تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی

تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی

شناسایی امواج گرمایی و تحلیل تغییرات زمانی- مکانی آنها در ایران

نویسندگان
نسیبه بهاروندی 1
فیروز مجرد 2
جعفر معصوم‌پور 2
1 دانشجوی دکتری اقلیم شناسی، گروه جغرافیا، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ، ایران.
2 دانشیار اقلیم شناسی، گروه جغرافیا، دانشگاه رازی، کرمانشاه،، ایران
10.29252/jgs.20.59.39
چکیده
موج گرما، مدت زمانی طولانی از آب­ و­ هوای گرم نسبت به شرایط مورد انتظار در یک منطقه در دورۀ زمانی معینی از سال است. امواج گرمایی سبب مرگ­ومیر، بیماری و بروز مشکلات گوناگون در زمینه­های مختلف حمل­و­نقل، کشاورزی، تولید و انرژی می­شوند. کشور ایران در دهه­های گذشته امواج گرمایی شدیدی را تجربه کرده است. بررسی تغییرات الگوهای فضایی و زمانی این امواج برای درک علل رخداد و مواجهه با آنها بسیار مهم است. در مطالعۀ حاضر، با استفاده از «شاخص روزانۀ بزرگی موج گرما» (HWMId)، که هر دوی شدت و طول موج گرما را لحاظ می­کند، امواج گرمایی ایران بین سال­های 1985 تا 2015 از لحاظ توزیع زمانی و مکانی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. بدین­منظور با استفاده از داده‌های دمای حداکثر روزانۀ 44 ایستگاه سینوپتیک کشور و بر پایۀ آستانۀ صدک 90ام، از بین داده‌های موجود، امواج گرمایی بزرگتر یا مساوی سه روز برای هر ایستگاه شناسایی شدند. پس از اعمال شاخص HWMId بر روی روزهای هر موج گرما، بزرگی هر موج محاسبه گردید. سپس میانگین تعداد و بزرگی تمام امواج و نیز شدیدترین آنها در مقیاس­های سالانه و فصلی محاسبه و نقشه­ها و نمودارهای مربوطه رسم گردید. نتایج تحقیق نشان داد بیشترین تعداد امواج گرمایی، در غرب رشته­کوه زاگرس و سپس دشت کویر رخ می­دهد. در حالیکه بیشینۀ بزرگی امواج، متعلق به مناطق جنوب­شرقی و مرکزی کشور است. فصل پاییز و سپس فصل زمستان، سهم بالایی از شدیدترین امواج گرمایی را طی دورۀ مورد مطالعه دارند. در حالیکه امواج گرمایی بهار و تابستان به نسبت ضعیف­تر و از لحاظ وسعت، محدودتر هستند. در فصل پاییز همۀ ایران به­جز نوار کم­عرضی از شمال کشور و سواحل دریای عمان و خلیج فارس، در فصل زمستان نواحی جنوب­شرق، در فصل تابستان سواحل دریای عمان به­سمت نواحی داخلی ایران، و در فصل بهار مناطق مرکزی و ارتفاعات غربی، تحت تأثیر امواج گرمایی قرار می­گیرند. شدیدترین امواج گرمایی طی دورۀ مورد مطالعه، در زمستان­های 2008 و 2010 رخ داده است. تعداد و بزرگی امواج گرمایی در کشور به­شکل معنی­داری در حال افزایش است. بیشترین افزایش تعداد متعلق به تابستان و بزرگی متعلق به زمستان است.
کلیدواژه‌ها
امواج گرمایی
ایران
تحلیل زمانی- مکانی
شاخص HWMId

عنوان مقاله English

Identification of Heat Waves and Analysis of Their Temporal-Spatial Variations in Iran

نویسندگان English

Nasibeh Baharvandi 1
Firouz Mojarrad 2
Jafar Masompour 2
1 Ph.D. Candidate of Climatology , Razi University.
2 Associate Professor, Razi Univ.
چکیده English

The heat wave is a long period of warm climate, compared to the expected conditions in a region over a certain period of the year. Heat waves cause mortality, disease and various problems in different fields of transportation, agriculture, production and energy. It is very important to study the changes in spatial and temporal patterns of these waves to understand the causes of the incident and confront them. In the present study, using the "Heat Wave Magnitude Index daily" (HWMId), which takes into account both the intensity and the wavelength of heat, the heat waves of Iran between 1985 and 2015 have been analyzed in terms of spatial and temporal distribution. For this purpose, using the maximum daily temperature data of 44 synoptic stations of the country and on the basis of the threshold of the 90th percentile, the heat waves greater than or equal to three days were identified at each station. After applying the HWMId on the days of each heat wave, the magnitude of each wave was calculated. Then, the average number and magnitude of all waves, as well as the most severe ones, were calculated in annual and seasonal scales and the corresponding maps and charts were drawn up. The results of the study showed that the highest number of heat waves occurs in the western part of the Zagros Mountains and then the Kavir Plain; while the maximum magnitude of heat waves belong to the south-east and central parts of the country. Autumn and then winter season have a high share of the most severe heat waves during the study period; while the spring and summer heat waves are relatively weaker, and are more limited in terms of expansion. The most severe heat waves during the study period have occurred in the winters of 2008 and 2010. The number and magnitude of heat waves in the country is increasing significantly. The largest increase in the number belongs to the summer and the magnitude belongs to the winter.

کلیدواژه‌ها English

Heat waves
Iran
Spatial-Temporal Analysis
HWMId
Alijani, B., Servati, M. R., Alizadeh Valini, E., (2013), Classification of Heat Waves in Guilan Province, Journal of Physical Geography, 6(19): 1-16.
Abbasnia, M., Tavousi, T., Khosravi, M., Toros, H., (2016), Spatial-Temporal Analysis of Heat Waves in Iran over the Last Three Decades, Natural Environment Change, 2(1): 25- 33.
Beniston, M., Diaz, H. F., (2004), The 2003 Heat Wave as an Example of Summers in a Greenhouse Climate? Observations and Climate Model Simulations for Basel, Switzerland, Global and Planetary Change, 44(1-4): 73–81.
Ceccherini, G., Russo, S., Ameztoy, I., Marchese, A. F., Carmona-‌Moreno, C., (2017), Heat Waves in Africa 1981-2015, Observations and Reanalysis, Natural Hazards and Earth System Sciences, 17: 115–125.
Cowan, T., Purich, A., Perkins, S., Pezza, A., Boschat, G., Sadler, K., (2014), More Frequent, Longer, and Hotter Heat Waves for Australia in the Twenty-First Century, Journal of Climate, 27: 5851-5871.
Colucci R. R., Giorgi, F., Torma, C., (2017), Unprecedented Heat Wave in December 2015 and Potential for Winter Glacier Ablation in the Eastern Alps, Scientific Reports, 7, Article number 7090: 1-7.
Dosio, A., (2017), Projection of Temperature and Heat Waves for Africa with an Ensemble of CORDEX Regional Climate Models, Climate Dynamics, 49(1-2): 493-519.
Farooq, M., Bramley, H., Palta, J. A., Kadambot, H. M. S., (2011), Heat Stress in Wheat During Reproductive and Grain-Filling Phases, Critical Reviews in Plant Sciences, 30(6): 491–507.
Fischer, E. M., Schär, C., (2010), Consistent Geographical Patterns of Changes in High-Impact European Heatwaves, Nature Geoscience, 3: 398–403.
Guerreiro, S. B., Dawson, R. J., Kilsby, C., Lewis, E., Ford, A., (2018), Future Heat-Waves, Droughts and Floods in 571 European Cities, Environmental Research Letters,13: 1-10.
Guirguis, K., Gershunov, A., Tardy, A., Basu, R., (2014), The Impact of Recent Heat Waves on Human Health in California, Journal of Applied Meteorology and Climatology, 53: 3-19.
Hatvani-Kovacs, G., Belusko, M., Pockett, J., Boland, J., (2016), Assessment of Heatwave Impacts, 4th International Conference on Countermeasures to Urban Heat Island (UHI), Procedia Engineering, 169: 316 – 323.
IPCC, (2013), Summary for Policymakers, In: Climate Change 2013, The Physical Science Basis, Working Group I Contribution to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 1-27.
Keggenhoff, I., Elizbarashvili, M., King, L., (2015), Heat Wave Events over Georgia since 1961: Climatology, Changes and Severity, Climate, 3(2): 308-328.
Kharin, V. V., Zwiers, F. W., Zhang, X., Hegerl, G. C., (2007), Changes in Temperature and Precipitation Extremes in the IPCC Ensemble of Global Coupled Model Simulations, Journal of Climate, 20: 1419-1444.
Weisskopf, M. G., Anderson, H. A., Foldy, S., Hanrahan, L. P., Blair, K., Török, T. J., Rumm, P. D., (2002), Heat Wave Morbidity and Mortality, Milwaukee, Wis, 1999 vs 1995: an Improved Response? American Journal of Public Health, 92(5): 830-833.
McMichael A. J., Campbell-Lendrum, D. H., Corvalán, C. F., Ebi, K. L., Githeko, A. K., Scheraga, J. D., Woodward, A., (2003), Climate Change and Human Health, Risks and Responses, World Health Organization, Geneva.
Perkins, S. E., Alexander, L. V., (2012), On the Measurement of Heat Waves, Journal of Climate, 26(13): 4500-4517.
Perkins, S. E., Alexander, L. V., Nairn, J. R., (2012), Increasing Frequency, Intensity and Duration of Observed Global Heatwaves and Warm Spells, Geophysical Research Letters, 39(L20714): 1-5.
Pongracz, R., Bartholy, J., Bartha, E. B., (2013), Analysis of Projected Changes in The Occurrence of Heat Waves in Hungary, Advances in Geosciences, 35: 115–122.
Russo, S., Dosio, A., Graversen, R. G., Sillmann, J., Carrao, H., Dunbar, M. B., Singleton, A., Montagna, P., Barbola, P., Vogt, J. V., (2014), Magnitude of Extreme Heat Waves in Present Climate and Their Projection in A Warming World, Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 119: 12500–12512.
Russo, S., Sillmann, J., Fischer, E. M., (2015), Top Ten European Heatwaves since 1950 and Their Occurrence in the Coming Decades, Environmental Research Letters, 10(12): 1-15.
Russo, S., Marchese, A. F., Sillmann, J., Imme, G., (2016), When Will Unusual Heat Waves Become Normal in A Warming Africa? Environmental Research Letters, 11: 1-10.
Schoof, J. T., Robeson, S. M., (2016), Projecting Changes in Regional Temperature and Precipitation Extremes in the United States, Weather and Climate Extremes, 11: 28–40.
Tamrazian, A., LaDochy, S., Willis, J., Patzert, W. C., (2008), Heat Waves in Southern California: Are They Becoming More Frequent and Longer Lasting? APCG Yearbook, 70: 59-69.
Wreford, A., Adger, W. N., (2010), Adaptation in Agriculture: Historic Effects of Heat Waves and Droughts on UK Agriculture, International Journal of Agricultural Sustainability, 8(4): 278-289.
Yan ,Y., Qu, J., Hao, X., Yue, S., (2017): Characterizing Spatial-Temporal Changes of Heat Waves in China using Center of Gravity Analysis, Physical Geography, 38(4): 379-391.
Yazdanpanah, H., Eitzinger, J., Baldi, M., (2017), Analysis of the Extreme Heat Events in Iran, International Journal of Climate Change Strategies and Management, 9(4): 418-432.
Zampieri, M., Russo, S., Di Sabatino, S., Michetti, M., Scoccimarro, E., Gualdi, S., (2016), Global Assessment of Heat Wave Magnitudes from 1901 to 2010 and Implications for the River Discharge of the Alps, Science of the Total Environment, 571: 1330-1339.