بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق اثر پرفشارهای مهاجر بر بارشهای تابستانه استان گلستان به روش سینوپتیکی مطالعه شده است.بدین منظور،دادههای بارش روزانه سه ایستگاه سینوپتیک گرگان،گنبد و مراوهتپه طی دورهی آماری 2002 الی 2006 میلادی برای ماههای جولای،آگوست و سپتامبر مورد استفاده قرار گرفته است.سپس نقشههای تراز دریا،سطوح 850 و 500 هکتوپاسکال و نقشه وزش رطوبت برای روزهای بارش فراگیر استخراج گردید.بعد از بررسی نقشههای مذکور دو الگوی متفاوت شناسایی گردید.
شرایط سینوپتیک در الگوی کم-فشار هند و پاکستان-پرفشار مهاجر نشان میدهد که سیستم چرخندی مذکور به سمت ناحیه مطالعهی ما گسترش یافته و موجب فرارفت هوای گرم عرضهای پایین برروی منطقه و تشدید فعالیتهای همرفتی میشود. دراین صورت با نفوذ زبانه پرفشار هرچند با فشار کمتر بروی دریا مقداری رطوبت به منطقه هدایت میگردد که به دلیل وجود شرایط صعود قوی این رطوبت تبدیل به باران میشود.
درالگوی پرفشارهای مهاجر،بارش سنگین زمانی اتفاق میافتد که مرکز واچرخند شرق اروپا برروی بخشهای شمالی و مرکزی دریای خزر مستقر شده که موجب فرارفت هوای سرد عرضهای بالا و رطوبت دریای خزر با شدت بیشتر به منطقه میگردد.
قرارگیری این پرفشار با موقعیت مکانی فوق موجب شکلگیری جریانات با جهت شمالی-جنوبی برروی دریا شده،که با عبور از آبهای گرم دریا و انتقال بخار آب بیشتر به منطقه بارش سنگینی بوقوع میپیوندد.با جابهجایی بادهای غربی به طرف عرضهای بالاتر،فرابار مذکور در موقعیت شمالیتری نسبت به منطقه قرار میگیرد.این افزایش فاصله مکانی موجب گشته تا جریانات با جهت شمالشرق-جنوب غرب مسیر طولانی را از روی خشکیهای آسیای میانه و بیابان ترکمنستان پیمایش کنند در نتیجه مقدار رطوبت کمتری به منطقه منتقل میگردد.
مقدمه
یکی از عناصر آبوهوایی که نقش بسیار مهمی در ترسیم ویژگیهای اقلیمی و جغرافیایی هرمکان دارد بارش است.بارش به عنوان مهم ترین مولفه اقلیمی دارای تفاوتهای مکانی و زمانی بسیاری در مقیاسهای مختلف است. رفتار بارش به ویژه به علت نقش عوامل زیاد در ایجاد آن و تاثیرات زیاد عوامل گوناگون بر آن بسیار تغییر پذیر میباشد. یکی از این دلایل به نحوه استقرار مراکز پرفشار و کم فشار برمیگردد.سامانههای فشار میتوانند دو نقش در بارش داشته باشند:یکی فراهم آوردن ناپایداری که سبب صعود و پیامدهای آن میشود و دیگری فراهم آوردن وزش رطوبت که بخار آب لازم برای سامانههای بارانزا را فراهم میکند.
با توجه به اینکه نوع مراکز فشار به دلیل ایجاد و کنترل گردش عمومی جو ،کنترل زمانی و مکانی وقوع بسیاری از پدیدههای جوی نقش ویژهای دارد مفیدی و زرین - - 1385 مراکز فشار را بهلحاظ ماهیت به دو دسته حرارتی و دینامیکی تقسیم کردهاند. با افرایش آنتیسیکلونها، فعالیتهای بارشی نیز در یک مکان افزایش پیدا می-کند که ماتاری را - 1990 - 1 این موضوع را با مطالعه تاثیر آنتی سیکلون مستقر در اقیانوس هند و اطلس بر الگوی بارش جنوب آفریقا - زیمباوه - نشان دادهاست.
درواقع هنگام استقرار پرفشار هرچه هوای انتقال یافته از عرضهای بالاتر، سردتر باشد و اختلاف دمای سطح آب از شمال به جنوب زیادتر و شیب حرارتی ایجاد شده بین دریا و خشکی بیشتر باشدجبهه نسیم دریا قویتر شده و در نتیجه بارانهای شدیدتری فروخواهد ریخت
ادغام واچرخندها در کنار شرایط دیگر نیز موجب رخداد بارشهای سنگین میشود بطوریکه یکی از چهار الگویی که منجر به ایجاد بارشهای سیلآسا در استان لرستان میشود، ادغام واچرخند آزور با سامانههای مهاجر اروپایی و وجود یک سامانه بندالی در سطوح بالا می-باشد البته استقرار سیستم پرفشار در بعضی مناطق نیز میتواند باعث کاهش بارش شودکه خوش-اخلاق - - 1377 در مطالعه خشکسالیهای فراگیر ایران ثابت کرد که پرفشارجنبحاره بارندگی بخشهای جنوبی کشور را نسبت به بخش-های شمالی و غربی بطور محسوسی کاهش داده است.استقرار پرفشار بر روی قزاقستان نیز باعث کاهش بارش نواحی شمالی کشور شده است
درحالیکه بارشهای کرانهها و پسکرانههای جنوبی دریای خزر و نواحی شمالغرب کشور مستقل از تاثیر سامانه پرفشارجنبحاره است - حلبیان و شبانکاری،. - 1389گاهی جابهجاییهای سیستمهای فشار الگوهای بارشی را تحت تاثیر قرار میدهند بطوریکه اقبال و همکارانش - 2 - 2012ثابت کردند که جابه-جاییهای عرضی پرفشار سیبری بطور چشمگیری با تغییر الگوهای بارشی زمستانه جنوب آسیا همبستگی دارند.
در این زمینه در پژوهشی دیگر سلیقه و صادقی نیا - - 1389 نشان دادند که تغییرات مکانی پرفشار جنبحاره تاثیرات متفاوتی میتواند بر روی بارشهای تابستانه نواحی جنوبی و جنوبشرقی ایجاد کند.آنها دو الگوی متفاوت را شناسایی کردند. در الگوی نوع اول در نتیجه حرکت چرخندی سیستم موسمی، رطوبت اقیانوس هند و دریاهای مجاور به سطح پایینتر تروپوسفر انتقال مییابد و در سطوح میانی گسترش ناوه غربی به سمت نیمه جنوبی ایران سبب عقبنشینی زبانه پرارتفاع جنب حاره به عرضهای پایین میشود.
در الگوی نوع دوم،ناوه جریانات غربی به سمت حوزه دریای مدیترانه گسترش یافته و باعث عقب نشینی زبانه پرفشار جنبحاره به سمت شمال آفریقا میشود و هسته پراتفاعی ازآن جدا شده و برروی ایران باقی میماند در چنین شرایطی بانفوذ هوای موسمی سیستم پراتفاع به لایههای بالاتر انتقال مییابد و شرایط برای صعود هوای مرطوب موسمی فراهم میشود. عوامل دیگری مانند سامانههای فشاری مجاور نیز می-توانند به عنوان عامل کنترل کننده مکانی سیستم فشاری دیگر عمل کنند. بطوریکه بررسیها نشان داده که سیستمهای کمفشار جنب قطبی و آلئوسین از مهمترین عوامل کنترل کننده آرایش مکانی پرفشار سیبری هستند
از مهمترین قلمرو پربارش ایران کرانههای خزر است که سیستمهای بارانزا آن طی تابستان و پاییز فعالند بطور کلی سه نوع سیستم فشاری در ریزش بارش سواحل جنوبی دریای خزر موثرندکه عبارتند از فرابار سیبری، سیستم های کم فشار و واچرخنده ای مهاجر. درمیان این سه عامل، بارشهای با منشا فرابار سیبری دارای فراوانی وقوع بیشتری هستند، درحالیکه بیشترین و شدیدترین بارشها به واچرخندهای مهاجر مربوط است
بطوریکه 64 درصد بارشهای ابر سنگین استانهای مازندران و گیلان مربوط به واچرخند دریای سیاه،17 درصد به واچرخند سیبری و 19 درصد الگوی ادغامی نقش داشته است
دراین زمینه در مطالعه دیگری،علت وقوع سیلاب 14 خرداد 1393 در مازندران و گلستان، استقرار یک مرکز پرفشار در شمال روسیه و نفوذ زبانههای آن برروی دریای خزر همراه با وجود یک ناوه عمیق در سطوح میانی جو تشخیص داده شده است.
درواقع نفوذ زبانههای این پرفشار مهاجر برروی دریا با فرارفت هوای مرطوب به ساحل و ناپایداری حاصل از وجود ناوه در ترازهای میانی جو شرایط را برای وقوع بارش سنگین در این مناطق ایجاد کرده است - اکبری و سلیقه،. - 1393 سلیقه - - 1392 نیز به نقش پرفشار شمال دریای خزر در ایجاد بارشهای فرین شمال خراسان اشاره کرده است.گاهی پرفشارهای مهاجر به عنوان یکی از اجزای سیستمهای یخبندانزا عمل میکنند.دراین صورت از سه منشا وارد ایران میشوند:بیشتر آنها از حوضه جبلالطارق، بخشی از آنها از جنوب انگلستان و اندکی نیز از حوضه اسکاندیناوی سرچشمه می-گیرند. درصورتیکه پرفشار مهاجر با پرفشار سیبری ادغام شود،یخبندان شدیدتری بوقوع خواهد پیوست
سیستمهای متفاوتی در فصول مختلف، بارشهای جنوب شرق دریای خزر را تحت تاثیر قرار میدهند. بطوریکه در فصل تابستان پنج نوع توده هوا درریزش بارش این منطقه مؤثراست که عبارتنداز :سامانه پرفشار مهاجر اروپایی، سامانه پرفشارسیبری، پرفشارجنبحارهای،کم-فشارموسمی وسامانه کمفشارسودانی اما در فصل پاییز، 45درصد از بارشهای این منطقه در اثر فرابار سیبری و بقیه مربوط به سیکلونهای مهاجر و سیستمهای کمفشار میباشد
در پژوهشهای متفاوتی ماهیت فرابار سیبری، ویژگیهای اصلی آن و تاثیر آن بر مناطق مختلف توسط علیجانی - - 1369، سهسمان اوقلو 2007 - 3 - ، لینجیس و مایکلیدز - 2009 - 4 و کوهن و همکاران - 2001 - 5 مورد مطالعه قرار دادند.
گینزبرگ6 و همکاران - - 2001 نیز در مطالعهای به شکلگیری آنتیسیکلون در ساحل شمالغربی دریای سیاه اشاره کردهاند. اصولا در سه قسمت از کشور ایران جنوبشرق، شمالشرق و جنوبغرب دفعات وقوع آنتی سیکلونها کم میباشد برعکس در دو قسمت شمالغرب و مرکزی تکرار وقوع آنتیسیکلونها بیشتر بوده است
در فصل تابستان در نواحی جنوبشرقی و جنوبی ایران شرایط جوی متفاوتی حاکم است بنحوی که معمولا یک واچرخند در سطوح بالا برروی نیمه جنوبی ایران تشکیل میگردد و از نفوذ محور فرود به درون کشور و در نتیجه از ریزش هوای عرضهای بالاتر جلوگیری میکند، طوریکه هرچه وسعت این واچرخند بیشتر باشد به هوای مرطوب موسمی در سطح وسیعتری از سواحل اجازه صعود و ریزش را نمیدهد و برعکس زمانیکه از وسعت آن کاسته میشود هوای مرطوب بیشتری میتواند در امتداد سواحل جنوبی به سمت غرب یا شمال حرکت و در صورت شرایط مساعد ریزش کند
حسین زاده - - 1376بادهای 120 روزه سیستان را مورد مطالعه قرار داده است.نتایج نشان میدهد که عامل اصلی بهوجودآورنده بادهای 120 روزه یک مرکز فشار کم نسبتا قوی در جنوب شرق ایران و همچنین وجود دو مرکز پرفشار یکی بر روی دریای خزر و دیگری در ارتفاعات شمال شرقی خارج از کشور است.نقش فرابار روی دریای خزر از اهمیت بیشتری برخوردار است.
در طول فصل تابستان دریای خزر و سواحل جنوبی آن از سه جانب مورد هجوم زبانههای پرفشار قرار میگیرند.پرفشار شمال روسیه که هوای سرد عرضهای بالا را به بخشهای شمالی کشور منتقل می-کند،پرفشار مستقر بر روی دریای سیاه که به دلیل عبور از روی دریای سیاه و استقرار بر روی دریای خزر رطوبت بیشتری داشته و بارشهای قابل توجهی بخصوص در سواحل جنوبغربی دریای خزر و شمالغرب کشور فراهم میآورد و پرفشار مستقر در نواحی غربی قزاقستان که ضمن ادغام با سیستمهای پرفشار مذکور تقویت شده و در صورت جابهجایی به طرف شمال و شمال غرب تاثیراتی بر روی سواحل جنوبی دریای خزر و استان گلستان میگذارد.
به لحاظ ساختاری،بطور کلی پرفشارهای مهاجر پرفشارهایی هستند که در قسمت مرکزی آنها هوای گرمتری نسبت به اطراف وجود دارد و در سطوح فوقانی این شرایط ادامه دارد که به این پرفشارها،پرفشارهای دینامیکی گویند که شدیدا به بادهای غربی وابستهاند و در هرجا که منطقه همگرایی بالایی قسمت غربی ناوهها شرایط مساعدی را بوجود آورند ایجاد میشود.در منطقه همگرایی بالایی،به علت افزایش تدریجی چرخندگی،مساحت توده هوا کاهش یافته و منقبض می-شوند و در اثر این همگرایی سطح بالا،هوا بطرف پایین نزول میکند و به علت انباشته شدن هوا،مرکز پرفشار ایجاد میشود
استان گلستان،یکی از استانهای شمالی ایران و در موقعیت جغرافیایی بین 53 درجه و 51 دقیقه تا 56 درجه و 22 دقیقه طول شرقی و 36 درجه و 30 دقیقه تا 38 درجه و 8 دقیقه عرض شمالی واقع گردیده است و بهعنوان یکی از واحدهای مهم ژئومورفولوژیکی،از قطبهای کشاورزی و مسکونی،تجاری و جهانگردی بشمار میرود.درمورد بارش-های تابستانه و عوامل ایجادکننده آن در این منطقه نظریات مختلفی ارائه شده است.
جدیدترین آن میتوان به کار نصراصفهانی و شبانیان 1393 - - اشاره کرد که معتقدند عامل بارشهای تابستانه درخط ساحلی دریا همگرایی افقی رطوبت و گرما،و در دامنههای شمالی البرز در اثر صعود واداشتی است.سعادتآبادی و امینی - - 1389نشان دادهاند که نفوذ زبانه پرفشار برروی دریای خزر و وجود امواج کم-دامنه در تراز میانی جو و همچنین وجود رشتهکوه البرز سبب صعود هوای گرم و مرطوب میشود و شرایط را برای ایجاد بارشهای سیل-آسا در فصل تابستان در منطقه ایجادمیکند.
با توجه به جایگاه استان گلستان از نظر کشاورزی در سطح کشور و از آنجا که کشاورزی بخش عمده فعالیتهای اقتصادی منطقه را بخود اختصاص داده،شناخت الگوهای رفتاری بارش گام موثری در جهت توسعه اقتصادی این استان میتواند باشد.از طرف دیگر شناسایی تغییرات در بارندگیهای منطقه در تعیین دبیهای سازههای زیربنایی همچون سدها،پلها و... و مدیریت منابع آب منطقه بخصوص در فصل تابستان ضروری بنظر میرسد. از این رو دراینپژوهشتلاششدهاست-تا ضمن شناخت سامانههای تاثیرگذار در فصل تابستان منطقه، تاثیر این سیستمها بر بارشهای تابستانه استان مورد مطالعه قرارگیرد.
دادههاوروش تحقیق
دراین پژوهش جهت مطالعه نقش پرفشارهای مهاجر بر بارشهای تابستانه استان گلستان از آمار و اطلاعات روزانه بارش منتشرشده توسط سازمان هواشناسی، بارش سه ایستگاه سینوپتیک - گرگان،گنبد و مراوهتپه - از 21ژوئن - اول تیر - تا 21 سپتامبر 31 - شهریور - برای مدت پنج سال از سالهای 2002 تا 2006 استفاده گردید.سپس روزهایی که طی آن هرسه ایستگاه منتخب بطور مشترک بارش داشتهاند به عنوان بارشهای فراگیراستخراج شده و سپس نقشههای فشار سطح دریا در روزهای متمایز شده با استفاده از دادههای دوباره آنالیز شده سازمان هوا و اقیانوس شناسی آمریکا با گام مکانی 2,5* 2,5 تهیه گردید.باتوجه به کانون و منشا شکلگیری انواع سامانههای کمفشار و پرفشار موثر بر منطقه محدوده طولهای جفرافیایی 10-90 درجه شرقی و عرضهای 10-70 درجه شمالی مورد انتخاب قرار گرفت.
شکل -1 موقعیت منطقه مورد مطالعه.
با مطالعه نقشههای سطح زمین،به دوگروه تقسیم شدند:
الف- روزهایی که سیستم کمفشار هندوپاکستان در منطقه مستقر بوده و زبانههای آن تا سواحل دریای خزر و دامنههای شمالی البرز نفوذ کرده و تمامی منطقه مورد مطالعه را تحت تاثیر خود قرار داده و همزمان زبانهای از پرفشار مهاجر برروی دریا مستقر شده است.
ب- روزهایی که زبانههای پرفشار مهاجر بر روی دریای خزر قرار گرفته، بطوریکه تمامی سواحل دریای خزر را تحت پوشش خود قرار داده است.
روزهای با بارش مربوط به هریک از سامانههای حاکم در منطقه در طی دوره آماری در جدولی ثبت گردید و فراوانی رخدادهای بارشی ومیزان آن برای هریک از سامانهها بدست آمد.سپس جهت مطالعه اثر سیستمهای پرفشار بر بارش منطقه روزهای بارش مربوط به استقرار سیستمهای پرفشار مهاجر با توزیع آماری گمبل در نرم افزار اسمادا7 برازش داده شد و براساس مقدار بارش به دوگروه تقسیم شدند:
الف- روزهای بارش سنگین:روزهایی که مقدار بارش در ایستگاههای منتخب 20 میلیمتر یا بالاتر بوده است.
ب- روزهای بارش سبک:روزهایی که مقدار بارش در هیچ یک از ایستگاههای منتخب 20میلیمتر یا بالاتر نبوده است.
و درنهایت جهت بررسی الگوهای سینوپتیکی ،تغییرات فشار و سیستمهای جوی موثر بر منطقه از نقشههای سطح دریا،سطح 850 هکتوپاسکال و 500 هکتوپاسکال استفاده شده است و از آنجا که یکی از نقشهای سیستمهای فشار فراهم آوردن بخارآب لازم برای سامانههای بارانزا میباشد،نقشههای وزش رطوبت بهمنظور بررسی جریانات رطوبتی و میزان رطوبت انتقال یافته به منطقه،مورد مطالعه قرار گرفت.
