انجمن ملی ژئوفیزیک ایرانمجله ژئوفیزیک ایران2008-033613220190823Projected changes in winter-time storm trcaks over Atlantic-Mediterranian-Southwest Asia using the MPI-ESM-LR model for RCP8.5 scenario in CMIP5بررسی تغییرات اقلیمیِ مسیرهای توفان زمستان در اطلس، مدیترانه و جنوبغرب آسیا با مدل MPI-ESM-LR تحت سناریوی RCP8.5 در پروژه CMIP511887529FAشاهین عالم زادهدانشجوی دکتری هواشناسی، گروه فیزیک فضا، موسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایرانفرهنگ احمدی گیویدانشیار، گروه فیزیک فضا، موسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران0000-0002-9487-4862علیرضا محب الحجهاستاد، گروه فیزیک فضا، موسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران0000-0002-5906-8486محمدعلی نصراصفهانیاستادیار گروه مهندسی آب، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران0000-0001-6249-3355Journal Article20180114In this study, the “MPI-ESM-LR” model output from phase 5 of the Coupled Model Intercomparison Project (CMIP5) is used to assess the response of the North Atlantic (NA) and Mediterranian storm tracks to climate change. Historical scenario is used for the past and RCP8.5 scenario is used as the projection for the future period. The conservation of wave activity is used as a diagnostic tool to investigate the eddy activity dynamics. A pair of large centers of divergence-convergence for the horizontal wave activity flux (wave packet) in the NA region forms the signatures of the NA storm track. The NA storm track has a double-branch structure consisting of northern and southern branches. The Mediterranian storm track is identified by a pair of positive/negative centers of wave activity flux in the west/east of the Mediterranian sea. The convergence area extends from the eastern Mediterranian and north-eastern Africa to the Middle-east and western and south-western parts of Iran. <br /> The dynamical analysis of the MPI-ESM-LR results shows that the response of the upper-tropospheirc wave activity, propagation and breaking in the northern and southern branches of the NA storm track to global warming, determines the changes of eddy activity in the northern and southern latitudes in its downstream sectors from Europe to Siberia and from Mediterranean Sea to Southwest Asia, respectively. In winter, intensity and number of wave packets decrease in both northern latitudes from the northern branch of the NA storm track to the Scandinavia and Siberia and southern latitudes in the southern branch of the NA storm track, the Mediterranian storm track and the Northern Africa region, while the central branch of wave activity in the middle and eastern NA and its downstream wave packets in the central Europe–Black Sea–Caspian Sea turns out to be the dominant path for the storm activity in the future. Moreover, the eastward flux of wave activity decreases in both the northern and southern latitudes, while it gets stronger in middle latitudes. These results indicate that the double-branch structure of the storm track in the NA and its downstream region in Europe and west Asia will turn to a single-branch pattern at the end of 21<sup>st</sup> century. Furthermore, the wave breaking and wave packets maxima associated with both the NA and Mediterranian storm tracks and the central branch of wave activity in the Europe–Black Sea will also undergo an eastward shift. Corresponding to that, the tongue of high values of wave activity in the central Mediterranean will also move to the eastern Mediterranian and the tongue of low values of wave activity in the middle-east will disappear. This leads to a considerable increase in penetration of both the Mediterranian and Black Sea wave packets and wave activity to Iran which may result in higher synoptic wave activity in this country in a warming climate.در این پژوهش، اثر گرمایش زمین بر مسیرهای توفان اطلس و مدیترانه در فصل زمستان براساس دادههای خروجی مدل ماکسپلانک در شبیهسازیهای مرحله پنجم از "پروژه مقایسه متقابل مدل جفتشده" موسوم به CMIP5 بررسی میشود. سناریوی تاریخی (historical) برای دوره گذشته و سناریوی RCP8.5 برای دوره آینده بهکار رفته است. برای تحلیل مسیر توفان یا فعالیت پیچکی، از پایستاری فعالیت موج استفاده شده است.<br /> بررسی دینامیکی نتایج نشان میدهد که در ترازهای بالای وردسپهر، نحوه تغییرات شدت فعالیت موج و الگوی انتشار و شکست موج در شاخههای شمالی و جنوبی مسیر توفان اطلس، تعیینکننده چگونگی تغییرات فعالیت موج بهترتیب در عرضهای شمالی و جنوبی قطاعهای جریانسوی خود از اروپا تا سیبری و آسیای میانه و از مدیترانه تا جنوبغرب آسیا است. در فصل زمستان، از غرب اطلس تا آسیای میانه، نواحی بیشینه زوجهای واگرایی- همگرایی شار فعالیت موج یا بستهموجها در عرض های شمالی از شاخه شمالی مسیر توفان اطلس تا اسکاندیناوی و سیبری و در عرضهای جنوبی از شاخه جنوبی مسیر توفان اطلس تا مسیر توفان مدیترانه و شمال آفریقا تضعیف و در شاخه مرکزی در مرکز اروپا - دریای سیاه - دریای خزر متمرکز میشوند. سازگار با این موضوع، شار شرقسوی فعالیت موج نیز در عرضهای شمالی و جنوبی تضعیف و در عرضهای میانی تقویت میشود. این نتایج به معنای تبدیل ساختار دوشاخه مسیر توفان به ساختار تکشاخه مرکزی است. به علاوه، بیشینه شکست واچرخندی موج و بستهموجهای مربوط به هر دو مسیر توفان اطلس و مدیترانه و همچنین بستهموج شاخه مرکزی اروپا - دریای سیاه به سمت شرق جابهجا میشوند. این امر سبب افزایش نفوذ بستهموجِ هر دو شاخه مدیترانه و دریای سیاه به ایران شده است که نتیجهای امیدوارکننده از نظر اثر بر انتقال فعالیت سامانه های همدیدی به ایران تلقی میشود.https://www.ijgeophysics.ir/article_87529_1b6e68340e6d04079d77cf17110bffff.pdfانجمن ملی ژئوفیزیک ایرانمجله ژئوفیزیک ایران2008-033613220190823Evaluation of three-dimensional variational assimilation on reducing the sensitivity of Tropical Cyclone GONU simulation to selective domainsارزیابی دادهگواری وردشی سهبعدی در کاهش حساسیت شبیهسازی طوفان حارهای گونو به محدودههای انتخابی193589848FAمهریار علی محمدیدانشجوی دکتری، دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس ، ایرانحسین ملکوتیمربی، دانشگاه علوم دریایی امام خمینی نوشهر، نوشهر، ایرانمریم راهبانیدانشیار دانشکده علوم وفنون دریایی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایرانمجید آزادیدانشیار مرکز تحقیقاتی علوم جوی، پژوهشکده هواشناسی، سازمان هواشناسی، تهران، ایرانJournal Article20190131The dependence of numerical models on the selected domain, in turn, affects the accuracy of prediction and simulation of Tropical Cyclones (TCs) and is considered as a very serious challenge. In the first part of this study, the WRF model was used to determine the sensitivity of the track and intensity of TC GONU to a selective domain. In the second part, the performance of assimilation 3D in order to reduce the dependence of the sensitivity of the TC Gonu simulation to the selective domains was evaluated. The Gonu was the strongest TC occurred over the Arabian Sea. The peak intensity of TC Gonu was estimated 140 knots and 130 knots by Joint Typhoon Warning Center (JTWC) and India Meteorology Department (IMD), respectively. Four domains were separately selected. All of the simulations in this study were initialized at 00 UTC of 2 June for six days. In all simulations, authors used the data from NCEP global final analysis (FNL) on a 1.0°×1.0° grid to provide initial and boundary conditions. Despite the little difference in selective domains, the results in the first section showed the simulated tracks differed compared with each other, considerably. For performing simulations in the second part, the QSCAT, BUOY, METAR, SHIPS, SONDE, and SYNOP data to number 2064, 30, 63, 18, 37, and 208, were used, respectively. The results in the second part showed that assimilation of the satellite and synoptic data at the time of the start of the model, lead to improving quality of the first guess data. Therefore, the accuracy of the simulated tracks in all selected domains was enhanced and reduced the sensitivity of TC Gonu simulation to the selected domain. Regardless of the great difference in simulated tracks, especially in the case of no use of assimilation, which in turn influences the intensification of the TC, in all of the simulations, the simulated intensity during the intensity peak of the TC is higher compared with the IMD reference data and is less compared with JTWC reference data. Since during the simulations, the sea-surface temperature has been used constantly and on the other hand, the exact values of sea-surface temperature have a significant impact on the intensity of the TC simulation, the WRF model coupled with an ocean model for accurate determination of sea-surface temperature during simulation can improve the accuracy of the results of this study. There is, of course, another way to improve the quality of the results, when results depend on the selective domains. For every domain, one simulation is performed and the average of the simulations is considered (ensemble forecast). The high amount of time spent in this method is considered as serious trouble. It should be noted that in regional models, the sensitivity of simulations to the selected domains is also highly dependent on the boundary conditions, which should be considered.وابستگی مدلهای عددی به محدوده انتخابی، بر دقت نتایج پیشبینی و شبیهسازی طوفانهای حارهای مؤثر است. در بخش اول این مطالعه، با استفاده از مدل WRF، حساسیت شبیهسازی مسیر و شدت طوفان حارهای گونو به محدودههای انتخابی تعیین و در بخش دوم، عملکرد دادهگواری وردشی سهبعدی در کاهش وابستگی حساسیت شبیهسازی این طوفان به محدودههای انتخابی ارزیابی میشود. نتایج در بخش اول نشان میدهد که علیرغم تفاوت کم در انتخاب محدودههای انتخابی، مسیرهای شبیه سازیشده اختلاف زیادی با هم دارند. نتایج در بخش دوم حاکیست که با استفاده از دادهگواری دادههای ماهوارهای و همدیدی موجود در زمان شروع مدل، کیفیت دادههای حدس اولیه به اندازه زیادی ارتقاء پیدا کرده است؛ از اینرو، دقت مسیرهای شبیهسازیشده در همه محدودههای انتخابی ارتقاء پیدا میکند و باعث کاهش حساسیت شبیهسازی طوفان حارهای گونو به محدوده انتخابی میشود. صرف نظر از اختلاف زیاد در مسیرهای شبیهسازی شده (به ویژه در حالت بدون استفاده از دادهگواری) که بهنوبه خود بر شدت طوفان پیشبینیشده تأثیرگذار است، در همه شبیه سازیهای انجامشده، شدت طوفان در زمان اوج آن در مقایسه با دادههای مرجع سازمان هواشناسی هند (IMD)، بیشتر و در مقایسه با دادههای مرجع مرکز مشترک هشدار طوفان (JTWC)، کمتر پیشبینی شد. از آنجاکه دمای سطح دریا تأثیر زیادی بر شدت شبیهسازی طوفان دارد، مدل WRF جفتشده با یک مدل اقیانوسی، جهت تعیین دقیق دمای سطح دریا در طول مدت شبیهسازی میتواند بر دقت نتایج این مطالعه به ویژه شدت طوفان بیفزاید.https://www.ijgeophysics.ir/article_89848_9ae9c3841244f14ced8baa5f5adaf1dd.pdfانجمن ملی ژئوفیزیک ایرانمجله ژئوفیزیک ایران2008-033613220190823Numerical solution of two-dimensional advection equation in spherical geometry using the fourth-order compact MacCormack scheme on a Yin-Yang gridحل عددی معادله فرارفت دوبعدی در هندسه کروی روی یک شبکه یین- یَنگ با استفاده از روش مککورمک فشرده مرتبه چهارم365092594FAرسول میرزائی شیریدانشجوی دکترای هواشناسی، گروه فیزیک فضا، موسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایرانسرمد قادردانشیار، گروه فیزیک فضا، موسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران0000-0001-9666-5493علیرضا محب الحجهاستاد، گروه فیزیک فضا، موسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران0000-0002-5906-8486Journal Article20190121Due to the approximately spherical nature of the atmosphere, oceans and other layers of the Earth and the complex nature of atmospheric and oceanic flows, numerical solution of their governing equations requires using an appropriate coordinate on the spherical geometry. All spherical grids defined for the spherical surface or shell, generally have their own advantages and disadvantages. In general, it can be said that there is no spherical grid which has all the following characteristics: <br />1- The grid is orthogonal; <br />2- There is no singularity; <br />3- There is no grid convergence problem; and defined over entire spherical surface. <br />Thus, we have to discard one of these incompatible conditions. An overset grid is a type of grid that divides a spherical surface into subregions. Yin–Yang grid belongs to the family of overset grids. This coordinate is composed of two grid components named Yin and Yang with partial overlapping at their boundaries. Some of the advantages of the Yin–Yang grids are as follows: <br />1- Yin and Yang grid components are both orthogonal and based on the conventional latitude–longitude grid; <br />2- The singular points are absent; <br />3- The metric factors of the both grid components are analytically known; <br />4- The grid lengths are uniform approximately; <br />5- It requires less grid points than the conventional latitude–longitude grid; and <br />6- We can adapt the available latitude–longitude discretization and codes for the use with the Yin–Yang grids. <br />In addition, we have to use interpolation for setting boundary conditions for the two grid components. The interpolation scheme that has been used in this study is bilinear. <br />In this research, a type of the Yin–Yang grid called the rectangular (basic) is applied to solve the two-dimensional advection equation for a well-known test case using the fourth-order compact MacCormack scheme. Furthere, the fourth-order Runge–Kutta method is used for time stepping. Results show that using the Yin–Ying grids to solve the advection equation is highly effective in reducing the computational cost compared to the conventional latitude–longitude grid, however the use of rectangular Yin–Yang grid entails a lower accuracy than the conventional latitude–longitude grid. <br />In this numerical test, global errors are computed using the absolute-value, Euclidean and maximum norms. By calculating the errors using these norms, there is an order of magnitude increase in the errors in rectangular Yin-Yang grid compared to the conventional latitude–longitude grid. This increase in error can come from the inevitable interpolation process involved in the Yin-Yang grid.با توجه به هندسه تقریباً کروی جو و اقیانوس، حل عددی معادلات حاکم بر این لایهها نیازمند استفاده از یک شبکه کروی مناسب است. شبکه یین- یَنگ یکی از انواع شبکههای همپوشان است. این شبکه ترکیبی از دو شبکه به نامهای یین و یَنگ، با یک همپوشانی مختصر است که هر دو، شبکههایی متعامد بر پایه شبکه متداول طول و عرض جغرافیایی هستند. هیچ نقطه تکینهای روی این شبکه وجود ندارد و فاصلهبندی شبکهای آن شبهیکنواخت است. در نقاط مرزی هر دو مؤلفه شبکهای آن به استفاده از روشهای درونیابی نیاز است.<br /> در این پژوهش، معادله فرارفت دوبعدی در یک آزمون موردی استاندارد شناختهشده با استفاده از روش مککورمک فشرده مرتبه چهارم با پیمایش زمانی رونگِ- کوتای مرتبه چهارم روی یک شبکه یین- یَنگ بهطور عددی حل شده است. برای ایجاد امکان مقایسه نحوه عملکرد الگوریتم توسعهدادهشده روی شبکه یین- یَنگ، این الگوریتم روی شبکه کروی استاندارد بر پایه طول و عرض جغرافیایی نیز پیادهسازی شده است. نتایج نشان میدهند که استفاده از روشهای مککورمک فشرده مرتبه چهارم برای حل معادله فرارفت دوبعدی در هندسه کروی روی شبکه یین- یَنگ، در کاهش هزینه محاسباتی بسیار مؤثر بوده است، اما با محاسبه خطا با استفاده از نُرمهای قدرمطلق، مربع و بینهایت، افزایش خطا در حدود یک مرتبه بزرگی نسبت به حل عددی این معادله با همین روش روی شبکه بر پایه طول و عرض جغرافیایی مشاهده میشود که این خطا میتواند بهدلیل استفاده از درونیابی در محاسبات باشد. بههرحال، دقت این روش روی این شبکه قابل قبول است و نتایج کیفی این حل عددی نیز این موضوع را تأیید میکنند.https://www.ijgeophysics.ir/article_92594_68c4c19890b8cc523c7badaf64d8c83e.pdfانجمن ملی ژئوفیزیک ایرانمجله ژئوفیزیک ایران2008-033613220190823Impacts of NAO on the meteorological conditions of air quality in Tehran during 2006-2017بررسی اثرهای نوسان اطلس شمالی بر شرایط هواشناختی کیفیت هوای شهر تهران در دوره 2006 تا 2017517296510FAالهام مومن زادهدانشجوی کارشناسی ارشد هواشناسی، گروه فیزیک فضا، موسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایرانفرهنگ احمدی گیویدانشیار، گروه فیزیک فضا، موسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران0000-0002-9487-4862سمانه ثابت قدماستادیار، گروه فیزیک فضا، موسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران0000-0001-8396-0725Journal Article20190730In this research, the possible effects of NAO, on Tehran air quality during 2007-2016 were investigated. First, the daily indices of air quality of Tehran in the autumn and winter seasons for the study period were applied to identify polluted and unpolluted periods. The 1th ,5th and 9th deciles of the air quality indices were chosen as the indicator for good, middle and bad air qualities. Based on these indices, five polluted and eight unpolluted periods were identified. Then, the daily indices of NAO and air quality of Tehran were used to calculate the Pearson correlation coefficients and discuss the relationships between air quality and the NAO indices. In this regard, we attempted to find out the optimum time lag for each case by examining different times that there was maximum correlation between air quality index and the NAO indices. For dynamical study, the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) (ERA- Interim) reanalysis data set including mean sea level pressure, wind, temperature, geopotential height, and specific humidity in a time period from 1979 to 2017 were used. The horizontal resolution of the initial data is 0.75°×0.75° in longitudinal and latitudinal directions prepared operationally every six hours at 60 levels. <br /> The statistical analysis of the NAO indices shows that in the polluted periods, the positive phase of NAO is dominant, while there is no significant statistical difference between the positive and negative phases of NAO in the unpolluted periods. In general, the unpolluted periods (five cases) are associated mostly with the negative phase of NAO. Because of this limitation, we decided to analyze the synoptic-dynamic situations of all cases using the anomaly maps of the quantities relative to their long means. Thus, it is possible to improve the reliability of the results concerning the the effects of NAO on air quality in Tehran. <br /> Synoptic-dynamic analysis of the cases with the highest correlation between Tehran air quality index and NAO daily indices indicates that in the positive phase of NAO, there was advection of warm and humid air to the study area, while the Middle East region had a cold and dry conditions. On the other hand, when NAO was in the negative phase, advection of moist and colder air from the Atlantic Ocean toward the east occurred, thereby existing better air quality in the region. Besides, when polluted air period coincided with the negative phase of NAO, in contrast to the normal situation, the deviation of the Siberian high-pressure axis into the meridian and adhering to the Azores high-pressure created a barrier against the westerly winds causing their meridional deviations. In the unpolluted air periods associated with the positive phase of NAO, in contrast to the normal situation, the positioning of the Atlantic high-pressure at higher latitudes, with respect to the mean state, and joining with the Siberian high-pressure make them act as a barrier in the middle latitudes, thereby existing zonal winds in the study area.در مقاله حاضر، اثرهای احتمالی نوسان اطلس شمالی (NAO) بر کیفیت هوای شهر تهران بررسی شده است. به این منظور، ابتدا با استفاده از شاخص روزانه NAO و شاخص کیفیت هوای مربوط به دورههای با هوای آلوده و سالم از سال 2007 تا 2016، تأخیر زمانی تأثیر این دورپیوند در هر دوره بهدست آمده است. سپس برای بررسی موردی شرایط همدیدی و دینامیکی، دادههای روزانه ERA-interim مربوط به ECMWF در بازه زمانی 1979 تا 2017 بهکار رفته است.<br /> بررسی ارتباط بین شاخص روزانه NAO و شاخص کیفیت هوای شهر تهران با محاسبه ضریب همبستگی بیانگر آن است که در دورههای هوای آلوده، بهطور نسبی فاز مثبت NAO و در دورههای هوای سالم فاز منفی غالب است. نتایج بررسیهای موردی در شرایطی که بیشترین همبستگی بین شاخص کیفیت هوای تهران و شاخص روزانه NAO وجود دارد، نشان میدهد در مواردی که فاز NAO مثبت است، با انحراف جریانهای جوی به سمت شمال اروپا، فرارفت هوای گرم و مرطوب به این منطقه رخ میدهد، حال آنکه خاورمیانه شرایط سرد و خشک همراه با حرکتهای نزولی دارد که میتواند باعث وارونگی دما و انباشت آلایندهها در این منطقه شود. از سوی دیگر، زمانی که فاز NAO منفی است، مداری و قویتر شدن جریانها که با انتقال رطوبت و دمای کمتر از اقیانوس اطلس به سمت شرق همراه است، به بهبود کیفیت هوا کمک میکند.<br /> از دیگر نتایج پژوهش حاضر این است که مکان استقرار کمفشار ایسلند و پرفشار آزورز روی اقیانوس اطلس، جهت محور آنها و مشارکت با پدیدههای دیگر بهخصوص پرفشار سیبری، تأثیر مستقیم بر مسیر جریانهای جوی، ایجاد پشتهها و ناوهها و همچنین مکان قرارگیری جتهای جنبحارهای و جنبقطبی دارند و بهصورت غیرمستقیم بر کیفیت هوا اثر میگذارند.https://www.ijgeophysics.ir/article_96510_bb9533f43b8200b2c127dc1f47f5d336.pdfانجمن ملی ژئوفیزیک ایرانمجله ژئوفیزیک ایران2008-033613220190823The Tempo-Spatial Variations of Outgoing Longwave Radiation (OLR) in Iran (1988-2017)تغییرات زمانی و مکانی تابش زمینتاب ایران(دوره آماری 1396- 1367)738596509FAامید رضا کفایت مطلقدانشجوی دکتری، آبوهواشناسی، گروه جغرافیای طبیعی، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایرانمحمود خسرویاستاد آبوهواشناسی، گروه جغرافیای طبیعی، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایرانسیدابوالفضل مسعودیاناستاد آبوهواشناسی، گروه جغرافیای طبیعی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایرانمحمد صادق کیانی کیخسرویپژوهشگر پسادکتری، آبوهواشناسی، گروه جغرافیای طبیعی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایرانمحسن حمیدیان پوراستادیار، آبوهواشناسی، گروه جغرافیای طبیعی، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران0000-0001-7389-172XJournal Article20181111All objects whose temperature exceeds absolute zero (-273°C) can emit energy. The amount of energy emitted from the objects depends on their temperature and can be measured according to Stephan-Boltzmann's law. The maximum emission of this energy is at a certain wavelength defined by Planck's law. Regarding the surface temperature of the sun, it emits maximum energy at a wavelength of 0.48 microns, in the middle of visible waves, while the Earth emits its maximum energy at 10 microns (infrared) wavelengths. This radiation which starts from 3 microns and continues to 100 microns (infrared), is known as Outgoing Long Radiation (OLR). Measuring this radiation is very important for understanding the energy balance and the temperature of the Earth. Because of the difficulties in measuring this radiation, the use of remote sensing data can effectively help in understanding the tempo-spatial variations of OLR. The purpose of this study is to estimate the seasonal trend of Iran’s outgoing longwave radiation by using National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) satellites. In this study, the daily mean outgoing longwave radiation data for the period 1988/3/21 to 2018/3/20, with 1° spatial coverage, was extracted on a global scale from the United States Climate Data Record (CDR) database. Then, based on nearly 700 million pixels, the seasonal mean of Iran’s outgoing longwave radiation was calculated for each year, and a time-space matrix was obtained with dimensions of 154*30, for each season. The rows of the matrix are locations (pixels) and the columns are the time (season). For each season of the year, the non-parametric test of Mann-Kendall was calculated at a confidence level of %90 for each individual pixel. The results showed that there was no negative trend in different seasons in Iran, and only in winter, Iran's territory has an extensive positive trend. Hence, the outgoing longwave radiation does not show trends in other seasons of the year. The positive trend of the outgoing longwave radiation during winter is due to cloudiness and snow in most of Iran. Also, in this study, the long-term mean outgoing longwave radiation pattern of Iran was calculated for each season, separately. Findings of the long-term mean of the seasons showed that outgoing longwave radiation depends on latitude and topography of the earth. So, the highest outgoing longwave radiation is seen in low and flat latitudes (especially in summer) and the lowest one is seen in high and uneven latitudes(especially in winter).همه اشیایی که دمای آنها بالای صفر مطلق (273- درجه سلسیوس) است از خود انرژی ساطع میکنند. مقدار انرژی ساطعشده از جسم به دمای آن بستگی دارد و بر پایه قانون استفان بولتزمن میتوان آن را اندازهگیری کرد. بیشینه انتشار این انرژی در طولموج معینی است که قانون پلانک آن را مشخص میکند. با توجه به دمای سطحی، خورشید بیشینه انرژی خود را در طولموج 48/0 میکرون یعنی در میانه امواج مرئی ساطع میکند درحالیکه زمین بیشینه انرژی خود را در طولموج 10 میکرون ساطع میکند. این تابش که از 3 میکرون آغاز و تا 100 میکرون (فروسرخ) ادامه دارد، به نام تابش زمینتاب (Outgoing Longwave Radiation) شناخته شده است. اندازهگیری تابش زمینتاب برای شناخت توازن انرژی و فرایندهای دمایی زمین بسیار بااهمیت است. با توجه بهدشواری اندازهگیری این تابش، بهکارگیری دادههای سنجشازدور میتواند در شناخت تغییرات زمانی و مکانی آن کمک مؤثری کند؛ ازاینرو، هدف از پژوهش کنونی، بررسی تغییرات زمانی و مکانی تابش زمینتاب ایران به کمک دادههای مرکز ملی هوا و اقیانوسشناسی ایالاتمتحده آمریکا (NOAA) است. در این پژوهش، نخست دادههای میانگین روزانه تابشِ زمینتاب در بازه زمانی 1/1/1367 تا 29/12/1396 خورشیدی به مدت 10957 روز با تفکیک مکانی یک درجه قوسی از پایگاه ثبت دادههای آب و هوایی برداشت شد. بر مبنای نزدیک به 700 میلیون یاخته، میانگین فصلی تابش زمینتاب ایران در هرسال محاسبه شد و برای هر فصل، یک آرایه مکان- زمان در ابعاد 30×154 به دست آمد که سطرهای آن، مکان (یاختهها) و ستونها، زمان (فصل) را نشان میدهد. سپس برای هر فصل از سال، آزمون ناپارامتری من- کندال در سطح اطمینان 90 درصد برای هر یاخته جداگانه محاسبه شد. یافتهها نشان داد که در فصول مختلف سال در ایران روند منفی مشاهده نمیشود و تنها در فصل زمستان گستره زیادی از ایران روند مثبت دارد؛ بنابراین، تابش زمینتاب در دیگر فصول سال روندی را نشان نمیدهد. روند مثبت تابش زمینتاب در فصل زمستان به دلیل کاهش ابرناکی و برف در طول دوره موردمطالعه است. همچنین در این پژوهش، میانگین بلندمدت فصلی تابش زمینتاب ایرانزمین نیز رسم شد. یافتههای بلندمدت فصلی نشان داد که تابش زمینتاب، گذشته از عرض جغرافیایی، از پیکربندی زمین نیز پیروی میکند بهطوریکه بیشترین تابش زمینتاب در عرضهای پایین و هموار (بهویژه فصل تابستان) و کمترین آن، در عرضهای بالا و ناهموار (بهویژه فصل زمستان) دیده میشود.https://www.ijgeophysics.ir/article_96509_5031726044be527b148a14ac4fde9424.pdfانجمن ملی ژئوفیزیک ایرانمجله ژئوفیزیک ایران2008-033613220190823A Novel Algorithm for Wind Forecasting Based on Hidden Markov Modelارائه الگوریتم جدید برای پیشبینی سرعت باد مبتنی بر مدل پنهان مارکوف8610696962FAغلامرضا لطیف شبگاهیاستادیار دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایراننوید چینی فروشدانشجوی دکتری دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایرانمجید آزادیدانشیار پژوهشکده هواشناسی، تهران، ایرانJournal Article20190302Meteorological time series are used as important input for risk forecasting and related warning systems. Wind is one of the most important atmospheric parameters because of its extensive effects in many industries and fields of human life. Many researches have been carried out to improve forecasting of the wind with the aim of improving output of wind farms, issuing warning for public, detection of wind shear and turbulence in the airports and so on. Generally, there are two main groups of meteorological forecasting methods, one is based on physical relation of atmospheric parameters, and the other is based on historical data. For a long time, time series of wind have been used for forecasting the wind speed. ARMA (Auto-Regressive Moving Average) and Markov model are two important groups of time series analyzing methods. In this paper, the capability of HMM (Hidden Markov Model) is described and used for identification and classification of wind time series. Based on theoretical concept of HMM, a proper method is proposed, and utilized for simulation with real data. The proposed method is based on constructing a multinomial–HMM on wind direction time series. The whole range of possible wind direction (360 degrees) is divided into 16 groups and then categorized to different regimes. Wind forecasting is then carried out based on these separated categories. Temporal stationary test which is well known for Markov chain, is extended for the proposed method and used for its efficiency evaluation. Efficiency of the proposed model is investigated by using real data of IKIA (Imam Khomeini International Airport). A part of the collected data including wind speed and direction is used for constructing of the proposed model and another part is used for its evaluation. The achieved results show that there is improvement in temporal stationary for HMM vs simple Markov model, in 70 to 80 percent of cases. History of the observations in IKIA shows that there are two major wind directions in the area which are related to the local condition: from mountain to the desert in the day times from north-west and from the opposite direction at nights. These are the only important directions in the area in summer when there are no important meteorological phenomena, while in winter one major direction would be added from south-west because of the large scale meteorological systems. Increasing the number of regimes has also significant improvement in temporal stationary in winter times, while there is no important improvement in summer times. This has a good harmony with long term recorded data.در این مقاله ضمن ارائه مبانی نظری مدل پنهان مارکوف، ساختار مناسب آن برای مدلسازیِ سری زمانی باد پیشنهاد و اجرا شده است. مدل پیشنهادی در شناسایی رژیمهای حاکم در سریهای زمانی باد سطح زمین در فرودگاه امام خمینی آزمایش و برای اجرای آن از داده جمعآوریشده طی چهار سال متوالی استفاده شده است. ضمن ارائه آزمون ایستاییِ زمانی برای مدل مارکوف مرتبه اول، این آزمون برای مدل پنهان مارکوف توسعه داده شده است و نتایج آزمون ایستایی دو روش مقایسه شدهاند. نتایج نشان میدهد که آزمون ایستایی زمانی روی داده سرعت باد در مدل پیشنهادی نسبت به مدل مارکوف مرتبه اول در 70 تا 85 درصد موارد بهبود یافته است که این افزایش ایستایی زمانی به معنی بهدستآوردن دقتِ بیشتر در پیشبینی سرعت باد با استفاده از مدل پنهان مارکوف است. اثر تغییر تعداد رژیمها از دو به سه و چهار، در ماههای مختلف سال بررسی و نتایج آن با نتایج اجرای مدل مارکوف مرتبه اول مقایسه شده است. نتایج نشان از این دارد که با تشخیص و تفکیک رژیم با مدل پیشنهادی، در پیشبینی ارائهشده پراکندگی احتمالات کمتر میشود. درنهایت، با بهدستآوردن پیشبینی سرعت باد با روش پیشنهادی و همچنین روش مارکوف مرتبه اول و مقایسه با مقادیر واقعی ثبتشده و محاسبه ریشه مجموع مربعات خطا برای هر دو روش، نشان داده شده است که روش پیشنهادی نتایج بهتری تولید میکند.https://www.ijgeophysics.ir/article_96962_e1f501bf28072171c34dcc9f45c72cf6.pdf