پایان نامه تحلیل الگوی سینوپتیکی طوفان‌های گرد و غبار در منطقه جنوبی حوضه خزری

کلیدواژه‌ها: طوفان گرد و غبار، شرایط همدیدی، سطوح جو، تصاویر ماهواره‌ای، سواحل جنوبی خزر.

چکیده

طوفان‌های گرد و غبار از پدیده‌های مخرب آب و هوایی می‌باشند که همه ساله خسارات جبران ناپذیری به مناطق شهری، مزارع، تاسیسات، جاده‌ها و غیره وارد می‌کنند. این پدیده متاثر از شرایط جوی خاصی است که در صورت شناخت سازوکار تکوین و گسترش آن، می‌توان از آسیب‌های فراوانی که به محیط وارد می‌کنند کاسته و یا با آن مقابله کرد. به دلیل موقعیت جغرافیایی ایران در كمربند خشك و نیمه خشك جهان، این كشور مكرراً در معرض سیستم‌های گرد و غبار محلی و سینوپتیكی قرار می‌گیرد. با توجه به مسیر حرکت سیستم‌ها و نحوه‌ی قرارگیری فرودها و کم فشارها، مهم‌ترین منبع گرد و غبار‌های وارد شده به ایران، شمال شبه جزیره عربستان، شمال صحرای کبیر آفریقا، نواحی شرقی سوریه و شمال غربی عراق می‌باشند که با حرکت طوفان به سمت شرق باعث حرکت و جابه جایی گرد و غبارها شده و ایران را تحت تاثیر قرار می‌دهند. با توجه به قرار گرفتن منطقه جنوبی خزر، بین رشته کوه البرز و دریای خزر هر چند این دو پدیده طبیعی، از جمله عوامل بازدارنده رخداد گرد و غبار محسوب می‌شوند ولی با این وجود، هم‌چنان شاهد روزهای همراه با گرد و غبار در منطقه مذکور می‌باشیم. در این پژوهش، به بررسی عوامل همدید موثر بر رخداد این پدیده جوی در حوضه جنوبی خزر پرداخته شد. هم‌چنین، از داده‌های روزانه گرد و غبار، سرعت باد و نقشه‌های سینوپتیکی در ایستگاه‌های منطقه مذکور که توسط سازمان هواشناسی تهیه می‌شود، استفاده شده است. تحلیل شرایط همدیدی که باعث ایجاد طوفان گرد و غبار در منطقه می‌شود می‌تواند در پیش‌بینی طوفان‌های گرد و غبار در مناطق شمالی کشور نیز موثر باشد. انتظار می‌رود نتایج این پژوهش در شناسایی شرایط هواشناختی و سینوپتیکی موثر در انتشار گرد و غبار به مناطق شمالی کشور مفید بوده و در افزایش صحت پیشبینی پدیده گرد و غبار در این مناطق مورد استفاده قرار گیرد. نتایج حاصل از تحقیق حاضر نشان داد که میزان گرد و غبار هم از لحاظ زمانی و هم مکانی دارای تفاوت است و در برخی مکان‌ها به نسبت موقعیت جغرافیایی که داراست روزهای گرد و غباری بیش‌تری در آن‌ها رخ می‌دهد. هم‌چنین سامانه‌های مختلفی در وقوع پدیده گرد و غبار در منطقه نقش دارد.

فهرست مطالب

عنوان صفحه

فصل اول: طرح تحقیق………………………….. 12

1-1 مقدمه……………………………………….. 12

2-1 بیان مسئله………………………………….. 14

3-1 ضرورت تحقیق……………………………… 16

4-1 سوالات تحقیق………………………………. 17

5-1 فرضیات تحقیق……………………………… 17

6-1 جمع ‌بندی…………………………………… 17

فصل دوم: مبانی نظری و پیشینه تحقیق…………. 19

1-2 مبانی نظری…………………………………. 19

1-1-2 تعریف پدیده گرد و غبار…………………. 19

2-1-2 انواع گرد و غبار…………………………. 20

3-1-2 مکانیسم تشکیل………………………….. 20

4-1-2 زمان‌بندی روزانه و فصلی گرد و غبار…… 21

5-1 -2 مدت زمان پایداری طوفان……………….. 21

6-1-2 عوامل موثر در ایجاد گرد و غبار………… 21

7-1-2 اصلی‌ترین عوامل ایجاد پدیده گرد و غبار… 21

8-1-2 منشأ پدیده گرد و غبار…………………… 22

9-1-2 عوامل تشکیل دهنده……………………… 22

10-1-2 اثر عوامل اقلیمی در طوفان‌ گرد و غبار.. 23

11-1-2 منابع گرد و غباری ایران………………. 23

12-1-2 عناصر اقلیمی…………………………… 25

13-1-2 نقشه‌های سینوپتیک……………………. 27

2-2 بررسی منابع……………………………….. 27

1-2-2 منابع خارجی…………………………….. 28

2-2-2 منابع داخلی………………………………. 30

3-2-2 جمع‌بندی…………………………………. 39

فصل سوم: ویژگی‌های طبیعی و جغرافیایی منطقه مورد مطالعه……………………………………… 41

1-3- موقعیت جغرافیایی استان گیلان……………. 42

1-1-3 اقلیم و آب و هوا…………………………. 42

2-1-3 ویژگی‌های جغرافیایی…………………….. 42

2-3 موقعیت جغرافیایی استان مازندران…………. 43

1-2-3 آب و هوا…………………………………. 43

2-2-3 ویژگی‌های جغرافیایی…………………….. 44

3-2-3 کوه‌های استان مازندران………………….. 44

3-3 موقعیت جغرافیایی استان گلستان……………. 45

1-3-3 جغرافیای طبیعی استان گلستان…………… 45

4-3 سیستم‌های آب و هوایی…………………….. 46

فصل چهارم: مواد و روش تحقیق……………….. 49

1-4 مقدمه……………………………………….. 49

2-4 جمع‌آوری داده‌ها……………………………. 49

این مطلب را هم بخوانید :

علم روز - جدید ترین های دنیای تکنولوژی -

3-4 بررسی داده‌های جمع‌آوری شده…………….. 50

4-4 تحلیل و بررسی نتایج……………………….. 50

5-4 تحلیل و بررسی همدیدی…………………….. 53

6-4 ویژگی ماهواره Toms…………………… 54

فصل پنجم: یافته‌های تحقیق……………………… 57

1-5 تحلیل روند آزمون من کندال………………… 57

2-5 بررسی روند تغییرات سالانه………………… 59

3-5 بررسی فصلی توزیع گرد و غبار……………. 62

4-5 نحوه توزیع ماهانه طوفان‌های گرد و غباری سه استان جنوبی خزر……………………………….. 63

5-5 تحلیل وضعیت باد در هنگام وقوع طوفان‌های گرد و غبار……………………………………………. 64

6-5 پارامترهای اقلیمی…………………………… 65

7-5 تحلیل شرایط همدیدی……………………….. 66

8-5جمع بندی……………………………………. 79

فصل ششم: نتیجه‌گیـری………………………….. 83

1-6 مقدمه……………………………………….. 83

2-6 نتیجه‌گیری………………………………….. 83

3-6 نتایج حاصل از بررسی سینوپتیکی نقشه‌ها…. 85

4-6 تحلیل فرضیات………………………………. 86

5-6 پیشنهادها برای تحقیق در آینده…………….. 87

پوست‌ها…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………90

منابع………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………96

فهرست اشکال

عنوان صفحه

شکل 1-2 مراکز تولید گرد و غبار در جهان………………………………………………………………………………………………………22

شکل 1-3 موقعیت جغرافیایی منطقه مورد مطالعه……………………………………………………………………………………………..41

شکل 1-5 گل غبار منطقه………………………………………………………………………………………………………………………………64

شکل 2-5 نقشه‌های هم ارتفاع 850 و هم فشار سطح زمین 18 و 20 می…………………………………………………………….70

شکل 3-5 نقشه باد در سطح 250 در تاریخ 20 تا 23 می…………………………………………………………………………………..71

شکل 4-5 تصویر ماهواره تامس در تاریخ 21 تا 23 می………………………………………………………………………………………72

شکل 5-5 نقشه هم ارتفاع 500 در تاریخ 19 و 20 ژوئن……………………………………………………………………………………..73

شکل 6-5 نقشه هم فشار سطح زمین در تاریخ 15و 16 ژوئن……………………………………………………………………………..74

شکل 7-5 نقشه سطح زمین و هم ارتفاع 850 در تاریخ 16 تا 18 ژوئن……………………………………………………………….75

شکل 8-5 نقشه 250 هکتوپاسکالی در تاریخ 15، 18 و 21…………………………………………………………………………………76

شکل 9-5 تصویر ماهواره‌ای در تاریخ 18 تا 20 ژوئن 2004…………………………………………………………………………………77

شکل 10-5 نقشه هم ارتفاع 500 در تاریخ 26 و 31 می 2005……………………………………………………………………………. 78

شکل 11-5 نقشه هم فشار سطح زمین در تاریخ 26 و 31 می 2005…………………………………………………………………….80

شکل 12-5 نقشه باد در سطح 250 در تاریخ 26 و 28 می 2005…………………………………………………………………………80 شکل 13-5 تصویر ماهواره تامس در تاریخ 25 تا 27 می 2005…………………………………………………………………………..81

فهرست جدول

عنوان صفحه

جدول 1-4 کدهای هواشناسی مرتبط با پدیده گرد و غبار………………………………………………………………………………….50

جدول 1-5 داده‌های من کندال ایستگاه‌ها………………………………………………………………………………………………………..58

جدول 2-5 تعیین روند ایستگاه‌ها……………………………………………………………………………………………………………………58

جدول 3-5 مشخصات طوفان‌های گرد و غباری شاخص منطقه…………………………………………………………………………..67

فهرست نمودارها

عنوان صفحه

نمودار 1-5 روند تغییرات سال به سال روزهای گرد و غباری رشت، رامسر و گرگان……………………………………………..60

نمودار 2-5 تعداد روزهای گرد و غباری در استان مازندران………………………………………………………………………………..60

نمودار 3-5 تغییرات سال به سال روزهای گرد و غباری گرگان…………………………………………………………………………..61

نمودار 4-5 نمودار دایره‌ای فصلی گرد و غبار…………………………………………………………………………………………………….62

نمودار 5-5 نمودار پراکندگی ماهانه…………………………………………………………………………………………………………………63

فصل اول

طرح تحقیق

1- فصل اول: طرح تحقیق

1-1 مقدمه

از دیدگاه هواشناسی سینوپتیکی طوفان یک پدیده مخرب منحصر به فرد در روی نقشه‌های سینوپتیکی بوده که ترکیبی از پدیده‌های فشار، ابر، بارندگی و غیره را در بر گرفته و توسط رادار، قابل شناسایی است. در نواحی خشک و نیمه خشک پدیده گرد و غبار به اشكال مختلف مانند روز همراه با گرد و غبار یا طوفان گرد و غبار و گردباد به صورت مكرر اتفاق می‌افتد. در بیابان‌ها و مناطق خشك، تغییر سریع درجه حرارت هوا موجب ایجاد گرادیان فشار در نقاط مختلف آن و تشكیل بادهای قوی و دائمی می‌شود. به علاوه در این مناطق به دلیل كمبود رطوبت و پوشش گیاهی، چسبندگی ذرات به یكدیگر كاهش یافته و باد می تواند ذرات با قطر كمتر از 2میلی‌متر را از سطح خاك جدا نموده و با خود حمل كند. بسیاری از این ذرات قطری كم‌تر از 10 میكرون دارند و سرعت سقوط آن‌ها تحت تأثیر نیروی جاذبه زمین قابل اندازه‌گیری نیست. بنابراین این ذرات در جو به صورت معلّق باقی می‌مانند، به این دلیل در نواحی بیابانی ممكن است هوا برای مدتی طولانی به حالت گرد و غبار باقی بماند. از این رو طوفان‌ها در مقیاس‌های ترنادو، طوفان رعد و برق، طوفان گرد و خاک و مانند آن ظاهر می‌شوند.

از مهم‌ترین شرایط ایجاد گرد و غبار در كنار هوای ناپایدار، وجود یا عدم وجود رطوبت است به طوری كه اگر هوای ناپایدار رطوبت كافی داشته باشد، بارش و طوفان رعد و برق؛ و اگر فاقد رطوبت باشد، طوفان گرد و غبار ایجاد می‌نماید. نوع و پوشش گیاهی نیز در شدت وقوع گرد و غبار نقش مؤثری بازی می‌كنند. در واقع ایجاد گرد و غبار می‌تواند نوعی واكنش به تغییر پوشش گیاهی زمین باشد كه در این رابطه نقش فعالیت‌های انسانی را نیز در كنار شرایط طبیعی محیط‌های جغرافیایی باید در نظر گرفت. چنان‌چه در منطقه‌‌ای مانند شمال ایران که از نظر طبیعی مساعد برای گرد و غبار نیست چون هم دارای رطوبت بالا و هم دارای پوشش گیاهی متراکم است ولی به دلیل فعالیت‌های انسانی امروزه شاهد روزهای همراه با گرد و غبار در این منطقه هستیم.

طوفان‌های گرد و غبار به صورت کوتاه مدت هم، روی زندگی انسان اثر می‌گذارند. مهم‌ترین این تاثیرات کاهش قدرت دید و به وجود آوردن مشکلات بهداشتی مانند مشکلات تنفسی و لغو پرواز‌ها در نتیجه کاهش دید است. پدیده گرد و غبار در سال‌هاى اخیر از نظر غلظت و راه اندازى ذرات معلق، تداوم، وسعت و زمان آن متفاوت و بسیار بیش‌تر از طوفان‌هاى گرد و غبار گذشته است و این سبب نگرانى‌ بسیارى شده است. در این سال‌ها خشكسالى‌هاى مداوم، كاهش بارندگى و رطوبت نسبى محیط به همراه تشدید فاكتورهاى محیطى توسط انسان، نظیر استفاده بى رویه از منابع آبى و از بین رفتن پوشش گیاهی باعث گسترش شدید گرد و غبار شده است. از اصلی‌ترین عوامل ایجاد این پدیده وزش بادهای به نسبت شدید روی زمین‌های دارای شرایط مساعد برای ایجاد گرد و غبار است. این عوامل به همراه حرکت صعودی هوای ناشی از سامانه‌های جوی، انتقال قائم ذرات گرد و غبار معلق به ترازهای بالاتر جو را فراهم می‌کند. ذرات معلق، بر حسب اندازه‌ی قطر خود در لایه‌ها، به ترتیب از پایین به بالا قرار گرفته و سپس با جریان هوا، به حرکت در آمده و مناطق وسیعی را تحت پوشش قرار می‌دهد. بیش‌تر گرد و غبارهای فراگیر و گسترده‌ای که مشاهده می‌شود فرا محلی بوده و از نواحی دور و نزدیك دیگر منشأ می‌گیرد ولی ممکن است که ناشی از عوامل محلی باشد و ذرات از همان محل که گرد و غبار دیده می‌شود تشکیل ‌شود. طوفان‌های گرد و خاك و ماسه‌ای در مناطق مختلف تعاریف گوناگونی دارد، زیرا این پدیده در مكان‌های گوناگون و در شرایط مختلفی به وجود می‌آید. براساس توافق سازمان هواشناسی جهانی، هر گاه در ایستگاهی سرعت باد از 15 متر بر ثانیه تجاوز كند و دید افقی به علت گرد و غبار، به كمتر از یك كیلومتر برسد، طوفان خاك گزارش می‌شود. طوفان ماسه‌ای، به بادی اطلاق می‌شود كه بتواند ذرات با قطر 15/0 تا 30/0 میلی متر را تا ارتفاع 15 متر جابه جا كند، در این حالت، طوفان ماسه‌ای است لكن در طوفان خاك، ذرات معلق، ریزتر است (دهقان‌پور، 1384).

2-1 بیان مسئله

گرد و غبار یکی از پدیده‌های جوی است که وقوع آن باعث وارد شدن خسارت‌های بسیاری در زمینه‌های زیست محیطی، کشاورزی، حمل و نقل و سلامت می‌شود. طوفان گرد و غبار بیش‌تر در مناطق خشک و نیمه‌خشک به علت سرعت بالای وزش باد بر سطح خاک بدون پوشش گیاهی شکل گرفته و در شدیدترین حالت طوفان‌های گرد و غباری، غلظت ذرات معلق به 6000 میلی‌گرم در هر متر مکعب هوا می‌رسد (سانگ و همکاران[1]، 2007: 112). نتیجه بررسی‌ها نشان داده‌اند که عوامل محیطی و انسانی بر ایجاد و یا تشدید طوفان‌های گرد و غباری موثر می‌باشند. عوامل جغرافیایی و آب و هوایی نظیر توزیع نامناسب زمانی و مکانی بارندگی و وقوع خشکسالی از عوامل طبیعی و چرای بیش از حد دام‌ها، خشک شدن دریاچه‌ها و تالاب‌ها، افزایش جمعیت، تغییر مسیر رودها و سدسازی‌ها از عوامل انسانی تشدید طوفان‌های گرد و غبار است (خوشحال دستجردی و همکاران، 1391). در سال‌های اخیر به علت دخالت‌های انسان در طبیعت و بهره‌برداری غیر اصولی از آن، پدیده گرد و غبار افزایش یافته و به این ترتیب مسئله گرد و غبار بیش از گذشته اهمیت پیدا کرده است. افزایش گرد و غبار بر تشکیل ابرها و ریزش نزولات ( انگلستادلر و همکاران[2]، 2006)، بیش‌تر شدن فلزات سنگین در جو ( وینا و همکاران[3]، 2008)، آلودگی آب آشامیدنی و تشدید بیماری‌های گوارشی (کروگر و همکاران[4]، 2004) تاثیر دارد. به ازای افزایش هر 10 میکروگرم گرد و غبار در متر مکعب هوا، بیماری‌های قلبی – عروقی12 درصد و سرطان ریه به میزان 14 درصد افزایش می‌یابد ( شاهسونی و همکاران، 1389).

ایران به دلیل واقع شدن در کمربند خشک و نیمه‌خشک دنیا، پی در پی در معرض سیستم‌های گرد و غبار محلی و سینوپتیکی متعدد است. منشاء گرد و غبارهای تاثیرگذار بر ایران مناطقی مانند بیابان‌های شمال آفریقا، شبه‌جزیره عربستان، عراق و سوریه می‌باشد که آب و هوای آن‌ها بسیار خشک بوده و میانگین بارش کمی دارند. این گرد و غبارها به علت گرم‌تر شدن هوای زمین و بیش‌تر شدن سرعت بادها به ایران منتقل می‌شوند. ریزگردها به همراه حرکت صعودی هوای ناشی از سامانه‌های جوی به ترازهای بالاتر جو رفته و در آن‌جا، بر حسب اندازه‌ی قطر در لایه‌های هوا جا می‌گیرند. سپس با جریان هوا در ترازها، به حرکت در آمده و مناطق وسیعی را تحت پوشش قرار می‌دهند (آلپرت و گانور[5]، 1993؛ دایان و همکاران[6]، 1991). سیستم‌های گرد و غبار در ایران منجر به لغو پروازها، تعطیلی مدارس، ادارات و کارخانه‌ها، بروز بیماری‌های تنفسی مانند آسم شده (حسین‌زاده، 1376) و هم‌چنین، باعث کاهش محصولات کشاورزی تا 20 درصد می‌شود (شاهسونی و همکاران، 1389). در سال‌های اخیر به دلیل بروز خشکسالی‌ها به نظر می‌رسد که افزایشی در فراوانی وقوع این پدیده مخاطره‌انگیز آب و هوایی صورت گرفته که باعث بروز مشکلاتی در برخی مناطق کشور ایران شده است (رسولی و همکاران 1389). مناطق جنوبی دریای خزر بین کوه و دریا محصور بوده و به دلیل برخورداری از بارشهای خزری دارای میانگین بارش بیشتری نسبت به دیگر مناطق کشور میباشند. این موضوع به همراه شرایط مناسب محیطی دیگر، پوشش گیاهی متراکمی را در اکثر مناطق شمال کشور ایجاد کرده است. با وجود اینکه کلیه شرایط محیطی حاکم در این منطقه عامل بازدارنده و مانع شکل‌گیری طوفان‌های گرد و غباری می‌باشند ولی هر از گاهی طوفان گرد و غباری در این مناطق مشاهده می‌شود. هدف از این مطالعه، شناسایی الگوهای جوی موثر در ایجاد و انتقال گرد و خاک به حوضه جنوبی خزر، تعیین مسیر کلی حرکت طوفان، شناسایی تغییرات فراوانی مکانی و زمانی سامانه‌های همدیدی و مسیرهای انتشار است. در این راستا از داده‌های ثبت شدهی هواشناسی، نقشههای همدیدی و تصاویر ماهوارهای استفاده شده است.

3-1 ضرورت تحقیق

سیاره زمین از بدو پیدایش، دستخوش مخاطرات بسیاری بوده است. در سال‌های گذشته، مخاطرات طبیعی پی در پی در سطح جهان به وقوع پیوسته و خسارت‌های جانی و مالی فراوانی در مناطق مختلف ایجاد کرده‌اند. در بعضی از مناطق جهان، به ویژه منطقه موسوم به خاور‌میانه، طوفان‌های گرد و غبار از پدیده‌هایی هستند که فراوانی وقوع بالایی دارند. عوامل بسیاری در ایجاد طوفان نقش دارند، اما گردش

موضوعات: بدون موضوع لینک ثابت

فرم در حال بارگذاری ...

فید نظر برای این مطلب