analysis of spatio-temporal variation of atmospheric humidity in iran during 1979-2013

[ ' i n t r o d u c t i o n r n w a t e r v a p o r i s a n e s s e n t i a l c l i m a t e e l e m e n t . t h r o u g h l a t e n t h e a t e x c h a n g e s ' , ' t h e w a t e r v a p o r i s c o n s i d e r e d a s t h e p r i n c i p a l w a y o f e n e r g y t r a n s p o r t t h r o u g h t h e g l o b a l a t m o s p h e r e a n d i t i s a l s o a d o m i n a n t g r e e n h o u s e g a s ( h e l d a n d s o d e n ' , ' 2 0 0 0 ) . o v e r t h e o c e a n s ' , ' w a r m e r s u r f a c e t e m p e r a t u r e s m a y l e a d t o i n c r e a s e d e v a p o r a t i o n a n d ' , ' t h e r e f o r e ' , ' g r e a t e r s p e c i f i c h u m i d i t y ' , ' b u t a n a p p r o x i m a t e l y c o n s t a n t r e l a t i v e h u m i d i t y ( r h ) ; t h e g r e a t e r c o n c e n t r a t i o n o f w a t e r v a p o r w i l l ' , ' i n t u r n ' , ' w a r m t h e s u r f a c e f u r t h e r ' , ' s i n c e w a t e r v a p o r i s a p o t e n t g r e e n h o u s e g a s ( g h g ) ( i p c c ' , ' 2 0 0 7 ; d e s s l e r a n d s h e r w o o d ' , ' 2 0 0 9 ) . a s t e m p e r a t u r e r i s e s ' , ' t h e a t m o s p h e r e ’ s c a p a c i t y t o h o l d w a t e r v a p o r i s a l s o i n c r e a s e d . a s t h e w a t e r v a p o r c a n b e t r a n s p o r t e d v e r t i c a l l y t h r o u g h c o n v e c t i o n a n d s u b s i d e n c e ' , ' a n d h o r i z o n t a l l y b y a t m o s p h e r i c c i r c u l a t i o n ' , ' c h a n g e s i n s u r f a c e a b s o l u t e m o i s t u r e c a n c a u s e c h a n g e s i n m o i s t u r e a l o f t ( m c c a r t h y a n d t o u m i ' , ' 2 0 0 4 ) . t h e c l a u s i u s ' , ' c l a p e y r o n r e l a t i o n r e p r e s e n t s e x p o n e n t i a l i n c r e a s e s i n t h e a t m o s p h e r e ’ s w a t e r h o l d i n g c a p a c i t y w i t h i n c r e a s i n g t a t a p p r o x i m a t e l y 7 % k ' , ' 1 ( m a n a b e a n d w e t h e r a l d ' , ' 1 9 6 7 ; a l l e n a n d i n g r a m ' , ' 2 0 0 2 ; t r e n b e r t h e t a l . ' , ' 2 0 0 5 ) . r n k n o w l e d g e a b o u t c h a n g e s i n w a t e r v a p o r i n t h e u p p e r t r o p o s p h e r e a n d l o w e r s t r a t o s p h e r e i s i m p o r t a n t b e c a u s e i t c a n r e s u l t i n s t r o n g a l t e r a t i o n s i n r a d i a t i v e f o r c i n g ' , ' h y d r o l o g i c a l c y c l e ' , ' p r e c i p i t a t i o n i n t e n s i t y ' , ' h u m a n a c t i v i t i e s a n d b i o s p h e r e . t h e a i m o f t h i s s t u d y i s t o a n a l y z e s p a t i o t e m p o r a l v a r i a t i o n o f a t m o s p h e r i c h u m i d i t y o f i r a n d u r i n g 1 9 7 9 ' , ' 2 0 1 3 . r n x a 0 r n m a t e r i a l a n d m e t h o d s r n i n c o n d u c t i o n o f t h i s s t u d y ' , ' w e h a v e u s e d s p e c i f i c h u m i d i t y a n d r e l a t i v e h u m i d i t y g r i d d e d m o n t h l y d a t a o f e u r o p e a n c e n t r e f o r m e d i u m r a n g e w e a t h e r f o r e c a s t s ( e c m w f ) f r o m 1 / 1 9 7 9 t o 1 2 / 2 0 1 3 . t h e d a t a w i t h s p a t i a l r e s o l u t i o n o f 0 . 1 2 5 d e g r e e h a v e b e e n s e l e c t e d . a c c o r d i n g t o t h e s p a t i a l r e s o l u t i o n o f t h e d a t a ' , ' 9 9 6 5 p i x e l s a r e l o c a t e d i n p o l i t i c a l b o u n d a r y o f i r a n . a n n u a l s p e c i f i c h u m i d i t y a n d r e l a t i v e h u m i d i t y f o r e a c h p i x e l a r e a l s o c a l c u l a t e d . t h e v a r i a t i o n o f i r a n ’ s a i r t e m p e r a t u r e f r o m 1 0 0 0 t o 2 0 0 h p a i s a n a l y z e d . t w o n o n ' , ' p a r a m e t r i c t e s t s o f m a n n ' , ' k e n d a l a n d s e n e s t i m a t o r a r e u s e d t o d e c i d e a b o u t s i g n i f i c a n c e o f t r e n d a n d s l o p e o f t r e n d ' , ' r e s p e c t i v e l y . t h e c o s i n e o f l a t i t u d e i s c o n s i d e r e d a s d a t a w e i g h t t o e s t i m a t e a r e a m e a n a n n u a l s p e c i f i c h u m i d i t y a n d r e l a t i v e h u m i d i t y . t h e f o l l o w i n g e q u a t i o n s a r e a l s o u s e d t o c a l c u l a t e a r e a m e a n a n n u a l s p e c i f i c h u m i d i t y : r n r n r n r n r n x a 0 r n r n r n ( 1 ) r n r n r n r n r n x a 0 r n r n r n ( 2 ) r n x a 0 r n r n r n r n r n w h e r e ' , ' i s w e i g h t e d s p e c i f i c h u m i d i t y ( q ) x a 0 m e a n i n y e a r j ' , ' a n d q i ' , ' j x a 0 i s s p e c i f i c h u m i d i t y m e a n o n p i x e l i i n y e a r j . x a 0 r n x a 0 r n r e s u l t s a n d d i s c u s s i o n r n t h e r e s u l t s o f t h i s s t u d y s h o w t h a t a t m o s p h e r i c h u m i d i t y ( s p e c i f i c h u m i d i t y ) a n d r e l a t i v e h u m i d i t y e x p e r i e n c e d s i g n i f i c a n t t r e n d d u r i n g s t u d y p e r i o d . i n l o w e r t r o p o s p h e r e ' , ' t h e s p e c i f i c h u m i d i t y a n d r e l a t i v e h u m i d i t y t r e n d s a r e n e g a t i v e o v e r m o s t r e g i o n s o f t h e c o u n t r y . i n s p a t i a l v i e w ' , ' t h e h i g h e s t d e c r e a s e i n t h e r a t e i s o b s e r v e d o n t h e a r e a s b e t w e e n 3 4 t o 3 6 n o r t h e r n l a t i t u d e s . d u r i n g t h e s t u d y p e r i o d ' , ' s e m n a n ' , ' s h a h r o d a n d g o r g a n e x p e r i e n c e d t h e h i g h e s t d e c r e a s e i n t h e r a t e o f s p e c i f i c h u m i d i t y a n d r e l a t i v e h u m i d i t y . i n c o n t r a s t t o m o s t r e g i o n s o f t h e c o u n t r y ' , ' p o s i t i v e t r e n d o f s p e c i f i c h u m i d i t y i s o b s e r v e d o v e r c o a s t a l r e g i o n s o f s o u t h e r n s e a s a n d s o u t h w e s t e r n p a r t s o f c a s p i a n s e a . t h e r e l a t i v e h u m i d i t y t r e n d i s n o t s i g n i f i c a n t s t a t i s t i c a l l y o v e r t h e s e r e g i o n s . a c c o r d i n g t o t h e i r a n a r e a m e a n i n 1 0 0 0 a n d 9 2 4 h p a ' , ' t h e d e c r e a s i n g r a t e i n s p e c i f i c h u m i d i t y i s 0 . 0 4 a n d 0 . 0 5 g . k g ' , ' 1 . d e c a d e ' , 1 , ' r e s p e c t i v e l y . t h e a r e a m e a n d e c r e a s e i n r e l a t i v e h u m i d i t y i s a b o u t 1 . 6 1 a n d 1 . 6 2 ' , ' r e s p e c t i v e l y ' , ' i n 1 0 0 0 a n d 9 2 5 h p a . r n x a 0 r n c o n c l u s i o n r n b a s e d o n t h e a v a i l a b l e e v i d e n c e ' , ' s p e c i f i c a n d r e l a t i v e h u m i d i t y i s d e c r e a s e d i n l o w e r t r o p o s p h e r e o v e r i r a n b u t i n m i d d l e a n d u p p e r t r o p o s p h e r e t h e t r e n d i s n o t s i g n i f i c a n t . f r o m 1 9 7 9 t o 1 9 9 8 ' , ' a n a l y s i s o f z o n a l m e a n a n n u a l s p e c i f i c a n d r e l a t i v e h u m i d i t y s h o w p o s i t i v e a n o m a l y w h i l e d u r i n g t h e p e r i o d f r o m 1 9 9 9 t o 2 0 1 3 t h e a n o m a l i e s a r e n e g a t i v e . o v e r t h e o c e a n s ' , ' w a r m e r s u r f a c e t e m p e r a t u r e s w i l l l i k e l y l e a d t o i n c r e a s e d e v a p o r a t i o n a n d ' , ' t h e r e f o r e ' , ' g r e a t e r s p e c i f i c h u m i d i t y ' , ' b u t a n a p p r o x i m a t e l y c o n s t a n t r e l a t i v e h u m i d i t y ( r h ) . h o w e v e r ' , ' o v e r t h e l a n d a r e a t h e i n c r e a s e d t e m p e r a t u r e r e s u l t s i n l e s s h i g h e r h u m i d i t y a n d d e c r e a s e i n r e l a t i v e h u m i d i t y . i n s o m e s m a l l r e g i o n s o f c o u n t r y i n c l u d e c o a s t a l r e g i o n s a n d s o u t h w e s t e r n p a r t s o f c a s p i a n s e a t h e t r e n d o f s p e c i f i c h u m i d i t y i s p o s i t i v e . t h e a c c u m u l a t i o n o f h u m i d i t y i n t h e a t m o s p h e r e o f c o a s t a l r e g i o n s a n d s o u t h w e s t e r n p a r t s o f c a s p i a n s e a w i l l a l t e r t h e r a d i a t i o n b a l a n c e ' , ' b y a n i n c r e a s e i n l o n g ‐ l i v e d g r e e n h o u s e g a s e s . w a t e r v a p o r i s i t s e l f a g r e e n h o u s e g a s . t h i s i n c r e a s e i n h u m i d i t y c a u s e s a d d i t i o n a l w a r m i n g . t h e d e c r e a s i n g t r e n d s i n s p e c i f i c a n d r e l a t i v e h u m i d i t y o v e r i r a n p a r t i c u l a r l y i n l a n d a r e a s a r e f a i r l y c o n s i s t e n t w i t h t h e i n c r e a s e t r e n d s o b s e r v e d i n t h e t r o p o s p h e r e t e m p e r a t u r e . x a 0 t h e r e s u l t s o f a r e a m e a n t e m p e r a t u r e i n 9 l e v e l s s h o w t h a t t e m p e r a t u r e t r e n d i s p o s i t i v e i n l o w e r t r o p o s p h e r e . i n c o n c l u s i o n ' , ' t h e w a r m i n g o b s e r v e d i n i r a n i s g e n e r a l l y a c c o m p a n i e d b y a d e c r e a s e i n t h e m o i s t u r e c o n t e n t o f t h e l o w e r t r o p o s p h e r e d u r i n g 1 9 7 9 – 2 0 1 3 . f u r t h e r w o r k s h o u l d b e c a r r i e d o u t t o i n v e s t i g a t e c o n t r o l s o n s u b t r o p i c a l m o i s t u r e a n d t h e i r p o s s i b l e c o n n e c t i o n s t o t h e p o l e w a r d d i s p l a c e m e n t o f h a d l e y c e l l a n d s u b t r o p i c a l j e t s t r e a m c h a r a c t e r i s t i c s a n d o n r e g i o n a l p r e c i p i t a t i o n a n d / o r c l o u d c h a n g e s . 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