کم فشار

یکی از بلایای طبیعی که استان خوزستان را به دلیل موقعیت جغرافیایی و همجواری آن با پهنه های بزرگی از مناطق بیابانی تحت تاثیر قرار می دهد، پدیده ی نامطلوب گرد و غبار است. این پژوهش پس از استخراج 50 سامانه ی گردوغباری شاخص و تفکیک آنها به دو دوره ی سرد و گرمِ سال طی دوره ی آماری (2005 – 1996)، با استفاده از نقشه های ترکیبی ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال و فشار متوسط تراز دریا، نقشه های بردار باد، خطوط هم سرعت و جریان هوا در دو سطح 500 هکتوپاسکال و سطح متوسط دریا در محدوده ی 0 تا 50 درجه شمالی و 0 تا 70 درجه شرقی و تصاویر ماهواره ای برای دو سامانه ی گردوغباری شاخص انجام شده است. نتایج تحقیق نشان می دهد در دوره ی سرد سال سیستم های مهاجر بادهای غربی و رودباد جبهه ی قطبی (PFJ) همراه آن و در دوره ی گرم سال کم فشارهای حرارتی سطح زمین مهمترین عامل در ایجاد و شکل گیری پدیده ی مذکور دراستان خوزستان 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 خوزستان می شود. در دوره ی گرم سال نیز کم فشارهای حرارتی سطح زمین و بخصوص کم فشار خلیج 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 مهمترین منابع گرد و غبارهای وارده به استان خوزستان شامل بیابان های جنوبی عراق، شمال عربستان، جنوب شرق سوریه و تا اندازه ای شمال صحرای آفریقا می باشد.

این پژوهش با هدف شناسایی ناهنجاری های مکانی- زمانی فشار تراز دریا در ایران انجام شد. برای این منظور از داده های شش ساعته فشار تراز دریا در محدوده صفر تا 80 درجه جغرافیایی طول شرقی و صفر تا 60 درجه جغرافیایی عرض شمالی استفاده شد. در این محدوده، 825 یاخته به اندازه 5/2 در 5/2 درجه جغرافیایی قرار داشت. بنابراین پایگاه داده ای به اندازه 825* 90520 ایجاد شد. در این ماتریس 825، تعداد یاخته های محدوده مورد مطالعه و 90520 نیز تعداد دیده بانی های شش ساعته فشار تراز دریا در 62 سال(2009-1948) است. با استفاده از این داده ها، ناهنجاری های ماهانه فشار تراز دریا برای هر یاخته بدست آمد. فراوانی مقادیر کمتر و بیشتر از میانگین بلندمدت هر یاخته تحت عنوان ناهنجاری های منفی و مثبت فشار تراز دریا محاسبه شد. برای هر ماه نقشه فراوانی ناهنجاری های منفی فشار تراز دریا ترسیم شد. نتایج نشان داد که فراوانی ناهنجاری های منفی فشار تراز دریا، تقریباً از ماه نوامبر تا آوریل در بیشتر بخش های کشور بیش از 50 درصد بوده و از ماه می تا اکتبر نیز کمتر از 50 درصد بوده است.

این پژوهش با هدف شناسایی ناهنجاری های مکانی- زمانی فشار تراز دریا در بخشی از نیمکره شمالی انجام شد. برای این منظور از داده های شش ساعته فشار تراز دریا در محدوده صفر تا 80 درجه جغرافیایی طول شرقی و صفر تا 60 درجه جغرافیایی عرض شمالی استفاده شد. در این محدوده، 825 یاخته به اندازه 5/2 در 5/2 درجه جغرافیایی قرار داشت. بنابراین پایگاه داده ای به اندازه 825* 90520 ایجاد شد. در این ماتریس 825، تعداد یاخته های محدوده مورد مطالعه و 90520 نیز تعداد دیده بانیهای شش ساعته فشار تراز دریا در 62 سال(2009-1948) است. با استفاده از این داده ها، ناهنجاری های ماهانه فشار تراز دریا برای هر یاخته بدست آمد. فراوانی مقادیر کمتر و بیشتر از میانگین بلندمدت هر یاخته تحت عنوان ناهنجاری های منفی و مثبت فشار تراز دریا محاسبه شد. برای هر ماه نقشه فراوانی ناهنجاری های منفی فشار تراز دریا ترسیم شد. نتایج نشان داد که فراوانی ناهنجاری های منفی فشار تراز دریا، تقریباً از ماه نوامبر تا آوریل در بیشتر بخش های کشور بیش از 50 درصد بوده و از ماه می تا اکتبر نیز کمتر از 50 درصد بوده است.

فشار هوا که یک متغیر جوی است، در قالب میانگین، بیشینه و کمینه فشار تراز دریا و تراز ایستگاه بررسی می شود. فشار تراز دریا، اغلب اولین گامی است که در مطالعات همدید رویدادهای هواشناسی تحلیل می شود. در این پژوهش الگوهای همدید فشار تراز دریا در نیمه سرد سال در بخشی از نیمکره شمالی (مختصات جغرافیایی صفر تا 80 درجه طول شرقی و صفر تا 60 درجه عرض شمالی) بررسی شد. برای این امر از داده های شش ساعته فشار تراز دریا، در فصل های پاییز و زمستان، طی 63 سال (سال های2010-1948) استفاده شده است. این داده ها به صورت شبکه بندی منظمی با ابعاد 5/2 در 5/2 درجه جغرافیایی بودند. بنابراین دو پایگاه داده جداگانه برای فصل پاییز و زمستان ایجاد شد. روی داده های مربوط به هر فصل تحلیل خوشه ای با فواصل اقلیدوسی به روش ادغام وارد انجام گرفت. نتایج نشان داد که در هر فصل، هفت پهنه اصلی فشار تراز دریا وجود دارد. پهنه های اصلی فشار در فصل پاییز شامل: کم فشار دریای سرخ، کم فشار عمان، پُرفشار قزاقستان، پُرفشار اروپا، پُرفشار غرب روسیه(شمال دریای خزر)، کم فشار اسکاندیناوی و پُرفشار سیبری و همچنین فصل زمستان نیز شامل: کم فشار دریای سرخ، پُرفشار شمال آفریقا، پُرفشار شمال غرب ایران، پُرفشار اروپا، پُرفشار قزاقستان، پُرفشار غرب روسیه(شمال دریای خزر) و کم فشار اسکاندیناوی بودند.

ارتفاع لایه مرزی، یکی از مهمترین مولفه های تعیین کننده، وسعت آمیزش آلاینده ها و کیفیت هوای لایه نزدیک به سطح زمین می باشد. هدف اساسی این تحقیق مطالعه تغییرات و ارتفاع و ضخامت لایه مرزی استان خوزستان در شرایط گردوغبار شدید میباشد. در این تحقیق طی یک دوره 7 روزه (27ژانویه 2015 تا 1 فوریه 2015) که یک رخداد حاد گردوغبار در استان خوزستان رخ داد ارتفاع لایه مرزی در همان روزها از داده های دقت بالای پایگاه میان برد اروپایی(ECMWF) اخذ گردید، داده های مربوط به غلظت گردوغبار نیز از سنجش های میدانی سازمان محیط زیست بدست آمد در نهایت با تحلیل سینوپتیک و تحلیل فراوانی ارتفاع لایه مرزی و غلظت گردوغبار شرایط لایه مرزی مورد بررسی قرار میگیرد. نتایج نشان داد ارتباط مستقیم و معنی درای بین شدت گرد وغبار و ارتفاع و ضخامت لایه مرزی در استان خوزستان وجود دارد که با در نظر گیری کم فشاری که در منطقه مورد مطالعه در همان روزها در سطوح میانی جو مستقر شده و باعث شده منطقه مورد مطالعه در جلوی فرود حاصله از این سامانه کم فشاری قرار گرفته بگیرد توجیه میشود. بر خلاف آلودگی هوا که غالبا منشا محلی دارند و در شرایطی ایجاد میشوند که شرایط پایداری شدید حاکم بوده و کم بودن ارتفاع لایه مرزی مانع تلاطم و گسترش آلاینده شده و تمرکز آن را در نزدیکی سطح زمین ایجاد میکند، گردو غبار خوزستان در شرایطی ایجاد و تشدید میشود که شرایط ناپایداری برقرار بود این رفتار گردوغبار به این دلیل است که برخلاف آلودگی هوا، گردوغبار منشاء خارجی داشته و توسط سامانه های کم فشار و شرایط سینوپتیک ناپایدار که موجب افزایش ارتفاع لایه مرزی میشوند، وارد منطقه میشود

بارش های سنگین و سیل آسای غیرطبیعی در مناطق خشک و کم باران و با پوشش گیاهی تنک در اغلب موارد منجر به رخداد سیلاب های با دبی بالا و غیرقابل پیش بینی شده و همه ساله خسارات زیادی در بخش های تأسیسات زیر بنایی، عمرانی و کشاورزی برای مناطق نیمه جنوبی کشورمان به بار می آورند. هدف اصلی این پژوهش بررسی و شناسایی الگوهای همدیدی و ترمودینامیک بارش های سنگین و مخاطره آمیز جنوب ایران است. بدین منظور از داده های بارش روزانه ایستگاه های منتخب بندرعباس، یزد، کرمان، جیرفت، شیراز و یاسوج و داده های مرکز ملی پیش بینی های محیطی آمریکا برای دوره 44 ساله (2014-1970) استفاده شده است. با بررسی بارش های روزانه بیش از 50 میلی متر ایستگاه های انتخابی، سامانه های بارش سنگین و سیل آسا شناسایی گردید و با استفاده از داده های رقومی فشار تراز دریا، ارتفاع ژئوپتانسیل، سرعت قائم جو، مؤلفه های مداری و نصف النهاری باد، نم ویژه نقشه های مربوطه ترسیم و مورد واکاوی قرار گرفتند. جهت تعیین مسیر و منشأ 105 سامانه ی بارشی ورودی به منطقه موردمطالعه، نقشه های فشار تراز دریا و ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 700 و 500 هکتوپاسکال بررسی گردید. یافته ها نشان داد که بارش های سنگین منطقه جنوب ایران در قالب 4 الگوی همدید رخ می دهند. به ترتیب بیشترین تعداد سامانه هایی که برای منطقه بارش شدید داشتند، سامانه های سودانی، ادغامی سودانی-مدیترانه ای روی عراق، ادغامی سودانی-مدیترانه ای در شرق مدیترانه و مدیترانه ای بودند ازلحاظ منابع تغذیه رطوبتی در تراز 1000 هکتوپاسکال دریای عرب، خلیج عدن، سرخ و خلیج فارس نقش داشته اند؛ اما در ترازهای 850 تا 500 هکتوپاسکال خلیج عدن، دریای سرخ و خلیج فارس تأمین رطوبت بارش های سیلابی را بر عهده داشته اند. بیشترین میزان رطوبت مربوط به دریای عرب بوده و مدیترانه کمترین نقش را در انتقال رطوبت داشته است.

هدف از انجام این تحقیق شناسایی ارتباط نوع و پیکربندی های متفاوت رودباد با بارش های سنگین و فراگیر نیمه جنوبی ایران است. بدین منظور داده های بارش روزانه فصل سرد (آذر تا اسفند) طی دوره آماری 1970 تا 2014 از سازمان هواشناسی کشور اخذ شد. سپس با در نظر گرفتن دو شرط فراگیری بیش از 50 درصد و بارش های بیش از صدک 95 درصد هر ایستگاه، 61 روز بارش سنگین و فراگیر جهت بررسی همدید انتخاب گردید. داده های جو بالا نیز شامل باد مداری و نصف النهاری، ارتفاع ژئوپتانسیل، فشار تراز دریا، امگا و نم ویژه است که با تفکیک مکانی 5/2*5/2 درجه قوسی از مرکز پیش بینی های جوی آمریکا اخذ گردید. سپس با استفاده از روش تحلیل مؤلفه های مبنا بر روی داده های ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال طی 61 روز بارش منتخب، 12 عامل که بیش از 90 درصد پراش داده ها را تبیین می کند، استخراج شد و با اعمال روش تحلیل خوشه ای با روش ادغام وارد بر روی نمرات عامل ها، چهار الگوی مؤثر بر آرایش رودبادها شناسایی گردید. نتایج نشان داد که رودباد جنب حاره ای با تقویت همگرایی سطحی و میدان واگرایی در سطوح بالای وردسپهر و به تبع آن توسعه کم فشار سطحی و ناوه سطوح میانی وردسپهر، نقش مهمی در رخداد بارش های سنگین و فراگیر نیمه جنوبی کشور دارد و اندرکنش آن با رودباد جنب قطبی شدیدترین و فراگیرترین روزهای بارش را در منطقه موجب می شود. در الگوهای مورد بررسی استقرار رودباد از شمال عربستان تا نیمه شمالی ایران با انحنای مداری و نصف النهاری و همسویی نیمه چپ خروجی رودباد با کم فشار تراز دریا و نیمه شرقی ناوه تراز میانی وردسپهر، هوای گرم و مرطوب منابع آبی دریای سرخ، خلیج فارس و دریای عرب را به سمت نیمه جنوبی کشور فرارفت می کند.

هدف از انجام این تحقیق، تحلیل همدیدی و ترمودینامیکی روزهای اوج بارش سیلآسا در 5 و 11 فروردین 1398 به ترتیب در جنوب غرب و غرب ایران است. بدین منظور با استفاده از روش محیطی به گردشی ابتدا دادههای بارش ایستگاه زمینی بررسی شد و سپس با استفاده از دادههای جو بالا و ترسیم نقشههای مربوطه، وضعیت همدید سامانه های بارشی مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که در روزهای اوج بارش بیشتر کشور به جزء جنوب شرق، بارندگی را تجربه کردهاند. بیشینه بارش در روزهای 5 و 11 فروردین به ترتیب در جنوب غرب و غرب کشور رویداده است؛ که بیشتر ایستگاهها در این مناطق بارش بیش از 100 میلیمتر را به ثبت رساندهاند. واکاوی نقشههای همدیدی نشان داد که در تراز دریا گسترش کمفشارهای چندگانه عربستان، سودان و مدیترانه در تقابل با نفوذ پرفشار سرد اروپا و تبت با ایجاد شیو فشاری قوی موجب شکلگیری شرایط جبههای و ناپایدار در منطقه موردمطالعه شدهاند. در ترازهای میانی جو نیز قرارگیری نیمه غربی و جنوب غرب کشور در نیمه شرقی و جلوی ناوه با واگرایی و صعود شدید هوای گرم و مرطوب جنوبی و رخداد بارشهای فراگیر و شدید را موجب شدهاند. تحلیل نقشههای وزش رطوبتی نیز نشان داد که در ترازهای 1000 و 850 هکتوپاسکال دریای عرب و خلیج فارس توسط گردش واچرخندی عربستان و چرخندی شرق مدیترانه و در ترازهای 700 و 500 هکتوپاسکال دریای سرخ، خلیج فارس و منبع فرامنطقه ای نواحی مرکزی اقیانوس اطلس توسط گردش چرخندی ناوه شرق مدیترانه و غرب آفریقا بیشترین نقش را در تأمین رطوبت بارش های فراگیر و شدید کشور و منطقه مورد مطالعه داشته اند.

کم فشار دریای سرخ یکی از عوامل سازنده اقلیم در شمال آفریقا می باشد، که در ابتدا حالت حرارتی داشته و در فصل زمستان حالت ترمودینامیکی پیدا می کند، و با عمیق شدن ناوه ی آن در دوره سرد سال به سمت شرق دریای سرخ حرکت کرده و بر روی ایران نیز گسترش می یابد، از آنجایی که بررسی زمانی-مکانی کم فشار دریای سرخ در شناخت زمان فعالیت و بارش های این سامانه نقش بسزایی دارد. بنابراین آشنایی با ویژگی های این کم فشار، همواره مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. با توجه به این شرایط که بارندگی اصلی ترین منبع تأ مین آب می باشد، تغییرات زمانی و مکانی بارش در منطقه بسیارچشمگیر بوده و این موضوع باعث اثرات سوء در فعالیت های اقتصادی و معیشتی به ویژه کشاورزی شده است. در این پژوهش سعی بر آن شده، که با روش های مختلف این تغییرات را شناسایی و تحلیل بر روی آن صورت بگیرد. برای انجام این پژوهش از داده ها ی ا رتفاع تراز 1000 هکتوپاسکال بازکاوی شده NCEP/NCAR با تفکیک شبکه ای 5/2 در 5/2 استفاده شده است. بررسی ها نشان داد کم فشار دریای سرخ در فصل سرد به سبب تأمین رطوبت کافی در منظقه شمال آفریقا نقش عمده ای در بارش های جنوب غربی ایران دارد. همچنین بیشترین زمان گسترش آن در ماه های آبان و آذر شناسایی و کم ترین فعالیت آن مربوط به ماه های گرم سال می باشد، در ماه های آبان و آذر نیز اوج فعالیت این سامانه شناسایی شده است. همچنین، شدت و گسترش کم فشارمورد مطالعه قرار گرفت و با توجه به یافته ها، طی سال های اخیر کاهش یافته است.

در این پژوهش، بر اساس یک آستانه فضایی، خشکسالی ها یا ترسالی هایی که حدود 75 درصد و بیشتر ایستگاه های مورد مطالعه (43 ایستگاه همدید) را در دوره سرد سال (اکتبر-آوریل) در یک بازه زمانی 34 ساله (2009-1976) درگیر خود نموده بودند به عنوان خشکسالی ها یا ترسالی های فراگیر تعریف شدند. نقشه های ترکیبی ناهنجاری ها به تفکیک برای ماه ها و فصل های دارای خشکسالی ها و ترسالی های فراگیر برای متغیرهای دمای سطحی، رطوبت ویژه، فشار سطح دریا، تابع جریان، باد برداری و مؤلفه مداری آن از روی داده های مرکز ملی پیش بینی محیطی-مرکز ملی پژوهش های جوی (NCEP/NCAR) تهیه شدند. نتایج نشان می دهند که در زمان ترسالی های فراگیر، استقرار یک کم فشار بر روی اروپا، یک پرفشار بر روی دریای عرب و یک کم فشار بر روی دریای سرخ، شرایط را برای انتقال رطوبت هم از جانب غرب و هم از جانب جنوب و جنوب غرب بر روی ایران فراهم می کنند. اما در خشکسالی های فراگیر، استقرار یک پرفشار بر روی اروپا، استقرار یک کم فشار بر روی دریای عرب و وجود یک کم فشار بر روی دریای سرخ باعث اختلال در فرایند چرخند زایی دریای مدیترانه و همچنین انتقال رطوبت از دریای عرب و اقیانوس هند به داخل ایران می شوند.