وارونگی دمایی

هدف اساسی این تحقیق بررسی ارتفاع لایه آمیخته با استفاده از روش وارونگی بحرانی و نقش آن در آلودگی شهر تهران می باشد. در این راستا از داده های سال 2013 مربوط به پیمایش قائم جو برای ایستگاه مهرآباد از پایگاه داده های اقلیمی Wyoming استفاده گردید. همچنین داده های ساعتی عناصر آلاینده هوا شامل آلاینده های گازی CO, N2O,O3,SO2 و ذرات معلق (PM10) از مرکز کنترل کیفیت هوای تهران(AQCC) برای ایستگاه های(اقدسیه، ژئوفیزیک، پونک، شهر ری و منطقه 11) دریافت و اقدام به جداسازی روزهایی با غلظت آلودگی بالا و روزهایی با شرایط خوب بگونه ای که در تمامی ایستگاه های مورد بررسی یکسان باشند، گردید. با ترسیم و تحلیل گراف های Skew-T و براساس روش وارونگی بحرانی Heffter، از میان 100 روز همراه با وارونگی، 30 روز بحرانی تشخیص داده شد که از این میان 4 روز در دمای پتانسیل، یعنی 2 روز آلوده (6 فوریه و 16 اوت) و 2 روز پاک(9 فوریه و 5 ژوئن) انتخاب گردید. بر اساس نتایج پیمایش های قائم جوی در نمونه های آلوده، وارونگی ها در ساعات صبحگاهی از نوع تابشی بوده که مشخصه بارز آن ها، ضخامت کم و خیزآهنگ زیاد دمای پتانسیل می باشد. در حالی که در ساعات ظهر وارونگی ها ناشی از فرونشینی هوا بوده و مهمترین ویژگی آن ها، ضخامت زیاد و خیز آهنگ کم دمای پتانسیل می باشد. همچنین مشاهده گردید که در نمونه های پاک(فصل گرم و سرد سال) وارونگی ها در ساعات صبح و بعد از ظهر از نوع فرونشینی و شدت خیزآهنگ دمای پتانسیل مساوی بوده است. در نمونه های فصل گرم سال از نوع پاک، وارونگی مشاهده شده در ساعت صبحگاهی از نوع فرونشینی و درساعت بعدازظهر هیچ نوع وارونگی ای مشاهده نشده است

وارونگی دمایی زمانی رخ می دهد که در تروپوسفر و تا ارتفاعی مشخص، با افزایش ارتفاع، دما افزایش یابد. از مشخصه های وارونگی دمایی، پارامترهای قدرت و عمق وارونگی دمایی است. قدرت وارونگی به اختلاف دمایی بین قلة وارونگی و سطح زمین اطلاق می شود و ارتفاع متناظر با این اختلاف دمایی، عمق وارونگی نام دارد. راهکار متداول برای تعیین این مشخصه ها، اندازه گیری های میدانی به وسیلة رادیوساند است، که نوعی اندازه گیری نقطه ای در جو قلمداد می شود. به منظور مدل سازی برای استخراج مشخصه های وارونگی دمایی از تصاویر ماهواره ای می توان ارتباط بین اختلاف دمای درخشندگی زوج باندهای مختلف با قدرت و عمق وارونگی دمایی منتج از داده های رادیوساند را به دست آورد. در پی شایع بودن پدیدة وارونگی دمایی در شهر تهران، ایستگاه هواشناسی فرودگاه مهرآباد تهران به عنوان منطقة نخست مورد مطالعه انتخاب شد. ضرایب همبستگی خطی به دست آمده بین اختلاف دمای درخشندگی زوج باندهای مختلف با عمق و قدرت وارونگی محاسبه شده از داده های رادیوساند بسیار ضعیف بود که می تواند ناشی از تغییرات زیاد بخارآب جو و قدرت و عمق وارونگی دمایی نسبتاً ضعیف روی داده در تهران باشد. برای اثبات فرضیة مذکور، در ادامة روند تحقیق حاضر، عوامل مؤثر در افزایش ضریب همبستگی خطی بین اختلاف دمای درخشندگی زوج باندهای مذکور با عمق و قدرت وارونگی محاسبه شده از داده های رادیوساند بررسی شدند. با توجه به روی دادن وارونگی های عمیق و قدرتمند تر در منطقة کرمانشاه درمقایسه با تهران، این منطقه به عنوان منطقة دوم مورد مطالعه انتخاب شد. افزایش ضرایب همبستگی محاسبه شده برای کرمانشاه نشان دهندة تأثیر عامل میزان قدرت و عمق وارونگی دمایی است. برای مثال، ضریب همبستگی بین BT 7.2 -BT 11 با قدرت و عمق وارونگی دمایی در تهران به ترتیب 16/0 و 32/0 و در کرمانشاه به ترتیب 51/0 و 70/0 است. به منظور بررسی تأثیر میزان بخار آب موجود در جو بر ضرایب همبستگی، با توجه به آنکه میزان بخار آب موجود در جو طی فصول سرد کمتر از فصول گرم است، داده های تهران و کرمانشاه به دو دستة تمام فصول و فصول سرد تقسیم شدند. افزایش ضرایب همبستگی محاسبه شده برای تهران و کرمانشاه طی فصول سرد نشان دهندة تأثیر عامل میزان بخار آب موجود در جو است. به عنوان نمونه، ضریب همبستگی بین BT 7.2 -BT 11 با قدرت و عمق وارونگی دمایی در کرمانشاه برای تمامی فصول به ترتیب 51/0 و 70/0 و طی فصول سرد به ترتیب 78/0 و 85/0 است.

این تحقیق با هدف بررسی انواع وارونگی و شدت آن ها در ایستگاه بیرجند به رشته تحریر درآمده است. در این پژوهش داده های رادیوسوند ایستگاه بیرجند برای ساعت 00 گرینویچ (5/3 محلی) طی سال های 2010 تا 2020 اخذ و مورد استفاده قرار گرفت. نتایج تحلیل ها نشان داد که 1/11 درصد از وارونگی های شهر بیرجند از نوع تشعشعی، 4/12 درصد از نوع جبهه ای ، و 5/76 درصد از نوع فرونشینی می باشد. به دلیل نشست هوا در زیر پرفشار جنب حاره، سهم وارونگی های فرونشست بیشتر از انواع دیگر وارونگی می باشد. میانگین بلندمدت مقدار ضریب شدت وارونگی ها نشان داد که وارونگی جبهه ای با ضریب 044/0 بیشترین مقدار بوده است، اما بیشترین تعداد شدیدترین وارونگی ها از نوع وارونگی تشعشعی بوده است. از نظر رتبه شدت، وارونگی های شدید با 7/0 درصد و وارونگی ها ی ضعیف با 92/0 درصد دارای کمترین و بیشترین فراوانی در شهر بیرجند بوده اند. همچنین نتایج همبستگی نشان داد که بین شدت وارونگی با دمای لایه وارونگی ارتباط مستقیم در سطح 95 درصد با ضریب 756/0، بین شدت وارونگی و ارتفاع، رابطه معکوس در سطح 95 درصد با ضریب 790/0- برقرار است. همچنین ارتباط بین ضخامت و شدت لایه وارونگی( با ضریب 639/0) نشان داد که با افزایش ضخامت لایه وارونگی، شدت وارونگی ها در بیرجند نیز بیشتر شده است چراکه دمای لایه نیز بیشتر بوده در نتیجه وارونگی شدیدتر شده است. همچنین بین شدت و فشار لایه وارونگی ارتباط مستقیم و معناداری در سطح 95 با ضریب 787/0 برقرار است.

این تحقیق با هدف بررسی انواع وارونگی و شدت آن ها با استفاده از شاخص های ترمودینامیکی جو از قبیل شاخص SI، LI ،KI و TT در ایستگاه بندرعباس برای دوره 2010 -2020 به رشته تحریر در آمده است. در این پژوهش داده های رادیوسوند جو بالای ایستگاه همدید بندرعباس برای ساعت 00 گرینویچ(5/3 محلی) طی 11 سال اخیر (2010 تا 2020) از دانشگاه وایومینگ اخذ و مورد استفاده قرار گرفت. نتایج تحلیل ها نشان داد که میانگین تعداد رخداد پدیده وارونگی در بندرعباس برابر 501 مورد در سال می باشد چرا که در برخی روزها چند نوع وارونگی در ارتفاع متفاوت مشاهده شد. از این تعداد وارونگی ، حدود 6/31 درصد آن مربوط به وارونگی دمای تشعشعی، 3/4 درصد جبهه ای، و 1/64 درصد دیگر مربوط به وارونگی از نوع فرونشینی می باشد. به دلیل نشست هوا در زیر پرفشار جنب حاره، سهم وارونگی های فرونشست بیشتر از انواع دیگر وارونگی می باشد. در این میان شدیدترین وارونگی ها از نوع فرونشست با 1354 مورد و ضعیف ترین وارونگی ها نیز با 29 مورد و از نوع جبهه ای بوده است. بطور کلی میانگین بلندمدت ضریب شدت وارونگی های ایستگاه بندرعباس با ضریب 0/062 نشان می دهد که شدت وارونگی های این شهر اکثرا از نوع بسیار شدید هستند که این رخداد می تواند آثار بسیار مخربی هم از نظر محیط زیستی و هم سلامت جسمی ساکنین شهر بندرعباس در پی داشته باشد. همچنین همبستگی بین عناصر وارونگی نشان داد که با کاهش ضخامت لایه وارونگی، شدت وارونگی دمایی نیز افزایش می باشد.