عنوان :

پایان نامه بررسی تغییرات اقلیمی در خراسان رضوی

تعداد صفحات :۱۲۹

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده

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.

نظر به اینکه مسأله تغییر اقلیم موضوعی جهانی است،  به هر حال کم و بیش تمام کشورهای جهان متأثر از آن بوده و کشور ایران نیز مستثنی از این قاعده نمی باشد. پژوهش حاضر نیز در همین راستا و به دلیل اهمیت آن به منظور بررسی و ارزیابی تغییرات دما و بارش،  صورت پذیرفته است.

سری های سالیانه و فصلی و ماهیانه میانگین دمای حداقل و حداکثر و سری های بارش پنج ایستگاه سینوپتیکی واقع در استان خراسان رضوی از جمله مشهد،  سبزوار- تربت حیدریه دوره آماری (۲۰۰۵-۱۹۵۹) و قوچان و سرخس دوره آماری (۲۰۰۵-۱۹۸۵) با استفاده از آزمون من کنرال مورد تجزیه و تحلیل واقع شده اند.

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.

بنابراین می توان نتیجه گرفت که تغییر الگوی بارش هم مانند نوع بارش ،  تاریخ وقوع ،  مقادیر فصلی ،  شدت مدت ها و نیز تعامل بین بارش و سایر عناص بویژه دما که تأثیرگذار بر تبخیر و تعرق بالقوه و مصرف آب است ،  مهم می باشد. و از طرفی خود گویای بخشی از تغییرات رفتاری بارش و جابه جایی درون سالی است.

وجود روند افزایشی در تابستان نشانگر روند افزایشی در جمع بارش سالانه نمی باشد بلکه بیانگر پیچیدگی های عنصر بارش می باشد و نشان دهنده تأثیر قابل ملاحظه سیستم های بارانزا در مقیاس کوچکتر سینوپتیکی است. بعبارت دیگر تمایل نسبی به سمت بارشهای مونسونی تابستانی در اقلیم این ناحیه و همچنین جابه جایی رژیم بارش فصول سرد می باشد . نتایج بدست آمده منطبق با بررسی پیش بینی اقلیم شمال شرق ایران طی دوره ۲۰۱۰ تا ۲۰۳۰ میلادی با استفاده از داده های مدل جهانی ECHO-G و سناریوی A2 هیئت بین الدول تغییر اقلیم ،  می باشد که نتایج این مقاله حاکی از کاهش ۵/۹ درصدی در بارش سالانه ،  افزایش بارش فصل تابستان ،  و کاهش بارش فصول سرد به میزان ۴/۳ درصد است. همچنین آستانه بارش های سنگین و خیلی سنگین بین ۴۰ تا ۶۰ درصد و میانگین دمای استان مورد مطالعه بر میزان ۸/۱ درجه سانتیگراد افزایش یافته است.

واژگان کلیدی : تغییر اقلیم ،  من کندال ،  جهش ،  روند ،  سطح معناداری ، خراسان رضوی

 فهرست مطالب

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 )    ۶۸
۴-۱-۴-۲- تصادفی و غیر تصادفی بودن داده ها ( آماره t )    ۶۹
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 انگلیسی

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 .

۱۳ – زینل زاده قوچانی ،  ۱۳۵۴ ،  تاریخچه هواشناسی جهان ،  انتشارات طوس مشهد .

۱۴ – صمدی ،  سینا. ،  ۱۳۸۳ ،  مطالعه و بررسی همدیدی سامانه تاثیرگذار بر وقوع سیل در استان خراسان سازمان هواشناسی مشهد

۱۵ – طباطبایی ،  علی . ،  حسینی ،  مهرداد . ،  ۱۳۸۲ ،  بررسی تغییر اقلیم در شهر سمنان ،  سومین کنفرانس منطقه ای و اولین کنفرانس ملی تغییر اقلیم . ( سازمان هواشناسی کشور )

۱۶ – عزیزی ،  قاسم . ،  ۱۳۸۳ ،  تغییر اقلیم ،  انتشارات قومس .

۱۷ – علیجانی ،  بهلول . ،  ۱۳۷۵ ،  تغییرات زمانی دمای تهران ،  اولین کنفرانس تغییر اقلیم.

۱۸ – علیجانی ،  بهلول . ،  ۱۳۸۱ ،  آب و هوای ایران ،  انتشارات پیام نور .

۱۹ – علیجانی ،  بهلول . ،  کاویانی ،  محمدرضا. ،  ۱۳۸۳ ،  مبانی آب و هواشناسی ،  انتشارات سمت .

۲۰ – علایی طالقانی ،  محمود . ،  ۱۳۸۴ ،  ژئومورفولوژی ایران ،  انتشارات قومس .

۲۱ – عشقی ،  ابوالفضل . ،  ۱۳۷۹ ،  کارست ژئومورفولوژی ایران حوضه کارده در کپه داغ و مدیریت منابع آب کارست ،  رساله دکتری ،  دانشاگه آزاد واحد علوم و تحقیقات .

۲۲ – علیزاده ،  امین . ،  ۱۳۸۴ ،  اصول هیدرولوژی کاربردی ،  دانشگاه امام رضا

۲۳ – علیزاده ،  امین . ،  ۱۳۸۱ ،  اثرات تغییر اقلیم بر افزایش مصرف آب کشاورزی در دشت مشهد،  فصلنامه تحقیقات جغرافیایی ،  شماره ۶۶-۶۵ .

۲۴ – عارف زاده ،  فرخی ،  امین . ،  ۱۳۸۴ ،  جغرافیای استان خراسان رضوی ،  شرکت چاپ و نشر کتابهای درسی ایران .

۲۵ – غلامی بیرقدار ،  علی . ،  ۱۳۷۴ ،  سازمان هواشناسی و تغییر اقلیم ،  نیوار ،  شماره ۲۶ .

۲۶ – غیور ،  حسنعلی . ،  ۱۳۷۵ ،  نگرش تحلیلی بر چند نظریه تغییر اقلیم ،  خلاصه مقالات اولین کنفرانس منطقه ای تغییر اقلیم.

۲۷ – کوچکی ،  شریفی ،  حمیدرضا . ،  ۱۳۷۶ ،  تغییر اقلیم ،  پیدایش و گسترش ،  نیوار ، شماره ۳۳ .

۲۸ – نوریان ،  علی محمد. ،  ۱۳۶۶ ،  تاریخچه مختصر هواشناسی جهان و هواشناسی ایران ،  فصلنامه تحقیقات جغرافیایی شماره چهارم

۲۹ – وحیدی اصل ،  محمدقاسم . ،  ۱۳۷۵ ،  آمار و احتمال در جغرافیا ،  جلد دوم ،  دانشگاه پیام نور

۳۰ – Barry , R.G. & chorley , R.J., 1992 , Atmosphere , weather & limate , 6 thedn . Routledge , London , pp : 392

۳۱ – climate change , 1995 , Cambridge , university press .

۳۲ – Filippo , Giorgi ., Lindao , Means ., and eta , 1996 , journal of climate .

۳۳ – Kenneth hare , F., 1985 , climate variations , drought and desertification , WMO . No. 653 .

۳۴ – Genkins , j.T., Ephraums , G.j ., 1990 , climate change , IPCC scientific Assessment , Cambridge university press , Cambridge , UK , pp : 365 .

۳۶ – sik kang ., 1993 , journal of climate .

۳۷ – Kruskal , W.H., 1952 , A nonparametric test for the several problems . Annals of mathematical statistics 23 ,pp : 525 – 540 .

۳۸ – Kruskal , W.H ., and wallis W.A ., 1952 , use of rankin one – criterion variance analysis , jornal of American Association , 47 pp : 583 – 627 .

۳۹ – Maidment , D.R., 1993 , Handbook of Hydrology , MC – Grawhill mansel , M.G., 1997 the effect of climat change on rainfall trends and flood risk in the west of scotkand , Nordic Hydrolory pp : 28 , 37 , 50.

۴۰ – Ramanathan , V., Barkstrom , B.R. and eta ., 1989 . climate and the Earth’s radiation budget , physics today , May , pp : 22-23 .

۴۱ – sherhag , R., 1975 , kilimatologi , westermann – verlag LONDON 1991 the potertial effects of climate change in the united kingdom .

۴۲ – WMO ., 1997 , climate change , un TAR – UNDP – UN – UNEP – UNFCCE .

۴۳ – WMO , January ., 1990 , Global climate change .

۴۴ – Loaiciga , H . A . 1991 , the potential effects of climate change in the united kingdom .

۱-۱- مقدمه

۱-۱-۱- کلیات و تعاریف

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 .( علیجانی ،  ۱۳۸۳ ،  ۵ )

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. ( عزیزی ،  ۱۳۸۳ ،  ۱۲ )

تا کنون نظریات مختلفی جهت توجیه روند این تغییرات ارائه شده است که از آن جمله می توان به تئوری چگالی انرژی خورشید،  تئوری گلخانه ای و گرد و غبار آتشفشانی اشاره کرد. معتبرترین نظریه،  تئوری گلخانه ای است. مهمترین این گازها دی اکسید کربن ( ۶۱% ) متان ( ۱۵% ) و CFC
( هالوکربن ها ) (۱۱% ) می باشد که در مجموع ۸۷% از تغییرات را سبب می شود. این گازها اگرچه از منابع طبیعی نیز تولید می شوند اما افزایش ناگهانی آنها به واسطه تشدید فعالیتهای بشر می باشد. ( کوچکی ،  ۱۳۷۶ ،  ۲۹ ) شواهد بسیار قوی وجود دارد که گرمایش جهانی در پنجاه سال اخیر به دلیل فعالیتهای انسانی است.

با افزایش دما،  آینده ها و گازهای گلخانه ای ،  مناطق متعددی از کره زمین دستخوش تغییرات شگرف اقلیمی شده اند. وقوع طوفانهای سهمگین در اقصی نقاط جهان و همچنین وقوع سایر
پدیده های حدی اقلیمی از تغییرات اقلیمی گسترده در کره زمین حکایت دارند. این تغییرات
می توانند روی زیست بوم طبیعی و فعالیت جوامع بشری تاثیرگذار باشند. تغییر دمای پیش بینی شده جهانی در قرن بیست و یکم حدود ۲ تا ۱۰ برابر بزرگتر از افزایش دمایی است که در صد سال گذشته رخ داده است. تغییرات فوق الذکر منافع و مضراتی برای انسان و طبیعت دارد،  اما اگر سرعت افزایش دما بزرگتر باشد،  مضرات آن نیز گسترده تر و بیشتر خواهد بود. ( بابائیان ،  ۱۳۸۵ ،  ۱۱۸ )

 بر اساس مطالعات انجام شده در سنجش مستقیم میزان گاز کربنیک جو از اوایل ۱۹۵۷ در ایستگاه مونالوا ( mouna – loa ) در هاوایی ( که در معرض تاثیر فعالیتهای صنعتی قرار ندارد ) تغییرات افزایشی این گاز را نشان می دهد. ( شکل ۱-۱ )

 ملاحظه می شود که میزان گاز کربنیک در ۱۹۵۷ حدود ۳۱۴ قسمت در میلیون  ppm  بوده است در حالی که حدود ۲۰ سال ،  مقدار آن به ppm 330 رسیده است احتمالاً مقدار گاز کربنیک جو در قرن گذشته ppm 290 ،  یعنی ۰۲۹/۰ درصد حجمی بوده است. البته مقداری از این گاز را اقیانوسها جذب می کند،  اما باید توجه داشت که قدرت جذب اقیانوس محدود است،  بنابراین می توان تصور کرد که با اشباع شدن آب اقیانوس از این گاز ،  روند افزایش مقدار گاز کربنیک جو شتابی قابل ملاحظه بیابد. برای آگاهی از میزان تغییر احتمالی اقلیم ،  مدلهای بسیاری از فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی در جو با توجه به رابطه متقابل جو با آب اقیانوسها،  پوشش گیاهی ،  پهنه های یخ و برف لازم است . در عین حال ،  رطوبت جو و میزان بارندگی رو به فزونی خواهد رفت و در حالی که تغییرات اقلیمی در عرضهای جغرافیایی پایین چندان زیاد نخواهد بود،  در عرضهای بالا به دلیل کاهش میزان آلبدو،  شدیدترین تغییرات اقلیمی پدید خواهد آمد.

بنابر اظهارات نظر کارشناسان محیط زیست آمریکا ،  از آنجا که افزایش دما در مناطق قطبی می تواند بیش از دو برابر میانگین ( سال ۲۱۰۰ حدود ۵ درجه سلسیوس ) یاد شده باشد،  پهنه های یخ در ابعادی وسیع ذوب خواهد شد و این پدیده بسیاری از کرانه های ساحلی را به زیر آب خواهد کشید. تغییرات اقلیمی بسیار متنوع محلی ممکن است توزیع کشت و سیستمهای کشاورزی راکاملاً در هم بریزد. در دنیایی که فضای زندگی انسانها در آن تثبیت شده است و امکان مهاجرت و جا به جایی وسیع همچون گذشته وجود ندارد،  نوسانها و تغییرات اقلیمی ،  حتی اگر جنبه های منفی تغییر اقلیم در یک منطقه بتواند با جنبه های مثبت آن در منطقه ای دیگر برابری کند،  باعث ایجاد مسائل و مصایب بغرنج و پیچیده ای خواهد شد. تنها با هشیاری و کنترل و اجرای طرحهای جامع توأم با برنامه ریزی های دقیق و صحیح و سرانجام مشارکت همه مردم جهان می توان از ابعاد اینگونه ضایعات کاست و به آینده زمین امید داشت. ( علیجانی ،  ۱۳۸۳ ،  ۴۲۵-۴۲۴ )

۱-۱-۲- 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. ( غلامی ،  بیرقدار ،  ۱۳۷۴ ،  ۴۳ )

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. از طرفی استان خراسان رضوی بعنوان یکی از قطبهای مهم اقتصادی ،  صنعتی بالاخص کشاورزی در منطقه شمال شرق کشور محسوبمی شود . بررسی شناخت تغییرات اقلیمی این استان می تواند برنامه ریزان را قادر به اجرای برنامه آنها در زمینه های مختلف نماید.

۱-۱-۳- سوالات تحقیق

به منظور بررسی روند تغییرات اقلیمی در خراسان رضوی سوالات زیر برای بحث و بررسی بیشتر مطرح گردید :

۱ – آیا زمان وقوع تغییر در عناصر اقلیمی یکسان است ؟

۳ – آیا نقاط تغییر  ( ناگهانی ،  روند ) از سطح معناداری برخوردار می باشد ؟

۲  – آیا در سالهای اخیر عناصر اقلیمی روند افزایشی یا روند کاهشی داشته اند ؟

۴ – آیا نمایه ای از تغییر اقلیم در استان مشاهده شده است ؟

لازم به ذکر است که این تحقیق جنبه شناختی داشته و هیچ فرضیه ای ،  در راستای انجام آن وجود ندارد.

۱-۱-۴- اهداف تحقیق :

این تحقیق در جستجوی شناخت تغییرات اقلیمی دما و بارش ،  طی دوره آماری مشخص ،  در راستای آگاهی از وجود یا عدم وجود تغییر دما و بارش می باشد تا ضمن شناخت تغییرات،  نتایج حاصل از تحقیق در امور مختلف محیطی برای تدوین برنامه های منطقه ای مورد استفاده قرار گیرد. چنانچه که امروزه بیشتر مسائل اقتصادی اجتماعی بر اساس پروژه های دراز مدتی نظیر مدیریت منابع،  آب ،  آبیاری و خشکسالی ،  احداث سد ،  کشاورزی و . . . بر مبنای متوسط های اقلیمی در نظر گرفته می شود و بر اساس تجزیه و تحلیل میانگین داده ها ،  صورت می گیرد . در صورتی که میانگین حداکثر و حداقل دما برای فهم اثرات تغییر اقلیم بر روی موضوعاتی مانند کشاورزی ،  منابع آب و . . . بسیار مهم است هدفهای کلی این طرح بررسی تغییرات دما و بارش می باشد که اهداف مرحله ای آن به شرح ذیل می باشد :

۱ – بررسی و شناخت تغییرات ماهانه ،  فصلی و سالانه در پارامترهای دما ( حداکثر و حداقل ) و بارش مشخص شود .

۲ –نمودارهای مربوطه به روندها و تغییرات در داده ها ترسیم شود .

۳ – در صورت وجود روند،  زمان آن تعیین گردد.

۴ – در صورت وجود تغییرات ناگهانی ،  زمان آن تعیین گردد.

۵ – بررسی میزان تغییر در طول دوره آماری تعیین گردد.

۶ – میزان سطح معناداری نقاط تغییر تعیین گردد.

۷ – تجزیه و تحلیل نمودارها و نتیجه گیری کلی برای رسیدن به اهداف مورد نظر انجام شود .

۱-۱-۵- مشکلات تحقیق

مهم ترین مساله و مشکل موجود،  مربوط به آمارهای سازمان هواشناسی است که کماکن درایستگاه های سرتاسر کشور وجود دارد. به علت نبودن آمارهاو وجود گپ در آنها،  نگارنده مجبور به بازسازی آمار ،  برای چندین ماه در ایستگاه های مختلف شده است. از طرفی دیگر ناقص و ناکافی بودن اطلاعات دقیق در مورد منطقه ،  به علت جدا شدن این استان از دو استان همجوار خود در سالهای اخیر ،  نگارنده ملزم به مراجعه مکرر به سازمان های مختلف،  جهت در کنار هم قرار دادن مطالب گسسته و بررسی و تجزیه و تحلیل آنها،  نموده است و همچنین به دلیل حجم آمارهای موجود و تجزیه و تحلیل ( ۲۰۷ ) جدول و ( ۲۰۷) نمودار بدست آمده در سه پارامتر حداقل دما ،  حداکثر دما،  بارش ،  به صورت ماهانه ،  فصلی ،  سالانه در طی دوره آماری ( ۲۰۰۵-۱۹۵۹ ) در سه شهر مشهد ، سبزوار و تربت حیدریه و دوره آماری ( ۲۰۰۵ – ۱۹۸۵ ) در دو شهر سرخس و قوچان می باشد . این مسائل و مشکلات نیز در جهت به تعویق افتادن روند انجام آن،  دامن زده اند. با همه این موارد تا جایی که امکان داشت سعی شد که آمارها و اطلاعات درست و صحیح ارائه شود تا بر غنای پایان نامه افزوده شود.

۲-۱- 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. ( نوریان ،  ۱۳۶۶ ،  ۱۷ )

پس از تشکیل[۱] 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.

بر اساس نظر هیئت بین الملل تغییر اقلیم ،  میانگین دمای سطح کره زمین در سده بیستم در حدود ۶/۰ درجه سانتیگراد افزایش یافته است و دما در ۸ کیلومتری پایینی جو نیز در چهار دهه گذشته پیوسته روند افزایشی داشته است . (JENKINS & Etal 1990 , 365 )

بر اساس نتایج پژوهش های انجام شده،  نشانه های تغییرات اقلیمی در سرتاسر جهان یکسان نیست. در حالی که در برخی از نقاط دنیا افزایش بارندگی و کاهش دما مشاهده می شود،  سایر مناطق دنیا از کاهش بارندگی و افزایش دما رنج می برند. هر چند نتایج بسیاری از پژوهش ها بیانگر روند افزایشی و یا کاهشی در بارندگی های سالانه،  فصلی و ماهانه می باشند ،  اما بیشتر این روندها از نظر آماری معنی دار نیستند .

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

کارل و رابیسم ( carlond Rebsame )  ۱۹۸۴ ،  با بررسی میانگین دوره های متوالی ۲۰ ،  ۱۰ ،  ۵ ساله دما و بارندگی روند تغییرات اقلیمی را در کل کشور آمریکا و بانکرس و میلر ( miller )  ۱۹۹۳ ،  در ایالت واکوتای جنوبی مورد بررسی قرار دادند و نشان دادند که دمای هوا رو به افزایش است و از نظر بارندگی برخی از مناطق به خشکی و برخی دیگر به مرطوب شدن گرایش دارند.

در نیمکره جنوبی هم محققان بسیاری افزایش دما را به صورت منطقه ای مورد بررسی قرار دادند برای مثال لاچ ( Louch )  ۱۹۹۵ ،  با استفاده از آزمون من کندال میانگین حداقل و حداکثرها را در کوئیزلند استرالیا در بین سالهای ۱۹۱۰ و ۱۹۸۷ مورد بررسی قرار داد و متوجه شد میانگین حداقل دمای روزانه به طور قابل توجهی افزایش و دامنه روزانه در فصلهای تابستان و زمستان کاهش داشته است. اعتقاد بر این است که کاهش مشاهده شده در دامنه دمای روزانه که در دیگر قسمتهای جهان نیز مشاهده شده نتیجه افزایش در پوشش ابر می باشد که موجب کاهش حداکثر دمای روزانه و افزایش حداقل دمای روزانه شده است.

نیلکسون و پالئو ( Nichelson and palao ) 1993 ،  به این نکته اشاره کردند که سری بارش ساحل در غرب افریقا از سال ۱۹۵۰ روندی کاهشی را نشان داده است ،  که سبب خشکسالی شدید بین سالهای ۱۹۸۶ تا ۱۹۹۰ در این منطقه شده است. استبان ( Esteban ) 1995   ،  و همکارانش در مطالعه ای که در ۱۵ ایستگاه فلات اسپانیا به روی میانگین حداکثر و حداقل ها در صد سال اخیر انجام داده اند با استفاده از آزمون ناپارامتری من کندال  به کشف روند و تغییرات سریع سری زمانی پرداختند و مشاهده نمودند که حداقل و میانگین دما افزایش داشته و میانگین حداکثر دما رفتار خاصی نداشته است و بدین ترتیب رابطه بین رشد شهری و افزایش احتمالی حداقل دما را مورد بررسی قرار دادند.

جا ( Jae ) 1996 ،  در چین،  با استفاده از شاخص خشکی اتمسفری و آزمون من کندال  به منطقه بندی اقلیمی چین پرداخته و زمان و مکان تغییرات ناگهانی اقلیم را در این کشور تعیین نموده است .

مطالعات نشان داده است که در بیشتر نقاط یونان و ترکیه یک روند معمول کاهشی و کاهش های ناگهانی در بیش از ۳۰ سال طی اوایل دهه ۱۹۷۰ و سال های ۱۹۸۲ تا ۱۹۹۳ وجود دارد. به همین ترتیب قابل توجه است که هنگام تغییرات بارندگی در شرق مدیترانه ،  ناشی از تغییرات گردش اتمسفری ،  سبب افزایش گرمای گلخانه ای ثبت شده است. استفاده از روش های آماری در این راستا نشان دهنده افزایش ،  در قسمت های شمالی و کاهش تدریجی به سمت جنوب می باشد و برآورد تغییرات بارش مدیترانه ای نشان می دهد که در آینده مشاهده کمی ،  کاهش بارندگی در یونان و قسمت هایی از غرب ترکیه در فصول بارش می باشیم.

کونکل و همکارانش  ( Konkel ) 1999 ،  با کمک روش من کندال  روند بارش های سنگین در ایالات متحده و کانادا را مطالعه کرده اند و دریافته اند که تغییرات ده ساله در داده ها غالب بوده است. در این بررسی آشکار شده است که تعداد بارش های سنگین در طی دهه های ۱۹۳۰ تا ۱۹۵۰ کمتر از میانگین ،  در دهه ۱۹۴۰ بالاتر از میانگین و دهه های ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰ در حد میانگین بوده است. در دهه های اخیر یعنی دهه ۱۹۸۰ و ۱۹۹۰ هم تغییرات سالانه،  تعداد بارش های سنگین افزایش یافته است و هم بر فراوانی این گونه بارش ها در ایالت متحده و کانادا افزوده شده است.

چانک و همکارانش  ( Chung ) 2000 ،  روند بارش و دمای کره را طی سده گذشته مطالعه
کرده اند . نتایج تحقیقات نشان می دهد که طی سده گذشته بارش سالانه کره افزایش یافته است. این افزایش به تقویت سیستم های همرفتی در طی تابستان بر می گردد زیرا نیمی از بارش کره تابستانه است.

راموس ( Ramus ) 2001 ،  اگرچه روند معنی دار در بارندگی های سالانه منطقه مدیترانه پیدا نکرد،  اما دلوئیس ( Deluis ) و همکاران  ۲۰۰۰ ،  و گنزالس – هیدالگو و همکاران
( Gonzales – Hidalgo )  ۲۰۰۱  ،  نشان دادند که روند بارندگی در ارتباط با تغییرپذیری سالانه بارندگی در مناطق مربوط والنیسا – اسپانیا به طور معنی داری کاهشی است.

با بهره گیری از آزمون های پارامتری و ناپارامتری ،  زو و همکاران ( Zu ) 2003 ،  روند تغییرات بارندگی را در کشور ژاپن بررسی نمودند و چنین نتیجه گیری کردند که مقدار بارندگی متوسط در ژاپن ،  تغییرات ناگهانی زیادی را تجربه کرده است،  در حالیکه هیچ نشانه ای از روند کاهشی و یا افزایشی یکنواخت به چشم نمی خورد. پیکارتا و همکاران ( piccareta )  ۲۰۰۴ ، به این نتیجه رسیدند که مقدار بارندگی سالانه در بسیاری از ایستگاه های باسیلیکا – اسپانیا دارای روند منفی است و مقدار میانگین کاهش بارندگی سالانه در این ایستگاه ها در ۳۰ سال گذشته در حدود ۱۵۶ میلیمتر بوده است.

۲-۱-۲- 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 . ( زینل زاده ،  ۱۳۵۴ ،  ۱۷ ) ،  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. علیجانی ( ۱۳۷۵ )  درتحقیقی دیگر آمار یکصد ساله باران سنجی تهران مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و کاهش روند بارندگی در سالهای اخیر و رگبارهای کمیاب با شدت زیاد و مدت کم مشاهده گردیده است و همچنین ایشان با بررسی در میانگین فصلی و سالیانه دما در چهار ایستگاه ( تهران – تبریز – اصفهان – بوشهر ) در بین سالهای ۱۹۹۳ – ۱۹۵۱ روند افزایشی غالبی در این ایستگاهها وجود ندارد و در فصول سرد روندی وجود ندارد و در نتیجه در انتهای تحقیق وجود نوسانات اقلیمی را در سطح کشور نشان می دهد.

مسعودیان ،  ( ۱۳۷۶ ) به بررسی اثرات گرم ترشدن سیاره بر چرخه آب پرداخته و نشان داده اند که با افزایش دما،  بحران آب منطقه خشک تشدید خواهد شد و انگیزه این مطالعات شناسایی نشانه های  تغییرات اقلیمی در مقیاس  سیاره ای تا محلی و بررسی پیامدهای این تغییرات برای بخش های اقتصادی ،  اجتماعی و سیاسی بوده است.

رستمیان ( ۱۳۷۷ ) تحقیقی بر روی شمال ایران انجام داده ،  با استفاده از دو عنصر دما و بارش از طریق آزمون من کندال  صورت گرفته است که هیچ گونه روندی را مشاهده نکرده است. ولی پدیده کاهش دمای حداکثر و افزایش دمای حداقل در کل سال به جز زمستان مشاهده نموده که این پدیده در انزلی شدیدتر بوده است.

رضیئتی ( ۱۳۷۹ ) در تحقیقی تحت عنوان الگوهای توزیع زمانی و مکانی بارش های کوتاه مدت در استان تهران ،  روش های رتبه بندی ،  احتمالی و استفاده از روابط شدت – مدت فراوانی را مورد مقایسه و ارزیابی قرار داده و به این نتیجه رسیده است که روش رتبه بندی مناسب ترین روش تعیین الگوی توزیع زمانی بارش می باشد.

هدایتی ( ۱۳۸۰) در تحقیقی تحت عنوان برخی مشخصه های آماری بارندگی تهران به این نتیجه رسیده است که وقوع بارشها در طی سالهای ( ۱۹۹۸ – ۱۹۹۴ ) در دهک پنجم قرار گرفته در حالی که در سال ۱۹۹۶ که یکی از سال های این دوره می باشد ،  در دهک نهم بوده است و کمترین دهک مربوط به فصل پائیز و بیشترین دهک مربوط به فصل بهار بوده است.

روشنی ( ۱۳۸۲ ) به بررسی تغییرات اقلیمی سواحل جنوبی دریای خزر با عناصر دما ،  بارش ،  رطوبت ،  ابرناکی از طریق آزمون من کندال  پرداخته است . نتایج بدست آمده در طی سالهای ( ۵۵-۱۹۹۴ ) نشان می دهد که زمان شروع بیشتر تغییرات ناگهانی و تغییرات از هر دو نوع روند و نوسان می باشد و وجود پدیده تغییر اقلیم در این ناحیه کاملاً محرز شناخته شده است.

موحدی ( ۱۳۸۴ ) در تحقیقی با عنوان بررسی تغییرات زمانی – مکانی دما و بارش در حوضه آبریز مارون به این نتیجه رسیده است که بارش حوضه تابعی خطی از تغییرات ارتفاعی است. ضمن اینکه علاوه بر تغییرات مکانی ،  تغییرات زمانی ناشی نیز در بارش های حوضه دیده نشده است بطوریکه ناهنجاریهای بارش به خصوص در فصل پائیز ( و بعد از آن در تابستان و بهار ) نمایان تر شده است. این ناهنجاریها حاصل فعالیت ماهانه های همرفتی و پدیده آنسو می باشد و به دلیل دخالت عوامل مختلف و بعضاً ناشناخته در روند زمانی – مکانی عناصر اقلیمی حوضه نمی تواند از قطعیت مطلق برخوردار باشد.

کاویانی و عساکره ( ۱۳۸۴ ) در تحقیقی تحت عنوان بررسی آماری روند بلند مدت بارش سالانه اصفهان،  به تحلیل رفتار بارش ۱۰۳ ساله اصفهان از روش های خطی پرداخته اند که ضمن تشریح روش ناپارامتری من – کندال  ،  روند غیر خطی نیز مورد توجه قرار گرفته است نتیجه نشان داد که روند خطی ،  سهمی و . . . نیز روند حاصل از آزمون رتبه ای من – کندال  در سطح ۰۵/۰ خطا معنی دار نبوده و بارندگی اصفهان دارای رفتار پایدار بوده و تنها چهار فاز در بارندگی را تجربه نموده است.

 با توجه به تحقیقات بسیار زیادی که در زمینه شناخت نوع و شکل تغییر اقلیم صورت گرفته است و از آن جایی که آزمون قدرتمند ناپارامتریک من – کندال  در تعیین وجود یا عدم وجود در روند و تعیین تغییرات ناگهانی سری ها و زمان آن توانایی بالایی دارد و ضمناً در کشور ما از این روش کمتر در بررسی سری های اقلیمی استفاده شده ،  لازم می آید نتایج کاربری این آزمون در سری های اقلیمی مورد بحث و بررسی قرار گیرد و با نتایج سایر نقاط جهان مقایسه گردد تا جایگاه تحولات اقلیمی کشورمان در جهان مشخص گردد .

لذا با توجه به اینکه تا کنون بررسی روند تغییرات اقلیمی دما و بارش در طی دوره های آماری موجود در خراسان رضوی انجام نشده است نگارنده تصمیم به بررسی و شناخت این تغییرات اقلیمی نموده است.

۲-۲- مبنای نظری تحقیق

برای فهم تغییر اقلیم ابتدا باید خود اقلیم و چگونگی عملکرد آن را فهمید و در واقع جو مولفه مرکزی سامانه پیچیده ،  وابسته و دارای تاثیر متقابل محیط جهانی است که همه حیات بدان بستگی دارد و اقلیم ممکن است بعنوان رفتار دراز مدت این سامانه محیطی تعریف شود. جهت فهم کامل تغییرات در مولفه جوی سامانه اقلیم باید خورشید،  اقیانوسها،  صفحات یخی ،  پوسته زمین و اشکال حیات درک و شناخته شود. بعلاوه ما باید به این مساله که سامانه ای تحت عنوان سامانه اقلیم یا آب و هوا وجود دارد،  اعتراف کنیم و بدانیم که این سامانه شامل جو ( هواکره) ،  هیدروسفر( آب کره )،  لیتوسفر ( سنگ کره ) ،  بیوسفر ( زیست کره ) و کریوسفر ( یخ کره ) می باشد. سامانه اقلیم درگیر انرژی و رطوبتی است که بین پنج لایه یا کره مذکور رخ می دهد. این تبادلات ،  جو یعنی مهمترین مولفه سامانه اقلیم – را به دیگر کره های سامانه پیوند می دهد. بطوریکه تمام کارکردها مانند یک واحد،  با تاثیرات متقابل و بسیار پیچیده مطرح می شوند. تغییرات در سامانه اقلیم بطورمجزا رخ نمی دهند،  بلکه وقتی یک قسمت آن تغییر می کند مولفه های دیگر نیز واکنش نشان می دهند.

هرگونه تغییر در موازنه انرژی بین اجزاء تشکیل دهنده سامانه منجر به واکنش سامانه اقلیمی شده و تغییراتی را که جهت رسیدن به یک نقطه توازن دیگر ادامه خواهد داد. تغییرات طبیعی که در توازن انرژی رخ می دهد را معمولاً « واداشت » می گویند. بطوریکه واداشتهایی که سبب تغییر در موازنه تابش گردیده و ضرورتاً موجب تغییر در تابش خالص می شوند را به عنوان واداشت تابشی می شناسند و واحد اندازه گیری آن  و واحد اندازه گیری آن همانند خود تابش وات بر متر مربع ( WM^-2 ) است. این واداشتها می توانند در مقیاس زمانی و مکانی متفاوت رخ دهند. نمونه خوبی از این تغییرات به خروجی انرژی خورشیدی مربوط است که اغتشاش در موازنه تابش را به دنبال دارد. این در حالی که تغییر در آب و هوا نمی تواند موجب تغییر در خروجی خورشید گردد. از جمله دیگر عوامل بیرونی تغییر در پارامترهای مربوط به فعالیت های زمین می باشند که باعث تغییر در ترکیبات جو و تغییر در پوشش سطحی می شوند. این واداشتها اغلب ناشی از فرآیندهای ژئوفیزیکی هستند. اینها شامل فعالیت های آتشفشانی و هوازدگی ،  تغییر در سطح خشکی ها ،  فعالیت های دراز مدت تکتونیکی همچون کوه زایی ،  جا به جایی قاره ها و انحراف قطبین می باشد. دیگر واداشتها مرتبط به سامانه اقلیم هستند و توسط اقلیم متاثر می شوند. برای مثال افزایش پوشش برف می تواند باعث تغییر اقلیم از طریق افزایش انعکاس تابش خورشیدی شوند. در حالیکه پوشش و میزان برف تابع شرایط آب و هوایی می باشد.

علل درونی تغییر اقلیم با بازخوردها و همینطور اندر کنش های زیاد بین مولفه های سامانه اقلیم مرتبط است این تغییرات و ناهنجاریها با بازخورد بداخل سامانه اقلیم تغییرات بیشتری را سبب
می شوند. تمایز بین وداشتهای بیرونی و درونی تغییر دهنده شرایط اقلیمی همیشه آسان نیست. هر گاه صحبت از تغییر اقلیم به میان می آید ،  مکانیسم های واداشت تابشی بیشتر مورد توجه قرارمی گیرد. چرا که هم عوامل داخلی و هم عوامل خارجی تغییر اقلیم از طریق واداشت تابشی و تغییر در موازنه انرژی عمل می کنند. ( عزیزی ،  ۱۳۸۳ ،  ۱۶-۱۵ )۰

۲-۳- تغییر اقلیم

تغییرا قلیم یک پدیده پیچیده اتمسفری – اقیانوسی جهانی و دراز مدت است. این پدیده متاثر از عواملی چون فعالیت های خورشیدی ،  آتشفشانها ،  اتمسفر ،  اقیانوسها و درصد گازهای گلخانه ای موجود در اتمسفر می باشد که بر یکدیگر متقابلا اثر می گذارند. این تغییرات منجر به دگرگونی در وضع آب و هوا ،  تغییر توزیع زمانی و مکانی بارش و نوع آن ( جامد یا مایع ) ،  جریانات سطحی ،  تبخیر ،  تغذیه سفره آبهای زیرزمینی و کیفیت آب شده و بطور کلی روند جدیدی را در اقلیم جهانی موجب می شود که برخی از موارد مهمتر را توضیح می دهیم.

بین تغییر اقلیم و تغییرپذیری اقلیمی از نظر علمی تفاوت وجود دارد. واژه تغییر پذیری اقلیمی یا نوسانات اقلیمی به تغییرات آب و هوایی حول مقدار متوسط اطلاق می شود. این تغییرات که نسبتاً کوتاه مدت و موضعی می باشند نمایانگر روند گرمایش یا سرمایش نبوده و از سالی به سال دیگر تفاوت نمی کند. تغییر اقلیم یک پدیده پیچیده اتمسفری – اقیانوسی ،  ناشی از افزایش گازهای گلخانه ای بوده که باعث گرم شدن زمین و تغییر رفتارهای هیدرولوژیکی برخی مناطق جهان می گردد . در واقع افزایش بی رویه جمعیت همراه با رشد شهرها و گسترش سیسمتهای ارتباطی ،  صنعت و حمل و نقل ،  منجر به آلودگی هوا شده است. از طرفی در سده اخیر گسترش فعالیت های صنعتی و بالا رفتن مصرف انرژی ،  فشار فزاینده ای را بر لایه های مختلف اتمسفر سبب شده که موضوعات آلودگی هوا ،  بارانهای اسیدی ،  تخریب لایه ازن و تغییرات آب و هوایی اکنون در سراسر جهان مطرح باشد.

تغییرات اقلیم و افزایش احتمالی متوسط درجه حرارت یا گرم شدن جهانی ،  همراه با بالا آمدن سطح آب دریاها تهدید جدی علیه همه کشورهای جهان خواهد بود. یکی از عوامل اصلی گرم شدن جهانی وجود گازهای گلخانه ای است. از بین گازهای مهم گلخانه ای که موجب تغییرات آب و هوایی و گرم شدن کره زمین می شوند،  دی اکسید کربن که عمدتاً در نتیجه استفاده از سوختهای فسیلی در اتمسفر رها می شود در حال حاضر عامل اصلی بیش از ۶۰ درصد افزایش تغییر اقلیم ( افزایش اثر گازهای گلخانه ای ) می باشد و سطح غلظت آن در اتمسفر در هر ۲۰ سال بیش از ۱۰ درصد افزایش می یابد.  برآورد می شود که میزان دی اکسید کربن از PPM 350 به ۴۵۰ در سال ۲۰۳۰ خواهد رسید.( BN , 1991 )  این افزایش تاثیر مهمی در افزایش دمای کره زمین و بالطبع تغییرات حاصل از آن دارد،  که با توجه به میزان انتشار دی اکسید کربن و شناخت اثرات آن می توان نقش این عامل را در آینده اقلیمی کره زمین تخمین زد. ( BN , 1990 ) برخی از گازهای گلخانه ای در اثر نابودی جنگلها و برخی دیگر از جمله متان از بقایای ضایعات و زباله ها،  فاضلابهای شهری و انسانی ،  اسپری و مواد خنک کننده ،  کشت برنج و استفاده از کودهای شیمیایی وارد اتمسفر می شوند . ( طباطبایی ،  ۱۳۸۲ ،  ۱۲ )  از عوامل دیگر ترکیبات جوی که در تغییر اقلیم نقش دارند ،  هواویزه ها می باشند . جمع شدن ذرات خارجی در اتمسفر زمین باعث تغییراتی در میزان انرژی رسیده به سطح زمین می شود که با تاثیر گلخانه ای سبب افزایش دمای هوا می شوند. با تعیین میزان ورود این ذرات و نوع اثر آنها می توان میزان نقش آنها را در تغییر اقلیم مشخص نمود. ازن از گازهای گلخانه ای حاضر در پوش سپهر و ورد سپهر است . تغییر در میزان ازن باعث تغییر در تابش اشعه خورشید و تشعشعات زمینی می شود. با بررسی نوع روند ازن در سطوح مختلف جو می توان نقش آن را در تغییر اقلیم معین و برای آینده پیش بینی نمود. ( BN , 1995 ) گرچه اطلاعات زیادی در دو دهه اخیر در مورد گازهای گلخانه ای بدست آمده اما خیلی چیزها هنوز کاملا روشن نشده است. از جمله اینکه منابع تولید گازهای گلخانه ای غیر از فعالیتهای انسانی ،  چه منابعی هستند ؟ لیکن با توجه به نقش کلیدی کربن در بیشتر گازهای گلخانه ای ،  بطور قطع
فعالیت های انسانی در تداوم و گسترش سیکل کربن در طبیعت بخصوص در فعالیتهای صنعتی و مصرف انرژی برای تولید گازهای گلخانه ای مسلم است. بنابراین سهم کشورهای صنعتی در ایجاد و توسعه گازهای گلخانه ای باید مورد توجه قرار گیرد.

امروزه وقتی صحبت از تغییر اقلیم می شود بیشتر نظرها معطوف به نقش انسان و انجام
فعالیت هایی که موجب این تغییرات می شود ،  می گردد ،  آنچه اکثر محققان به آن معتقدند شروع تغییر اقلیم در کره زمین و گرم تر شدن آن می باشد و اختلاف نظرها عمدتاً حول علت این تغییرات شکل می گیرد . در این فصل سعی در معرفی این علل با توجه به نوع تأثیر آنها بر اقلیم شده است .

۲-۳-۱- علل تغییرات اقلیم