ردیابی منابع رطوبتی و تحلیل شاخص های ناپایداری منجر به بارش های سنگین شمال غرب ایران
Publish Year: 1404
Type: Journal paper
Language: Persian
View: 18
This Paper With 24 Page And PDF Format Ready To Download
- Certificate
- I'm the author of the paper
Export:
Document National Code:
JR_ESRJ-16-1_007
Index date: 18 March 2025
ردیابی منابع رطوبتی و تحلیل شاخص های ناپایداری منجر به بارش های سنگین شمال غرب ایران abstract
مقدمه مطالعه مخاطرات اقلیمی نظیر بارش سنگین به دلیل تاثیر مستقیم در ایجاد سیل بسیار حائز اهمیت است. به دلیل تغییرات اقلیمی که جهان دچار آن شده است مخاطرات اقلیمی افزایش یافته است. آنچه مسلم است انسان نمی تواند از بروز مخاطرات جوی جلوگیری کند ولی در پیش آگاهی از این رخدادها تحتتاثیر پیش بینی های اقلیمی می تواند از نتایج مخرب این مخاطرات بکاهد. همچنین با توجه به نقش بسیار پررنگ انسان در افزایش مهم ترین واداشت اقلیمی یعنی گازهای گلخانه ای به طور ویژه گاز دی اکسید کربن، با مدیریت سوخت های فسیلی و افزایش نیروگاه های انرژی های نو که به انرژی های پاک معروف هستند می توان از تغییرات اقلیمی که مسبب رخدادهای حدی هستند کاست. مطلب دیگر مدیریت بارش سنگین برای مهار آب عظیم برای استفاده در کشاورزی است که به نظر می رسد با انجام تدابیر بتوان از این رخداد جوی بهره برد. نکته مهم دیگر در زمینه بارش سنگین در منطقه شمال غرب ایران توجه به احداث مناطق مسکونی در جاهای دور از مسیل ها می باشد که با شروع سیل ناشی از بارش سنگین آسیب پذیر هستند. مهم ترین مسبب رخدادهای حدی نظیر بارش سنگین در حال حاضر تغییرات اقلیمی است. عامل اصلی ایجاد تغییرات اقلیمی وادشت گازهای گلخانه ای می باشد. مهم ترین نوع گازهای گلخانه ای گازکربینک (دی اکسیدکربن) است. اصلی ترین دلیل افزایش این گاز که عمر زیاد داشته و تجزیه پذیری بسیار کمی دارد، انسان می باشد. به عبارت دیگر، مسبب اصلی افزایش و تشدید رخدادهای حدی عملکرد نادرست انسان در مواجه با طبیعت است. منطقه شمال غرب ایران به علت توپوگرافی کوهستانی و قرارگیری در مسیر اصلی عبور سیکلون های مدیترانه، مستعد رخداد بارشهای سنگین است. این پژوهش با هدف شناسایی منابع رطوبتی بارش سنگین شمال غرب ایران و همچنین تحلیل شاخص های ناپایداری مرتبط با آن انجام گرفته است. مواد و روشها منطقه مورد مطالعه در این تحقیق، شمال غرب ایران شامل استان های آذربایجان غربی، آذربایجان شرقی، اردبیل، شمال کردستان و غرب زنجان می باشد. در این پژوهش داده های بارش به صورت روزانه و ساعتی (۳ ساعته) و داده های باد (سرعت و جهت) به صورت ساعتی (۳ ساعته) برای ۲۳ ایستگاه سینوپتیک واقع در شمال غرب ایران در دوره ۱۹۹۰-۲۰۱۹ از سازمان هواشناسی ایران www.irimo.ir اخذ گردید. داده های جو بالای ایستگاه تبریز (تنها ایستگاه جو بالا در شمال غرب ایران) از طریق سایت دانشگاه وایومینگ امریکا http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html به دست آمد. داده های سطح فوقانی جوی این پژوهش از پایگاه NCEP/NCAR تارنمای www.cdc.noaa.gov اخذ شد. برآوردهای حاصل از آزمون و خطا نشان داد که اگر صدک بالاتر از ۹۹ و مساحت تحت پوشش بارش سنگین بیش از ۳۰ درصد انتخاب شود، شرایط همدید توجیه مناسبی برای بارش های سنگین ارائه خواهند داد. در این مقاله، روزهایی که حداقل ۷ ایستگاه به طور هم زمان در منطقه مورد مطالعه دارای بارش حداقل ۲۰ میلی متر بودند انتخاب شدند. در این مطالعه با استفاده از شاخص های TTI،CAPE ،KI ،LI ، SI و SWEAT وضعیت ناپایداری جو در شمال غرب ایران در ایستگاه نماینده منطقه (تبریز)، در روزهای رخداد بارش سنگین (۴۳ روز) مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس تحلیل عاملی در محیط نرم افزار SPSS از بین ۶ شاخص، عامل های اصلی شناسایی شد، سپس با استفاده از تحلیل خوشه ای، خوشه های اصلی استخراج گردید و نمودار اسکیوتی روزهای نماینده هر خوشه در محیط نرم افزار RAOB ترسیم و تفسیر شدند. برای انتخاب ایستگاه های نماینده منطقه شمال غرب ایران، ۱۵ درصد (۳ ایستگاه همدید) ایستگاه های منطقه تحقیق، بر اساس ارتفاع از سطح دریا (متر)، اقلیم (تعداد بارش سنگین و میانگین بارش سنگین در بازه زمانی مورد مطالعه) و فاصله زیاد از همدیگر (بر اساس کیلومتر و موقعیت جغرافیایی) انتخاب شدند. با استفاده از تحلیل خوشه ای در محیط نرم افزار SPSS، بر اساس متغیرهای موثر (رطوبت نسبی، بردار باد، آب قابل بارش) تراز میانی جو در منطقه شمال غرب ایران، خوشه ها استخراج شدند. سپس نماینده هر خوشه تعیین گردید و برای هر روز نمایندهی رخداد بارش سنگین (۴ روز از ۴۳ رخداد بارش سنگین)، در هر ۳ ایستگاه نمایندهی منطقه مورد مطالعه (۳ ایستگاه از ۲۳ ایستگاه همدیدی)، مسیر و منشا رطوبت بارش های سنگین با روش پس رو (۷۲ ساعت قبل از روزهای بارش سنگین در شمال غرب ایران) و با استفاده از داده های جهانی آنالیز شده در مرکز ملی پیش بینی محیطی و تحقیقات جوی آمریکا (NCEP/NCAR) با گام زمانی ۶ ساعته با قدرت تفکیک مکانی ۵/۲× ۵/۲ طول و عرض جغرافیایی برای ترازهای ۸۵۰، ۷۰۰ و ۵۵۰ هکتوپاسکال، با مدل تحت وب HYSPLIT ردیابی انجام شد. با استفاده از نرم افزار WRPLOT نمودار گلباد برای روزهای نماینده در ایستگاه های نماینده شمال غرب ایران ترسیم و تفسیر شد. نمودار ترکیبی باد و بارش به صورت ساعتی، در محیط نرم افزار Excel برای روزهای نماینده در ایستگاه های نماینده منطقه پژوهش ترسیم و تفسیر شد. نتایج با توجه به معیارهای بارش سنگین در این مطالعه، ۴۳ رخداد حدی بارش در دوره مشاهداتی (۱۹۹۰-۲۰۱۹) شناسایی شد. با استفاده از تحلیل خوشه ای سلسه مراتبی به روش وارد با فاصله اقلیدوسی، از ۴۳ رخداد بارش حدی، ۲ خوشه اصلی استخراج شد. خوشه اول، رخدادهای بارش سنگین با صعود دینامیکی در منطقه مطالعه را نشان می دهد و خوشه دوم، شامل رخدادهای بارش سنگین با صعود همرفتی در منطقه پژوهش هستند. از بین دو خوشه، خوشه اول فراوانی بیشتری دارد و نشان از غالب بودن بارش های سنگین با منشا دینامیکی به بارش های سنگین با ماهیت ترمودینامیکی در منطقه مطالعه در دوره مورد بررسی را دارد. با ترسیم نمودار اسکیوتی در محیط نرم افزار RAOB برای روزهای نماینده هر خوشه، شرایط ناپایداری در روزهای نماینده نشان از تشدید و ثبات ناپایداری جو در ترازهای بالای ۸۵۰ هکتوپاسکال برای نماینده خوشه دینامیکی را داشت. در نمودار اسکیوتی روز نماینده، خوشه ترمودینامیکی ناپایداری حداکثر تا تراز ۸۵۰ هکتوپاسکال مشاهده گردید. محاسبات نشان داد که با توجه به شاخص های ناپایداری و نمودار ترمودینامیکی اسکیوتی، نقش عامل همرفت در بارش های سنگین شمال غرب ایران کم و عامل دینامیکی دلیل اصلی بارش های سنگین بوده است. نتایج مطالعه بر اساس نمودار گلباد، حاکی از آن است که بادهای غالب مسبب رخدادهای بارش سنگین از سمت جنوب غربی وزیده اند و به طور متوسط ۵/۳ متر بر ثانیه سرعت داشته اند. خروجی نمودار HYSPLIT نیز تاییدکننده جهت جنوب غربی منطقه مطالعه برای مسیر ورودی رطوبت بارش های حدی است. همچنین نتایج نمودار ترکیبی سرعت باد و بارش به صورت ساعتی نشان داد که حداکثر سرعت باد و بیشینه بارش در روزهای بارش سنگین، ساعت ۱۲ گرینویچ معادل ۱۵:۳۰ به وقت محلی بوده است که نشان از تقویت سیستم دینامیکی موثر در منطقه در این ساعت هست؛ به عبارت دیگر، چرخند مستقر در این ساعت با همگرایی ایجاد شده، بیشینه رطوبت را به منطقه کشانده و با صعود شدید موجبات رخداد بارش های سنگین شمال غرب ایران را مهیا کرده است. بر اساس محاسبات انجام گرفته متوسط متغیری های جوی آب قابل بارش، رطوبت نسبی و سرعت بردار باد در رخدادهای حدی بارش در شمال غرب ایران به ترتیب ۱۶ کیلوگرم بر متر مربع، ۶۸ درصد و ۲۰ متر بر ثانیه بوده است. نتیجه گیری بر اساس پژوهش انجام شده در منطقه شمال غرب ایران، در دوره ۱۹۹۰-۲۰۱۹ در زمینه بارش سنگین، نتایج نشان دادند که با توجه به شاخص های ناپایداری و نمودار ترمودینامیکی اسکیوتی، نقش عامل همرفت در بارش های سنگین بسیار کم و عامل دینامیکی دلیل اصلی بارش های سنگین بوده است. نتایج مطالعه بر اساس مدل HYSPLIT نشان داد که مسیر اصلی ورود رطوبت به منطقه مورد مطالعه، سمت جنوب غربی است و منشا اصلی تامین رطوبت بارش سنگین، دریای سرخ است. نتایج مطالعه بر اساس نمودار گلباد، حاکی از آن است که بادهای غالب در رخدادهای بارش سنگین از سمت جنوب غربی وزیده اند و سرعت آن ها به طور متوسط ۵/۳ متر بر ثانیه بوده است. نمودار ترکیبی سرعت باد و بارش به صورت ساعتی نشان داد که حداکثر سرعت باد در روزهای بارش سنگین، ساعت ۱۲ گرینویچ معادل ۱۵:۳۰ به وقت محلی بوده است که نشان از تقویت سیستم دینامیکی موثر در منطقه مورد مطالعه در این ساعت است. انسان توانایی حذف مخاطرات جوی را ندارد. مخاطرات جوی جزئی از طبیعت هستند و انسان فقط قادر است از فراوانی و شدت این رخدادها بکاهد. در شمال غرب ایران نیز بهترین راهکار مقابله با خطرات ناشی از بارش سنگین، شناسایی علل پیدایش این رخداد، از قبیل منابع رطوبتی تامین کننده بارش سنگین و ارزیابی شاخص های ناپایداری که نشان از شرایط صعود برای تشکیل بارش سنگین هستند است. در گام بعدی اطلاع رسانی از وقوع این رخداد و هشدار بابت احتمال سیل به ساکنان منطقه نظیر کشاورزان، مسافران و ... است. بیمه کردن محصول و خانه های مسکونی، احداث خانه های مسکونی مناطق مستعد بر روی پایه های بلند با ارتفاع ۳ یا ۴ متری، افزایش پوشش گیاهی و نهال کاری با هدف افزایش نفوذپذیری خاک، لایروبی رودخانه ها برای جلوگیری از افزایش ارتفاع آب در اثر ته نشین شدن رسوبات، انجام اقدامات حفاظتی در ساحل رودخانه ها با هدف کاهش فرسایش خاک در مناطق ساحلی، استفاده از آب بندهای بتونی سیار در موقع بارش در مناطق کشاورزی و مسکونی با هدف جلوگیری از آسیب های سیل احتمالی در مواقع بارش سنگین و اجتناب از حمل و نقل های غیر ضروری به دلیل کاهش دید، لغزندگی و آب گرفتگی معابر شهری و جاده ای از راهکارهای عمده برای کاهش تلفات ناشی از بارش سنگین محسوب می شوند. نتایج این پژوهش از لحاظ غالب بودن ناپایداری دینامیکی در بارش های سنگین، رخداد بارش سنگین در فصل بهار با علل همرفتی، رخداد بارش حدی با تامین رطوبتی دریای سرخ توسط سیکلون مدیترانه و در تایید تقویت سیکلون های مسبب بارش سنگین در ساعت ۱۲ به وقت گرینویچ با نتایج سایر پژوهشگران همخوانی مطلوبی دارد.
ردیابی منابع رطوبتی و تحلیل شاخص های ناپایداری منجر به بارش های سنگین شمال غرب ایران Keywords:
ردیابی منابع رطوبتی و تحلیل شاخص های ناپایداری منجر به بارش های سنگین شمال غرب ایران authors
علی شاهی
گروه جغرافیای طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران
برومند صلاحی
گروه جغرافیای طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران
مراجع و منابع این Paper:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این Paper را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود Paper لینک شده اند :
