بخشی از مقاله
چکیده
توفان های تندری بدلیل ماهیت خاص خود - همراه بودن با رعد و برق، تگرگ، بارش های سیل آسا - در عین داشتن اثرات مخرب، می توانند نتایج مفیدی هم درپی داشته باشند. استان چهارمحال و بختیاری سرچشمه های دورود بزرگ زاینده رود و کارون را در خود جای داده است، بخش قابل توجهی از بارش های این استان ناشی از رخداد توفان های تندری و تابعی از توزیع زمانی و مکانی این بارش هاست.
از اینرو در این پژوهش به بررسی نوسانات زمانی و مکانی توفان های تندری در این استان در دوره زمانی 2004 تا 2014 پرداخته شده است . نتایج نشان می دهد که ایستگاه کوهرنگ هم از لحاظ تعداد رخداد توفان های تندری و هم از لحاظ بارش دریافتی ناشی از آن از سایر ایستگاهها بالاتر است و سالانه به طور میانگین 20,5 بار توفان تندری در آن رخ می دهد. بیشترین رخدادهای ماهانه نیز به ترتیب مربوط به ماههای آوریل، نوامبر و مارس می باشد.
بنابراین ماههای فصل بهار و پاییز بدلیل وقوع همرفت دامنه ای برای وقوع توفان های تندری مستعدتر هستند. بررسی همدیدی توفان تندری پربارش 13 و 14 نوامبر 2006 نشان که هر زمان این فرآیند با سامانه های همدیدی دارای رطوبت همراه شود، بارش های چشمگیری را به همراه دارد. در روز 13 نوامبر کم فشار سودانی در تراز دریا با عبور از دریای سرخ و خلیج فارس تا منطقه ی مورد مطالعه امتداد یافته و با تامین رطوبت بارش بیش از 100 میلیمتر را در ایستگاه کوهرنگ موجب گردیده است. در روز 14 نوامبر حاکمیت ناوه کم فشار قطبی تا نیمه شمالی ایران و حاکم شدن مرکز پرفشار در شمال افریقا باعث افزایش شیو حرارتی و ایجاد ناپایداری در منطقه مورد مطالعه شده است.
مقدمه
توفان های تندری1 یکی از جلوه های خشن طبیعت است که نه تنها برای هواپیماها و قایق ها بلکه برای ساکنین روی زمین هم خطرناک است. تمام خصوصیات بارز یک توفان تندری مانند باد شدید، تگرگ، رعدو برق و رگبار بسیار شدید، تماما حاصل ایجاد یک سلول همرفتی بزرگ در جو است. نتیجه قابل رویت این سلول، تنوره ای از ابرهای کومولونیبوس است که ابتدا از یک ابر کومولوس شروع شده و به سرعت صعود نموده و به ابر کومولونیمبوس تبدیل می گردد
توفان تندری باعث گردش آب در طبیعت، توازن انرژی حرارتی زمین و برقراری جریان الکتریکی بین اتمسفر و زمین می شود.[2] و از یک طرف در تامین آب مورد نیاز جهت فعالیت های مختلف انسانی و ادامه حیات جانداران حائز اهمیت است و از طرف دیگر دارای مخاطراتی است که گاه دستکاری انسان در طبیعت آنها را تشدید می کند. داده های موجود نشان می دهد که شدت و ظرفیت های تخریب کننده توفان ها در طول 30 سال گذشته دو برابر شده است و این در ارتباط با افزایش درجه حرارت سطح دریاها می باشد، که در پی تغییر اقلیم واقع شده است. مصیبت های آب و هوایی متداول ترین خطرهای محیطی محسوب می شوند
برز - 1990 - نشان داد که مصیبت های طبیعی طی سال های 1960 تا 1980 پنج برابر افزایش یافته است و نشان می دهد که بیش تر مصیبت های طبیعی ناشی از توفان های بادی و سیلاب هاست.[4] در هر دقیقه 1800 توفان تندری در سراسر جهان رخ می دهد، یعنی سالانه 16 میلیون
توفان تندری پدیده ی الکتریکی است که ممکن است در مقیاس محلی یا متوسط و همچنین در مقیاس همدیدی - سینوپتیک - در جو رخ دهد.
پیش بینی توفان های رعد و برق که یکی از پدیده های ناپایدار جوی به شمار می رود بسیار مشکل است. اشکالاتی که در پیش بینی این پدیده ایجاد می شود، تعیین منطقه ناپایدار است که در سطح وسیعی گسترش می یابد. در طول این سطح مناطقی وجود دارد که بنا به خاصیت موقعیت و وضعیت جغرافیایی منطقه ناپایداری شدیدتر از سایر نواحی می باشد که تعیین این منطقه در یک سطح گسترده مشکل است.
با این وجود توفان های تندری و پدیده های ناشی از آن مانند تگرگ، بارش سنگین و سیل آسا، صاعقه و باد شدید از جمله مخاطرات اقلیمی هستند که بخش وسیعی از تحقیقات اقلیم شناسی دنیا را به خود اختصاص داده اند
فلاح تفتی - 1370 - در پژوهش خود به این نتیجه رسیده که 85 درصد توفان های تندری در ارتفاع بین 5 تا 11 هزار فوت از سطح زمین اتفاق افتاده است. مطالعات وی نشان می دهد که وقوع توفان های تندری در تمام ماه های سال محتمل است اما ماه های آوریل و می - فروردین و اردیبهشت - از شرایط مساعدتری برای رخداد این
توفان ها برخوردارند
شمال غرب ایران به دلیل دارا بودن بیشینه رخدادهای توفان تندری در ایران [8] موضوع تحقیق تعدادی از اقلیم شناسان بوده است، ازجمله خوشحال دستجردی - 1386 - در بررسی توفان تندری در دوره آماری - - 2000-1951 در ایستگاه تبریز مشخص ساخت که در مقیاس زمانی ماهانه، ماه می و در بازه فصلی، فصل بهار دارای بیش ترین فراوانی وقوع توفان های تندری هستند .
همچنین بررسی سینوپتیکی لشکری - 1392 - از توفان تندری 28 می 2004 در تبریز حاکی از آن است که زبانه واچرخندی قوی بر روی روسیه که تا شمال غرب ایران امتداد یافته، باعث افزایش شیو حرارتی در منطقه شده است.
قویدل رحیمی - 1390 - نیز در بررسی توفان تندری روز 5 اردیبهشت 1389 در تبریز از شاخص های ناپایداری جوی مختلفی استفاده می کند و شاخص شوالتر یا SI را بهترین شاخص در تایید ناپایداری های شدید جوی در حد توفان تندری تبریز می داند. همچنین ابراز می دارد که حجم بالای بارش ناشی از این توفان نمی تواند به علت ناپایداری های محلی هوا که عمدتا در فصل بهار آذربایجان همرفت دامنه ای است، باشد، بلکه وقوع ناپایداری شدید و توفان تندری مذکور بر اثر ورود جبهه هوای سرد و عوامل سینوپتیک انجام گرفته است
خالدی و همکاران - 1389 - با بررسی توفان های تندری سیلاب ساز استان کرمانشاه دو الگوی سینوپتیکی را در زمان رخداد این توفان های تندری شناسایی کردند:
-1در تراز دریا زبانه پرفشاری هوای سرد و خشک را به منطقه مورد مطالعه شارش کرده و در ترازهای بالاتر سامانه پرفشاری هوای گرم و مرطوب دریای عرب را به منطقه مورد مطالعه و جلوی ناوه های واقع شده در غرب کشور شارش می کند.
-2 در الگوی دیگر سامانه کم فشار بزرگی که غرب آسیا را دربرگرفته و در ترازهای بالاتر نیز منطقه مورد مطالعه کاملا در جلوی ناوه های عمیق غربی قرار گرفته است. همچنین در بررسی نقشه های نم ویژه مشخص شد که بیش ترین فرارفت رطوبت در هر دو الگو از طریق دریای عرب تامین شده است
استان چهار محال بختیاری که یکی از استان های پربارش ایران محسوب می شود و سرچشمه های دو رود بزرگ زاینده رود و کارون را در خود جای داده است، این استان سهم قابل توجهی از بارش های خود را از توفان های تندری دریافت می کند. بنابراین آگاهی از زمان وقوع و در مرحله بعد پیش بینی وقوع توفان های تندری در مدیریت بهینه آب از یک سو و مدیریت کاهش خسارات و تلفات ناشی ازمخاطرات توفان های تندری از سوی دیگر در این استان راه گشا خواهد بود.
داده ها و روش ها
جهت بررسی نوسانات زمانی و مکانی توفان های تندری استان چهارمحال و بختیاری بدین ترتیب عمل شد:
آمار 8 بار دیده بانی تمام ایستگاه های سینوپتیک سطح استان از سازمان هواشناسی کشور اخذ گردید. سپس 5 ایستگاهی که در دوره آماری 2003 تا 2014 دارای آمار بودند انتخاب شدند که موقعیت آنها در استان در شکل شماره 1 قابل مشاهده است.
شکل -1 نقشه موقعیت منطقه مورد مطالعه
زمان های مربوط به رخداد توفان تندری با بررسی کد هوای حاضر - کدهای 95 تا - 99 استخراج گردید. و به همین ترتیب مقادیر بارش مرتبط با توفان تندری نیز استخراج شد. سپس فراوانی ها به صورت ماهانه، فصلی، سالانه و در مجموع دوره آماری برای هر ایستگاه محاسبه گردید. تحلیل فراوانی داده های اقلیمی از اولین تحلیل هایی است که در مطالعات اقلیمی صورت می گیرد. منظور از این تحلیل ها محاسبه تعداد تکرار یا مشاهده داده ها در متغیر مورد مطالعه است.
بیشینه ها و کمینه های رخداد توفان مشخص شد و فعال ترین ایستگاه ها شناسایی شدند. جهت سهولت در مقایسه داده ها از پارامتر آماری میانگین داده ها استفاده شده است. برای این منظور میانگین های مختلفی به کار می رود که در اقلیم شناسی میانگین حسابی مفیدترین آن ها به شمار می رود.[15] و بدین ترتیب نقشه پهنه بندی میانگین سالانه رخداد توفان های تندری در سطح استان با روش IDW در نرم افزار ArcGIS جهت تعمیم داده های نقطه ای به سطح به دست آمد.
جهت انجام تحلیل سینوپتیک با توجه به مقادیر بارش، یک نمونه توفان فراگیر که مقادیر بالاتری از بارش را دارا می باشد به عنوان نمونه انتخاب شد. نقشه های فشار هوا، نم ویژه و امگا در تاریخ های فوق از سایت سازمان ملی اقیانوس شناسی و جو امریکا اخذ و مورد بررسی قرار گرفت.
نتایج و بحث بررسی آماری نوسانات زمانی و مکانی
تعداد رخداد توفان تندری به صورت سالانه برای هر ایستگاه در شکل 2 نمایش داده شده است. در این شکل رخداد سالانه هر ایستگاه به صورت ستونی و میانگین سالانه تمام ایستگاه های مورد مطالعه به صورت خطی، جهت مقایسه سال های مورد مطالعه با یک دیگر و همچنین مقایسه هر ایستگاه نسبت به میانگین کل ایستگاه ها ترسیم شده است. در تمام سال های مورد مطالعه رخداد توفان تندری در ایستگاه کوهرنگ بالاتر از مقدار میانگین قرار دارد. با توجه به میانگین ایستگاه ها بیش ترین میزان رخداد در سال 2004 بوده است. رخدادها در هر سال بین صفر مورد برای ایستگاه های سامان رخدادها و هم از نظر میزان مقادیر بارش در تمام سال های مورد
- در سال های 2010، 2013 و - 2014 و بروجن - در سال های بررسی بالاتر از میانگین قرار دارد.
شکل -2 تعداد رخداد توفان تندری در ایستگاه های استان چهارمحال و بختیاری - سال های 2003 تا - 2014
در بررسی ایستگاه ها مشخص شد بالاترین میزان رخداد توفان تندری در ایستگاه کوهرنگ و با میانگین 20,5 بار وکم ترین رخداد توفان تندری در ایستگاه بروجن و با میانگین 4 بار در سال را در طی دوره آماری بوده است - شکل . - 3 به طور کل در طول دوره آماری میانگین رخداد توفان تندری در تمام ایستگاه ها 10 بار در سال بوده است، که ایستگاه های لردگان و کوهرنگ بالاتر از میانگین و سایر ایستگاه ها پایین تر از میانگین قرار داشته اند.
شکل -3میانگین سالانه تعداد رخداد توفان تندری ایستگاه های استان چهارمحال و بختیاری - سال های 2003 تا - 2014
از نظر میزان مقادیر بارش این توفان ها نیز ایستگاه کوهرنگ در صدر قرار دارد - شکل . - 4 ایستگاه سامان کم ترین مقدار بارش دریافتی از توفان تندری را داشته است. - مقادیر بارش در ساعتی که کد توفان تندری ذکر شده است، می باشد و مقادیر بارش روزانه نیست.
شکل -4 مقادیر بارش در زمان رخداد توفان تندری ایستگاه های استان چهار محال به میلیمتر - سال های 2003 تا - 2014
در بررسی ماهانه تعداد رخداد توفان تندری - شکل - 5، بیش ترین رخداد مربوط به ایستگاه کوهرنگ در ماه مارس با تعداد 45 رخداد در طول دوره آماری می باشد و نیز با توجه به میانگین داده های تمام ایستگاه های مورد مطالعه بیش ترین رخداد به ترتیب مربوط به ماه های آوریل، نوامبر و مارس می باشد. به طور کلی ماه های فصل بهار و پاییز به دلیل وقوع فرآیند همرفت دامنه ای برای وقوع توفان تندری مستعدتر هستند و هر زمان که با سامانه های سینوپتیکی دارای رطوبت همراه شوند، بارش های چشمگیری را به دنبال دارند.
شکل -5مجموع رخداد ماهانه توفان تندری در ایستگاه های استان چهارمحال و بختیاری - سال های 2003 تا - 2014
همان طور که در نقشه پهنه بندی توفان تندری - شکل - 6 در استان چهارمحال و بختیاری مشاهده می گردد، سمت غرب استان که دامنه های رو به باد می باشد، تعداد رخداد بیش تری از توفان تندری را داشته است و ایستگاه کوهرنگ در شمال غرب استان بالاترین میزان رخداد را به خود اختصاص داده است و به سمت شرق استان از رخداد این پدیده کاسته شده است. شرق استان از بارش کمتری نیز برخوردار است.
