نشریه نیوار
پیاپی 92-93 (بهار و تابستان 1395)

پدیده گرد و غبار حاصل از توفان های گردو خاک در سالیان اخیر بعلت تکرار و تشدید آنها در کشورهای همسایه به یک پدیده زیانبخش تقریبا دائمی برای کشور ایران مخصوصا نیمه غربی تبدیل شده است از این رو مطالعه و بررسی این پدیده از جنبه های زیست محیطی، هواشناسی ، منابع آب ، توسعه همگون و... یک امر ضروری است. در این تحقیق یک مورد خاص از این پدیده که منجر به افت کیفیت هوا و کاهش دید افقی به زیر 500 متر شد مورد بررسی قرار گرفت. در مطالعه حاضر از پارامترهای جوی از سطح زمین تا تراز میانی جو از قبیل فشار میانگین سطح دریا، ارتفاع ژئوپتانسیل، باد در ارتفاع 10 متری و تراز 850 هکتوپاسکالی، سرعت اصطکاکی، دمای سطح زمین، و. . . . هم از داده های FNLو هم مدل MM5 استفاده شد. نتایج نشان داد که در این مورد خاص از روز قبل از وقوع پدیده بتدریج سامانه کم فشار در سطح زمین تقویت شده بطوریکه در روز وقوع این سامانه به بیشترین عمق خود(کمترین فشار)، بصورت سلول بسته بر روی کشور عراق وجنوب غرب ایران و مناطقی از کویت می رسد که این عامل همراه با وجود سامانه پرفشار بر روی کشور ترکیه و غرب سوریه گرادیان فشاری مناسبی را بر روی غرب و شمال غرب عراق موجب میشود. بعلت این گرادیان فشاری و تقویت کم فشار در این مناطق در سطح زمین باد 10 متری با سرعت های 6 تا 7 متر بر ثانیه به بالا با جهت های شمالی و شمالغربی رخ داده که عامل ایجاد گردوخاک در سطح زمین می باشد. هماهنگ با سطح زمین با پیشروی ناوه ارتفاعی سطح 850 هکتوپاسکالی بادهای نسبتا شدید در این تراز جوی با جهت شمال غربی رخ داده که از عوامل انتقال و ترابرد ذرات خاک و غبار حاصل از توفان گردوخاک می باشد. سرعت اصطکاکی نیز از روز قبل از وقوع پدیده روند افزایشی یافته و به مقدار بیشتر از 55/. متر بر ثانیه در روز وقوع پدیده می رسد. در هنگام شب و نیز روزهای بعد که پدیده روبه زوال است سرعت اصطکاکی کاهش می یابد که بعلت پایین آمدن لایه پایدار شبانه است. نقشه های برهم نهی دما و باد در ارتفاع 850 هکتوپاسکالی نشان دهنده تقویت ریزش هوای سرد (فراررفت هوای سرد ) از قبل از وقوع تا هنگام وقوع پدیده است که بتدریج با کاهش و توقف فراررفت هوای سرد بر روی منطقه منبع ، توفان گردوخاک و به تبع آن گرد و غبار تضعیف می شود. نقشه های برهم نهی ژئوپتانسیل تراز 850 و 500 هکتوپاسکالی نیز نشان دهنده وجود سامانه کم ارتفاع بر روی غرب عراق است که بتدریج با تضعیف این سامانه گردغبار منتقل شده توسط جریانات جوی این ترازها نیز تضعیف و از بین می رود.

یکی از مهمترین چالش ها در دهه های اخیر مسئله انرژی و منابع تامین پایدار آن بوده است. در حال حاضر اکثر قریب به اتفاق جهانیان پذیرفته اند تا پایان سده کنونی بیشتر منابع فسیلی به پایان خواهد رسید. با این توضیح بهترین گزینه انرژی های نو و پاک بویژه انرژی باد و خورشید خواهد بود. از سوی دیگر باید پذیرفت که مناطق مختلف جهان قابلیت تولید و استفاده متفاوتی از انرژی خورشیدی را دارند، از این رو لازم است این قابلیت های تولید انرژی خورشیدی مورد شناسایی قرار گیرد. در تحقیق حاضر جهت رتبه بندی شهرستان های استان خوزستان از نظر توان مندی اقلیمی در تولید برق خورشیدی از میانگین داده های (ابرناکی، نم نسبی، ساعات آفتابی، گرد و غبار و همچنین ارتفاع و عرض جغرافیایی) 13 ایستگاه استان خوزستان در دوره زمانی 1991-2005 استفاده شد و در ادامه با استفاده از روش Topsis کار رتبه بندی مناطق انجام گرفت و نهایتا نقشه پهنه بندی استان از نظر توان مندی های تولید برق خورشیدی با استفاده از نرم افزار GIS ترسیم شد. بر اساس نتایج به دست آمده از واکاوی داده های محیطی و اقلیمی، مناطق شرقی استان خوزستان بهترین موقعیت برای ایجاد مزارع خورشیدی را دارا هستند. بر این اساس ایستگاه ایذه مناسب ترین و ایستگاه امیدیه نامطلوب ترین مکان برای ایجاد نیروگاه های خورشیدی است.

در این تحقیق تحلیل فضایی و نیز پهنه بندی شدت درجه خطرپذیری رخداد یخبندان در شبکه جاده ای کشور با استفاده از داده های ماهانه 95 ایستگاه همدید در یک دوره آماری 18 ساله (2007-1990) و آستانه های بحران یخبندان (آغاز، پایان، طول دوره و فراوانی رخداد) و نیز روش درون یابی( Spline with barriers) در محیط Arc GIS مورد ارزیابی قرار گرفته و در پایان بزرگراه ها و راه های اصلی کشور از منظر رخداد و درجه خطرپذیری یخبندان طبقه بندی گردیده است. با توجه به نتایج، زمان آغاز و خاتمه یخبندان در کشور به ترتیب در ناحیه کوهستانی: ماه های شهریور و اردیبهشت، در ناحیه نیمه خشک: آبان و اسفند، در ناحیه خشک: آذر و بهمن، در ناحیه خزری: آذر و اسفند، در ناحیه ساحلی جنوبی: دی و بهمن و در نزدیکی سواحل جنوب محدود به دی ماه است. بالاترین سهم توزیع مکانی شدت خطرپذیری رخداد یخبندان نیز در نواحی کوهستانی کشور و بیشترین فراوانی توزیع زمانی رخداد یخبندان در ماه ژانویه است.

ابتدا از اطلاعات ایستگاه هواشناسی سینوپتیک و جو بالای مشهد به مطالعه ابرناکی منطقه بر اساس آمار سالنامه های هواشناسی (2008-1986) پرداخته شده و بیشترین فراوانی رخداد 7 تا 8 هشتم ابری مشخص گردیده است .سپس با توجه به اهمیت ابرهای متوسط و پایین در فرایند بارورسازی، با استفاده از اطلاعات ایستگاه سینوپتیک مشهد (2010-2001)، به بررسی فراوانی تشکیل ابرهای پایین و متوسط و همچنین شرایط ابرناکی ابرهای پایین پرداخته شده و با عنایت به اهمیت ابرهای پایین با رشد و توسعه قائم (شامل ابرهای کومولوس نوع 2، کومولونیمبوس)، در فرآیند بارورسازی ابر1، تشکیل این ابرها در منطقه مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی تشکیل این ابرها نشان داد که بیشترین ابرناکی در فصول سرد و بارانی زمستان و اوایل بهار تشکیل شده است. سپس با استفاده از نمودارهای جو بالای2 موجود دمای پایه ابر، در روزهای همراه با بارندگی و بدون بارندگی در بازه زمانی (1992-2011) تعیین شده است. مبنای استخراج اطلاعات شرایط تمام ابری در نظر گرفته شده و میانگین دما پایه ابر در هر یک از حالات محاسبه شده است. با استفاده از داده های سایت دانشگاه وایومینگ برخی شاخص های ناپایداری، شامل شاخص3 K، شولتر4، آب قابل بارش5 و شاخص CAPE6 محاسبه شده و میزان هرکدام از آن ها در ساعت Z00 در روزهایی که بارندگی رخ داده، در طی سال های 1992-2011 استخراج گردیده است. جهت تعیین مقدار آستانه برای شاخص ها، پس از بررسی همبستگی بین بارش 6 ساعته با هرکدام از شاخص ها بهترین نمودار خطی توسط نرم افزار SPSS به این داده ها برازش داده شده است. از خروجی ها مشاهده شد، ضریب همبستگی پیرسون بین این شاخص ها و میزان بارش ارتباط مستقیم بسیار ضعیفی را درسطح معنی دار 1٪ و داده ها پراکندگی بسیار بالایی را نشان داده اند.

در پژوهش حاضر، امکان سنجی انرژی باد در ایستگاه هواشناسی ایلام که دارای داده های باد با دوره آماری 24 ساله (2010-1987) بود، مورد بررسی قرار گرفت. داده های مورد نیاز از سازمان هواشناسی کشور دریافت شد. این داده ها در فواصل زمانی سه ساعته و در ارتفاع 10 متری از سطح زمین اندازه گیری شده اند. ابتدا داده ها در نرم افزار اکسل مرتب شدند. برای ترسیم گلباد از نرم افزار Windrose و برای محاسبه احتمال وقوع داده ها از توزیع احتمال ویبول استفاده شد. بدین منظور فراوانی هریک از سرعت های باد در ساعات مختلف استخراج شدند. سپس آزمون کای مربع بر روی اطلاعات ایستگاه ایلام انجام شد و ایستگاه هایی که داده های سرعت باد آن ها از توزیع ویبول تبعیت نمی کردند، حذف شدند. برای محاسبه فراسنج های شکل و مقیاس توزیع ویبول از روش حداقل مربعات استفاده شد. با استفاده از قانون یک هفتم، اطلاعات باد در ارتفاع 10 متری به ارتفاع 50 متری (که بیشینه ارتفاعی توربین های بادی است) تبدیل و خصوصیات سرعت و توان باد در این ارتفاع محاسبه شدند. نتایج این تحقیق نشان داد پتانسیل انرژی باد در ارتفاع 10 متری، 87/64 وات بر متر مربع در واحد سطح است. این مقادیر در اکثر ارتفاعات در ایستگاه ایلام با افزایش ارتفاع افزایش می یابد.

گرد و غبار یکی از پدیده های مخرب جوی است که دارای تاثیرات زیست محیطی، سلامت عمومی، منابع طبیعی، اجتماعی و... می باشد. در این مقاله شرایط تشکیل و انتقال پدیده گرد و غبار بر روی نواحی غربی کشور از دیدگاه هواشناختی (مطالعه بلندمدت و کوتاه مدت) مورد بررسی قرارگرفته است. مطالعه بلندمدت برای داشتن الگوی اقلیمی هواشناسی منجر به این پدیده و مطالعه کوتاه مدت جهت بررسی چگونگی ایجاد و انتقال ذرات معلق بر اساس مطالعه جریانات، الگوهای جوی و شرایط فیزیکی انجام شده است. برای این منظور داده های هواشناسی ایستگاه فرودگاه ایلام به عنوان ایستگاه شاهد منطقه غرب کشور استخراج و به صورت آماری طی دوره (2010-1985) به تفکیک ماه، فصل و شدت (میدان دید افقی) بررسی گردید، سپس الگوهای جوی موثر در ایجاد گرد و غبار از دیدگاه همدیدی، دینامیکی و عددی مطالعه شد. نتایج نشان داد میانگین الگوهای جوی منجر به گرد و غبار در فصول خشک و تر متفاوت می باشد. اما مهم ترین ویژگی های غالب این الگوها که موجب تولید گرد و خاک در منطقه و انتقال آن به غرب کشور می شود عبارت است از: 1- وجود و تقویت سامانه کم فشار حرارتی بر روی منطقه و ادغام آن باکم فشار دینامیکی 2- نفوذ سامانه پرفشار بر روی ترکیه و غرب سوریه و نواحی شمال غرب ایران، 3- ایجاد گرادیان قوی فشاری مداری و نصف النهاری شده 4- وزش باد نسبتا شدید غرب- شمال غربی بر روی مناطق مستعد گردوخاک، 5- استقرار ناوه ی حاصل از کم ارتفاع تراز hpa500 بر روی سوریه و عراق و امتداد آن تا شمال غرب عربستان، 6- افزایش سرعت اصطکاکی قبل از وقوع توفان گرد و خاک و وجود سرعت های اصطکاکی بیش از m/s 5/0 بر روی کانون های گردوخاک. همچنین بررسی ها نشان داد که مناطق منبع برای گرد و غبارهای نیمه غربی کشور در کشورهای عراق (شمال غرب و غرب برای فصل خشک و مرکز و جنوب در فصل مرطوب)، شمال عربستان (بیشتر در فصل مرطوب) و شرق سوریه (عمدتا در فصل خشک) می باشد.

بارش های سیل آسای (زمستان 2015 و بهار 2016) در کشور خسارات مالی و گاهی جانی جبران ناپذیری را به همراه داشته است. بررسی داده های دیدبانی نشان می دهند که مقدار مجموع بارش در برخی از ایستگاه های واقع در غرب کشور در ماه آوریل 2016 بیش از 3 برابر میانگین بلندمدت آن ها می باشد. افزایش دمای آب سطح دریاها می تواند نقش مهمی در این رخداد داشته باشد. از این رو، در این پژوهش ارتباط وقوع این بارش ها با تغییرات دمای سطح آب دریاهایی که رطوبت لازم برای تولید بارش را در کشور ایران فراهم می سازند، به صورت موردی بررسی شده است. مطالعه موردی، رخداد سیلاب استان خوزستان در ماه آوریل 2016 می باشد. نتایج این بررسی نشان می دهد که دمای سطح آب دریاهای سرخ، مدیترانه و غرب اقیانوس هند، در برخی نقاط، تا C° 3 افزایش داشته اند. این وضعیت با کاهش دمای هوا تا C°1 در جنوب و جنوب غرب ایران و افزایش آن تا C° 2 در شمال غرب ایران به وقوع پیوسته است. در سطح زمین نیز بی هنجاری افزایشی فشار 1 هکتوپاسکال در تراز دریا و افت ارتفاع تا 20 متر در تراز 500 هکتوپاسکال در الگوهای میانگین ماهانه از دیگر نتایج این مطالعه می باشد. به این ترتیب سطح آب دریاها گرم و هوای روی آن سرد شده است که در تقویت شرایط جوی برای وقوع همرفت بسیار موثر است. از سوی دیگر با توجه به همگرایی جریانات جنوبی (از جنوب به شمال) و غربی، انتقال رطوبت از دریای سرخ، دریای عمان و غرب اقیانوس هند به سمت ایران بهتر انجام می شود که می تواند تقویت بارش ها را در دامنه های رشته کوه زاگرس و حاشیه غربی کشور افزایش دهد. به این ترتیب دیده می شود که بی هنجاری مثبت دمای سطح آب ها که با کاهش دمای ستون هوای روی آن همراهی می شود منجر به وقوع همرفت های شدید روی دریاها شده و قطعا در وقوع باران های سیل آسا در منطقه سهم داشته است.