برف سنگین

یکی از مخرب ترین توفان های دهه ی اخیر، توفان برف فوریه 2005 رشت می باشد. در پژوهش حاضر اهمیت توفان از نظر اقتصادی، سیاسی و انسانی، تعیین بعد فضایی(با کمک تصاویر ماهواره ای (MODIS، بعد زمانی، قدرت تخریب و عوامل مؤثر در شکل گیری توفان شامل مباحث دینامیک، ترمودینامیک و مباحث اقلیمی، توفان برف 2005 مورد بررسی قرار گرفت. برای تحلیل سینوپتیکی دقیق تر توفان برف گیلان، الگوهای فشار سطح زمین بارش برف برای رشت تعیین شد. به منظور شناسایی الگوهای بارش برف شهرستان رشت، آمار بارندگی روزانه ایستگاه سینوپتیک رشت، طی دوره ی آمار(2005–1995) از سازمان هواشناسی تهیه شده و روزهای برفی رشت انتخاب شدند. با استفاده از روش تحلیل خوشهایWards سه الگوی بارش برف برای روزهای برفی رشت تعیین شد. الگوی اول زبانه پر فشار بالکان(زبانه پر فشار حوضه ی بالکان از شمال وشمال غربی دریای خزر منطقه را تحت تأثیر قرار می دهد). الگوی دوم پرفشار سیبری (آنتی سیکلون سیبری از شمال شرقی و شرق روی دریا گسترده شده و تا سواحل جنوبی دریا گسترش می یابد).الگوی سوم پرفشار ترکیبی ( زبانه پرفشار بالکان و سیبری با یکدیگر ادغام شده و دریای خزر را تحت تأثیر قرار داده است ). در سطح 500 هکتوپاسکال تراف بادهای غربی روی منطقه حاکم است. بارش برفی که ارتفاع آب معادل آن برابر با mm 73 باشد، به عنوان آستانه برف سنگین رشت تعیین شد. بارش سنگین برف گیلان در فوریه 2005 (بهمن ماه 1383)، نتیجه ی استقرار الگوی سوم است. با توجه به بررسی نقشه های سینوپتیکی از روز3 فوریه این دو زبانه پرفشار باهم ادغام شده و در روز 5 فوریه دریای خزر را تحت تأثیر قرار می دهد. از ساعت 21 گرینویچ 7 فوریه بارش سنگین برف شروع می شود. در سطح hpa 500، تراف خوابیده با محور شمال شرقی- جنوب غربی بادهای غربی حاکم است. مساحت پوشش برفی به دست آمده از تجزیه و تحلیل داده های ماهواره ای MODIS نشان می دهد، که بالغ بر 275/2420 کیلومربع از سطح استان به زیر پوشش برف رفته است. تخریب بالغ بر پنجاه هزار واحد مسکونی، تجاری، صنعتی، اداری و آموزشی و صدها کیلومتر شبکه برق استان، خود گواهی روشن بر حجم عظیم توفان برف رشت می باشد، درحالی که هیچ گاه چنین خسارتی در پیشینه برف رشت وجود ندارد.

تعیین شاخص اقلیمی و الگوهای جوّی برف سنگین شمال غرب در راستای روش شاخص سازی با رویکرد محیط به گردش در اقلیم شناسی همدید است. برای این هدف، داده های روزانه دما و بارش زمستان 12 ایستگاه دیده بانی همدید دوره 1989- 2010 از هواشناسی ایران و ارتفاع ژئوپتانسیل متر تراز 500 ه.پ. در محدوده جغرافیایی 10 تا 65 درجه شمالی و 15 تا 80 درجه شرقی از مراکز پیش بینی محیطی و مطالعات اقلیمی آمریکا استفاده شد. 74 روز بارش برف سنگین و فراگیر در منطقه تعیین، شاخص ها و الگوهای همدید با روش تحلیل مؤلفه اصلی مشخص گردید. مناطق با همبستگی فضایی در طی زمان، مرکز فعالیت ، در سطوح میانی جو به ترتیب: تاوه قطبی، اروپای غربی- سیبری مرکزی، بالکان، آسیای مرکزی و آناتولی می باشند. این مراکز با الگوی فرود عمیق آسیای غربی، مانع اروپا، فراز آسیای مرکزی و سردچال قفقاز مرتبط است، که با همگرایی و صعود هوا با کاهش شدید دما، ریزش برف سنگین منطقه را موجب می شوند. پرفشار سیبری منطبق بر کانون آسیای مرکزی در سطوح میانی جو، عامل مهم در تداوم و تقویت الگوهای جوی فوق است.

در دوره ی سرد سال، ریزش برف سنگین باعث بروز مشکلات و خسارات زیادی می شود. وسعت خسارات ناشی از ریزش برف های بسیار سنگین در بخش های مختلف پیامدهای دارد، از جمله تخریب ساختمان ها و تاسیسات، اختلال در بخش هایی نظیر حمل و نقل و توزیع سوخت و انرژی در فعالیت های بخش صنعتی و کشاورزی. همچنین، وقوع پدیده ی یخبندان در چنین شرایطی باعث تشدید خسارات می شود. در دوره ی سرد سال، لزوم شناخت و آگاهی از مکانیسم تشکیل چنین پدیده ای، که ریشه در الگوهای گردش جوی در مقیاس سینوپتیکی دارد، می تواند نقش موثری در مدیریت خطر و بحران داشته باشد. هدف اصلی این مطالعه شناسایی الگوهای گردش جوی مربوط به روزهای همراه با ریزش برف سنگین در حوضه های غرب ایران است. در این مطالعه، روزهایی را که حداقل 15 سانتیمتر برف طی 24 ساعت داشتند و ریزش برف در سطح فراگیری گزارش شده بود به منزله ی روز با ریزش برف سنگین انتخاب شد. سپس، برای شناسایی و طبقه بندی الگوهای گردشی مربوط به روزهای فوق، داده های روزانه مربوط به تراز 500 هکتوپاسکال و فشار تراز دریا ی روزها مذکور از مرکز داده های NCEPتهیه شد. برای طبقه بندی الگوهای روزهای همراه با برف سنگین از روش تحلیل مولفه های اصلی و خوشه بندی استفاده شد. سرانجام، الگو های گردش اصلی ریزش برف سنگین در منطقه ی مطالعه شناسایی شد. الگوهای به دست آمده می تواند در امر پیش بینی روزهای همراه با برف سنگین کارایی داشته باشد.

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.

پدیده بلاکینگ می تواند در رخداد برخی از مخاطرات جوی و اقلیمی خسارت زا موثر باشد. به منظور بررسی نقش رخداد بلاکینگ در بارش برف سنگین و مداوم 11 تا 16 بهمن 92، داده های مربوط به میانگین فشار سطح دریا ،850 ، 500 ،300 ، نقشه ضخامت، موقعیت خط همدمای صفر درجه در سطح زمین، مولفه مداری سرعت باد، مولفه نصف النهاری سرعت باد، امگا، رطوبت نسبی، و دمای پتانسیل از سایت NCEP دریافت و در نر م افزار  Grads ترسیم و تجزیه و تحلیل شد. بررسی نقشه های سینوپتیکی نشان داد که ایران تحت تاثیر تراف قوی و عمیق سمت راست بلاکینگ امگا  با یک پشته بسیار قوی تا عرض های 70 درجه شمالی، واقع شده است. استقرار مرکز پرفشار قوی در شمال دریای خزر و ریزش هوای سرد از عرض های بالا منجر به ایجاد شرایط دمایی ویژه در سطح 500 و 850 هکتوپاسکالی شده و کسب رطوبت زیاد از دریای خزر شرایط را برای ریزش برف سنگین فراهم نموده است. با توجه به ماهیت شبه ایستور بودن و تداوم بلاک امگایی قوی، برای6 روز متوالی در اکثر نقاط ایران بارش برف سنگین و خسارت زا ثبت و گزارش گردید. بررسی مولفه های دینامیکی نیز نشان داد که در زمان بلوغ بلاکینگ این مولفه ها به اوج شدت خود رسیده و منجر به برف سنگین در بیشتر نقاط کشور گردید. شناسایی سیستم های بلاکینگ منجر به بارش برف سنگین با استفاده از نقشه های پیش یابی و صدور پیش آگاهی های بموقع می تواند به برنامه ریزان و تصمیم گیران مناطق تحت تاثیر، جهت آمادگی و پیشگیری از خسارات بیشتر کمک کند.

حوادث و رخدادهای جوی هر از گاهی بسته به وسعت و دامنه زمانی وقوع شان در زمره بحران های طبیعی قابل پیش بینی، مشکلات جدی را در روند زندگی بشر ایجاد می کنند. یکی از پرمخاطره ترین آن ها بارش برف سنگین منطقه جلگه ساحلی گیلان در بهمن 1392 می باشد. در این پژوهش به منظور درک ساختار گردشی جو در زمان وقوع این مخاطره طبیعی، روش تحقیق محیطی به گردشی در نظر گرفته شد. بر این اساس داده های روزانه ایستگاه های هواشناسی استان گیلان برای روزهای 10ام تا 14ام بهمن 1392 مورد مطالعه قرار گرفتند و آمارهای مربوطه استخراج شدند. پس از آن با تعیین روز اوج بارش برف به منظور دستیابی به تهیه نقشه های ترکیبی همدید با استفاده از پایگاه داده مرکز ملی پیش بینی محیطی و مرکز ملی تحقیقات جوی آمریکا، داده های فشار سطح دریا، ارتفاع ژئوپتاسیل، نم ویژه، سرعت قائم، تابش طول موج خروجی، مولفه باد مداری و نصف النهاری در تراز های مختلف جوی دریافت شد. نتایج حاکی از بارشی سراسری در روزهای مذکور در جلگه گیلان می باشد. ایستگاه انزلی بیشترین و منجیل کمترین بارش ها را داشته اند. مهمترین عامل گردشی جو نیز مرکز پرفشار قوی است که در بخش های شمالی اروپا شکل گرفته است. این مرکز با جریانات جنوب سوی خود بر روی دریاچه خزر مستقر شده و با ایجاد اختلافات شدید دمایی بین آب دریا و توده هوای ورودی، با ایجاد همرفت شدید و صعود قوی بر روی منطقه ی مورد مطالعه بارش های شدید و مخاطره آمیز سواحل جنوبی خزر بویژه جلگه گیلان را منجر شده است. بنابراین در راستای برنامه ریزی مدیریت بحران حوادث غیرمترقبه، یک برنامه جامع پیش بینی و ایجاد یک ساختار عملیاتی مناسب دارای قابلیت اجرایی در هنگام وقوع چنین مخاطراتی در سطح ملی با هدف کاهش آسیب ها ضروری می باشد.

شهرستان تنکابن به واسطه بارش برف سنگین (نزدیک به 2 متر) در سال 1392 دچار خسارت سنگین ساختمان ها، انسداد معابر و راه ها و قطع سیستم های ارتباطی و مخابراتی گردید. این بحران که در سال های اخیر بی سابقه بود، با چالش ها و مشکلات مختلفی در بازسازی روبرو شد. مقاله حاضر به ارائه راهکارهای معمارانه در مرحله بازسازی، به منظور کاهش آسیب پذیری در برابر بارش برف سنگین می پردازد. با اتخاذ روش تحقیق کیفی و انجام مصاحبه های عمیق با مسوولین و بررسی مدارک مرتبط با بازسازی، داده ها گردآوری شد و طی چندین مرحله سفر به منطقه و انجام مشاهدات دقیق و مصاحبه های منظم، خسارات و آسیب های وارده به بناها و محیط شهری به دقت شناسایی و تحلیل شدند. مقاله نتیجه می گیرد که کاهش خطر ناشی از بارش برف سنگین در حوزه معماری و شهرسازی از دو طریق قابل حصول می باشد. طریق اول: طراحی و اجرای بهینه عناصر و جزییات بناها از جمله نصب حفاظ های برف بر روی بام، طراحی شیب مناسب و مصالح غیرلغزنده جهت پوشش بام، مقاوم سازی سازه ساختمان بر اساس بار برف نامتوازن، استفاده از کابل های گرمایشی بر روی بام، امکان سنجی تهویه فضای زیرشیروانی، نصب عایق حرارتی میان فضای زیرشیروانی و فضای داخلی، تعیین فاصله مناسب میان ساختمان اصلی و فضای دست دوم(پارکینگ و انباری)، طراحی سایبان های ورودی با جهت گیری مناسب، عدم جانمایی ورودی ساختمان در زیر لبه بام، تعیین جهت و محل پله ها با توجه به جهت باد غالب، ایجاد باغچه جهت محدود کردن تردد در زیر لبه بام، طراحی دسترسی های ایمن به مکان هایی با پتانسیل ایجاد بار برف نامتوازن، نصب حفاظ های برف منفرد بر بالای تجهیزات(دودکش، آنتن و لوله های هواکش) روی شیروانی، نصب تجهیزات در نزدیکی خط الراس بام و طریق دوم: طراحی جزییات مناسب مبلمان شهری و دقت در فاصله همجواری ساختمان ها در محیط کالبدی، جلوگیری از همپوشانی بام ها و ممانعت از پیش آمدگی بام ساختمان ها در حریم معابر و کابل ها.

رخدادهای جوی شدید هر از گاهی با توجه به وسعت و بازه زمانی شان، مشکلات جدی در روند عادی زندگی بشر ایجاد می کنند. بارش برف سنگین در منطقه جلگه ساحلی گیلان یکی از پرمخاطره ترین این پدیده ها است. در این پژوهش سه برف سنگین استان گیلان در طی دوره آماری 1998 تا 2018 (20 سال) مورد واکاوی همدید و ماهواره ای قرار گرفته است. بدین منظور داده های برف از سازمان هواشناسی استان گیلان، داده های مورد استفاده برای نقشه های همدید از سایت نوآ (NCEP/NCAR reanalysis 1) و تصاویر ماهواره ای از سایت سنجنده مودیس اخذ گردید. سپس با رویکرد محیطی به گردشی، سامانه های همدید با توجه به منشاء شکل گیری از چند روز قبل تا روز بارش برف شناسایی شد. نتایج نشان داد سه برف سنگین این ناحیه در اثر گسترش هماهنگ دو واچرخند دینامیکی–حرارتی سیبری و واچرخند اروپایی، بلوکینگ دو قطبی و پرفشار اروپایی ایجاد شده اند. همچنین بررسی پهنه برفی با بکارگیری تصاویر مودیس ماهواره ترآ نشان داد سه برف سنگین بیش از 70 درصد وسعت استان را در بر گرفته و به ترتیب 94/70، 44/90 و 46/81 مساحت استان گیلان را در سال های 2005، 2008 و 2017 پوشش داده اند.