واکاوی تغییرات فراوانی دماهای بیشینه در ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری آب و هواشناسی، دانشکده‌ی علوم جغرافیایی و برنامه‌ریزی، دانشگاه اصفهان

2 استادیار آب و هواشناسی، دانشکده‌ی علوم جغرافیایی و برنامه‌ریزی، دانشگاه اصفهان

3 استاد آب و هواشناسی، دانشکده‌ی علوم جغرافیایی و برنامه‌ریزی، دانشگاه اصفهان

چکیده

در سال‌های اخیر، شدت و فراوانی گرماهای فرین، شامل روزهای گرم، شب‌های گرم و موج‌های گرما، و سرماهای فرین، شامل روزهای سرد و شب‌های سرد، افزایش یافته است. بنابراین بررسی ابعاد تغییر اقلیم در ایران از منظر تغییرات فراوانی دما حائز اهمیت است. در این پژوهش، تغییرات فراوانی دماهای بیشینه در ایران با استفاده از داده‌های دمای روزانه پایگاه (Era5) برای دوره زمانی 11/10/1357 تا 10/10/1402 به کمک عملیات‌های برنامه نویسی در محیط پایتون مورد بررسی قرار گرفت. پس از سال 1377، توزیع فراوانی دمای بیشینه به سمت مقادیر بالاتر جا‌به‌جا شده و تمایز فصلی دما کاهش یافته است، که این امر موجب تغییر توزیع دما از حالت دونمایی به تک‌نمایی و افزایش چولگی به چپ در توزیع دما شده است. فراوانی دمای 37 درجه سلسیوس بیش‌ترین افزایش (5/0 درصد) و دمای 1 درجه سلسیوس بیش‌ترین کاهش (بیش از 3/0 درصد) را نشان داده است. این تغییرات می‌تواند ناشی از عوامل محلی مانند شهرسازی و بیابان‌زایی یا عوامل کلان‌تری نظیر پدیده‌های اقلیمی جهانی مانند رخداد نیرومند النینیو باشد. بررسی ستبرای لایه 850-500 هکتوپاسکال نشان می‌دهد که جهش دمای بیشینه ایران در سال 1377 نه تنها یک پدیده محلی، بلکه یک تغییر اقلیمی جهانی است که توانسته تعادل اقلیمی پیشین را بر هم زده و وارد یک تعادل جدید کند. این تغییرات به وضوح نشان‌دهنده تأثیرات گسترده و پیوسته گرمایش جهانی بر اقلیم ایران و فراتر از آن است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Analysis of changes in the frequency of maximum temperatures in Iran

نویسندگان [English]

  • Farahnaz Khorramabadi 1
  • Mohammad Sadegh Keikhosravi-Kiany 2
  • Seyed Abolfazl Masoodian 3
1 PhD student of Climatology, Faculty of Geographical Sciences and Planning, University of Isfahan, Iran
2 Assistant Professor of Climatology, Faculty of Geographical Sciences and Planning, University of Isfahan, Iran
3 Professor of Climatology, Faculty of Geographical Sciences and Planning, University of Isfahan, Iran
چکیده [English]

In recent years, there has been a notable increase in the intensity and frequency of extreme temperatures, encompassing both extreme heat events—such as hot days, hot nights, and heat waves—and extreme cold events, including cold days and cold nights. This study analyzes changes in the frequency of maximum temperatures in Iran utilizing daily temperature data from the Era5 database, covering the period from 11/10/1357 to 10/10/1402. Following the year 1377, the frequency distribution of maximum temperatures exhibited a notable shift towards higher values, accompanied by a reduction in seasonal temperature differentiation. This transition resulted in a change in the temperature distribution from a biexponential to a uni exponential model, as well as an increase in leftward skewness within the temperature distribution. The frequency of 37 degrees Celsius experienced the most significant increase, recorded at 0.5 percent, while the frequency of 1 degree Celsius demonstrated the most substantial decrease, exceeding 0.3 percent. These observed changes may be attributable to local factors, such as urbanization and desertification, as well as broader influences stemming from global climatic phenomena, including significant El Niño events. An examination of the thickness of the 850-500 hectopascal layer indicates that the spike in maximum temperatures in Iran in 1998 is not merely a localized occurrence but rather a manifestation of global climate change that has disrupted the previous climatic equilibrium. These changes indicate the widespread and continuous effects of global warming on the climate of Iran and beyond

کلیدواژه‌ها [English]

  • Extreme temperatures
  • Global warming
  • Era5 database
  • Iran
علیزاده چوبری، امید؛ نجفی، محمد. (1396). روند تغییرات دمای هوا و بارش در مناطق مختلف ایران، مجله فیزیک زمین و فضا، 3(43)، 584-569.
کیخسروی کیانی، محمدصادق. (1395). آب و ­هواشناسی پوشش برف در ایران با بهره­گیری از داده­های دورسنجی. استاد راهنما: مسعودیان، سید ابوالفضل، دانشگاه اصفهان، دانشکده­ی علوم جغرافیایی و برنامه‌ریزی، گروه جغرافیای طبیعی
مسعودیان، سید ابوالفضل؛ منتظری، مجید. (1394). گرمایش جهانی و ستبرای نیمه‌ی زیرین هواسپهر. فصلنامه‌ی تحقیقات جغرافیایی، 2(117)، 12-1.
مسعودیان، سید ابوالفضل. (1400). واکاوی توزیع فراوانی دمای رویه‌ی زمین ایران با داده‌های مودیس آکوا. فصلنامه‌ی تحقیقات جغرافیایی، شماره‌ی 18(60)، 30-21.
Al-Ataby, I. K., & Al-Tmimi, A. I. (2020). Estimate the probability density function of maximum temperature for the Middle East. Przegląd Naukowy. Inżynieria i Kształtowanie Środowiska, 29(4 [90]).
Asakereh, H., Khosravi, Y., Doostkamian, M., & Solgimoghaddam, M. (2020). Assessment of spatial distribution and temporal trends of temperature in Iran. Asia-Pacific Journal of Atmospheric Sciences, 56, 549-561.
Chowdhury, R., Chadalavada, S., Pakdel, H., & McDougall, K. (2022). Extreme Temperatures and Temperature-Duration-Frequency (TDF) Relationship in Australia
Darand, M. (2020). Future changes in temperature extremes in climate variability over I ran. Meteorological Applications, 27(6), e1968.
Delgado-Torres, C., Donat, M. G., Soret, A., González-Reviriego, N., Bretonnière, P. A., Ho, A. C.,... & Doblas-Reyes, F. J. (2023). Multi-annual predictions of the frequency and intensity of daily temperature and precipitation extremes. Environmental Research Letters, 18(3), 034031
Dong, X., Zhang, S., Zhou, J., Cao, J., Jiao, L., Zhang, Z., & Liu, Y. (2019). Magnitude and frequency of temperature and precipitation extremes and the associated atmospheric circulation patterns in the Yellow River basin (1960–2017), China. Water, 11(11), 2334.
Easterling, D. R., Horton, B., Jones, P. D., Peterson, T. C., Karl, T. R., Parker, D. E., ... & Folland, C. K. (1997). Maximum and minimum temperature trends for the globe. Science, 277(5324), 364-367.
Kiany, M. S. K., Masoodian, S. A., & Balling Jr, R. C. (2021). Climatology and variability of the start, end, and length of the frost-free season across Iran. Climate Research, 84, 59-73.
Fallah-Ghalhari, G., Shakeri, F., & Dadashi-Roudbari, A. (2019). Impacts of climate changes on the maximum and minimum temperature in Iran. Theoretical and applied climatology, 138(3-4), 1539-1562.
Guirguis, K., Gershunov, A., Cayan, D. R., & Pierce, D. W. (2018). Heat wave probability in the changing climate of the Southwest US. Climate Dynamics, 50, 3853-3864.‏
Javanshiri, Z., Pakdaman, M., & Falamarzi, Y. (2021). Homogenization and trend detection of temperature in Iran for the period 1960–2018. Meteorology and Atmospheric Physics, 133, 1233-1250.
Li, Z., Xue, H., Dong, G., Liu, X., & Lian, Y. (2024). Spatiotemporal Variation in Extreme Climate in the Yellow River Basin and its Impacts on Vegetation Coverage. Forests, 15(2), 307.‏
Lin ML, Tsai CW, Chen CK. 2021. Daily maximum temperature forecasting in changing climate using a hybrid of multi-dimensional complementary ensemble empirical mode decomposition and radial basis function neural network. Journal of Hydrology: Regional Studies. 38(12):100923.
Mahmoudi, P., Mohammadi, M., & Daneshmand, H. (2019). Investigating the trend of average changes in annual temperatures in Iran. International Journal of Environmental Science and Technology, 16(2), 1079-1092.
Mohammadi, H., Khalili, K., Rezaie, H., & Amini-Rakan, A. (2024). Analysis of Trend and Detection of Change Points in Lake Urmia Level and Climatological Parameters Using R Software. Water Harvesting Research7(2), 220-233.
Murthy KVN, Saravana R, Kumar GK, Kumar KV. 2021. Modelling and forecasting for monthly surface air temperature patterns in India, 1951–2016: Structural time series approach. Journal of Earth System Science. 130(1):21
Penha, R., & Hines, J. W. (2001, May). Using principal component analysis modeling to monitor temperature sensors in a nuclear research reactor. In Maintenance and Reliability Conference (MARCON 2001).‏
Seneviratne, S.I., X. Zhang, M. Adnan, W. Badi, C. Dereczynski, A. Di Luca, S. Ghosh, I. Iskandar, J. Kossin, S. Lewis,F. Otto, I. Pinto, M. Satoh, S.M. Vicente-Serrano, M. Wehner, and B. Zhou,( 2021): Weather and Climate Extreme Events in a Changing Climate. In Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S.L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M.I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T.K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu, and B. Zhou (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, pp. 1513–1766, doi:10.1017/9781009157896.013
Singirankabo, E., Iyamuremye, E., Habineza, A., & Nelson, Y. (2023). Statistical modelling of maximum temperature in Rwanda using extreme value analysis. Open Journal of Mathematical Sciences, 7, 180-195.‏
Vaghefi, S. A., Keykhai, M., Jahanbakhshi, F., Sheikholeslami, J., Ahmadi, A., Yang, H., & Abbaspour, K. C. (2019). The future of extreme climate in Iran. Scientific reports, 9(1), 1464
Van der Wiel, K., & Bintanja, R. (2021). Contribution of climatic changes in mean and variability to monthly temperature and precipitation extremes. Communications Earth & Environment, 2(1), 1.

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 16 خرداد 1404
  • تاریخ دریافت: 16 اردیبهشت 1404
  • تاریخ بازنگری: 07 خرداد 1404
  • تاریخ پذیرش: 16 خرداد 1404
  • تاریخ اولین انتشار: 16 خرداد 1404
  • تاریخ انتشار: 16 خرداد 1404