مونسونی می باشد.

مقدمه

اقلیم از واژه یونانی کلیما گرفته شده و به طور کلی عبارت از: شرایط غالب هوا در دراز مدت است در واقع اقلیم یک مکان، از مجموعه عناصر و عوامل تشکیل شده است که نسبت تغییرات عناصر به عوامل اقلیمی بیشتر می باشد که برآیند آنها شرایط خاصی را از لحاظ آب و هوا ایجاد می کند که معرف مکان خاص خود می باشد.

اقلیم مهمترین عامل دگرگونی و تکامل موجودات زنده و خاک می باشد بنابراین تغییر اقلیم به معنای تغییر نوع و فراوانی موجودات است البته موجودات زنده قادر به سازگاری با محیط می باشند.

اما با افزایش سرعت تغییرات، از این توانایی کاسته شده و اثرات زیانبار تغییر اقلیم که افزایش ناپایداری ناشی از حذف برخی گونه ها و نیز نامساعد شدن شرایط برای گونه های باقیمانده می باشد، بیشتر آشکار می شود.

به طور مسلم زیان وارده به گیاهان بیش از سایر موجودات می باشد، گیاهان حلقه اول زنجیره مواد غذایی بوده و لذا نوسان آنها سبب تشدید اثرات در سایر حلقه ها و نهایتاً انسان خواهد شد و تصور چنین اثرات زیانباری سبب شده است تا مقوله تغییر اقلیم مجدداً مطرح، پیگیری و راه حلهایی جهت مقابله با آن ارائه شود ( ذوالفقاری ،  ۱۳۷۴ ،  ۵۲ )

بررسی جزئیات اقلیم های گذشته نشان می هد که اقلیم در رده های زمانی اعم از دوره های چند دهه ای تا چند میلیون سالی تغییر نموده است. پس این مسأله که اقلیم آینده متفاوت با اقلیم حال باشد، متحمل به نظر می رسد تا اینکه مشابه اقلیم امروزی باشد.  بررسی های تمرکز یافته روی فعالیت های انسانی و تاثیر آن بر روی محیط ثابت می کند، تغییرپذیری اقلیم جهانی بیشتر شده است.

بیان ضرورت و انگیزه انتخاب موضوع

امروزه تغییر اقلیم یک موضوع اصلی در مجامع علمی و دانشگاهی است اما از ابتدای قرن بیستم تا کنون این روند نیز شدت پیدا کرده است که علت این تغییرات طبیعی نبوده،  بلکه ناشی از فعالیت های مختلف بشری می باشد.

جهت درک بهتر تعریفی از آن ارائه می کنیم. تغییر اقلیم عبارت از تعیین بین میانگین مقادیر طولانی مدت یک پارامتر اقلیمی و آماری است که در اینجا میانگین در فواصل زمانی خاص، مثلاً چندین دهه گرفته می شود.

بدین ترتیب هر گونه تغییر در هر پارامتر اقلیمی همراه با روند است که این روند می تواند در جهت مثبت یا منفی باشد. جهت بررسی تغییرات اقلیمی اخیر بیشتر از دو پارامتر دما و بارش استفاده می شود.

زیرا متغیرترین پارامتر اقلیمی نسبت به پدیده اقلیم این دو عنصر هستند و از آن جایی که مسئله تغییر اقلیم و تمایل زمین به گرم شدن و کاهش بارش های به هنگام و مفید و پیامدهای اکولوژی، اقتصادی، اجتماعی و سیاسی ناشی از آن علاوه بر صاحبان علم، افکار دولتمردان و سیاستمداران را در سراسر دنیا به خود جلب کرده است.

تا جایی که مسئله تغییر اقلیم و پیامدهای ناشی از آن با توجه به جمعیت رو به افزایش جهان مهمتر جلوه می نماید،  و از طرفی بدون شناخت و آگاهی از وضعیت اقلیمی گذشته، حال و آینده مدیران و برنامه ریزان قادر به اجرای برنامه های خود در زمینه های مختلف نیستند.

همچنین اجرای طرحهای عمرانی … نیاز به شناخت تغییرات اقلیمی جهت برنامه ریزی صحیح و قابل قبول داشته و از این رو ضرورت و اهمیت مطالعات اقلیمی در کالبد برنامه ریزی خرد و کلان کشور قابل لمس است.

پیشینه تحقیق

یکی از مسائل مهم که مورد توجه متخصصین رشته های مختلف می باشد تغییر اقلیم در جهان است. توجه به این مسئله که اختلاف متوسط درجه حرارت در حال حاضر با سردترین دوره یخچالی فقط ۵ درجه بوده می تواند اهمیت مطالعات تغییر اقلیم را بیان نماید.

سالهای قبل از انقلاب صنعتی تقسیم بندی اقلیمی رایج بوده و به واسطه ی تاثیر مستقیم و سرنوشت ساز اقلیم در زندگی انسان ،  این پدیده مورد توجه دانشمندان از گذشته های دور بوده است.

لیکن پس از انقلاب صنعتی که فعالیت های ناشی از آن سبب افزایش گازهای گلخانه ای و تغییر در ترکیبات جو را به همراه داشته،  مسأله تغییر اقلیم مورد توجه دانشمندان هواشناسی و اقلیم شناسی قرار گرفت.

توجه جهانی به مسائل اقلیمی در غالب کنفرانس های بین المللی هواشناسی در اگوست ۱۸۵۳ در بروکسل نمود پیدا کرد و اولین کنگره هواشناسی از دوم تا شانزدهم سپتامبر ۱۸۷۳ بر جهانی شدن فعالیتهای هواشناسی تاکید کردند.

پس از تشکیل WMO در سال ۱۹۵۰ داده های این ایستگاه که حاوی اندازه گیری ازن و گازهای گلخانه ای بود در تشریح و تبیین اقلیم بکار گرفته شد. در این راستا فعالیتها و توافقات جهانی در زمینه تغییر اقلیم و نحوه کنترل آن مورد بررسی قرار گرفت.

بررسی تغییر اقلیم در ایران

ایران در سال ۱۳۳۸ به عضویت سازمان جهانی هواشناسی درآمده که قبل از انقلاب تنها به جنبه های توصیفی هوا می پرداختند. بعد از انقلاب به مسئله خودکفایی در امر کشاورزی، چند ایستگاه کشاورزی دائر و اطلاعات اقلیمی مورد نیاز کشاورزی را در اختیار سازمانهای مربوطه قرار داده که باز در زمینه مسائل کاربردی تا سالهای اخیر کمتر فعالیتی انجام شده است.

تغییرات اقلیمی نیز، با توجه به اینکه ایران بعنوان عضو ۱۶۰ از کنوانسیون تغییر آب و هوا در سال ۱۹۹۲ آن را امضاء نمود و در سال ۱۹۹۶ در مجلس شورای اسلامی به تصویب رسید چندان مورد توجه قرار نگرفته و تنها در سالهای اخیر معدود مقالاتی در این زمینه به رشته تحریر درآمده که آن هم بیشتر جنبه های توصیفی مورد توجه قرار داده اند ولی مطالعات موردی و ناحیه ای قابل توجهی انجام شده است.

چنانچه کاویانی ( ۱۳۷۶ ) رژیم های بارش ایران را بررسی کرده و انواع قلمروهای آبی ایران را شناسایی کرده است غیور ( ۱۳۷۵ ) ،  تغییرات بارش ایستگاه های دارای آمار بلند مدت را تجزیه و تحلیل نموده و در برخی از نقاط روند افزایشی و در برخی روند کاهشی مشاهده کرده است.

تحقیقات پیرامون وجود یا عدم وجود روند در دما و بارش در ایران صورت گرفته است که در پی یک بررسی در میانگین دمای سالیانه و فصلی ایستگاه مهر آباد در دوره ( ۱۹۹۳ – ۱۹۵۱ ) تشدید دامنه نوسان در زمستان مشاهده گردید.

همچنین روند تغییرات دمای فصلی زمستان منفی ولی روند سالانه و فصول دیگر مثبت تشخیص داده شد در طول دوره مطالعه دمای متوسط سالانه یک درجه و فصول بهار تاپائیز به ترتیب ۶۴/۱ – ۶۸/۱ – ۵۸/۱ درجه سانتیگراد افزایش داشته است.

منابع

۱ – آریایی ،  علی اصغر . ،  ۱۳۷۸ ،  ژئومورفولوژی خراسان ،  سمینار درسی ضمن خدمت فرهنگیان ،  مشهد

۲ – احمدیان ،  جواد . ،  شیبانی ،  داریوش . ،  ۱۳۸۳ ،  طبقه بندی اقلیمی کشاورزی در جهت مدیریت منابع آب و توسعه پایدار کشور ،  مجموعه یازدهمین همایش کمیته ملی آبیاری و زه کشی ایران ،  انتشارات دانشگاه تهران .

۳ – آسیایی ،  مهدی . ،  ۱۳۸۰ ،  امکان سنجی تعدیل آب و هوا با استفاده از بارورسازی ابرهای ابر سرد در استان خراسان ،  مرکز ملی اقلیم شناسی .

۴ – بابائیان ،  ایمان . ،  نجفی نیک ،  زهرا . ،  ۱۳۸۵ ،  همایش پیش بینی عددی وضع هوا دوره ۲۰۱۰ تا ۲۰۳۹ ،  اداره کل هواشناسی خراسان رضوی .

۵ – براتیان ،  علی . ،  رحیم زاده ،  فاطمه . ،  ۱۳۷۷ ،  پارامترهای موثر بر تغییر اقلیم ،  نیوار ،  شماره ۳۷ .

۶ – جداری عیوضی ،  جمشید . ،  ۱۳۷۸ ،  ژئومورفولوژی ایران ،  انتشارات دانشگاه پیام نور .

۷ – جوانمرد ،  سهیلا . ،  شهاب فر ،  علیرضا . ،  ۱۳۸۲ ،  الگوهای سینوپتیکی آسیا و خاورمیانه ،  فصلنامه تحقیقات جغرافیایی،  شماره ۷۱ .

۸ – جعفرپور ،  علی محمد . ،  ۱۳۸۵ ،  کاربرد اقلیم در برنامه ریزی محیطی ،  جزوه درسی ،  دانشگاه تهران مرکز .

۹ – ذوالفقاری ،  حسن . ،  ۱۳۷۴ ،  نظری به تغییرات آب و هوا ،  نیوار ،  شماره ۲۶ .

۱۰ – رستمیان ،  حمید . ،  ۱۳۷۷ ،  بررسی تغییرات سواحل جنوبی دریای خزر ،  پایان نامه کارشناسی ارشد ،  دانشگاه تربت معلم .

۱۱ – روشنی ،  محمود . ،  ۱۳۸۲ ،  بررسی تغییرات اقلیمی دما و بارش در سواحل دریای خزر ،  پایان نامه ،  کارشناسی ارشد ،  دانشگاه تهران .

۱۲ – زمردیان ،  محمدجعفر . ،  ۱۳۸۱ ،  ژئومورفولوژی ایران ،  انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد.