شاخص های ناپایداری

طرح دیدگاه های جدید درحوزة معرفت و دانش بشری، همواره سبب ایجاد افق های نو گردیده است. این طرح واره ها گاه تواناییهای ما را در حل مشکلات و مسائل بشری ا فزایش داده و علاوه بر آن توانسته است به مسائل بشری به گونة دیگری بنگرد؛ بنابر این، با جایگزینی دیدگاه جدید، بخشی از مشکلات بشری تغییر یافته و نحوة تحلیل، شیوة تحقیق، معیار های ارزیابی و.. دگرگون شده است. از جمله دیدگاه هایی که طرح آن در جغرافیا و علوم وابسته بدان تحولی عمیق در نوع مسئلهیابی، چگونگی تحلیل و روش شناسی تحقیق و ادبیات آن ایجاد کرده، نگرش یا دیدگاه فضایی است. ژئومورفولوژی به عنوان یکی از زیر مجموعه های علوم جغرافیایی از این قاعده مستثنی نیست. بدیهی است آشنایی با تبلور هستة اولیة نگرش فضایی و نحوة ورود آن به حوزة دانش ژئومورفولوژی میتواند ما را در درک بهتر این مفهوم یاری دهد؛ بنابراین، برای دستیابی به چنین هدفی با انتخاب چهارتن از ژئومورفولوژیست ها و دو تن ازجغرافیدانان صاحب نظر، و واکاوی نوشته های آنان از مفهوم فضا کوشیده ایم به سیر شکل گیری و طرح در حوزة ژئومورفولوژی بپردازیم. نتایج این تحقیق نشان میدهد که مفهوم فضا در ژئومورفولوژی با واژة Flexus در نوشته های جیلبرت درسال 1886 برای اولین بار به صورت تلویحی در ژئومورفولوژی طرح شده است؛ اگر چه هرگز وی با چنین بینشی- آن چنان که بعد ها مطرح گردید- آشنا نبوده است.

توفان های تندری به طور گسترده ای بر انسان، ثروت و سرمایه او، به ویژه در بخش کشاورزی، هوانوردی، دریایی و غیره اثر می گذارد. در پژوهش حاضر به منظور بررسی توفان های تندری، داده های مربوط به توفان های تندری در یک دوره آماری 15 ساله (2006-1992) از مرکز تحقیقات هواشناسی همدان دریافت گردید. همچنین به منظور تحلیل همدیدی الگوهای توفان، داده های مربوط به فشار تراز دریا (Slp) و 500 هکتوپاسکال از سایت مرکز پیش بینی محیطی آمریکا دریافت و نقشه های موردنیاز در محیط نرم افزاری گردس ترسیم و مورد تحلیل قرار گرفت. نمودارهای ترمودینامیک موسوم به 10 آوریل 2005 و 31 اکتبر 2006، از وب سایت دانشگاه وایومینگ جهت مطالعه اخذ گردید. برای تحلیل دینامیک فعالیت های همرفتی از شاخص های ناپایداری استفاده شده است. رخدادهای توفان تندری با استفاده از نرم افزار Spss به شش خوشه تقسیم گردید. نتایج حاصل از پژوهش نشان داد که در هر دو ایستگاه فرودگاه و نوژه به صورت همدید توفان تندری به همراه بارش رگباری رخ داده و این توفان ها ماهیت جبهه ای و همدیدی داشته است؛ اما در تاریخ 10 آوریل 2005 در ایستگاه فرودگاه توفان تندری به همراه بارش رگباری به میزان 16 میلی متر و در تاریخ 31 اکتبر 2006 در ایستگاه نوژه به میزان 9 میلی متر گزارش شده است که علت این رخدادها همدیدی نبوده و دارای ساختار ترمودینامیکی می باشد. پرفشار سرد و ریزش هوای سرد به لایه های میانی جو در شمال غرب کشور و وجود کم فشار جنوبی در لایه زیرین جو که جریانات گرم و مرطوب عربستان را به منطقه وارد می کند، باعث رشد ابرهای کومولوس و کومولونیمبوس و ایجاد توفان تندری، بارش تگرگ و نیز باران های سیل آسا می گردد.

پدیده نامطلوب گردوغبار یکی از بلایای طبیعی است که استان ایلام را به دلیل موقعیت جغرافیایی و همجواری آن با پهنه های بزرگی از مناطق بیابانی تحت تأثیر قرار می دهد. در این تحقیق پس از استخراج 40 سامانه ی گردوغباری شاخص و تفکیک آنها به دو دوره سرد وگرم سال طی دوره آماری (2000-2010)، با استفاده از نقشه های ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 و فشارسطح دریا، نقشه های بردار باد، خطوط هم سرعت و نقشه های اُمگا در تراز700 هکتوپاسکال در محدوده 15 تا 45 درجه شمالی و 20 تا 65 درجه شرقی صورت گرفت. برای بررسی وضیعت جو بالایی با مراجعه به پایگاه داده های جوی دانشگاه وایومینگ، داده های رادیوسوند برای روزهای همراه با گردوغبار در ایستگاه های نیمه جنوب غربی ایران اخذ شده و با استفاده از نرم افزار RAOB و نمودارهای SKEW-T به صورت روزانه ترسیم و مورد تحلیل قرار گرفتند، برای بررسی پایداری و ناپایداری جو از شاخص های (LI)، (SI)، (CAPE) و TT استفاده شد. بارزسازی گردوغبار روی تصاویر MODIS با استفاده از ویژگی های دمای درخشایی و شاخص عمق نوری ذرات (AOD) انجام شد. نتایج تحقیق نشان می دهد در دوره سرد سال سیستم های مهاجر بادهای غربی و رودباد جبهه ی قطبی همراه آن و در دوره گرم سال کم فشارهای حرارتی سطح زمین مهم ترین عامل در ایجاد و شکل گیری پدیده ی مذکور در استان ایلام می باشند. هنگامی که یک فرود عمیق در غرب منطقه ی مورد مطالعه بر روی بیابان های کشورهای همجوار قرار گیرد و سرعت باد در آن به سرعت رودباد برسد، در صورت فراهم بودن شرایط محیطی، با ایجاد ناپایداری در سطح زمین سبب گرد و غبار و انتقال آن به استان ایلام می شود. در دوره گرم سال نیز کم فشارهای حرارتی سطح زمین و بخصوص کم فشارخلیج فارس با مکش هوای بیابان های اطراف (شبه جزیره عربستان) یکی از عوامل ایجاد گردوغبار می باشد. مسیر حرکت امواج گردوغباری و نحوه ی استقرار محور فرود و مراکز کم فشار سطح زمین و همچنین تصاویر ماهواره ای مورد استفاده نشان می دهد، مهم ترین منابع گردوغبارهای وارده به استان ایلام شامل بیابان های جنوبی عراق، شمال عربستان، جنوب سوریه و تا اندازه ای شمال صحرای آفریقا می باشد.

اهداف: طوفان تندری یکی از پدیده های آب و هوایی است که توسعه و تکامل آن تحت تأثیر عوامل دینامیکی و ترمودینامیک قرار دارد. هدف اصلی تحقیق حاضر، بررسی ویژگی های آماری و ترمودینامیکی رخداد طوفان های تندری در پهنة ایران است. روش: برای رسیدن به هدف مورد نظر، داده های ساعتی 14 ایستگاه سینوپتیک دارای رادیو سوند طی دورة آماری 19 ساله (2009-1991) از آرشیو سازمان هواشناسی دریافت و با استخراج کدهای مربوط به رخداد طوفان تندری فراوانی مکانی- زمانی آن ها بررسی شدند. در ادامه با استفاده از نرم افزار RAOB و نمودار اسکیوتی شاخص های ناپایداری از قبیل CAPE، LI، TT، SI و KI برای طوفان های تندری تجزیه و تحلیل شدند. یافته ها/ نتایج: نتایج حاصل از پردازش کدهای طوفان تندری نشان داد هرچند در مقیاس های زمانی سالانه، فصلی (بیشینه در فصل بهار 39٪ و کمینه در فصل تابستان با 7٪)، ماهانه (بیشینه در ماه های آوریل، مه و کمینه در آگوست) و ساعتی(بیشینه ساعت های 15 و 12) بیشینه و کمینة رخداد طوفان تندری برای پهنة ایران از زمان وقوع مشترکی برخوردارند، امّا رخداد طوفان تندری در هر ایستگاه و منطقه به شرایط مکانی و زمانی آن بستگی دارد. مقایسة دهه ای این پدیده نشان دهندة فراوانی وقوع بیشتر آن طی دورة 2000 -1991 نسبت به دورة 2009-2000 است. نتایج حاصل از بررسی و محاسبة شاخص های ناپایداری نشان داد که هم زمان با رخداد طوفان های تندری در سطح ایران، میزان همرفت و ناپایداری برای درصد قابل توجّهی از این پدیده در محدودة پایین این شاخص ها قرار دارد. نتیجه گیری: بر اساس نتایج آماری و ترمودینامیکی به دست آمده از این تحقیق می توان گفت که رخداد طوفان تندری در ابتدا وابسته به فصل اقلیمی هر منطقه است و عوامل محلّی همچون همرفت می توانند به عنوان عوامل ثانویه در رخداد طوفان های تندری مؤثر باشند.

توفان های تندری نوعی از توفان است که عموماً با ابرهای همرفتی و معمولاً با سیلاب های لحظه ای و گاهی تگرگ و باد شدید همراه هستند. ابرهای مربوط به توفان های همرفتی در بیشتر مناطق مشاهده می شوند، اما درصد کوچکی از این توفان های همرفتی تولید شرایط هوای سخت و سیل های ناگهانی را می کنند و خسارات زیادی به بار می آورند. یکی از این توفان های تندری مرگ بار، توفان تندری ۲۸ تیرماه ۱۳۹۴ است که دارای خسارات مالی و جانی فراوانی بود. در این پژوهش به بررسی شرایط سینوپتیکی و ترمودینامیکی این توفان تندری پرداخته شده است. هدف از انجام این پژوهش پیش بینی احتمال وقوع توفان تندری، تعیین شدت توفان احتمالی، تعیین مکان توفان همرفتی و ارتباط آن با سامانه های سینوپتیکی بوده است. در این راستا از داده های NCEP/NCAR، تصاویر ماهواره ای NOVA/AVHRR، داده های جو بالا و نرم افزارهای GRADS، ENVI، RAOB و ArcGIS برای رسیدن به اهداف فوق استفاده شد. نتایج این پژوهش نشان داد که شرایط سینوپتیکی مساعد برای وقوع توفان تندری ازجمله کم فشار تراز دریا، ناوه تراز میانی، همگرایی رطوبت و وجود رطوبت در لایه های پایینی جو وجود دارد. همچنین هسته اصلی توفان که بین کرج و قزوین قرار دارد با مرکز بیشینه امگای منفی تراز ۵۰۰ هکتوپاسکال منطبق است. نتایج شاخص های ناپایداری برای ساعت ۰۰UTC نشان داد که شاخص های KO، KI، JI و VT شدت ناپایداری را قوی و توفان همرفتی شدید را پیش بینی کرده اند. ۶ شاخص نیز ناپایداری(توفان همرفتی) متوسط و فقط دو شاخص توفان همرفتی ضعیف را پیش بینی کرده اند. نرم افزار RAOB حداکثر سرعت قائم در این ساعت را ۳۰ متر بر ثانیه برآورد کرده است که نشان دهنده صعود شدید و درنتیجه وقوع توفان تندری شدید است.

حدوث وقایع فرین اقلیمی از جمله توفان های حاره ای سالانه مخاطرات جبران ناپذیری را در مناطق تحت سیطره خود بر جای می گذارد. شناخت این وقایع و علم به زمان رخداد آن ها می تواند در مدیریت حوادث غیرمترقبه ناشی از آن ها راه گشا باشد. هدف از انجام پژوهش حاضر بازساخت زمانی - مکانی توفان های حاره ای مؤثر بر سواحل جنوبی ایران است. داده های مورد استفاده در این پژوهش شامل داده های بازتحلیل شده مرکز ملی پیش بینی محیطی آمریکا با تفکیک مکانی 2 در ۲ درجه در سال های 1871- 2012 و همچنین داده های مربوط به پایگاه ECMWF با قدرت تفکیک مکانی یک درجه است؛ نتایج نشان داد از نظر فراوانی زمانی در طی سال های 1871- 2015 در مجموع 30 توفان حاره ای سواحل جنوبی ایران را به صورت مستقیم و یا غیرمستقیم تحت تأثیر قرار داده است. بیشترین فراوانی ماهانه مربوط به ماه ژوئن با 21 رخداد و پس از آن ماه ژوئیه با هفت مورد است. از نظر فراوانی مکانی تمامی توفان های شناسایی شده دریای عرب و عرض های تقریبی 15 درجه شمالی را جهت تکوین و در نهایت توسعه خود برگزیده اند و بیشترین تعداد رخداد توفان که در ماه ژوئن اتفاق افتاده است ازنظر حرکت و جابه جایی مسیر جنوب شرق– شمال غرب را انتخاب کرده اند.

توفان های تندری به همراه پدیده های فرعی ناشی از آن به مانند تگرگ یکی از جلوه های خشن طبیعت است. بنابراین در تحقیق حاضر برای دستیابی به مدیریت ریسک تگرگ در شمال غرب کشور، جهت کاهش خسارات ناشی از آن، با استفاده از شاخص های ناپایداری به ارزیابی این پدیده مخرب پرداخته شد.برای شناسایی شرایط ترمودینامیکی وقوع این پدیده طی دوره آماری 18 ساله (2009-1992)، شاخص های ناپایداری جوی SI , LI , SW , KI , C . T , V . T , T . T , PWC و سطح یخبندان نمودارهای اقلیمی Skew - T log P ، 23 مورد وقوع تگرگِ ایستگاه های تبریز و کرمانشاه- به منظور پوشش کامل منطقه- از وب سایت دانشگاه وایومینگ آمریکا استخراج وبررسی شد . نتایج حاصل از کلیه شاخص های فوق با استانداردهای ناپایداری جوی مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت. در این بررسی مغایرت هایی بین ارقام مشاهداتی و ارقام پیشگویی شده ملاحظه گردید و نهایتاً شاخص های ناپایداری منطقه به شرح زیر تعیین شده اند: SI≤،71/20LI≤،63/16SW،99/19≤KI،30/14≤C.T،50/11≤V.Tو 70/24≤T.T80/41≤ همچنین مشخص گردید که در سال های اخیر بر شدت ناپایداری جو منطقه افزوده شده است. به طوری که شاخص  SI و LI در این سال ها به مقدار صفر نزدیک شده و سایر شاخص ها، هر یک میل صعودی به سوی حداکثر آستانه های خود داشته اند و نیز سطح یخبندان در روزهای تگرگی مورد مطالعه، بین 850 تا 650 هکتوپاسکال یعنی بین ارتفاع 1393 تا 3788 متری در نوسان می باشد که در ماه های گرم سال این سطح افزایش می یابد.

    مکانیزم های صعود بارندگی در نواحی مختلف از الگوهای متفاوتی تبعیت می کنند. شناخت این الگوها می تواند سطح برنامه ریزی محیطی را ارتقاء بخشد. شاخص های ارزیابی پایداری که به شاخص های ناپایداری معروف اند، روابطی هستند که به کمک آن ها می توان میزان ناپایداری همرفتی مناطق مختلف جورا در جهت مطالعه و پیش بینی بارش ها بررسی کرد، این شاخص ها در پیش بینی فعالیت های همرفتی به کار می روند و عمدتاً به کمک نمودارهای ترمودینامیک و داده های رادیو سوند بررسی می شوند. هدف اصلی پژوهش حاضر بررسی ویژگی های زمانی بارش های بیش از پنج میلی متر و تعیین سهم بارش های همرفتی بهاری ایستگاه تبریز براساس داده های جوبالا می باشد. بدین منظور داده های ساعتی بارش ایستگاه تبریز طی دوره آماری سی وپنج  ساله( 1358 – 1392شمسی )(1980- 2014میلادی)، از آرشیو سازمان هواشناسی دریافت و با گزینش داده های بارش بیش از 5 میلی متر براساس کدهای هواشناسی60 تا 65 برای بارش باران و نیز کدهای 91 تا 99 برای بارش های سنگین، فراوانی زمانی آنها بررسی گردید. پس از گزینش نمونه های مورد بررسی، نمودارهای اسکیوتی روزهای بارش به همراه شاخص های ناپایداری از قبیل(CAPE PW--  LI- TT - SI-  KI)تجزیه و تحلیل شدند. پردازش این داده ها در مقیاس فصلی بیانگر وقوع مکرر آنها است. حداکثر رخداد این بارش ها درماه آوریل با فراوانی131مورد و حداقل آنها درماه ژوئن با 35 مورد دیده شد. نتایج حاصل از ترسیم نمودارهای اسکیوتی و محاسبه شاخص های ناپایداری نشان می دهد، نقش عامل همرفت در وقوع بارش های بهاری قابل توجه می باشد، زیرا هنگامی می توان عامل همرفت را عامل اصلی بارش محسوب کرد که نه تنها میزان همرفت شدت کافی داشته باشد، بلکه ناپایداری لازم برای ایجاد بارش رانیز فراهم بسازد. در مجموع، پس از بررسی 263 نمونه بارش فصل بهار مشخص شد که عامل همرفت، مهمترین نقش را در رخداد بارش ماه های  می و ژوئن داشته است و به طبع آن مخاطرات سیلاب منطقه را تهدید می نماید.

یکی از مخرب ترین پدیده های هواشناسی که گستره فضایی و بازه زمانی آن کاملا متغییر است و در مقیاس های مختلف خودنمایی می کند توفان های تندری است. پدید ه ای که مقیاس مکانی آن زمانی که در دل چرخندهای حاره ای و مناطق همرفتی کمربند همگرایی بین حاره ای قرار می گیرد بسیار گسترده بوده و از سویی بسیار حیرت آور، زیبا و در عین زیبایی طی شرایطی خاص فوق العاده مخرب می گردد. هدف از انجام پژوهش حاضر شناسایی و تحلیل چنین توفان های مخرب در یک دوره زمانی 25 ساله (1986-2010) در ایستگاه سینوپتیک کرمانشاه می باشد. داده های مورد استفاده در این تحقیق شامل داده های بارش روزانه و کدهای مربوط به پدیده های هواشناسی، پارامترهای دمای خشک، نقطه شبنم، رطوبت نسبی، جهت و سرعت باد جهت محاسبه شاخص های ناپایداری و پارامترهای ارتفاع ژئوپتانسیل، نم ویژه، سرعت قائم، مولفه های باد مداری و نصف النهاری می باشد. نتایج نشان داد که طی دوره آماری مورد بررسی سه توفان تندری بسیار شدید در منطقه مورد مطالعه رخ داده است. بررسی شاخص های ناپایداری حاکی از قرار گرفتن این شاخص ها در طبقه شدید و مناسب جهت رخداد پدیده توفان تندری می باشد؛ همینطور وضعیت دینامیک جو همزمان با رخداد این پدیده نشان از حضور یک ناوه بسیار عمیق در غرب منطقه مورد مطالعه و قرارگیری خروجی هسته رودباد ترازهای 500 و 850 میلی بار بر روی منطقه مورد مطالعه را دارد که در پی این اتفاق پدیده توفان تندری با شدت زیاد همراه با شکل گیری ابرهای کومولوس و رعد و برق و نهایتا بارش های سنگین منطقه مورد مطالعه را تحت تاثیر اثرات مخرب خود قرار داده است؛ این درحالیست که این وضعیت برای دو مورد شناسایی شده یعنی پدیده روز 04 فوریه 2007 و 12 دسامبر 1991 نسبت به دیگر موارد شناسایی شده یعنی پدیده روز 17 آوریل 1991 شرایط جوی ناپایدارتری را از نظر الگوهای گردشی متوسط مقیاس تجربه نموده است.

سیل یکی از مخرب ترین بلایای طبیعی به حساب می آید و همه ساله خسارات گسترده ای را به منابع مالی و انسانی کشور وارد می آورد. بخش های عمده ای از کشور ایران، همواره در معرض خطر وقوع سیل قرار دارند. در این بین، حوضه آبریز گرگان و اترک از اهمیت بیشتری برخوردار است، به طوری که در سال های اخیر چندین مورد سیل مخرب در استان گلستان رخ داده که موجب تلفات انسانی و خسارت اقتصادی فراوانی شده است. هدف از این مطالعه بررسی و آشکارسازی شرایط اقلیمی، همدیدی و ترمودینامیکی حاکم بر رخداد سیل اسفند 1397 در استان گلستان به منظور شناسایی سامانه هایی جوی است که منجر به سیل هایی نظیر سیل فوق بشود. این بررسی شامل تحلیل آماری ایستگاه های استان (گرگان، گنبدکاووس، بندرترکمن، علی آبادکتول، هاشم آباد، کلاله و مراوه تپه)، محاسبه دوره برگشت بارش ها طی دوره آماری موجود هر ایستگاه، تحلیل نقشه های همدیدی در روز رخداد سیل و نیز محاسبه شاخص های ناپایداری ایستگاه گرگان می باشد. نتایج آماری نشان داد که ایستگاه های گرگان و گنبدکاووس هرکدام با بیشترین بارش از نوع حدی در اسفند 1397، دارای دوره برگشت 800 و 400 سال بودند. همچنین در روز 27 اسفند بالاترین میزان شاخص ناپایداری گرگان با مقادیر 26 K= درجه سلسیوس، 07/ 2 PW=سانتی متر و 48 TT= همراه با نم نسبی زیاد در سطح زمین (حدود 80 درصد) به دست آمده است. تحلیل نقشه های همدیدی مبین افت شدید فشار سطح دریا و ارتفاع تراز میانی به همراه یک ناوه عمیق در منطقه موردمطالعه در اواخر اسفند 97 بوده که در نهایت منجر به بارش های فرین و رخداد سیلاب در منطقه شده است. واژگان کلیدی: سیل، دوره برگشت، نقشه های همدیدی، شاخص های ناپایداری، استان گلستان [1] نویسنده مسئول: بزرگراه شهید همت (غرب) – بزرگراه شهید خرازی – بلوار پژوهش – پژوهشگاه هواشناسی و علوم جو،