بخشی از مقاله
چکیده
امروزه پدیده بیابان و فرآیند بیابانزایی در اکثر نقاط جهان بویژه کشورهای واقع در نواحی خشک و نیمه خشک توجه بسیاری از دانشمندان و محققین را به خود جلب کرده است. کاهش توان اکولوژیکی یک سرزمین در اثر شرایط نامناسب اقلیمی، کمبود بارندگی یا اثرات مخرب انسان و تخریبها و دستکاریهای نادرست او در طبیعت که باعث فرآیند بیابانزایی و فرسایش میشود.
علاوه بر تاثیر در کاهش حاصلخیزی خاک و زمین باعث آلودگی های بسیار خطرناک زیستمحیطی میشود. طوفانهای گرد و غبار اثرات مضری بر سلامت و اقتصاد جامعه و تغییر اقلیم دارند. شناخت ماهیت، منشاء و اثرات طوفانهای گرد و غبار در تعیین روشهای کنترل آن نقش بسزایی دارد. در این مقاله به بررسی عوامل ایجاد کننده گرد و غبار و اثرات آن بر محیطزیست، سلامت، اقتصاد و همچنین روشهای منشاء یابی و کنترل طوفان های گرد و غبار پرداخته شده است.
.1 مقدمه :
تحقیقات دانشمندان بر روی رسوبات کف اقیانوسها نشان می دهد که سابقه بروز طوفان های گرد و غبار به 70 میلیون سال پیش - قبل از دوره کرتاسه زمین شناسی - در کره زمین بر می گردد. زمانیکه سرعت باد در بیابانها از حد مشخصی بیشتر میشود 8 - متر بر ثانیه - و بسته به زبری عناصر سطوح، رطوبت خاک، اندازه دانه، پوشش گیاهی، بافت خاک، باندهای انرژی - نشان دهنده چسبندگی ذرات خاک - و پستی و بلندی های زمین، ذرات ریز وارد جریان اتمسفری می شوند و تولید گرد و غبار اتمسفری مینمایند.
بعلت فقدان پوشش گیاهی در مناطق مستعد گرد و غبار هوای بالای این مناطق شروع به گرم شدن کرده و به سمت بالا حرکت می کند و زمانیکه به بادهای با سرعت بالای تروپوسفری برخورد نماید، در نتیجه یک جریان چرخشی متمایل به سمت پایین ایجاد می شود که این بادهای با شدت بالا در برخورد با سطح زمین باعث ایجاد طوفانهای گرد و غباری می شوندعمدتاً. میزان بارشها در این مناطق کمتر از 50 میلی متر در سال است.
ذرات جدا از یکدیگر در یک سطح بعلت وزنشان و نیروهای بین ذره ای در کنار هم قرار گرفته اند. در سرعت پایین باد هیچگونه نشانه ای از حرکت ذره وجود ندارد، اما زمانی که نیروی باد به حد آستانه می رسد تعدادی از ذرات شروع به ارتعاش می کنند. با افزایش سرعت باد تعدادی از ذرات از سطح وارد جریان هوا می گردند و زمانی که این ذرات دوباره به سطح برخورد می کنند، ذرات بیشتری وارد جریان هوا می شوند. ورود ذرات به جریان باد به اندازه، شکل و دانسیته آنها بستگی دارد.
روشهای انتقال ذرات عبارت است از معلق شدن، جهش ناگهانی و خزش. روش معلق شدن در برگیرنده ذرات گرد و غبار با قطر کمتر از 0 /1 میلی متر و ذرات رس با قطر 0 /002 میلی متر می باشد، که دارای اندازه کوچک و چگالی پایین - سبک - هستند. این ذرات ممکن تا ارتفاع 6 کیلومتر بالا رفته و تا مسافت 6000 کیلومتر انتقال یابند و در نتیجه باعث کاهش میدان دید می شوند. کاهش میدان دید حاصل جذب و تفرق نور بوده که ناشی از مواد جامد و مایع منتقله توسط هوا می باشد. تفرق حاصل از ذرات را تفرق مای می نامند. میدان دید بشدت متاثر از ذرات با اندازه 0 /1 - 1میکرومتر است.
ذرات با قطر - 0 / 01 -0 /5 میلیمتر - به روش جهش ناگهانی انتقال مییابند و ذرات بزرگتر از 0 /5 میلیمتر به روش خزش انتقال می یابند. این ذرات خیلی بزرگ هستند و بنابراین بصورت پرش ناگهانی از سطح جدا و بصورت غلطک مانند در امتداد باد حرکت می کنند. به علت ماهیت این روش ارتفاع حمل به ندرت بیش از 30 سانتیمتر و مسافت انتقال به ندرت بیشتر از چند متر می باشد. ]3[ محققان معتقدند که دلیل جهش ناگهانی ذرات تولید کننده گرد و غبار، کسب بار الکتریکی منفی بوسیله اصطحکاک توسط ذرات شن می باشد.
محققین گرد و غبار را بر اساس تاثیر آن بر قابلیت رویت و شدت گرد و غبار به 3 دسته طبقه بندی می نمایند. که به ترتیب بر اساس شدت و تاثیر آن: طوفان گرد و غبار، گرد و غبار وزشی، گرد و غبار معلق می باشند. طوفان گرد و غباری به میزان قابل توجهی گرد و غبار و شن را بوسیله بادهای قوی به سمت بالا حمل می نماید. این پدیده شدیدترین نوع گرد و غبار می باشد و باعث غبار آلود شدن کامل هوا و کا هش دید افقی کمتر از 103 متر می گردد. طوفانهای گرد و غباری شدید قابلیت رویت را تا حد صفر کاهش می دهد. گرد و غبار وزشی از لحاظ شدت در بین پدیده های گرد و غبار حد متوسط می باشد، این پدیده بوسیله بادهای با ارتفاع زیاد که مقداری گرد و غبار و شن را حمل می نمایند ایجاد می گردد.
این پدیده دید افقی را به 103 تا 104 متر کاهش می دهد . گرد و غبار معلق پدیده ای با حداقل شدت می باشد که در این پدیده گرد و غبار ریز در بخش زیرین - پایین - تروپوسفر معلق می گردد و دید افقی به کمتر از 104 متر محدود می گردد. متوسط ارتفاع طوفانهای گرد و غباری بین 900 تا 1800 متر می باشد.
طوفانهای گرد و غباریعمدتاً در فصول بهار و تابستان و با توالی کمتری در پاییز و زمستان رخ می دهد. همچنین بیشترین زمان وقوع این پدیده در روز، فاصله زمانی بعد از ظهرها تا غروب - با فراوانی - % 65 در مناطق مختلف دنیا بروز می یابند. قبل از ایجاد طوفان گرد و غباری فشار هوا خیلی پایین و دمای هوا خیلی بالا و هوا آفتابی و سرعت باد پایین است، زمانیکه طوفان گرد و غباری اتفاق می افتد، باد قوی شروع به وزش و گرد و غبار و شن شروع به بالا رفتن، و فشار هوا بلافاصله افزایش و دمای هوا بطور ناگهانی کاهش می یابد - حدود 5 درجه سانتیگراد - و رطوبت نسبی نیز به میزان % 10 افزایش می یابد.
تحقیقات زیادی بر انواع مختلف طوفان های خاکی انجام یافته و نتایج آن را می توان این گونه خلاصه نمود :
-1 سرعت باد یکی از مهم ترین عوامل برای ایجاد طوفان خاکی است؛ هنگامی که بادهای غالب شدیدتر هستند، خاک بیشتری از سطح زمین بلند شده و به هوا برخواهد خاست.
-2 ذرات خاک کوچک تر، غلظت بیشتری در جو دارند و تا ارتفاعات بالاتری صعود می کنند، بنابراین آن ها در جو برای تعداد روزهای متوالی می توانند معلق باقی بمانند.
.2 گرد و غبار در جهان :
بیابان صحرایی ساهارا در آفریقا بزرگترین منبع تولید کننده گرد و غبار خاکی در جهان است که سالانه 700 میلیون تن گرد و غبار را وارد اتمسفر میکند. >9[ منابع اصلی گرد و غبار در ساهارا شامل چاله بودله ، مناطق غربی مالی، جنوب الجزایر و شرق موریتانی می باشند. >10[ برطبق نظر محققان در زمانیکه پدیده گرد و غبار در منبع ایجاد می شود ، % 30 در نزدیکی منبع رسوب، 20 درصد دوباره در مقیاس محلی منتشر می شود، و بیش از نیمی از آن به فواصل دور 6500 - کیلومتر - منتقلمی شود البته در این باره نظریات متفاوتی وجود دارد.
سالانه بین 0 /5 - 5 میلیارد تن ذرات که در اندازه منتقله از طریق هوا هستند توسط طوفانهای گرد و غباری به نقاط دیگر جهان منتقل می شوند. بیش از % 70 از طوفانهای گرد و غباری به طوفان هایی که از بیابانهای آفریقا نشات می گیرد نسبت داده می شود.
بررسی های محققان نشان میدهد که منشاء طوفان های گرد و غباری مناطق خشک و نیمه خشک به ویژه ساهارا - خاورمیانه، جنوب شرقی آسیا و مغولستان است. همچنین مناطق شمال غرب ی آمریکا و استرالیا به عنوان منابع دیگر گرد و غبار شناخته شده اند. این محققان شمال شرق کشور موریتانی، غرب کشور مالی و جنوب الجزایر را مهمتر ین منشاء گرد وغبار آفریقایی می دانند.
شکل :1 مناطق اصلی تولید کننده گرد و غبار در جهان
.3 گرد و غبار در ایران :
گرد و غبار یک پدیده طبیعی است که سال ها و قرن ها، جنوب کشور ما را تحت تأثیر قرار می داده است. سرچشمه گرد و غبار صحرای عربستان و شمال آفریقا قلمداد می شده است. از چند سال پیش، به دلیل تغییراتی که در منطقه به خصوص تغییر در رژیم آبی به وجود آمد و تعدادی سد در ترکیه بنا گردید که بر روی سرشاخه های دجله و فرات واقع شده بود و همچین سدهایی در سوریه و عراق و ایران ساخته شد.
از طرفی در دوران صدام حسین، کانالی از دجله به مرکز عراق کشیده شد که آب را منتقل می نمود. در کنار این عوامل، خشکسالی در چهار و پنج سال اخیر سبب گردید که تعدادی از هورها و مناطق باتلاقی و مناطقی که در منطقه، پوشش گیاهی داشتند از بین رفته و به صورت مناطق خشک درآمدند . چون خاک این مناطق، از نوع خاک نرم می باشد، بادی با سرعت بسیار کمتر از سرعت بادی که شن ها و گرد و خاک را از صحاری عربستان و شمال افریقا بلند می کند، قادر است که این گرد و خاک را که به صورت ریز دانه است، برداشته و به ایران می آورد. بنابراین می توان این گونه بیان داشت که منابع جدید گرد و خاک بیشتر در غرب عراق، در سوریه، در اردن و شمال عربستان است.
