طوفان تندری

.توفان های تندری ازجمله پدید ه های آب و هوای هستند که گاهی می توانند باعث خسارات جبران ناپذیری به زیست بوم گردند. بدین منظور در مطالعه حاضر جهت شناسایی وجود روند در فراوانی روزهای همراه با توفان تندری در پهنه ی ایران، ازآمار 33 ایستگاه همدید که دارای آمار بلند مدت، از بدو تأسیس تا سال 2005 بودند بهره گرفته شد. ابتدا با اعمال روش های ناپارامتری من کندال و تخمین گر شیب سن بر روی چهار سری زمانی فصلی و یک سری زمانی سالانه هر ایستگاه، معناداری آنها مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین جهت تشخیص سال آغاز روند از آزمون نموداری گام به گام من کندال استفاده شد. یافته ها نشان می دهند که نقطه بیشینه فراوانی مکانی روزهای توأم با توفان تندری در پهنه ی ایران تابع زمان است. ارزیابی روند توسط هر دو آزمون حاکی از آن است که کلیه ی روندهای معنادار در تمام سری ها به جزء سری سالانه ایستگاه بم از نوع افزایشی هستند. بدین ترتیب با توجه به مشابهت زیاد نتایج دو آزمون می توان روند کلی توفان تندری را در ایران، در هر 5 سری زمانی از نوع افزایشی دانست. در این رابطه بیشترین و کمترین روند، به ترتیب مربوط به سری زمانی سالانه و سری زمانی زمستانه هستند؛ به طوریکه در سری زمانی سالانه روند 58% ایستگاه ها معنادار بودند. همچنین آزمون گام به گام آشکار نمود که در سری زمانی سالانه اکثر روندهای معنادار از دهه های 70 و 80 میلادی آغاز شده اند.

هدف اصلی این پژوهش بررسی روند تغییرات روزهای همراه با طوفان تندری در گستره ایران است؛ بدین منظور تعداد 50 ایستگاه همدید در دوره آماری 35 ساله (2013-1979) انتخاب گردید. ابتدا داده ها کنترل کیفی شدند و مقادیر ناهمگون از سری زمانی داده ها حذف شد. سپس، با هدف بررسی شرایط کلی پدیده طوفان تندری در ایستگاه های مورد مطالعه، نمودار توزیع روزهای همراه با طوفان تندری ترسیم گردید. مطالعه روند و معناداری آن با استفاده از آزمون پارامتریک تی – تست و آزمون ناپارامتریک من-کندال صورت گرفته است. برای کشف نقاط جهش در فراوانی وقوع طوفان تندری از آزمون من کندال دنباله ای و آزمون پتیت بهره گرفته شد؛ سپس معناداری نقاط با استفاده از آزمون های من ویتنی ( تک جهشی) ، کروسکال والیس( چندجهشی) بررسی شده است. نمودار توزیع سالانه طوفان تندری در گستره ایران نشان دهنده تمرکز حداکثر فراوانی وقوع طوفان تندری در قسمت های غربی و شمال غربی کشور می باشد. نتایج حاصل از تحلیل روند موید روند افزایشی در 39 ایستگاه و روندکاهشی در11 ایستگاه است. همچنین برای محاسبه مقدار روند از روش خطی حداقل مربعات استفاده و سپس مقدار کل روند سالانه بر حسب درصدی از میانگین سالانه بیان شده است. نتایج نشان می دهد بیشترین مقدار روند مربوط به ایستگاه های یزد و کاشان می باشد که هر دو در حاشیه کویر مرکزی ایران واقع شده اند. به عبارت دیگر، بیشترین میزان تغییر پذیری مثبت نسبت به میانگین بلند مدت در این دو شهر رخ داده است. با توجه به وجود جهش در داده های طوفان تندری همچنین وضعیت روند در نمودارها مشخص می شود که وجود روند برای پارامتر مذکور در اکثر ایستگاه ها از تغییرات ناگهانی ناشی شده است. برای تعیین تغییرات زمان وقوع اولین جهش در امتداد طول و عرض جغرافیایی، زمان اولین وقوع جهش با استفاده از روش کریجینگ در مناطقی که جهش معنی دار داشته اند، پهنه بندی گردید . نتایج نشان میدهد روند تغییرات در امتداد عرض جغرافیایی شدیدتر از طول جغرافیایی است.

ایران کشور است که هرساله با طوفان های تندری زیادی روبه رو است. لذا در پژوهش حاضر به توزیع زمانی و مکانی و همچنین واکاوی همدیدی و ترمودینامیکی وقوع طوفان های تندری در بخش وسیعی از فلات ایران پرداخته شد. بدین منظور از داده های مربوط به روزهای همراه با طوفان تندری، 20 ایستگاه همدید در فلات ایران با تأکید بر نیمه شرقی کشور و همچنین داده های ارتفاع ژئوپتانسیل (hgt)، امگا (Omega) و رطوبت ویژه (Shum) در طول دوره آماری 2010 تا 2015 استفاده شد. پس از استخراج روزهای همراه با طوفان تندری، با استفاده از نرم افزار GIS Arc و روش IDW نقشه های توزیع زمانی و مکانی تهیه گردید. سپس با استفاده از نرم افزار GrADS نقشه های همدیدی لازم در ترازهای مختلف جو تهیه و تحلیل گردید. بررسی های ترمودینامیکی نیز با استفاده از نمودارهای Skew-t و شاخص های CAPE و PWAT انجام شد. نتایج حاصل از توزیع زمانی و مکانی نشان داد که در مقیاس ماهانه، از ایستگاه جیرفت در استان کرمان به سمت عرض های بالا در ماه های آوریل و می، بیشترین فراوانی طوفان تندری وجود داشته و به طرف عرض های پایین تر از ماه دسامبر تا فوریه فراوانی طوفان های تندری بیشتر می گردد. در مقیاس فصلی نیز در نیمه شمالی منطقه موردمطالعه بیشترین رخداد طوفان های تندری در فصل بهار دیده می شود؛ درحالی که در نیمه جنوبی بیشترین فراوانی مربوط به فصل زمستان است. درمجموع در همه مناطق موردمطالعه در طول سال کم و بیش پتانسیل رخداد طوفان تندری وجود دارد. نتایج حاصل از واکاوی همدیدی نیز نشان داد که در روزهای همراه با طوفان تندری، اُمگای منفی و صعود و ناپایدار هوا حاکم بوده و از سوی دیگر، نفوذ رطوبت به جو منطقه و قرارگیری در زیر سرد چال ها و جلوی ناوه، شرایط را برای رخداد این پدیده فراهم می کند. بررسی نمودارهای skew-t و شاخص های CAPE و PWAT نیز بیانگر وجود رطوبت بیشتر در روز طوفان نسبت به روز قبل از طوفان و ناپایداری ناشی از صعود همرفتی شدید (حدود دو برابر) در روز رخداد طوفان تندری است.

به منظور شناسایی الگوی فشار در زمان رخداد بارش های همراه با طوفان تندری فراگیر، 18 ایستگاه واقع در شمال غرب ایران طی دوره 1993-2012 بررسی شد. برای به دست آوردن روزهای منتخب شاخص هایی قرار داده شد. 108 روزی که دارای شاخص های موردنظر بودند انتخاب شدند و برای تحلیل آماری داده های ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال آن ها از سایت مرکز ملی پیش بینی محیطی (Ncep/Ncar) اخذ شد و با استفاده از تحلیل عاملی نمرات عامل ها مشخص شد و خوشه بندی داده ها با روش تحلیل سلسله مراتبی و ادغام Ward انجام شد. نتایج تحقیق نشان می دهد که به هنگام وقوع بارش هایی همراه با طوفان تندری فراگیر پنج الگو منطقه موردمطالعه را تحت تأثیر قرار می دهد و عامل گستردگی طوفان های تندری ترکیب الگوهای همدیدی با صعود محلی است. در این پژوهش الگوی کم ارتفاع بسته بیشترین و الگوی ناوه عمیق کمترین تکرار را داشتند. الگوی ناوه عمیق و ناوه ضعیف نسبت به سایر الگوها از گستردگی جغرافیایی کمتری برخوردارند و در زمان رخداد آن، منطقه موردمطالعه دمای سطحی بیشتری را تجربه می کند. در این دو الگو بیشینه جریان قائم هوا در تراز زیرین قابل مشاهده است. همچنین، دریای خزر در تأمین رطوبت ترازهای زیرین نقش ایفا می کند. هنگام رخداد الگوهای کم ارتفاع بسته، بندال و ناوه شرق مدیترانه، منطقه مورد مطالعه دمای سطحی کمتری را تجربه می کند. همچنین، بیشینه جریان قائم هوا در تراز میانی مشاهده شده است. رطوبت در این الگوها بیشتر از منابع دریای سرخ و دریای مدیترانه تأمین می شود.

در این تحقیق با کمک تکنیک GIS، داده های اقلیمی ایستگاه های امیریه، بسطام، فرومد، قلعه نوخرقان، حسینیان، کوهان، مهدی شهر، مجن، و نردین از استان سمنان که شامل دما، بارش، طوفان تندری، عمق برف مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرند. سپس داده های تصادفات رخ داده در محور سمنان – شاهرود و میامی – جاجرم طی یک دوره زمانی 6 ساله (1395 الی 1400) مورد بحث و بررسی قرار می گیرند. نقشه های ارایه شده برای هر پارامتر هواشناسی در محورهای مورد مطالعه به 5 وضعیت بسیار کم، کم، متوسط، زیاد و خیلی زیاد از نظر خطرپذیری تصادف تقسیم بندی شده اند. دو روش درون یابی Kriging و IDW مورد بررسی قرار گرفت. بطور کلی در ماه فروردین بیشترین تصادفات برای هر دو محور گزارش می شود. برای هر دو محور، در تمامی سال ها بیشترین تصادف در روز اتفاق و سپس رتبه بعدی برای وضعیت روشنایی در شب می-باشد. برای سال های 1395 تا 1400 در محورهای میامی – جاجرم و سمنان – شاهرود، وضعیت آب و هوایی صاف، بیشترین تعداد تصادفات را داشته است. همچنین وضعیت بارانی در رتبه دوم از نظر خطر ایجاد در دو محور برای سال های مورد مطالعه گزارش می شود. در محور سمنان – شاهرود، میزان خطرپذیری در وقوع تصادف برای پارامترهای اقلیمی طوفان تندری کم الی متوسط، پارامترهای اقلیمی بارش و عمق برف، کم تا متوسط و پارامتر دما بسیارکم گزارش می شود. در محور میامی – جاجرم میزان خطرپذیری در وقوع تصادف برای پارامتر اقلیمی عمق برف کم تا زیاد، پارامتر دما کم، پارامتر طوفان تندری متوسط و بارش کم تا متوسط حاصل شد.

به منظور بررسی سازوکارهای حاکم بر رخداد طوفان های تندری در استان کرمان از داده های روزانه ۱۰ ایستگاه همدید این استان، از بدو تأسیس تا سال ۲۰۱4 استفاده شد. برای این منظور کدهای مربوط به رخداد طوفان های تندری در ایستگاه های منطقه که به صورت وضعیت هوای حاضر (WW) هر سه ساعت یک بار ثبت می شوند، استخراج گردید. در ادامه برای شناخت ماهیت ساختار جو به بررسی یک روز به عنوان نماینده مورد رصد و تجزیه وتحلیل قرار گرفت. در دوره انتخابی ریزش تگرگ در استان، در اثر تشکیل و تقویت کم فشار بریده (سردچال) در سطح 500 هکتوپاسکال و ایجاد کم فشار و ناپایداری در سطح زمین است. بررسی الگوهای جوی نشان داد که عامل ایجاد این پدیده در منطقه، نتیجه تقویت و گسترش سامانه های کم فشار واقع در شرق دریای سرخ و عربستان است. این سامانه های کم فشار با عبور از روی آب های جنوبی کشور، رطوبت کسب کرده و در مسیر خود ایجاد ناپایداری و بارش کرده است. همچنین ریزش هوای سرد از ترازهای میانی جو توسط پدیده سردچال، شرایط را برای شکل گیری جریان های ناپایدار و ریزش تگرگ فراهم می کند. پس از بررسی شرایط جوی به کمک شاخص های ناپایداری، سعی شد تا به پایش طوفان و نحوه شکل گیری آن در طی 24 ساعت پرداخته شود. در این میان نشان داد شاخص CAPE و پس ازآن شاخص Total Total برای پایش و پیش بینی طوفان های تندری منطقه ابزاری کارآمد محسوب می گردد. از طرفی شاخص Sweat نیز به نحوه گسترش سامانه های ناپایدار و مسیریابی آن ها کمک می نماید.