بخشی از مقاله
چكيده
كاهش ديد ناشي از رخداد مه، سامانههاي حمل و نقل جادهاي، دريايي و هوانوردي را بهشدت تحت تأثير خود قرار مي دهد. از اينرو شناخت شرايط شكلگيري مه منجر به كاهش خسارات جاني و مالي ميشود. هدف از پژوهش حاضر، تحليل آماري فيزيكي رخداد مه در فرودگاه اردبيل است. براي اين منظور، از دادههاي ايستگاه همديد فرودگاه اردبيل در يك دوره آماري ١٣ ساله - ٢٠٠٤ تا ٢٠١٦ ميلادي - استفاده شده است. براي تحليل آماري، فراواني رخداد مه در بازه هاي زماني گوناگون بررسي شده است. سپس با استفاده از تحليل فيزيكي، نوع مه در ساعات مختلف همديدي مورد مطالعه قرار گرفته است. نتايج پژوهش نشان مي دهد، فرايند فيزيكي سرمايش تابشي براي ساعت هاي ٢١، ٠٠، ٠٣ و ٠٦ - UTC - و فرارفت رطوبت براي ساعتهاي ٠٩، ١٢ و ١٥ - UTC - و تركيبي از آنها براي ساعت ١٨ سازوكارهاي اصلي شكلگيري مه و ابرهاي پوشني پايين است.
مقدمه
اگر چه رخداد پديدههاي همراه با كاهش ديد، رخداد فرين تلقي نميشوند اما از ديدگاه اقتصاي و اجتماعي اهميت بسيار دارند . مه يكي از مهمترين پديدههايي است كه در هنگام وقوع آن، ديد افقي تا كمتر از ١ كيلومتر - مه غليظ - كاهش مييابد. كاهش ديد ناشي از رخداد مه، سامانههاي حمل و نقل جادهاي، دريايي و هوانوردي را بهشدت تحت تأثير قرار ميدهد . از آنجا كه رخداد اين پديده اجتنابناپذير است، پيشبيني آن نقش بسزايي در كاهش خسارات جاني و مالي دارد. شايان ذكر است كه با وجود پيشرفتهاي متعدد در توسعه مدلهاي پيشبيني وضع آب و هوا، همچنان پيش بيني پديدههاي همراه با كاهش ديد چالشبرانگيز است. از اينرو، مطالعه شرايط شكلگيري و دوره زندگي مه و روشهاي گوناگون پيشبيني آن توجه بسياري از پژوهشگران را بهخود جلب كرده است - مانند ژو و همكاران، ٢٠١٠ - . مطالعات انجامشده در اين زمينه نشان ميدهد، سامانههاي ديناميكي، همديد و خردفيزيكي در مقياسهاي گوناگون در ايجاد مه تأثير ميگذارند - مانند بوت و همكاران، ١٩٩٠ - در. برخي از مطالعات در كنار فرايندهاي فيزيكي و شرايط جوي، اثرات كوهساري - topography - ، موقعيت جغرافيايي و پوشش سطح زمين در محل رخداد مه نيز مورد بررسي قرار گرفته است. در مجموع، نتايج پژوهشهاي متعدد در اين زمينه نشان ميدهد كه اولين گام براي توسعه روشهاي پيشبيني مه، شناخت جزئيات فيزيكي شكل گيري مه و بررسي ويژگيهاي محل رخداد آن است. از اين منظر، در داخل كشور مطالعات اندكي براي نواحي مختلف ايران انجام شده است. صلاحي و محمدي - ١٣٩٠ - بهكمك تحليل همديد و آماري، رويداد مه در فرودگاه اردبيل و ساعات مناسب براي پرواز را براي ماههاي مختلف سال بررسي كردند. اركيان و همكاران - ١٣٩٢، - با پژوهشي الگوهاي جوي حاكم در هنگام وقوع مه فرودگاه بين المللي رشت را با استفاده از تحليل همديدي و آماري ارائه كردند. پدرام و صحرائيان - ١٣٩٢ - با بررسي دادههاي ايستگاههاي همديد استان كردستان گستره دمايي كه در آن احتمال شكلگيري مه وجود دارد را بهدست آوردند. تاجبخش - ١٣٩٥ - با استفاده از يك الگوريتمِ طبقهبندي، فراواني رخداد انواع مه را در برخي از مهمترين فرودگاههاي بينالمللي كشور ارائه كرد. جهانگيري و عسگري - ١٣٩٦ - با تحليل آماري براي يك دوره ٣٠ ساله فراواني مه در فرودگاه اردبيل را مورد مطالعه قرار دادند.
هدف از پژوهش حاضر، تحليل آماري فيزيكي رخداد مه در فرودگاه اردبيل است. رويكرد اين پژوهش شناسايي نوع مه و فرايندهاي فيزيكي حاكم بر آن در اين منطقه است. چنين شناختي در كنار ساير ملاحظات ديناميكي، همديد و خردفيزيك مه ميتواند منجر به بهبود پيشبيني اين پديده شود. براي اين منظور، در بخش بعد داده ها و روشهاي بهكار رفته در پژوهش ارائه ميگردد. در ادامه نتايج بهدست آمده مورد بحث قرار ميگيرد و در نهايت نتيجهگيري ارئه خواهد شد.
٢ روش تحقيق
در پژوهش حاضر، از دادههاي ايستگاه همديد فرودگاه اردبيل در يك دوره آماري ١٣ ساله - ٢٠٠٤ تا ٢٠١٦ ميلادي - استفاده شده است. در اين پژوهش روزهاي همراه با رخداد مه غليظ - ديد افقي كمتر از ١ كيلومتر - جدا شده است. در گام اول، بهمنظور تحليل آماري فراواني رخداد مه در بازههاي زماني گوناگون بررسي شده است. سپس با استفاده از تحليل فيزيكي، نوع مه در ساعات مختلف شبانه روز مورد مطالعه قرار گرفته است.
٣ بحث و نتيجهگيري
شكل ١، فراواني رخداد مه در ماه و سال را در بازه آماري مورد مطالعه را نمايش ميدهد. همانطور كه از شكل برميآيد، در اين دوره آماري در تمامي سال ها و تمامي ماههاي هر سال، فرودگاه اردبيل با رخداد مه همراه بوده است. كمترين فراواني رخداد مربوط به ماه هاي ششم تا هشتم ميلادي - از اواخر بهار تا اواخر تابستان - است.
در بررسي دقيقتر، فراواني رخداد مه در ساعات گزارش ايستگاه همديد - برحسب - UTC در دوره آماري مورد مطالعه در شكل ٢ نمايش داده شده است. همانطور كه مشاهده ميشود، در منطقه مورد مطالعه بيشترين رخداد مه در ساعت ٣ و كمترين آن مربوط به ساعت ٩ است. همچنين با استفاده از دادههاي موجود، درصد فراواني سمت و سرعت باد، ديد افقي و ابرناكي در ساعات گزارش ايستگاه همديد محاسبه شده است. نتايج اين بخش دو الگوي متمايز براي شرايط جوي ترازهاي نزديك سطح زمين در طول شبانهروز نمايش ميدهد. بهمنظور رعايت اختصار، نتايج اين محاسبات در ساعتهاي ٠ و ١٥ - بهعنوان نماينده هر يك از الگوها - بهترتيب در شكلهاي ٣ و ٤ نمايش داده شده استشايان. توجه است كه در تمامي ساعتهاي همراه با مه در فرودگاه اردبيل رطوبت نسبي بالا - بالاي ٨٠ درصد - گزارش شده استبا. توجه به شكلهاي ٣ و ٤ و ساير نتايج بهدست آمده در ساعتهاي ديگر، ديد افقي ١٠٠ متر بيشترين درصد فراواني را دارد. اين فراواني به تفكيك ماه و فصل ميتواند نتايج متفاوتي داشته باشد - مانند صلاحي و محمدي، ١٣٩٠ - .
شكل ٣. درصد فراواني الف - سرعت باد، ب - سمت باد ج - ديد افقي د - ابرناكي در ساعت ٠ براي دوره آماري ٢٠١٦-٢٠٠٤ در فرودگاه اردبيل.
با توجه به نتايج حاصل از تحليل آماري، فرودگاه اردبيل يكي از مناطق مستعد براي رخداد مه است. از ديدگاه فيزيكي رطوبت بالا، سرمايش سريع و وزش ملايم باد در ترازهاي پايين جو، سه عامل كليدي در شكلگيري مه تابشي هستند. شرط اول براي شكلگيري مه تابشي وجود رطوبت كافي در لايه مرزي است. اين رطوبت از طريق تبخير و تعرق در طي روز و يا فرارفت از نواحي مجاور فراهم ميشود. با پايان يافتن شار تابش خورشيدي در اواخر روز، تابش طولموج بلند زميني موجب سرمايش در نزديكي سطح زمين ميشود. در شرايط آسمان صاف، با فرار تابش زميني، سطح زمين بهسرعت سرد ميشود. در صورت وجود بخار آب كافي و با ادامه سرمايش، ميعان رخ ميدهد و بخار آب معلق در جو مجاور سطح زمين بهصورت شبنم روي سطح زمين تهنشين ميشود لايه جوي مجاور زمين رطوبت خود را از دست ميدهد. اگرچه اين فرايند موجب كاهش رطوبت در جو ميشود،اما وزش باد ملايم با ايجاد تلاطم پخشي ضعيف در لايه مرزي رطوبت را بهسمت سطح زمين انتقال ميدهد. با ادامه سرمايش لايه پايدار بالاي سطح زمين ايجاد شده و رطوبت باقيمانده در جو چگاليده ميشود و مه تابشي شكل ميگيرد. با توجه به آنچه گفته شد، نوع غالب مه در ساعتهاي ١٨، ٢١، ٠ و ٣ در فرودگاه اردبيل مه تابشي است كه وزش باد بهصورت وزش ملايم باد شرقي تا شمال شرقي و يا آرام - calm - است. در اين موارد، بادهاي شمال شرقي در ساعت هاي قبل از شكلگيري مه رطوبت لازم را براي فرودگاه اردبيل فراهم ميكنند. در اين ساعتها، آسمان صاف - 8 0و - آسمان كاملاً ابري 8 - - 8 بيشترين درصد فراواني را دارند. بنابراين علاوه بر مه تابشي كه در شرايط آسمان صاف ايجاد ميشود، نوع ديگري از مه در اين ساعتها وجود دارد كه با آسمان كاملاً ابري همراه است. اين نوع مه، ناشي از پايين آمدن ابرهاي پوشني است. در اين شرايط در صورت وجود تلاطم ملايم در لايه مرزي و رسيدن دما و رطوبت نزديك سطح زمين به سطح LCL - Lifting Condensation Level - ابرهاي پوشني به سطح زمين ميرسند. رخداد مه در ساعت ٦ بهطور غالب از اين الگو
