پروین غفاریان

یکی از مشکلات زیست محیطی کشور ما وقوع رخداد توفانهای گردوغبار به ویژه در استانهای غربی و جنوبغرب کشور است. در این مطالعه، به بررسی توفان شدید و فراگیر مرداد ماه 1384 می پردازیم که در آن بخش وسیعی از کشور تحت تأثیر این توفان قرار گرفت. ملاک انتخاب روزهای گرد و غباری شاخص، گزارش گرد و غبار در اکثر ایستگاهها، حداقل دید و حداکثر تداوم می باشد. ابتدا جدول حداقل دید افقی روزانه با کمک داده های سازمان هواشناسی در 5 شهر غربی کشور ارائه می شود. سپس نقشه های همدیدی مربوط به این پدیده از وبگاه NOAA استخراج می شود و تفسیر همدیدی و دینامیکی آنها انجام می شود. سپس تصاویر سنجده MODIS ماهواره Aqua و میانگین غلظت جرمی ذرات گردوغبار این سنجنده در پدیده مورد نظر مورد بررسی قرار می گیرد. سپس با کمک مدل لاگرانژی HYSPLIT مسیر ذرات گردوغبار ردیابی می شوند. پس از مسیریابی پس گرد ذرات گردوغبار، مناطق بیابانی کشور سوریه بعنوان کانون شکل گیری گردوغبار شناسایی شدند. در آخر، خروجی های غلظت گردوغبار مدل WRF-Chem مورد بررسی قرار می گیرد. به منظور صحت سنجی، خروجیهای مدل در شهر تبریز این خروجیها با داده های غلظت سازمان محیط زیست و داده های دید افقی سازمان هواشناسی کشور مقایسه می شود. نتایج خروجیهای مدل به خوبی روند افزایش گردوغبار و روز حداکثر گردوغبار را نشان می دهد، اما این خروجیهای غلظت گردوغبار تفاوت چشمگیری با مقادیر واقعی دارد

جلگه مرکزی گیلان طی دهه اخیر تحت تأثیر سه سامانه بارشی با بارش فوق سنگین برف قرار گرفته است. شناسایی مناطق تحت مخاطره و تعیین عوامل آب و هوایی مقیاس منطقه ای تاثیرگذار روی شکل گیری الگوی مکانی بیشینه عمق برف، نقش مهمی در مقوله مدیریت بحران و تسریع خدمات رسانی به جوامع آسیب پذیر ایفا می کند. بدین منظور، سازوکار این سامانه ها با استفاده از اجرای مدل عددی WRF با تفکیک افقی ۷ و ۲۱ کیلومتر شبیه سازی و بررسی شد. خروجی مدل دقت قابل قبولی در شبیه سازی مقادیر بارش و آشکارسازی دو هسته بیشینه ارتفاع برف یکی در جلگه مرکزی گیلان و دیگری حوالی تالاب انزلی دارد. منشأ این سه سامانه، توده هوای سرد و پرفشار قطبی از سمت شمال کشور روسیه و یا زبانه پرفشار نیمه دائمی سیبری و همراهی آن با ناوه های عمیق سطوح میانی جو است. گردش واچرخندی با هسته قوی روی شمال و شمال شرقی دریای کاسپین موجب فرارفت هوای سرد در لایه های زیرین وردسپهر می شود . واداشت سرمایشی ناشی از گسترش زبانه توده هوای سرد روی رشته کوه های قفقاز و شارش جریان های سرد کوه به دشت، موجب شکل گیری واچرخند ثانویه در مقیاس محلی روی جلگه کورا در غرب کاسپین می شود. تباین دمایی بین جلگه کورا و پهنه آبی کاسپین و همچنین شیو فشاری بین جلگه کورا و سواحل جنوب غربی کاسپین با سوی شرقی میدان باد از جانب پرفشار ثانویه کورا همراه است که در برخورد با جریان های غرب سو ناشی از گردش ساعتگرد واچرخندسرد روی کاسپین، موجب همگرایی جهت باد سطحی به صورت باند همگرایی در امتداد ساحل غربی پهنه کاسپین می شود. جریان های همگرا شده، حامل شارهای رطوبت بوده و به پهنه کوچکی در جنوب غربی سواحل کاسپین وارد می شود که دقیقاً منطبق بر کانون بیشینه عمق برف در جلگه مرکزی گیلان است. در سامانه برف ۱۳۹۲ در ناحیه همگرایی جریان باد در تصویر سنجنده مودیس ماهواره ترا و همچنین تصویر شدت بارشِ خروجی رادار گیلان، باند ابری مشاهده می شود که نتایج حاصل از شبیه سازی مدل عددی و تحلیل های همدید را تأیید می کند.

سواحل جنوبی دریای خزر، به ویژه در دهه ی اخیر، به دفعات توسط ریزگردها به مخاطره افتاده است. در این پژوهش تلاش شده است تا کانون اصلی و ساختار گردش های جوی تولید ریزگردهایی که طی روزهای 19 و 20 سپتامبر2014 موجب غبارآلودگی سواحل جنوبی دریای خزر شد، مورد واکاوی قرار گیرد. مدل لاگرانژی پسگرد HYSPLIT برای تعیین منشأ و مسیر شارش ریزگردها و نیز مدل عددی شیمیایی جو ( WRF-Chem ) برای تعیین تمرکز و توزیع ریزگرد ها و شبیه سازی الگوی سامانه مورد نظر، مورد استفاده قرار گرفت. بر اساس نتایج این پژوهش، یک چشمه ی فعال تولید ریزگرد برای نخستین بار در بخش های شرقی دریای خزر، روی پهنه های بیابانی صحرای ترکمنستان و قره قوم شناسایی شد. منشأ اصلی خیزش ریزگردها در این سامانه، شکل گیری چرخند حرارتی در مقیاس محلی روی هسته ی دمایی گرم در شرق خزر است. همگرایی سطحی ناشی از گردش چرخندی این مرکز کم فشار، با توجه به پوشش بیابانی منطقه، موجب انتقال ریزگردها به درون ستون جو شده است. شرایط پایداری نسبی جوی در ترازهای میانی و فوقانی موجب شده، ریزگردها نفوذ و گسترش قائم چندانی در عمق تروپوسفر نداشته و به زیر 700 هکتوپاسکال محدود شوند. مولفه ی منفی مداری و نصف النهاری میدان باد 10 متری و افزایش سرعت باد با توجه به افزایش گرادیان فشار روی بخش های بیابانی شرق خزر، منجر به شکل گیری جریان های شمال شرقی و گسیل توده ی ریزگردها به سمت پهنه ی خزر جنوبی و کرانه های جنوبی آن شده است. پایش تصاویر باند مرئی سنجنده مودیس و همچنین پهنه بندی مکانی مقادیر ضخامت نوری جو (AOD) ، نتایج حاصل از شبیه سازی عددی در نحوه ی توزیع ریزگردها و انتقال آن به استان های مازندران و گیلان را تایید می کنند.

به منظور درنظرگرفتن عدم قطعیت های موجود در مدل های عددی، پیش بینی های همادیکاربرد گسترده ای یافته است. در مطالعه حاضر، عملکرد سامانه های پیش بینی جهانی در پیش بینی همادی بارش های سنگین در حوضه کن ارزیابی شده است. برای مقایسه پیش بینی های 8 بارش سنگین، از سه معیار دقت، اطمینان پذیری، و تیزی با دو آستانه مختلف بارش استفاده شده است. نتایج نشان داد که پیش بینی های مرکز UKMO2 دارای کمترین دقت، اطمینان پذیری، و تیزی است. همچنین، مشاهده شد که در آستانه بارش 5 میلی متر از نظر دقت و اطمینان پذیری تفاوت درخور توجهی میان پیش بینی های مراکز NCEP و ECMWF وجود ندارد؛ اما با افزایش سطح آستانه، دقت و اطمینان پذیری پیش بینی های NCEP افزایش می یابد و در این آستانه امتیاز بریر برابر 194/0 و مساحت زیر منحنی اطمینان پذیری تا نیم ساز برابر 297/0 است. از نظر شاخص تیزی، سامانه NCEP با میانگین شاخص تیزی 109/0 مناسب ترین پیش بینی ها را ارائه می دهد. بنابراین مقایسه پیش بینی های مراکز مختلف با سه معیار یادشده نشان می دهد که مرکز NCEP عملکرد بهتری در پیش بینی همادی بارش های سنگین در منطقه مورد مطالعه داشته و برای پیش بینی بارش های مولد سیلاب در حوضه های کوهستانی مشابه قابل بررسی است.