اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات282
تعداد نشریات سازمان80
تعداد شماره‌ها3,168
تعداد مقالات35,197
تعداد مشاهده مقاله50,932,394
تعداد دریافت فایل اصل مقاله90,937,860
ظریف معظم, ملیحه سادات, مهدوی, رسول, جوانمرد, سهیلا, رضایی, مرضیه. (1399). بررسی اثر احتمالی گرد و غبار روی بارش استان خراسان رضوی. سامانه مدیریت نشریات علمی, 12(1), 190-200. doi: 10.22092/ijwmse.2018.116946.1416
ملیحه سادات ظریف معظم; رسول مهدوی; سهیلا جوانمرد; مرضیه رضایی. "بررسی اثر احتمالی گرد و غبار روی بارش استان خراسان رضوی". سامانه مدیریت نشریات علمی, 12, 1, 1399, 190-200. doi: 10.22092/ijwmse.2018.116946.1416
ظریف معظم, ملیحه سادات, مهدوی, رسول, جوانمرد, سهیلا, رضایی, مرضیه. (1399). 'بررسی اثر احتمالی گرد و غبار روی بارش استان خراسان رضوی', سامانه مدیریت نشریات علمی, 12(1), pp. 190-200. doi: 10.22092/ijwmse.2018.116946.1416
ظریف معظم, ملیحه سادات, مهدوی, رسول, جوانمرد, سهیلا, رضایی, مرضیه. بررسی اثر احتمالی گرد و غبار روی بارش استان خراسان رضوی. سامانه مدیریت نشریات علمی, 1399; 12(1): 190-200. doi: 10.22092/ijwmse.2018.116946.1416

بررسی اثر احتمالی گرد و غبار روی بارش استان خراسان رضوی

مهندسی و مدیریت آبخیز
مقاله 14، دوره 12، شماره 1، فروردین 1399، صفحه 190-200    اصل مقاله (548.94 K)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijwmse.2018.116946.1416
نویسندگان
ملیحه سادات ظریف معظم1؛ رسول مهدوی* 2؛ سهیلا جوانمرد3؛ مرضیه رضایی4
1دانشجوی دکتری علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه هرمزگان
2دانشیار، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه هرمزگان
3استادیار پژوهشکده هواشناسی تهران
4استادیار، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه هرمزگان
چکیده
فرایند بارش تحت تاثیر عوامل متعدد محیطی همچون رخدادهای گرد و غبار قرار گرفته، بر­هم­کنش این دو واقعه می‌تواند چرخه هیدرولوژیکی را تحت تاثیر قرار ­دهد. با توجه به افزایش قابل توجه رخدادهای گرد و غبار در نقاط مختلف کشور، این پژوهش با هدف بررسی اثر گرد و غبار روی تغییرات احتمالی بارش استان خراسان رضوی طی سال­های 2013-2000 انجام شد. بدین­منظور، روش آماری رگرسیون تاریخی که بر پایه مقایسه بارش مشاهده­ایی با بارش پیش­بینی شده می­باشد، استفاده شد. نه ایستگاه سینوپتیک به­عنوان ایستگاه هدف انتخاب شدند. معادلات رگرسیون برای پیش­بینی بارش ایستگاه­های هدف با استفاده از داده­های بارش روزانه ایستگاه­های باران­سنجی با روش کمینه مربعات به­­دست آمد. سپس، با داشتن مقادیر بارش مشاهده­ای و مقادیر پیش­بینی شده آن، شاخص نسبت آماری رگرسیون تاریخی برای هر ایستگاه هدف محاسبه شد. ارزیابی نسبت­های آماری هر ایستگاه به‌وسیله آزمون جایگشت مونت کارلو و با استفاده از نرم­افزار R انجام شد. از آن­جا که تغییرات رطوبت نسبی نقش مهمی در فرایند بارش دارد، ضریب همبستگی میان رطوبت نسبی و شاخص نسبت آماری هر ایستگاه­ محاسبه شد­. آزمون آماری همبستگی میان متغیرهای رطوبت نسبی و شاخص نسبت آماری برای ایستگاه­ها معنی­دار بود. آزمون­های جایگشت برای شاخص نسبت آماری ایستگاه­ها، متغیر بودن اثر گرد و غبار روی بارش را نشان داد. چنانچه کمترین شاخص نسبت آماری 0.8 مربوط به ایستگاه نیشابور با رطوبت نسبی 38 درصد و بیشترین شاخص نسبت آماری برای ایستگاه تربت حیدریه با مقدار 1.5 و رطوبت نسبی 59.45 درصد بود. در بررسی حاضر، واکنش بارش در برابر رخدادهای گرد و غبار متاثر از شرایط رطوبت نسبی بوده است. به­طور کلی، می­توان چنین نتیجه­ گرفت که در یک سامانه نمی­توان از اجزاء آن همواره رفتار ثابتی را انتظار داشت و از این­رو رسیدن به جمع­بندی­های جامع در موارد ذکر شده نیازمند مطالعات گسترده­تر می‌باشد.
کلیدواژه‌ها
آزمون جایگشت؛ ایستگاه تربت حیدریه؛ ایستگاه نیشابور؛ رطوبت نسبی؛ مقدار بارش
عنوان مقاله [English]
The potential impact of dust storms on precipitation in Khorasan Razavi Province
نویسندگان [English]
Malihe Sadat Zarif Moazem1؛ Rasool Mahdavi2؛ Soheila Javanmard3؛ Marzieh Rezaei4
1PhD Student, Faculty of Natural Resource, Hormozgan University, Iran
2Associate Professor of Natural Resources, Range and Watershed Management of Hormozgan University, Iran
3Assistant Professor, Tehran Meteorological Institute, Iran
4Assistant Professor of Natural Resources, Range and Watershed Management of Hormozgan University, Iran
چکیده [English]
The rain process is affected by numerous environmental factors such as dust events and the interaction of these two events can influence the hydrological cycle. According to various reports on increasing of dust occurrences in different regions, this study aimed to investigate the potential impact of dust storms on rainfall in Khorasan Razavi during 2000-2013. The statistical method of "historical regression" was used to investigate dust effect on rainfall, which is based on comparison of observed rainfall with its prediction. Nine synoptic stations were selected as target stations. Regression equations were used to predict precipitation of target stations using the daily rainfall data of the hydrometric stations using the Least Squares Method. Then, the statistical ratio index for historical regression was calculated for each target station based on the observed and predicted rainfall values. The statistical ratio of each station was evaluated by Monte Carlo of permutation test using R-software. Since relative humidity variations play important role in the precipitation process, the correlation coefficient was calculated between the relative humidity and the statistical ratio index of each target station. The statistical test of correlation between relative humidity variables and the statistical ratio of historical regression were significant for all stations. The permutation tests for each station statistical ratio index showed a variable effect of dust on rainfall. The lowest statistical ratio index of 0.8 belonged to the Neyshabur Station with a relative humidity of 38%, whereas the highest statistical ratio index of 1.5 was found for Torbat Heydarieh Station with a relative humidity of 59.45%. In the present study, precipitation response to dust events was affected by relative humidity conditions. In a general conclusion, components of hydrological cycle does not have constant response to environmental variables and therefore, obtained comprehensive conclusions in atmospheric processes need more extensive studies.
کلیدواژه‌ها [English]
Neyshabur Station, Permutation test, Rainfall amount, Relative humidity, Torbat Heydarieh Station
مراجع
  1. Abdemanafi, D., A.H. Meshkati, S. Hejam and M. Vazifedoust. Study of the effects of aerosols on the microphysics of clouds in Tehran. Geography and Environmental Hazards Journal, 19: 79-93. (in Persian)
  2. Black, E., D.J. Brayshaw and C.M.C. Rambeau. Past, present and future precipitation in the Middle East, insights from models and observations. Philosophical Transactions of the Royal Society A. Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 368: 5173-5184.
  3. Chin, M., Diehl, O. Dubovik, T.F. Eck, B.N. Holben, A. Sinyuk and D.G. Streets. 2009. Light absorption by pollution, dust and biomass burning aerosols: a global model study and evaluation with aeronet measurements. Annales Geophysicae, 27: 3439-3461.
  4. Darand, M. 2016. Recognition of precipitation homogeneous regions of Iran based on APHRODITE database. Journal of Water and Soil Conservation, 23(2): 99-114 (in Persian).
  5. DeMott, P.J., J. Prenni, G.R. McMeeking, R.C. Sullivan, M.D. Petters, Y. Tobo, M. Niemand, O. Möhler, J.R. Snider, Z. Wang, and S.M. Kreidenweis. 2015. Integrating laboratory and field data to quantify the immersion freezing ice nucleation activity of mineral dust particles. Atmospheric Chemistry and Physics, 15: 393-409.
  6. Fan, J., R. Zheng, G. Li and W.K. Tao. 2007. Effects of aerosol and relative humidity on cumulus clouds. Journal of Geophysical Research, 112: D14.
  7. Gabriel, K.R. 2002. Confidence regions and pooling-some statistics for weather experimentation. Journal of Applied Meteorology, 41: 505-518.
  8. Gibbons, M., Q. Min and J. Fan. 2017. Investigation the impacts of Saharan dust on tropical deep convection using spectral microphysics. Atmospheric Chemistry and Physics, doi.org/10.5194/acp-2017-616.
  9. Griffith, D.A., J.R. Thompson, D. Risch and M.E. Solak. 1997. An update on a winter cloud seeding program in UTAH. The Journal of Weather Modification, 29(1): 95-99.
  10. Jung, E., B.A. Albrecht, H.H. Jonsson, Y.C. Chen, J.H. Seinfeld, A. Sorooshian, A.R. Metcalf, S. Song, M. Fang, and L.M. Russell. 2015. Precipitation effects of giant cloud condensation nuclei artificially introduced into stratocumulus clouds. Atmospheric Chemistry and Physics, 15: 5645-5658.
  11. Koehler, K.A., S.M. Kreidenweis, P.J. DeMott, M.D. Petters, A.J. Prenni, and O. Mohler. 2010. Laboratory investigations of the impact of mineral dust aerosol on cold cloud formation. Atmospheric Chemistry and Physics, 10: 11955-11968.
  12. Koren, I., Y.J. Kaufman, D. Rosenfeld, L.A. Remer and Y. Rudich. 2005. Aerosol invigoration and restructuring of Atlantic convective clouds. Geophysical Research Letters, 32: L14828.
  13. Krueger, B.J., V.H. Grassian, A. Laskin and J.P. Cowin. 2003. The transformation of solid atmospheric particles into liquid droplets through heterogeneous chemistry. Laboratory insights into the processing of calcium containing mineral dust aerosol in the troposphere. Geophysical Research Letters, 30 (3): 48-1-48-4.
  14. Lashkari, H. and M. Amini. 2010. Synoptic analysis and zoning of hail precipitation in Khorasan for statistical period 1996-2005. Geography and Planning, Tabriz University, 31: 51-108. (in Persian)
  15. Lee, S.S. 2011. Dependence of aerosol-precipitation interactions on humidity in a multiple-cloud system. Atmospheric Chemistry and Physics, 11: 2179-2196.
  16. Lee, S.S., L.J. Donner, V.T.J. Phillips and Y. Ming. 2008. The dependence of aerosol effects on clouds and precipitation on cloud-system organization, shear and stability. Journal of Geophysics Research, 113: D16202.
  17. Levin, Z. and E. Ganor. 1996. The effects of desert particles on cloud and rain formation in the eastern Mediterranean, the impact of desert dust the Mediterranean. Springer, Netherlands, 11: 77-86.
  18. Levin Z., E. Ganor, and V. Gladstein. 1996. The effect of desert particles coated with sulfate on rain formation in the eastern Mediterranean. Journal of Applied Meteorology, 35: 1511-1523.
  19. Lohmann, U., L. Rotstayn, T. Storelvmo, A. Jones, S. Menon, J. Quaas, A.M.L. Ekmann, D. Koch and R. Ruedy. 2010. Total aerosol effect, radiative forcing or radiative flux perturbation? Atmospheric Chemistry and Physics, 10: 3235-3246.
  20. McMurry, P.H. and M.R. Stolzenburg. 1989. On the sensitivity of particle size to relative humidity for Los Angeles aerosols. Atmospheric Environment, 23 (2): 497-507.
  21. Mehrotra, R., J. Li and S. Sharma. 2015. A programming tool to generate multi-site daily rainfall using a two-stage semi parametric model. Environmental Modeling and Software, 63: 230-239.
  22. Miller, R.L and I. Tegen. 1998. Climate response to soil dust aerosols, Journal of Climate, 11: 3247-3267.
  23. Mogilia, P.K., P.D. Kleiberb, M.A. Youngc and V.H. Grassian. 2006. N2O5 hydrolysis on the components of mineral dust and sea salt aerosol: comparison study in an environmental aerosol reaction chamber. Atmospheric Environment, 40: 7401-7408.
  24. Nicholson, S.E. 2013. The West African Sahel: a review of recent on the rainfall regime and its interannual variability. ISRN Meteorology, 2013, doi.10.1155/2013/453521.
  25. Ott, B. and S. Uhlenbrook. 2004. Quantifying the impact of land-use changes at the event and seasonal time scale using a process-oriented catchment model. Hydrology and Earth System Sciences, 8(1): 62-78.
  26. Rosenfeld, D. and R. Nirel. 1996. Seeding effectiveness-the interaction of desert dust and the southern margins of rain cloud systems in Israel. Journal of Applied Meteorology, 35: 1502-1510.
  27. Rosenfeld, D. 2000. Suppression of rain and snow by urban and industrial air pollution, Journal of Science, 287: 1793-1796.
  28. Shahsavri A., M. Yarahmadi, A. Mesadaghinia, M. Younesian, N. Jafarzadeh, N. Haghighifard, A. Naimabadi, M. Salesi and K. Naddafi. 2012. Analysis of dust storm entering Iran with emphasis on Khouzestan Province. Hakim Research Journal, 15 (3): 192-202. (in Persian)
  29. Shepherd, M and S.J. Burian. 2003. Detection of urban-inland rainfall anomalies in a major coastal city. Earth Interactions, 7: 1-17.
  30. Silverman, B.A. 2010. An evaluation of eleven operational cloud seeding programs in the watersheds of the Sierra Nevada Mountains. Atmospheric Research, 97: 526-539.
  31. Teller, A and Z. Levin. 2006. The effects of aerosols on precipitation and dimensions of subtropical clouds: a sensitivity study using a numerical cloud model. Atmospheric Chemistry and Physics, 6: 67-80.
  32. Terradellas, E., S. Nickovic and X. Zhang. 2015. Airborne dust: a hazard to human health, environment and society. WMO Bulletin, 64(2): 2015.
  33. Thornton, P.E., H. Hasenauer and M.A. White. Simultaneous estimation of daily solar radiation and humidity from observed temperature and precipitation: an application over complex terrain in Austria. Agricultural and Forest Meteorology, 15: 255-271.
  34. Tosca, M.G., D.J. Diner, M.J. Garay and O.V. Kalashnikova. 2015. Human-caused fires limit convection in tropical Africa: first temporal observations and attribution. Geophysical Research Letters, 42(11): 6492-6501.
  35. Van Den Heever, S.C., G.L. Stephens and N.B. Wood. 2011. Aerosol indirect effects on tropical convection characteristics under conditions of radiative-convective equilibrium. Journal of Atmospheric Science, 68: 699-718.
  36. Wu, C. and F. Yi. 2017. Local ice formation via liquid water growth in slowly ascending humid aerosol/liquid water layers observed with ground-based Lidars and radiosondes. Journal of Geophysical Research, 122(8): 4479-4493.
  37. Zarei, F., M. Gharaylou and O. Alizadeh. Aerosol impact on precipitation under different relative humidities, a case study. Iranian Journal of Geophysics, 11(2): 135-155. (in Persian)
  38. Zehe, E. and M. Sivapalan. 2009. Threshold behavior in hydrological systems at human geo-ecosystem manifestation, controls, implications. Hydrology and Earth System Sciences, 13: 1273-1297.
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 819
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 396


counter
سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب