وارونگی دما

هدف از این تحقیق بررسی سطوح رخداد وارونگی دما و تاثیر آن بر روی آلودگی هوای شهر تهران است. بدین منظور ابتدا برای 5 ایستگاه انتخابی سطح شهر تهران، طی سالهای 1383 تا 1387، 100 روز از روزهایی که ایستگاه ها بیشترین میزان آلودگی را داشته اند انتخاب گردید و وضعیت وارونگی در سطوح 900 تا 300 هکتوپاسکال در روزهای آلوده با استفاده از نمودارهای Skew-T و نقشه های فشار سطح زمین، 500 هکتوپاسکال و امگای سطح 850 هکتوپاسکال مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که بین 73 تا 5/85 درصد میزان آلودگی در ایستگاه های سطح شهر تهران ناشی از وارونگی دما بوده است. از طرفی دیگر نتایج نشان داد وارونگی های دمایی شهر تهران متاثر از سامانه های فشار و تشعشع زیاد سطح زمین است. از نظر میزانCO، PM10 و SO2 ایستگاه آزادی آلوده ترین ایستگاه بوده اند. از نظر NO2 ایستگاه شهر ری آلوده ترین و از نظر میزان غلظت O3 ایستگاه شهر ری آلوده ترین ایستگاه بوده است. با اینکه جهت باد غالب تهران از غرب به شرق است اما درآلودگی های ناشی از وارونگی، به دلیل سرعت کم جریان هوا، باد تاثیر زیادی در پالایش هوا ندارد. همچنین از نظر توزیع فضایی آلودگی، در مرکز و غرب از شرق بیشتر است. بعلاوه از شمال به جنوب تهران، بر میزان غلظت آلاینده های NO2 و O3 افزوده می گردد و از میزان غلظت آلاینده های CO، PM10 و SO2 کاسته می-شود.

در این تحقیق به بررسی وارونگی دمای شهر تبریز با استفاده از اطلاعات رادیوسوند، نقشه اسکیوتی و نقشه های سینوپتیک، طی دوره زمانی 2008- 2004 در مقیاس روزانه، ماهانه و فصلی پرداخته شد. پس از بررسی داده ها، ابتدا روزهایی با شرایط وارونگی دمای ضعیف، متوسط، شدید و بسیار شدید مشخص شد و سپس الگوی سینوپتیکی نمونه های بسیار شدید، مربوط به یک روز قبل و یک روز بعد از اوج شدت وارونگی با استفاده از نقشه های سینوپتیک سطح زمین، 850 و 700 هکتوپاسکالی تحلیل گردید. نتایج تحقیق نشان داد که میان وقوع سیستم های پرفشار و وارونگی دمای بسیار شدید همبستگی معناداری وجود دارد. بدین معنا که شدت وارونگی دما ارتباط مستقیمی با شرایط الگوی سینوپتیکی به ویژه استقرار سیستم های پرفشار در منطقه دارد. زمانی که سیستم پرفشاری به صورت مداوم در مقطع چند روزه در منطقه متمرکز می شود، شدّت وارونگی دما به اوج خود می رسد. به دنبال آن با ورود یک سیستم کم فشار، وارونگی از بین می رود. به عبارتی، عامل اصلی تقویت کننده وارونگی های دمای بسیار شدید، ناشی از تداوم سیستم های پرفشار است. سامانه پرفشار سیبری، پرفشار شبه جزیره عربستان و ریزش هوای سرد مدیترانه سامانه های عمده ای هستند که منجر به وقوع وارونگی دما می شوند. نتایج نشان می دهد که با بررسی سیستم های سینوپتیکی که منجر به بروز پدیده وارونگی دما می شوند و از طریق شناسایی الگوهای حاکم بر آن می توان وقوع وارونگی های دمای بسیار شدید را پیش بینی و الگوهای منجر به آلودگی هوا را شناسایی کرد.

آلودگی هوا از جنبه های مختلف دارای اهمیت است. این مطالعه، با توجه به شرایط حاد آلودگی هوای تبریز و با استفاده از تحلیل سینوپتیکی انجام پذیرفته است. هدف اصلی در این تحقیق بررسی ارتباط الگوهای سینوپتیکی سطح دریا و تراز 500 هکتوپاسکال با وارونگی دمایی و دوره های طولانی مدت آلودگی شهر تبریز در طی دورة آماری 1387 1392 است. در این زمینه، برای بررسی کیفیت آلودگی هوا، از شاخص استاندارد آلودگی هوا (PSI) و برای بررسی شدت و عمق وارونگی دمایی از نقشه های Skew-T استفاده شد. سپس، نقشه های سینوپتیکی این دوره ها تحلیل شد. یافته های تحقیق نشان می دهد هنگامی که سیستم پُرفشاری به صورت مداوم در مقطع چندروزه در منطقه متمرکز می شود شدت وارونگی دما به اوج خود می رسد. همچنین، به طور کلی، عامل اصلی تقویت کنندة وارونگی های دمای بسیار شدید و به تبع آن آلودگی های بلندمدت ناشی از تداوم سامانة قدرتمند سیبری هم زمان با پُرفشار توسعه یافته در زاگرس همراه و نیز با تقویت پشتة ارتفاعی تراز میانی جو است که شرایط لازم را برای افزایش پتانسیل آلودگی هوای تبریز فراهم می کند. علاوه بر این، وجود زبانه هایی از پُرفشار اسکاندیناوی و همچنین ریزش هوای سرد مدیترانه، هرچند خیلی کم، از عوامل دیگر وارونگی دمایی و تشدید آلودگی در برخی از دوره های آلودگی است.

هدف از این پژوهش بررسی روند وارونگی دمای لایه مرزی کلان شهرهای تهران، مشهد، و تبریز است. در این راستا، از داده های پیمایش قائم جو سال های 20۰7- 20۱7 ساعت صفر (00) ایستگاه های هواشناسی تهران، مشهد، و تبریز از پایگاه داده های اقلیمی وایومینگ استفاده شد. برای تعیین انواع وارونگی دما، نمودارهای تفی گرام داده های جو بالا با استفاده از نرم افزار RAOB ترسیم شد. سه نوع وارونگی تابشی، فرونشستی و جبهه ای به عنوان سه تیپ اصلی و چهار نوع دیگر به عنوان تیپ های ترکیبی متشکل از این سه نوع وارونگی مشخص و توزیع زمانی فراوانی و درصد هر یک از 7 تیپ وارونگی در هر ماه محاسبه شد. روند یازده ساله هر یک از تیپ های وارونگی با استفاده از روش ناپارامتریک من- کندال و تخمینگر شیب سن تعیین و مقایسه شد. نتایج نشان داد تیپ وارونگی تابشی در همه ایستگاه ها کاهش معنادار در سطح اطمینان 01 / 0 (Z>2.58) و برعکس وارونگی فرونشستی روند افزایشی معناداری در سطح اطمینان 05 / 0 (z>1.96) نشان داده است. از میان تیپ های ترکیبی، تیپ تابشی- فرونشستی روند افزایشی معنادار داشت. در مجموع، نوع تیپ های وارونگی در دوره 20۰7-20۱7 از تیپ های وارونگی خالص به تیپ های ترکیبی و چندلایه و به طور شاخص تیپ تابشی- فرونشستی تغییر یافته است.

در این تحقیق، به بررسی الگوهای سینوپتیکی حاکم بر وارونگی دمای شهر تبریز با استفاده از اطلاعات رادیوسوند، طی دوره زمانی 2010-2001 پرداخته شد. برای شناسایی و استخراج الگوهای همدید، از داده های رقومی فشار تراز دریا به صورت میانگین روزانه از سری داده های بازکاوی شده NCEP/NCAR در محدوده 10 تا 60 درجه طول شرقی و 10 تا 90 درجه عرض شمالی در 651 یاخته 2.5 × 2.5 درجه استفاده گردید. با انجام تحلیل مؤلفه های مبنا بر روی داده های فشار تراز دریا در روزهای همراه با وارونگی دما، حجم آنها را کاهش داده و با انجام تحلیل خوشه ای بر روی مؤلفه های به دست آمده، مهم ترین الگوهای جوی شناسایی شدند و نقشه هر الگو به دست آمد. بر اساس نتایج چهار الگوی همدید اصلی در ایجاد وارونگی دما در شهرستان تبریز مؤثرند. در بیشتر الگوها، سامانه های پرفشار حاکم بوده است. در این الگوها هوای سرد به سبب حضور سامانه های پرفشار در سطح زمین به روی منطقه گسترش یافته، با استقرار سمت چپ یک ناوه عمیق بر روی منطقه؛ هوای سرد پشت آن از عرض های بالاتر بر روی تبریز فرارفت شده و پایداری شدیدی در ستون قائم جو ایجاد شده است. در الگوهایی که کم فشار شمالی به همراه پرفشار مهاجر اروپا عامل فرافت هوای سرد به روی منطقه بوده است، هوای گرم عرض های پایین تر با استیلای یک پشته عمیق به روی منطقه بر روی هوای سرد سطح زمین قرار گرفته؛ به این ترتیب بر شدت پایداری هوای مجاور سطح زمین افزوده شده و وارونگی های شدید دمایی شکل گرفته است.

دمای هوا معمولا با افزایش ارتفاع کاهش می یابد و حالتیکه با افزایش ارتفاع، دما افزایش می یابد؛ وارونگی دما[1] می نامند.شهر اهواز، مرکز استان خوزستان، از نظر آلودگی هوا، جزء7 شهر آلوده کشور است. تشدید پدیده وارونگی دما در این شهر موجبِ افزایش پایداری جوّ و تجمّع موادَّ آلاینده در لایه پایینی هوای سطح شهر می شود. خطرات ناشی ازتجمع این آلایندها ما را برآن داشت تا به بررسی وضعیت اقلیمی موثربرآلودگی هوای شهراهوازبپردازیم.تحقیق حاضربامطالعه عناصراقلیمی دوره آماری 55 ساله وتفسیرنقشه های هوای سطح زمین وسطح 500 میلی بار به منظور بررسی اثر وارونگی دما در روند آلودگی هوای شهر اهوازانجام گرفته است.نتایج این تحقیق نشان میدهد که بیشینه شدّت وارونگی دما دلیل پایداری هوا وتجمع مواد آلاینده در سطح زمین است که در شهراهوازاین پدیده عمدتا" درفصل گرم سال رخ میدهد.ارائه راهکارهائی چون گاز سوز کردن خودروها، ایجاد فضای سبز، پایش گازهای خروجی اگزوزها و دودکشهای صنایع و نیز آمایش سرزمین در کنترل و کاهش آلودگی هوا می تواند گام موثری در مسیر توسعه درخُور و ماندگار باشد

مقدمه: آلودگی هوا به ویژه در دو آلاینده ذرات معلق کمتر از ۵/۲ میکرون و دی اکسیدگوگرد از معضلات مهم شهرهای بزرگ و صنعتی ایران از جمله در تهران به ویژه در نیمه سرد سال است که بر سلامت و آسایش شهروندان مؤثر است. شدت و ضعف آلودگی هوا در تهران با الگوهای اقلیمی و تسلط توده های هوا بر روی شهر تهران در ارتباط است. هدف : این پژوهش با دنبال کردن آلودگی هوا در طول سال ۱۳۹۹ متغیرهای آلاینده را به صورت ماهانه، روزانه و ساعتی برای ۴ منطقه ۲، ۵، ۹ و ۱۸ شهر تهران در پنج ایستگاه آلودگی سنجی بررسی کرده و بر اساس سه سناریوی اقلیمی: اثر پایداری، ناپایداری و وارونگی، روزهای پاک و آلوده را جدا کرده و نقش توده های هوای مسلّط بر شهر را برای هر دو شرط بررسی نماید. روش شناسی: برای درک بهتر رابطه بین الگوهای هوای حاکم بر محدوده مطالعه، شرایط جو در ترازهای ۱۰۰۰ و ۵۰۰ میلی بار و همینطور نقشه سطح زمین مورد تحلیل قرار گرفته است. فشار هوا، دما، باران و باد عناصری هستند که مورد بررسی قرار گرفته اند. داده های آلاینده سنجی از ایستگاههای مستقر در مناطق چهارگانه شهرداری تهران و از شرکت کنترل کیفیت هوا وابسته به شهرداری تهران بدست آمده است و داده های هواشناسی از سازمان هواشناسی کشور گرفته شده و در نهایت از داده های رادیوسوند ایستگاه مهرآباد برای مطالعه وارونگی استفاده شده است. قلمرو جغرافیایی: این پژوهش برای شهر تهران و چهار منطقه شهرداری 2، ۵، ۹ و ۱۸ برای بازه زمانی سال ۱۳۹۹ انجام شده است. یافته ها: کیفیت هوای محدوده مطالعه وابستگی شدیدی به توسعه پشته ژئوپتانسیل در تروپوسفرمیانی،  فقدان وزش باد با سرعت قابل توجه در سطح زمین، پایداری شدید هوا و ایجاد لایه وارونگی از نوع دینامیک یا فرونشینی با ارتفاع زیاد دارد. به عبارت دیگر دوره های شدت آلودگی هوا با گرادیان فشار ضعیف، باد آرام، فرونشینی هوا و وارونگی دما در رابطه است. نتیجه گیری: نتایج این تحقیق نشان می دهد که  در زمان آلودگی شدید و بحرانی هوا پرفشار بر سطح شهر حاکم است و هوا پایدار است و باد یا وجود ندارد و یا کمتر از ۳ متر بر ثانیه است که قدرت پالایندگی هوا ندارد. در سنازیوهای تعریف شده وجود باد پرقدرت ( بالای ۶ متر بر ثانیه) بهترین راه حل برای داشتن هوای پاک است و بارندگی تنها زمانی که با شدت و مدت طولانی ندام داشته باشد در زدودن آلودگی مؤثر است.