بخشی از مقاله
چکیده
در سراسر جهان بلایا و مخاطراتی است که همواره جان و مال بشر را در معرض خطر قرار میدهد. در میان این بلایا، توفان یکی از مخاطره آمیزترین آنها میباشد و در ردیف بلایایی قرار دارد که منشأ آب و هوایی دارند. به منظور بررسی آماري و پیشبینی احتمال وقوع تندبادها و توفان هاي شدید ایستگاه اردبیل به روش تجزیه و تحلیل سريهاي جزئی، از دادههاي روزانه حداکثر سرعت و جهت باد، طی دوره آماري 16 ساله - 2000 - 2015 - استفاده گردید.
در این روش، سرعت پایه به نحوي انتخاب میشود که سالانه به طور میانگین بین 3 تا 5 بار توفانهاي شدیدتر از آن اتفاق افتاده باشد. بنابراین سرعت باد پایه 21 m/s تعیین شد. صحت و همگنی دادهها با استفاده از آزمون دنبالهها - Run Test - تأیید گردید. از میان دادههاي ثبت شده در طول دوره آماري، 53 روز توفانی مشاهد شد. حداکثر سرعت توفان مشاهده شده 37 m/s است.
با استفاده از نرمافزار WRPLOT گلباد سالانه و فصلی ترسیم شد. با توجه به بررسی فصلی توفانها، فصل زمستان توفانخیزترین و فصل تابستان فاقد روز توفانی میباشد. نتایج، احتمال وقوع شدیدترین توفانها را براي ایستگاه اردبیل در دوره هاي بازگشت مختلف پیشبینی میکند. احتمال وقوع بالاترین سرعت توفان در یک دوره بازگشت صد ساله در این ایستگاه، تا 41/72 m/s پیشبینی میشود. علاوه بر آن احتمال وقوع توفانی با سرعت 25/28 m/s در دوره بازگشت یک ساله نزدیک به 100 درصد میباشد.
-1 مقدمه
آب و هوا مسبب بسیاري از مخاطرات طبیعی است. این مخاطرات در طول تاریخ به طور مداوم زندگی بشر را تحت تأثیر قرار داده و موجب وارد آمدن خسارت به محیط گردیدهاند. در این راستا مخاطرات جوي که خود از زیر مجموعههاي مخاطرات طبیعی محسوب میگردد، با منشأ جو عمل میکنند.
مخاطرات جوي تنها زمانی به رسمیت شناخته میشوند که رخدادهاي حدي، فشار سنگینی را بر پیکره جوامع انسانی وارد نمایند. در واقع رخداد حدي زمانی یک مخاطره تلقی میشود که سطح حداقلی از ضرر و زیان را بر جوامع انسانی و داراییها و اموال او تحمیلنماید. مخاطرات جوي تقریباً در همه جاي کره زمین به وقوع میپیوندند و مکان هاي محدودي در دنیا وجود دارد که از اثرات آنها مصون مانده و یا کمتر تحت تأثیر آن ها قرار گرفته باشند.
در سراسر جهان بلایا و مخاطراتی است که همواره جان و مال بشر را در معرض خطر قرار میدهد. در میان این بلایا، توفان یکی از مخاطره آمیزترین آنها میباشد و در ردیف بلایایی قرار دارد که منشأ آب و هوایی دارند .[2] پژوهشها نشان میدهند که حدود 90 درصد از بلایاي طبیعی جهان در ارتباط با عوامل اقلیمی بوده و در میان آن ها، توفانها بعد از سیل 35 - درصد - ، حدود 30 درصد از سهم این بلایا را به خود اختصاص میدهند
توفان یکی از جلوههاي خشن و نیرومند طبیعت است. حالت توفانی که به معنی بادهاي قوي و شدید میباشد، خسارات قابل ملاحظهاي به ساختمان ها وارد نموده و باعث ریشهکن شدن درختان میشود. به طور متوسط در هر سال حدود 80 مورد توفان شدید در سراسر جهان اتفاق میافتد و موجب تلفات انسانی و خسارات مالی زیادي میشود
مطابق با آمار سازمان هاي بینالمللی صلیب سرخ و هلال احمر از سال 1990 تا 1994 هر ساله بیش از 56 میلیارد دلار خسارت از طریق توفان به بخشهاي مختلف جهان وارد شده است، همچنین براساس همین آمار طی سالهاي 1970 تا 1996 به طور متوسط همه ساله بیش از 40 هزار نفر جان خود را در اثر این پدیده از دست دادهاند
داده هاي موجود نشان میدهد که شدت و ظرفیتهاي تخریب کننده توفان در طول 30 سال گذشته دو برابر شده است .[6] در پارهاي از مناطق ایران نیز وقوع توفانهایی با سرعت بیش از 100 کیلومتر در ساعت بارها اتفاق افتاده است. در این میان میتوان به بادهاي شدید و توفانهاي هجدهم مرداد سال 1385 شهر زابل، هفدهم اردیبهشت 1387 دهلران، شانزدهم آذر 1388 اردبیل، سوم اسفند 1388 گلپایگان، بیستوچهارم اسفند 1388 شهرستان هاي ماکو، نقده و پیرانشهر، بیستوششم اسفند 1388 مهاباد، نهم فروردین 1389 استان زنجان و اردبیل، بیست اردیبهشت 1389شهر اردبیل اشاره نمود.
آمار و ارقام بیانگر اهمیت این مسئله است. گرچه بلایاي طبیعی اصولاً ماهیتی پیچیده دارند و در شرایط کنونی بسیاري از آنها خارج از کنترل انسان به نظر میرسد؛ اما میزان آسیب پذیري نتیجه عملکرد عوامل انسانی است و همانطور که گفته شده پیشگیري از حادثه، بهتر از واکنش در مقابله حادثه است .[2] بنابراین هدف این پژوهش تحلیل آماري و پیشبینی احتمال وقوع تندبادها و توفانهاي شدید ایستگاه اردبیل به منظور پیشگیري و کاهش آثار مخرب این پدیده میباشد.
-2 روش تحقیق
براي بررسی وضعیت توفان در ایستگاه اردبیل، از داده هاي روزانه حداکثر سرعت و جهت باد، طی دوره آماري 16 ساله - 2000 - 2015 - استفاده گردید. ایستگاه سینوپتیک اردبیل در مختصات جغرافیایی 38 درجه و 15 دقیقه عرض شمالی و 48 درجه و 17 دقیقه طول شرقی واقع شده است. ارتفاع این ایستگاه از سطح دریا 1332 متر میباشد. شکل - 1 - موقعیت جغرافیایی استان اردبیل و ایستگاه مورد مطالعه را نشان میدهد.
شکل :1 موقعیت منطقه و ایستگاه مورد مطالعه
براي انتخاب روزهاي توأم با تندباد و شدیدتر، سرعت پایه 21 m/s، براساس مقیاس بیوفورت و مورد تأیید سازمان هواشناسی - WMO - در نظر گرفته شده و بادهاي با سرعت پایه و شدیدتر از آن به عنوان روزهاي همراه با تندباد و توفان محاسبه گردید
صحت و همگنی دادهها با استفاده از آزمون دنبالهها - Run Test - حاصل شد. از نرمافزار WRPLOT که براي رسم گلباد طراحی شده است استفاده گردید. با استفاده از قابلیت این نرم افزار و با در نظر گرفتن سرعت پایه 21 m/s، گلباد سالانه و فصلی ترسیم شد. بدین نحو که سرعت پایه مذکور، به جاي سرعت پایه گلباد - حذف بادهاي با سرعت کمتر از - 21 m/s، مورد محاسبه قرار گرفت.
سپس براي پیشبینی احتمال وقوع توفانهاي شدید، از روش موسوم به تجزیه و تحلیل سريهاي جزئی - Partial series - استفاده گردید. در این روش با مطرح نمودن این استدلال که در بعضی از سالها توفانهایی رخ میدهد که سرعت آنها از سرعت بیشینه در بعضی از سالها بزرگتر میباشد و بایستی از نظر جلوگیري از خسارات آنها و ایمنی سازهها مد نظر قرار گیرند.
ابتدا دادههاي روزانه حداکثر سرعت باد با استفاده از نرمافزار Excel بدون توجه به سالی که در آن اتفاق افتاده از بزرگ به کوچک مرتب شد. سپس در بررسی توفانهاي شدید با دوره بازگشت معین با استفاده از سالهاي آماري مشخص - 2000 - 2015 - ، سرعت پایه - W0 - به نحوي انتخاب گردید که سالانه به طور میانگین بین 3 تا 5 بار توفان هاي شدیدتر از آن اتفاق افتاده باشد. در این روش درستی نتایج منوط به چنین شرطی است که 3 - f - 5 براي پایه انتخابی برقرار شود.
