مقاله بررسی آماری و سینوپتیکی پدیده شرجی دراستان های شمالی ایران ( گیلان ، مازندران ، گلستان )

word قابل ویرایش
23 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
12700 تومان
127,000 ریال – خرید و دانلود

*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***

بررسی آماری و سینوپتیکی پدیده شرجی دراستان های شمالی ایران
( گیلان ، مازندران ، گلستان )

چکیده
به منظور بررسی آماری وسینوپتیکی پدیده شرجی در اسـتان هـای شـمالی داده هـای دمـا، رطوبـت نسـبی و فشـار بخارآب اشباع ساعت ١٢(UTC) برای ١١ ایستگاه سینوپتیک منطقه در طی دوره ٢٠٠٧-١٩٩٢ از سازمان هواشناسـی کشور تهیه شد. شاخص شدت شرجی و فشار بخارآب جزئی در هر روز محاسـبه شـد و براسـاس آسـتانه تعریـف شده ، روزهای شرجی به چهار گروه طبقه بندی شدند. به این ترتیب ۶٣ روز فوق العاده شرجی با تداوم دو و بیشـتر از دو روز انتخاب شدند نتایج حاصل از تحلیل های آماری نشان می دهند که شرجی ترین مـاه در سـواحل شـمالی کشور، ماه آگوست است . ایستگاه نوشهر با متوسط ١۴٩ روز شرجی ، بیشترین روزهای شرجی را تجربه می کنـد. در کل ، سواحل غربی از شدت شرجی بیشتری نسبت به سواحل شرقی برخوردار است . جهت تحلیـل سـینوپتیکی، داده های فشار سطح دریا و ارتفاع ژئوپتانسیل شبکه بندی شده (٢.۵×٢.۵) درجه مربوط به روزهای منتخب بـرای سـطح زمین و سطح ۵٠٠ هکتوپاسکال ازسایت مرکز ملی پیش بینی محیطـی (NCEP.NCAR) اسـتخراج گردیـد. پـس از سیزدهم ، شماره ی ۴٣، پاییز ١٣٩٢ انتخاب چهارچوب پوشش مناسب ، تحلیل عاملی انجام گرفته و با مشخص شدن نمـرات عـاملی نسـبت بـه خوشـه بندی این داده ها با استفاده از روش ادغام (ward) اقدام گردید و مهمترین الگوهای سینوپتیکی مرتبط بـا روزهـای فوق العاده شرجی استخراج شدند. در الگوهای سطح زمین استقرار کم فشار پاکستان در نیمه جنـوبی کشـور و بعضا نفوذ این فروبار به منطقه مورد مطالعه و همچنین استقرار زبانه ای از پرفشار دریای سیاه ، شمال اروپا و اروپای غربی به منطقه کاملا مشهود است . علاوه برآن الگوهای استخراج شده ارتفاع ژئوپتانسیل در سطح ۵٠٠ نیزحاکمیت پرفشار جنب حاره را نشان می دهد.

مقدمه
هوای گرم و مرطوب سبب احساس شرجی می شود، شرجی حالتی است که معمولا با افت توان فیزیکی و تنفسی انسان توأم بوده و تأثیر نا مطلوب آن در افرادی که دارای نارسائی گردش خون و یا عوارض گوناگون قلبی می باشند، بیش ازدیگران است . احساس شرجی مانند هر بازتاب حسی دیگر حالتی ذهنی است که ظاهرا نمیتوان آنرا با ابزاروآلات خاصی اندازه گیری کرد. با این و صف کوشش های زیادی ازجانب هواشناسان و اقلیم شناسان جهت شناخت این پدیده انجام گرفته است و یک سلسله آزمایشات فیزیولوژی اقلیمی نشان می دهد که می توان ایجاد و بروز احساس مزبور را براساس مطالعات تجربی به صورت یک نگرش علمی و عینی مورد بررسی قرارداد.
انسان در برابر تغییرات شرایط آب وهوایی موجود بسیارآسیب پذیر است ، در ایران اثرات تغییر دما و رطوبت هوا که معیار آسایش انسان است ، قابل توجه است . با توجه به تغییرات دما و رطوبت در طی ماه های مختلف سال ، شرایطی که انسان به راحتی در آن قادر به زندگی باشد (همان شرایط آسایش ) محدود است . از عوامل اصلی محدود کننده شرایط آسایش در مناطق ساحلی وقوع پدیده شرجی است که خود تحت کنترل دما و رطوبت است . جلگه ساحلی دریای خزر فقط با در بر گرفتن ۴ درصد مساحت کشور،١٢ درصد کل جمعیت ایران را در برمی گیرد. در سواحل دریای خزر ترکیب اثر رطوبت و دما، پدیده اقلیمی شرجی را در این نواحی پدید می آورد. این منطقه از کشور با توجه به تمرکز جمعیتی بالا و پتانسیل و قابلیت های گردشگری قابل توجه ، نیازمند مطالعات جامع درزمینه ، شرایط محدود کننده شرجی است که با توجه به کمبودهای موجود در این زمینه در این تحقیق سعی شده است شرایط وقوع شرجی در این ناحیه از دیدگاه آماری و سینوپتیکی مورد بررسی قرارگیرد. دستاورد این پژوهش نتایجی چون تعیین آغاز، پایان و طول دوره شرجی، تعیین شدت شرجی در ایستگاه های مختلف و همچنین نقش عوامل محلی و عوامل سینوپتیکی و الگوهای فشاربرپدیده شرجی و در نهایت ارائه نقشه های توزیع مقادیر شاخص شدت شرجی با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی ١خواهد بود که امید است این نتایج به منظور تسریع در انجام انواع برنامه ریزی های مرتبط با صنعت ، کشاورزی ، گردشگری ، حمل و نقل و… مورداستفاده قرارگیرد.

پیشینه تحقیق
فشار بیوکلیماتولوژی به علت استرس ناشی از گرما یا پدیده شرجی است که اغلب در اقلیم شناسـی شـهری مـورد مطالعه قرارگرفته است . طبق تعریف شارلو٢(١٩٣۵) شرجی بـه عنـوان وضـعیتی از آب وهواسـت کـه مقـدار فشـار بخارآب جزئی برابر یا بیشتراز ١٨.٨ هکتوپاسکال است . براساس مقادیر بحرانی شرجی معرفی شـده توسـط شـارلو، تمام ساعات شرجی درسان سالوادور٣ازسال ١٩۵٢ تا ١٩۵۶ محاسبه شـدند (دیتـریچ ٣۶٩:١٩۵٧،۴). تحقیقـات توسـط مورس ۵واستیدمن ۶ درمورد مرز شرجی و ارزیابی آن منجر به توسـعه شـاخص هـای ویـژه ای براسـاس فیزیولـوژی انسانی و علوم پوشش شده است (استیدمن ،٨۶١:١٩٧٩). همچنین برخی از شاخص های بیوکلیمـاتولوژی مـرتبط بـا شرجی در مقیاس درکی و احساسی عبارتند از: دماهای معادل ، کسـری اشـباع فیزیولـوژی وآنتـالپی هـوا. پـس ازآن لنکستر، کارستن ٧ با انجام مطالعات تجربی مرز شرجی را با توجه به نم نسبی ودمـا ارائـه دادنـد کـه مبنـای تهیـه آن سنجش های عملی لنکستر بوده و این بررسی مورد تایید بسیاری ازاقلیم شناسان است (کاویانی،۴٢:١٣۶٠).
در سال ١٩٨٠ فراوانی ، طول مدت و شدت شرجی در بخشی ازسواحل ال سالوادور با استفاده از ١۵٩٠ مـوردی کـه دمای شبنم آن ها برابر یا بیشتراز ١۶.۵ درجـه سلسـیوس اسـت مـورد بررسـی قـرار گرفـت (دیتـریچ ،١۴٩:١٩٨٠).
همچنین دوره های آب وهوای خشک و دوره های آب وهوای شـرجی و نیـز شـرایط بسـیار مسـاعد بـرای انسـان درهوربانوو٨دربازه زمانی ١٩٨٠-١٩۵١ و با استفاده از پارامترهایی چون فشاربخارآب ، دمـای هـوا و رطوبـت نسـبی، توسط روش های آماری مورد ارزیابی قرارگرفت (کوتا٢۴:١٩٨۶،٩). تایلی ١٠معتقد اسـت کـه فیلیپـین جـزء گرمتـرین منــاطق جهــان اســت ، وی شــدت شــرجی در موقعیــت هــای مختلــف ایــن کشــور را مــورد بررســی قــرارداد (تایلی،١٠٠:١٩٨٨). مطالعات فالرز (٣١١:٢٠٠۵) درباره رخداد پدیـده شـرجی در لهسـتان نشـان داد میـانگین تعـداد روزهای با آب وهوای شرجی درسراسرلهستان باحرکت در جهت شمال غرب –جنوب شرق به طور پیوسته افـزایش می یابد و در ارتفاع بالاتراز ١٢٠٠ متر روز شرجی اتفاق نمی افتد. ضمن اینکـه بـدترین شـرایط زیسـت اقلیمـی در رابطه با پدیده شرجی درجنوب شرق لهستان است درحالیکه بهترین شرایط درقسمت هـای شـمالی و غربـی (دوراز ساحل ) ودر ارتفاعات اتفاق می افتد.
علاوه براین کوزمینسکی ١و میشالسکا٢(۴١:٢٠٠٧) به بررسی فراوانی و جهت تغییـردر تعـدادروزهای خنـک ، گـرم و بسیار گرم و نیز فراوانی این روزها در نیمه گرم سال در سواحل لهستان از دریای بالتیک در طی دوره آماری از سـال (٢٠٠٧-١٩۶٨) پرداختند. درهمین راستا کریستف بلازجسکی ٣(٣١:٢٠٠۶) با استفاده از شاخص استرس گرمـایی بـه ۴ این نتیجه رسیدکه روزهای شرجی از اواسط آوریل آغاز و تا سپتامبر هم ادامـه دارد و بیشـترین میـزان آن در منطقـه کارپتین ۵مشاهده می شود ساآرونی ۶(١۵۶:٢٠٠٣) با بررسی شاخص استرس گرمایی در فصل گـرم در حـوالی تـالابی واقع در پارک بگین ٧درشهرتلاویو٨فلسطین اشغالی به این نتیجـه رسـید کـه اگرچـه اکثرروزهـا درفصـل گـرم دارای استرس گرمایی متوسطی هستند و بعضی روزهای آن گرم و خشک و بعضی دیگر شرجی است ولـی درعـین حـال نباید از تأثیری که دریاچه در آب وهوای اطراف خود دارد غافل بود.
گرزیگرززارنوویسکی ٩(١١٩:٢٠٠١) پدیده شرجی را در ٨ نقطه که دارای چشـم انـداز شـهری متفـاوت بـوده مـورد ارزیابی قرار داد اهم نتایج این پژوهش عبارتند از: دوره های شرجی اغلب در نـواحی بـا سـاختمان هـای متـراکم و زمین های آسفالتی و بتونی سخت مثل ایستگاه مترو و همچنین در مجاورت پهنه های آب مثـل دریاچـه اتفـاق مـی افتد. در داخل نواحی که ساختمان ها پراکنده وجاده ها عریض هستند و یا در نواحی که پوشش گیـاهی وجـود دارد مثل باغ و پارک پدیده شرجی بندرت بوقوع می پیوند. علاوه براین اگنیسکاویپگچ ١٠(١:٢٠٠٩) تغییرات طولانی مدت رطوبت هوا را درکراکوف درطی بازه زمانی ٢٠٠٠-١٩٠١ با استفاده از تجزیه و تحلیل مقادیرفشار بخـارآب ، کسـری اشباع و دما مورد بررسی قرارداد و به این نتیجه رسید که تغییرات طولانی مدت رطوبـت هـوا در کراکـوف بـیش از همه درتغییرات کسری اشباع قابل مشاهده است و رشد مقادیر کسری اشباع در نیمه گرم سال بیشتراست . وانگ کـی کوان ١وگنگ یان بانگ ٢(١۶۵٧:٢٠١٠) با مطالعاتی که برروی تغییرات امواج گرما و آب و هوای شرجی درشهر پکـن ٣ با استفاده از داده های اقلیمی جمع آوری شده از سال ٢٠٠٠-١٩۴٠ انجام داده اند به این نتیجه رسیدند کـه بیشـترین تعداد روزهای گرم و شرجی در طول دهه چهل رخ داده است . مطالعات مرتبط با پدیده شرجی در کشور مـا بسـیار محدود است از معدود کارهای انجام گرفته می توان به پژوهش کاویانی اشاره کرد. بـا بررسـی روش هـای مناسـب جهت محاسبه ماه های شرجی با الهام از تجارب شارلو ولنکستر–کارستن و روگه و با انتخـاب ٣۵ ایسـتگاه اقلیمـی جنوب کشور و بررسی آماری ١٠ ساله ایستگاه های مزبور، آغاز، پایان ماه های شرجی مناطق ساحلی جنوبی کشـور تعیین و درجه شدت آن ها با هم مقایسه گردیدند (کاویانی،۴٩:١٣۶٠).

شکل ١- موقعیت جغرافیایی وریاضی سواحل جنوبی دریای خزر

جلگه خزر شامل حاشیه باریک جنوبی دریای خزر است که بلافاصله بعد از دریا شروع شده و امتداد آن تـا پـایکوه های شمالی البرز و شرقی تالش می رسد. طول جلگه دریای خزر حدود ۵٠٠ کیلومتر در امتـداد مـداری ، عـرض آن در طـول خـود از آسـتارا تـا بسـتر اتـرک همـواره متغیـر بـوده و غـالب کمتـر از ٢٠ کیلـومتر مـی باشـد (علایـی طالقانی،٣٢۴:١٣٨۴) شکل (١).
مواد و روش ها
در راستای مطالعه و بررسی شرایط شرجی درسواحل شمالی کشور دو دیدگاه اصلی مد نظرقرارگرفت :
١) بررسی وقوع رخدادهای شـرجی بـا دیـدگاه آمـاری ٢) بررسـی ارتبـاط بـین الگـوی سـینوپتیکی و رخـدادهای شدیدشرجی .
برای بررسی و تحلیل آماری پدیده اقلیمی شرجی درسواحل جنوبی دریای خزر داده های دما، رطوبت نسبی و فشار بخارآب اشباع ساعت ١٢(UTC١) مربـوط بـه ١٠ ایسـتگاه سـینوپتیک منطقـه درطـی دوره ٢٠٠٧-١٩٩٢ از سـازمان هواشناسی کشور تهیه شد. علت انتخاب این ایستگاه ها، قدیمی بودن آن ها و توزیع مکانی مناسب آن ها بوده اسـت . درجدول (١) مشخصات آن ها ذکر شده است .

سپس شاخص شدت شرجی وفشاربخارآب جزئی با استفاده ازروابط خاص درهرروزدرطـی دوره آمـاری ١۶ سـاله محاسبه شد.

دراینجا D شدت شرجی، Rh نم نسبی و T دمای هواست . بر پایه این رابطه و با توجه به این که بیشـینه نـم نسـبی ١٠٠ درصداست ، دمای آستانه شرجی ١۶.٨ درجه سانتی گراد است . بـه بیـان دیگـر در دمـای کمتـراز ١۶.٨ پدیـده شرجی دیده نمی شود (مسعودیان ، کاویانی ،٧۶:١٣٨٧).

فشاربخارآب جزئی را می توان با استفاده ازاین فرمول به دست آورد:

در این فرمول e فشار بخارآب جزئی (هکتوپاسکال )، Rh رطوبت نسبی و:es فشار بخـارآب اشـباع (هکتوپاسـکال ) است … مرحله بعد، استخراج روزهای شرجی بود در این تحقیق ، روز شرجی روزی است که در همه ایسـتگاه هـای انتخاب شده ، شاخص شدت شرجی محاسبه شده ٠.١ یا بیشتر باشد. البته کسـانی چـون فـالرز و اگنیسـکاویپگچ در تعریف رو زشرجی این طور بیان کردند که : یک روزشرجی، روزی است که مقـادیر فشـار بخـار آب جزئـی انـدازه گیری شده برابر یا بیشتر از ١٨.٨ هکتوپاسکال باشد. اگر چه در این تحقیق شاخص شدت شرجی مد نظر است و بر اساس این شاخص روزها و دوره های شرجی تعیین شده اند، ولی بررسی هایی آمـاری بـر اسـاس فشـار بخـارآب جزئی نیز صورت گرفته است . روزهای شرجی بر اساس مقادیر شاخص شدت شرجی به ۴ گروه طبقـه بنـدی شـده که در این بین برای تحلیل و بررسی الگوهای گردشی، تأکید بر روی روزهای فوق العاده شرجی بوده است .

بر اساس این طبقه بندی به طور متوسط در هر سال ١١٣ روز شرجی داشتیم که از این تعداد، حدود ٣٨ روز شـرجی ضعیف ،۴٧ روز شرجی متوسط ،٢۵ روز شرجی شدید و ٣ روز فوق العاده شرجی هستند. به این ترتیـب رخـدادهای فوق العاده شرجی که حداقل به مدت دو روز تداوم داشته اند انتخاب شدند که مجموعا ۶٣ روز را شامل شد.

برای بررسی بهتر روزهای فوق العاده شرجی و مطالعه ارتباط بین این روزها با الگوهای فشار، داده هـای مربـوط بـه فشار تراز دریا و ارتفاع ژئوپتانسیل از مرکز ملی پیش بینی محیطی آمریکا (NCAR١.NCEP٢) به صورت رقومی و با دقت مکانی ٢.۵ درجه استخراج شدند. با توجه به موقعیت محدوده مورد مطالعه ، چهارچوب پوشـش مناسـب بـرای بررسی الگوهای فشار غالب در روزهای شرجی از ٠ تا ٧٠ درجه شمالی و ٠ تا ١٠٠ درجه شرقی در نظرگرفته شـد که در واقع هریک از نقشه های فشار تراز دریا و ارتفاع ژئوپتانسـیل سـطح ۵٠٠ یـک مـاتریس ۴٠×٢٩ و درمجمـوع ١١۶٠ عدد خواهد داشت . داده های هر یک از این ماتریس ها (هر روز یک ماتریس )، از چپ به راست بـه صـورت یک ردیف تغییر فرم داده شد و به این ترتیب تعداد ۶٣ ردیف درکنار هم ماتریس جدیدی را با ابعاد ۶٣×١١۶٠ پدید آورد. پس این ماتریس در بین حالت های مختلف تنظیم ماتریس کمیت های اقلیمی، دارای آرایه S اسـت . ایـن نـوع آرایه برای طبقه بندی الگوهای نقشه های فشار به کار می رود (علیجانی،١٨٢:١٣٨١). درمرحله بعد بـه دلیـل تعـداد زیاد روزها که کار تحلیل و تفسیر نقشه ها را مشکل می کرد، داده های فشار و ارتفاع ژئوپتانسیل مربوط به روزهای شرجی طبقه بندی شدند. برای طبقه بندی داده ها روش تحلیل عاملی ٣به کاربرده شد. با استفاده از این روش ، مؤلفـه های اصلی ۴تلاقی های داده ها (١١۶٠ تلاقی داده درهرگروه ) به تعداد معدودی عامل اصـلی کـاهش مـی یابـد. ایـن مؤلفه ها که بیش از ٩۵ درصد واریانس داده ها را توجیه می کنند به عنوان عامل هـای اصـلی کـاهش دهنـده انـدازه بزرگی سری داده ها هستند. پس از استخراج عامل های اصلی، نمرات عاملی ۵آن هـا بـه عنـوان داده هـای اصـلی در خوشه بندی مورد استفاده قرار گرفت . تحلیل خوشه بندی سلسله مراتبی ۶به روش ادغام وارد٧در نـرم افـزا SPSS بـر روی این داده ها انجام گرفت که در نهایت با توجه به نمودار درختی ٨ گروه های اصلی شکل گرفت . درمرحلـه بعـد نقشه ترکیبی مربوط به روزهای هرگروه (الگو) برای سطح زمین و تراز ۵٠٠ هکتوپاسکال استخراج شد.
یافته ها
با استفاده از عناصر دما و رطوبت شاخص شدت شرجی برای ایستگاه های منطقه به صـورت روزانـه در طـول دوره آماری محاسبه شد که نتایج بررسی های آماری در این زمینه نشان داد، شرجی تـرین مـاه سـال در سـواحل شـمالی کشور، ماه آگوست (با میانگین شدت شرجی ٠.٨٣) است در واقع نواحی شمال کشور در این مـاه ، خفقـان آورتـرین هوا را تجربه می کند و هوای شرجی، سواحل شمالی کشور را تسخیر می کند. بعد از ماه آگوست ، ماه های جـولای (با میانگین شدت شرجی ٠.٧٢) و سپتامبر (با میانگین شدت شرجی ٠.۵٩) در رتبه دوم و سوم قرار مـی گیرنـد. در ماه های ژانویه و فوریه اثری از آب و هوای شرجی دیده نمی شود. و مـاه هـای دسـامبر، نـوامبر و آوریـل ازشـدت شرجی پایینی برخوردار هستند (شکل ٢). دربین ایستگاه ها نیز ایستگاه نوشـهر بـا متوسـط شـدت شـرجی ٠.٧٠ از بیشترین شدت شرجی برخوردار است . بعد از ایستگاه نوشهر، ایستگاه های رامسر و انزلی هر دو بـا متوسـط شـدت شرجی ٠.۶۶ در رتبه دوم قرار می گیرند.

طبق شکل (٣) ایستگاه های نوشهر، بابلسر و رامسر بیشترین روزهای شرجی را تجربه می کننـد و خـط هـم میـزان ١۴۵ روز، این سه ایستگاه را در بر می گیرد. در واقع ایستگاه های ساحلی، به دلیل نزدیکی به دریا و تزریق رطوبـت بیشتر و همچنین ارتفاع کم این ایستگاه ها، روزهای شرجی بیشتری را تجربه مـی کننـد… طبـق شـکل (۴) متوسـط فراوانی وقوع فشار بخار آب جزئی برابر یا بیشتر از ١٨.٨ هکتوپاسـکال طـی دوره آمـاری ١۶ سـاله در منطقـه پهنـه بندی شده است . ایستگاه نوشهر بیشترین فراوانی وقوع فشار بخار آب جزئی را نشان می دهد و خط هـم میـزان ٧۵ روز این ایستگاه را در بر گرفته است . پراکندگی میانگین مقادیر شاخص شدت شرجی در طول دوره گرم سال یعنـی ماه های ژوئن ، جولای ، آگوست و سپتامبر در شکل (۵) نشان داده شده است . بر اساس این نقشه ، ایستگاه نوشـهر از بیشترین شدت شرجی برخوردار است و خط هم شدت ٠.٩۶ این ایستگاه را در بر گرفتـه اسـت . بـه طـورکلی ایـن شاخص بافاصله گرفتن از خط ساحلی و نزدیک شدن به ارتفاعات کاهش قابـل ملاحظـه ای یافتـه اسـت . در کرانـه های شمالی کشور مقدار فشار بخار آب حدود ١٣ هکتوپاسکال است . (مسـعودیان ، کاویـانی ،٧١:١٣٨٧) امـا در دوره گرم سال (شامل ماه های ژوئن جولای، آگوست وسپتامبر) با افزایش دما، فشار بخار آب جو نیز افـزایش مـی یابـد.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 12700 تومان در 23 صفحه
127,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد