بررسی روند تغییرات دمای شبانه در ایران و تأثیر دی‌اکسید کربن

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه آب‌وهواشناسی، دانشکدة برنامه‌ریزی و علوم محیطی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

2 استاد، گروه آب‌وهواشناسی، دانشکدة برنامه‌ریزی و علوم محیطی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

doi
10.48308/gisj.2023.103545
چکیده

سابقه و هدف:. مطابق با گزاره‌های علمی ‌هنگامی‌ که مقادیر زیادی از گازهای گلخانه‌ای مانند دی‌اکسید کربن در جو متمرکز می‌شود، درجة حرارت نه‌تنها‌‌‌‌‌‌‌‌ در سطح زمین، بلکه در تروپوسفر هم افزایش پیدا خواهد کرد. آنچه شاید مهم‌ترین نکته در مورد نوسانات درجة حرارت سطح جهانی باشد، این است که با وجود فراز و فرودهای کوتاه‌مدت، شواهد نشان می‌دهد که سیارة ما به‌طور ثابت در حال انباشتن گرماست. شب‌هنگام، تابش‌های کوتاه پس از غروب خورشید حذف می‌شود و دمای هوا تابعی از تابش‌های بلند خروجی است. بنابراین دمای شبانه به‌عنوان متغیری است که به‌طور ویژه تحت تأثیر نوسانات گازهای گلخانه‌ای از جمله قرار دارد. بخشی از تابش موج بلند زمینی از طریق پنجره‌های جوی خارج می‌شود و بخش عمده‌ای از آن توسط گازهای گلخانه‌ای به‌صورت تابش بلند برگشتی به سطح زمین بازگشت داده می‌شود که به‌ویژه در شب‌ها‌‌‌‌‌‌‌‌ و فصل زمستان نقش مهمی ‌در تعادل دمایی کرة زمین دارد. مطالعه و بررسی دمای شبانه در ارتباط با مقادیر دی‌اکسید کربن اتمسفر، می‌تواند روند تغییر اقلیم را آشکار سازد. در این پژوهش برای نخستین بار تصاویر سنجندة AIRS به‌منظور بررسی دمای شبانه و گاز دی‌اکسید کربن استفاده شد. اهمیت تغییر دما در زیست گیاهی و جانوری، و به‌طور کل تعادل طبیعت بروز و ظهور پیدا می‌کند و چنانچه این تعادل طبیعی از بین برود، تغییرات اساسی و گاهی جبران‌ناپذیر در حیات کرة زمین و کشور ایران رخ خواهد داد که آثار نامطلوبی برای زندگی بر جای خواهد گذاشت. گاز گلخانه‌ای  می‌تواند طی فرایند گلخانه‌ای دمای شبانه را دچار نوسان کند. لذا انجام این پژوهش می تواند ‌ مدیران و برنامه‌ریزان را در افزایش آگاهی و پیشبرد سیاست‌های اقلیمی برای کاهش و جلوگیری از خطرات احتمالی ناشی از تغییرات در مقادیر انتشار دی‌اکسید کربن و به‌تبع آن تغییرات دمایی و ایجاد طرح‌های مؤثر یاری می‌کند.مواد و روش‌ها: داده‌های ‌‌‌‌‌‌‌‌این پژوهش مربوط به دورة آماری 2016-2003 و ماه‌های ژانویه، مه، ژوئیه و نوامبر است. به‌منظور بررسی تغییرات و دمای شبانه و تحلیل و ارزیابی اثرگذاری دی‎اکسید کربن بر متغیر دمای شبانه در این پژوهش نمودارهای سری زمانی ماهانه و فصلی بررسی شدند. به‌منظور بررسی معنادار بودن و یا عدم معناداری روندها ‌‌‌‌‌‌‌‌و نوع روند، آزمون من– کندال به کار گرفته شد. آزمون همبستگی پیرسون و رگرسیون‌ غیرخطی inverse برای تحلیل‌های آماری داده‌های دمای شبانه و استفاده شد. به‌منظور تحلیل بصری از دمای شبانه و به‌علت طولانی بودن دورة مورد مطالعه، نقشه‌های دمای شبانه سال‌های مورد مطالعه تهیه و با روش درون‌یابی IDW پهنه‌بندی شد.نتایج و بحث: بررسی آماری توزیع میانگین دمای شبانه در ایران نشان داد میانگین دما در انتهای دورة مطالعاتی (سال 2016) از میانگین کل دورة مطالعاتی به مقدار 42/0درجة کلوین، بیشتر بوده است. بیشترین نوسانات دمای شبانه مربوط به فصل زمستان و کمترین نوسانات که تاحدودی روند یکنواختی در آن مشاهده شده متعلق به فصل تابستان بوده است. مطابق با نمودار سری زمانی، روند میانگین فصلی، میزان در هر چهار فصل در سال‌های 2003 تا 2016 کاملاً افزایشی بوده است. با توجه به نمودار سری زمانی ماهانه، از بین ماه‌های مورد مطالعه ماه ژوئیه، کمترین نوسانات و ماه‌های نوامبر و ژانویه بیشترین نوسانات دمایی را به خود اختصاص دادند. براساس نقشه‌های دمای شبانة فصلی، کمینة دمای شبانه در شمال غرب، رشته کوه‌های البرز، زاگرس و نواحی خراسان شمالی در هر چهار فصل قابل مشاهده بود. سواحل جنوبی و شهرهای ساحلی جنوب از استان خوزستان تا استان سیستان و بلوچستان و همچنین دشت کویر و کویر لوت، در تمام فصل‌ها، بیشینة دمای شبانه را به خود اختصاص داده است. با توجه به نقشة پهنه‌بندی‌شده میانگین دمای شبانة ماه‌های ژانویه، مه، ژوئیه و نوامبر برای سال‌های 2003، 2006، 2009، 2012، 2015 و 2016، توزیع مکانی دمای شبانه در ایران حاکی از افزایش دمای شبانة ماه ژانویه در اواخر دورة مطالعاتی در برخی نواحی مرکزی شامل بخش‌هایی از استان‌های سمنان، یزد و اصفهان و بخش‌هایی از خراسان جنوبی و قسمت‌هایی در جنوب شرق ایران بود. مطابق نتایج آزمون من– کندال، تنها‌‌‌‌‌‌‌‌ روند موجود در دمای شبانة ماه ژوئیه صعودی و معنادار بوده و روند ، در همة ماه‌ها‌‌‌‌‌‌‌‌ صعودی و معنادار بوده است. براساس نتایج آزمون پیرسون، دمای شبانة ژوئیه همبستگی بالایی (66/0) با  داشته است. نتایج مدل رگرسیون غیرخطی بین دو متغیر، حاکی از‌این بود که با ضریب تعیین 44/0 بیشینة بیشترین تأثیر را بر بیشینة دمای شبانه در ماه ژوئیه در دورة مطالعاتی داشته است.نتیجه‌گیری: مطابق با نتایج این پژوهش در بازة زمانی مورد مطالعه، رابطة بین روند افزایشی دمای شبانه و دی‌اکسید کربن در ماه تیر (ژوئیه) تأیید شد. به‌این‌ترتیب، احتمال افزایش دماهای شبانه به‌علت افزایش انتشار دی‌اکسید کربن در نواحی مناطق مختلف جهان، می‌تواند موضوع بررسی پژوهشگران قرار بگیرد. همچنین باید اشاره کرد که در بستر روندهای طولانی‌مدت، گاهی تغییرات دوره‌ای، رخ می‌دهد که دوام آن بیش از یک سال است. اگر مطالعه و پژوهش دیگری در ارتباط با موضوع پژوهش حاضر انجام پذیرد و سری زمانی طولانی‌تری (چندین دهه) مورد مطالعه قرار گیرد، ممکن است روند غالب بر ایران، شرایط دیگری را نشان دهد.