براي زلزله‌هاي بالاي 4 درجه ريشتر از 2005 تا 2013،
2– سازمان ملي هوا–اقيانوس‌شناسي ايالات متحده آمريکا NOAA براي 1045 زلزله معنادار تاريخي و دستگاهي خاورميانه، 3– مرکز بين المللي زمين‌لرزه‌شناسي31 ISC براي زلزله‌هاي بزرگ (بالاي 5 درجه ريشتر) خاورميانه، 4– پژوهشگاه بين المللي زلزله‌شناسي و مهندسي زلزله32 IIEES براي زلزله‌هاي بالاي 3 درجه ريشتر ايران از 1900 تا 2013، 5– مرکز تحقيقات زمين‌لرزه‌شناسي دانشگاه فردوسي مشهد33 UMERC براي زلزله‌هاي بالاي 3 درجه ريشتر ايران از 1920 تا 2013 و 6– داده‌هاي برخط مرکز ژئوفيزيک ايران34 ISCOD براي زلزله‌هاي بالاي 3 درجه ريشتر ايران. داده‌هاي نموداري سري زماني براي متغيرهاي اتمسفري در شبکه‌هاي 1×1 درجه که از محصولات جانبي GISS35 سازمان ملي هوا– فضاي ايالات متحده آمريکا NASA می‌باشند در فرآيند تحت شبکه‌اي به نام Giovanni36 (نسخه شماره 4، 2013) استخراج گرديد. داده‌هاي نقشه‌اي براي پارامترهاي مختلف اقليمي در محدوده خاورميانه (42–22 عرض شمالي و 76–26 طول شرقي) که از محصولات اصلي NCAR37 – NCEP38 سازمان NOAA براي دوره 2013–1948 هستند در فرآيند تحت شبکه ESRL39 استخراج گرديد. در ادامه به فراخور از داده‌هاي ماهواره‌اي خورشيدآهنگ40 و زمين‌آهنگ41 استفاده شد. در تحقيق حاضر داده‌هاي سنجنده MODIS42 از ماهواره‌هاي Terra وAqua براي دوره 2013–2000 از طريق برنامه تحت شبکه LANCE43 سازمان ملي هوا–فضاي ايالات متحده آمريکا NASA دريافت گرديد. داده‌هاي ماهواره‌اي METEOSAT هم از پروژه IODCI44 براي دوره 2013–2002 و از طريق سازمان اروپايي بهره برداري از ماهواره‌هاي هواشناسي EUMETSAT45 دريافت گرديد. به فراخور نياز به اطلاعات اقليمي ايستگاهي خاورميانه نيز از مرجع اصلي داده‌هاي سازمان NOAA و از محصولات CDO46 – NNDC47 استفاده شد که با اطلاعات سازمان هواشناسي ايران IRIMO48 و آمار سايت تاريخ آب‌و‌هوا49 کنترل گرديد. همچنين رويکرد همديد ارزيابي تغييرات داده‌هاي ژئوپتانسيل برگرفته از سايت NOAA هم در سطوح 300 و 500 هکتوپاسکال به انجام رسيد. در اين ارتباط آرشيوي از پديده‌هاي بلاکينگ جمع‌آوري شده براي نيمکره شمالي توسط دانشگاه ميسوري50 ايالات متحده آمريکا هم مورد توجه بوده است. در اين آرشيو همه رخدادهاي بلاکينگ به وقوع پيوسته در عرض 10 تا 70 درجه شرقي مورد استفاده قرار گرفته است.
1–9– جامعه آماري و روش نمونه گيري
محدوده مورد مطالعه تحقيق مطابق با تعريف پهنه‌های زمين‌ساخت سازمان زمين شناسی ايالات متحده شامل محدوده جغرافيايي خاورميانه51 در بين طول 26 تا 76 درجه شرقي و عرض 22 تا 42 درجه شمالي می‌باشد. انطباق مرکز کانوني زلزله‌هاي ثبت شده دستگاهي از سال 1973 تا سال 2013 هم نشان‌دهنده اين است که کشورهاي ترکيه، ايران، پاکستان، افغانستان، تاجيکستان و قرقيزستان محل وقوع بيشترين و بزرگترين زلزله‌هاي بزرگ (بالاتر از 6 درجه ريشتر) در چند دهه گذشته بوده‌اند (USGS, 2013). در اين ميان کشور ايران درست در قلب خاورميانه متأثر از دو قلمرو کوهستاني با روندهاي گسلي و تکتونيکي فعال به نام البرز و زاگرس و چندين منطقه لرزه‌زمين‌ساخت فعال مي‌باشد. به طور متوسط هر 5 سال در ايران هم يک زلزله بزرگ تجربه شده است که بزرگترين آن مربوط به زلزله 8/7 درجه ريشتري شمال سراوان در 16 آوريل 2013 است. البته در پژوهش حاضر همه زلزله‌هاي بالاي 6 درجه ريشتر خاورميانه در طي سال‌هاي 2002 تا 2013 که شامل 39 مورد هستند مدنظر قرار گرفتند. علت محدود شدن کران پايين بازه زماني مذکور به دليل تأسيس بانک داده‌هاي سازمان جهاني NASA از اين تاريخ است که امکان دريافت نقشه‌ها و سري‌هاي زماني متغيرهاي اتمسفري در شبکه‌هاي 1×1 درجه را فراهم کرده است. همچنين بانک داده‌هاي تصاوير MODIS از سازمان NASA و METEOSAT از شبکه EUMETSAT نيز فقط از سال 2002 ميسر شده است. با توجه به اينکه هدف اين تحقيق کشف نتايج جديدي بود لذا داده ها به طور يکپارچه و جامع مورد بررسی قرار گرفتند. منتقدان پيش‌بيني زلزله معتقد هستند که در پيش‌بيني کاربردي بايد اولاً زلزله‌هاي باشدت بزرگ در نظر گرفته شوند ثانياً در مدت زمان کوتاه قبل از زلزله مورد شناسايي قرار گيرند و ثالثاً براي يک شهر و مجتمع سکونتگاهي متمرکز باشند (Evison 2001). با توجه به نکات مهم نهفته دراين نگرش، هدف اين تحقيق استفاده از طبقه‌بندي زلزله‌هاي بزرگ‌تر از 6 درجه ريشتر و تأکيد بر شناسايي پيش‌نشانگرهاي کوتاه‌مدت بوده است. از نظر زماني نيز زلزله‌هاي 1973 تا 2013 مورد استفاده قرار گرفتند که البته بسته به استفاده از داده‌هاي سنجش از دور و با توجه به دسترسي جهاني داده‌ها، زلزله‌هاي 2002 تا 2013 براي تحقيق انتخاب شدند. در ارتباط با ناهنجاري‌هاي اقليمي هم تمامي بلاکينگ‌ها و توفان‌هاي تندري52 همراه با زلزله‌هاي تحريک شده بعدي در بازه زماني مذکور مورد بررسي قرار گرفتند.
1–10– روش تجزيه و تحليل اطلاعات
ابتدا به منظور تدوين تدوين سري زماني به فراخور خروجي‌هايي که لازم بودند، داده‌هاي برخط سايت NOAA و NASA استخراج شد و سپس در نرم افزارهاي آماري همچون Excel تنظيم گرديد تا آماده پردازش‌هاي بعدي باشند.
در ادامه برای تعيين ناهنجاري53 در سري‌هاي زماني NOAA/NCEP از نرم افزار Celementine استفاده شد. لذا براي تعيين ناهنجاري داده‌هاي اتمسفري يک منطقه مشخص 1×1 درجه در خاورميانه در بازه‌هاي زماني مشخص يک ماهه، آستانه مقادير دو برابر انحراف معيار (±2σ) از ميانگين در دوره نرمال 30 ساله (2010–1981) مورد توجه قرار گرفت.
براي تفسير باندهاي داده‌هاي HDF تصاوير سنجنده MODIS از نرم افزار ENVI استفاده شد. براي اين منظور پس از مکان مرجع تصاوير، در مرحله تفسير باندهاي حرارتي 29 و 31 مورد استفاده قرار گرفتند.
براي طبقه‌بندي کمّي بلاکينگ‌ها از روش کار وايدنمن و همکاران (Wiedenmann et al. 2002) استفاده شد که در آن رابطه ساده‌اي که تابع ارتفاع ژئوپتانسيل تراز فشار 500 هکتوپاسکال براي بيشينه محور پر ارتفاع بلاکينگ و ميانگين حداقل محور کم‌ارتفاع طرفين آنها در يک عرض جغرافيايي مشخص است، شاخص بلاکينگ BI پيشنهاد شده است. اين شاخص بين 1 (ضعيف) تا 10 (بسيار قوي) مي‌باشد.
براي تعيين اثر امواج رزباي و شاخص آن بر وقوع جريان‌هاي نصف النهاري و احتمال تشکيل بلاکينگ، بارش و تحريک زمين‌لرزه در عرض‌هاي مياني نيمکره شمالي از گراديان فشار در عرض‌هاي 35 و 55 شمالي استفاده شد.
برای آزمون همبستگي بين ناهنجاري‌هاي اتمسفري و زمين‌لرزه‌هاي به وقوع پيوسته در بازه زماني يک ماه پس از آنها از روش همبستگي تأخيري54 در نرم افزار SPSS استفاده شد.
براي تعيين رابطه رگرسيوني بين متغيرهاي لرزه‌خيزي و ناهنجاري‌هاي اتمسفري در قلمرو مکاني منطقه‌هاي لرزه‌زمين‌ساخت خاورميانه از ضريب همبستگي پيرسون55 در سطح معنادار 95% در نرم افزار SPSS استفاده گرديد. در همين راستا براي تعيين نرمال بودن توزيع آماري داده‌ها از آزمون کولموگروف-اسميرنوف56 در SPSS استفاده شد.
براي پردازش لايه‌هاي اطلاعاتي جغرافيايي مثل مدل‌هاي رقومي ارتفاعي57 (DEM)، پراکندگي کانوني زمين‌لرزه‌ها، خطوط گسلي، سازندهاي زمين‌شناسي، پراکندگي ايستگاه‌هاي اقليمي و … هم از ابزارهاي جانبي نرم افزار ArcGIS استفاده شد. تدوين و ارائه نهايي نتايج پژوهش در نرم افزارهاي Office و Photoshop به انجام رسيد.
1–11– ساختار طرح و فرآيند پژوهش
حجم گسترده مطالعات مباني نظري و سوابق موضوعي تحقيق در بازه زماني 8 ماه به انجام رسيد. ساختار تدوين پايان نامه اصلي و جمع‌بندي آن در بازه زماني حدود 12 ماه صورت گرفت. در شکل (1–1) چارچوب روش‌شناسي تحقيق در قالب يک دياگرام سيستمي و يکپارچه ارائه شده است که به عنوان يک راهنما در طول تحقيق جهت پاسخ به سوال اصلي و آزمون فرضيات تحقيق مورد استفاده قرار گرفت. اين چارچوب شامل چهار سطح با عنوان‌هاي آزمايش و شناخت رابطه بين اقليم و زلزله در خاورميانه، اکتشاف و استقراي پيش‌نشانگرهاي عام اقليمي قبل از زلزله‌هاي بزرگ، استنتاج قياسي يک مدل مفهومي اقليمي در زمينه پيوندهاي ليتوسفري و اتمسفري و اعتبارسنجي مدل مفهومي يادشده به منظور تعميم‌پذيري آن براي پيش‌بيني زلزله‌ها در خاورميانه مورد بحث قرار گرفت.
شکل (1–1): چارچوب روش‌شناسي تحقيق
تهيه کننده: نگارنده، 1393
فصل دوم
ادبيات و پيشينه نظري پژوهش
2–1– مقدمه
در اين بخش از پژوهش، دسته‌بندي و توصيف برخي از مفاهيم و مباني نظري مرتبط با موضوع تحقيق به انجام رسيده است. بدين منظور ابتدا درباره مفهوم زلزله و متغيرهاي مکاني و امواج آن بحث شده است. سپس ادبيات پيش‌بيني زلزله در جهان مورد بررسي قرار گرفته و در همين ارتباط، جديدترين يافته‌هاي موجود پيرامون روابط بين پارامترهاي اقليمي و رخداد زمين‌لرزه‌ها توضيح داده شده است. در اين ميان عمومي ترين تغييرات اقليمي گزارش شده پيش از وقوع زلزله‌ها با عنوان پيش‌نشانگرهاي اقليمي زمين‌لرزه تشريح شده که از مهمترين آنها مي‌توان به پديده گلخانه‌اي، ناهنجاري دمايي، يونيزاسيون هوا، تشکيل ابر، تلاطم هوا، بارش‌هاي ناهنجار و توفان‌هاي تندري اشاره کرد. در نهايت متناسب با روش‌شناسي پژوهش، نقش بلاکينگ اتمسفري در چرخندزايي و بروز ناهنجاري‌هاي اقليمي يادشده پيش از رخداد زمين‌لرزه‌ها، مورد توجه قرار گرفته است.
2–2– زلزله و متغيرهاي آن
2–2–1– تعريف و دسته‌بندي زلزله‌ها
زمين‌لرزه فرآيند تجمع بلند‌مدت انرژي در پوسته زمين و آزاد شدن يک باره و ناگهاني آن در طبيعت است که در زمره مخاطرات کاتاستروفيک با شديدترين و ناگهاني ترين درجات خطر طبيعي طبقه‌بندي مي‌شود (Weiran et al. 2009). علت اصلي رخداد زلزله نيروهاي ناشي از انرژي‌هاي درون زمين است که پس از تجمع، باعث شکسته شدن سنگ‌ها و تکانش‌هاي زمين مي‌گردد. قسمت بزرگي از زمين‌لرزه‌ها خاستگاه تکتونيکي دارند. اين دسته از زلزله‌ها بر اثر ذخيره شدن بيش از اندازه انرژي در بخشي از پوسته ايجاد مي‌شود. افزايش بيش از آستانه تنش، باعث خم شدن و دگرشکلي پوسته، تمرکز تنش‌هاي برجا در توده‌هاي سنگي، گسلش و سرانجام رويداد زمين‌لرزه مي‌گردد. زمين‌لرزه‌هاي بزرگ معمولاً بر اثر گسيختگي‌هاي سطحي که در ارتباط با يک يا چند گسل هستند ايجاد مي‌شوند. دسته ديگري از زلزله‌ها وابسته به فعاليت‌هاي آتشفشاني هستند که معمولاً در حاشيه صفحات تکتونيکي تمرکز دارند. از ديگر عوامل طبيعي که زمين‌لرزه‌هاي کوچک‌تر را باعث مي‌شوند ريزش سقف غارها و معادن، گسيختگي‌ها و جابجايي توده‌ها در دامنه‌ها، بهمن‌ها و برخوردهاي شهاب سنگي است. دسته ديگري از لرزش‌ها که زمين‌لرزه‌هاي القايي58 ناميده مي‌شوند، معمولاً از دخالت و کارکردهاي انساني59 ناشي مي‌شوند. مثلاً در زلزله‌هاي القايي ناشي از مخازن سدها و درياچه‌هاي مصنوعي، تغييراتي در وضعيت تنش پوسته زمين ايجاد مي‌شود و زمين‌لرزه‌هايي به ويژه در محل گسل‌هاي نزديک به آنها روي مي‌دهند. به نظر مي‌رسد در چنين شرايطي علاوه بر وزن مخزن، افزايش تنش فشار منفذي در سنگ‌ها، و افزايش لغزندگي سطح گسل‌ها، واکنش اتساعي پوسته زمين در برابر فشار منجر به وقوع زلزله مي‌شوند. در اين زمينه مي‌توان به بروز زلزله‌هاي القايي بعد از آبگيري مخزن سد سفيدرود و سد لتيان در ايران اشاره کرد (معماريان، 1387: 507–505). همچنين طي نظريات مختلف عوامل ديگري نظير اتمسفر، تغييرات فشار هوا، عوامل نجومي و آب‌هاي زيرزميني به عنوان دلايل ايجاد زلزله مشخص شده‌اند (صادقي، 1382: 25).
2–2–2– متغيرهاي مکاني و امواج زلزله
پراکندگي مکاني زلزله‌ها امري تصادفي نيست. نزديک به دوسوم زلزله‌هاي بزرگ در اطراف اقيانوس آرام قرار دارند که به حلقه آتش60 معروف است. بنابراين بيشتر زلزله‌ها در طول حاشيه تکتونيکي فعال صفحات و پليت‌هاي ليتوسفري اتفاق
