بخشی از مقاله
چکیده
کشور ایران با اقلیم خشک و نیمه خشک، با کاهش ذخیره آب سدهای کشور، با کمبود آب چشمگیری مواجه است. با توجه به بحران منابع آب، مطالعاتی در ارتباط با افزایش بارش و تولید آب جهت تامین آب مصرفی مورد توجه قرار گرفته است. از میان این تلاشها، میتوان به فنآوری بارورسازی ابرها اشاره نمود. در پژوهش حاضر از داده های بارش، در بازه زمانی 15 ساله - 1392-1377 - ، 12 ایستگاه سینوپتیک منتخب در استان فارس، استفاده شد. جهت تحلیل همدیدی دوره های بارشی و بررسی سطوح فوقانی جو به منظور تعیین بهترین زمان برای اجرای پروژه های بارورسازی ابرها، از داده های جو بالای موجود در سایت نوا، استفاده شد.
جهت تجزیه و تحلیل دادهها از نرمافزارهای SPSS و Excel و به منظور ترسیم نقشه های سینوپتیکی و نقشههای پهنهبندی از نرم افزارهای، GrADS و ArcGIS استفاده شده است. با استناد به نتایج حاصل از تحلیل های داده ها، سامانه های ترکیبی سودانی-مدیترانهای و تشکیل کم فشار بر روی دریای سرخ شرایط سینوپتیکی مناسبی را در استان فراهم میکنند که میتوان از این مزیت در اجرای طرح های بارورسازی ابرها بهره برد.
مقدمه
با افزایش جمعیت جهان و در نتیجه نیاز بیشتر انسان به مواد غذایی و انواع انرژی ارزش آب زیادتر شده است و این خود، عاملی برای کاوش و یافتن روشهای بهتر جهت استفاده بهینه و حفاظت از منابع آب گردیده است. با توجه به این که میانگین بارندگی سالانه در ایران 240 میلیمتر، یعنی یک سوم مقدار میانگین بارندگی جهانی 860 - میلی متر - میباشد، در تقسیمبندی جهانی جزء اقلیمهای خشک و نیمه خشک محسوب میشود - صداقت، . - 30 :1385 سه چالش عمده جهانی، شامل تغییر اقلیم، کاهش منابع آبی و بیابان زایی میباشد.
ایران بعد از سال 2000 وارد فهرست کشورهای دارای کسری آب شده و تا سال 2030 منابع آب تجدیدپذیری کمتر از آستانه 1500 مترمکعب برای هر نفر در سال خواهد داشت. در حال حاضر نیز بر اساس طبقه بندی انستیتوی بین المللی مدیریت آب و سازمان ملل متحد، ایران دچار کم آبی شدید است. بر اساس نسبت بحرانی شدن - میزان برداشت به میزان دسترسی آب - ، ایران در سال 2025 در گروه کشورهای دچار تنش آبی شدید قرار خواهد گرفت - سلطانی گردفرامرزی، . - 1 :1393 در راستای ایجاد مدیریت ریسک به جای مدیریت بحران، تعدیل آب و هوا با استفاده از فن آوری بارورسازی ابرها می تواند باعث تخفیف مقطعی خشکسالی شده و همچنین تکرار مستمر آن تنشهای آبی وارده در مقاطع خشکسالی را در منطقه کاهش دهد.
بارورسازی ابرها به منظور های مختلفی از جمله افزایش بارش، تعدیل طوفان های استوایی، از بین بردن مه و فرونشاندن تگرگ انجام میگیرد - سازمان جهانی هواشناسی، . - 20-13 :1987 تعدیل ابرها توسط هستههای مصنوعی انجام میگیرد و یا هر هواویزهای1 که برای دگرگونی ابرها وارد آن می شود - دنیس1، 1980 به نقل از امیدوار، . - 4 :1380 تاریخ تعدیل آب و هوا با کشفیات شیفر2 1946 - میلادی - آغاز گردید. این تحقیقات باعث یافتن موضوعات بنیادی گردید که بینشهای بخصوصی را در ارتباط با آرایش پیچیده خواص استاتیکی و دینامیکی در مفهوم بارورسازی ابرها بوجود آورد.
در حال حاضر در کشورهای مختلف جهان - سازمان جهانی هواشناسی، - 20-1 :1992 و خاورمیانه - کشورهایی چون اردن - تحبوب5، - 20-15 :1997 مراکش - بادور6، - 40-37 :1995، فلسطین اشغالی - دنیل7، - 47-43 :1995 و سوریه - علی8، -118 :1999 - 120 پروژه های زیادی به صورت آزمایشی یا اجرایی جهت افزایش بارش در حوضه های مختلف آبی در دست اجراست. گزارشهای منتشر شده بیانگر موفقیت نسبی این پروژههاست. در صورتی که عملیات بارورسازی ابرها در یک منطقه به طور صحیح طراحی و اجرا شود میتواند میزان بارش را در حدود %5 - 15 افزایش دهد - انجمن هواشناسی امریکا، .1998 انجمن تعدیل آب و هوا9، . - 2005 گریفیث و همکاران - 10 :2015 - ، در آنالیز کنترل/ هدف برنامه عملیاتی زمستانه باروری ابرها در منطقه سانتا باربارا، نشان دادند که در منطقه هدف سانتایتز بین 19 تا % 21 افزایش بارش رخ داده است.
کشاورزی یکی از اساسیترین فعالیتهای استان فارس می باشد که وابستگی تنگاتنگی با آب و منابع آبی دارد، با توجه به بحران منابع آب که در استان فارس وجود دارد، زمان آن رسیده است تا موضوع مطالعات و تحقیقات پیرامون باروری ابرها و امکان سنجی آنها در این منطقه به طور جدی مورد توجه قرار گیرد. هدف این پژوهش، شناخت و تحلیل همدیدی سیستم های بارانزا به منظور اجرای طرحهای باروری ابرها جهت افزایش بارش در استان فارس می باشد.
مواد و روشها
یکی از عوامل مهمی که باید در انتخاب مکان مناسب جهت اجرای طرح های بارورسازی ابرها مورد توجه قرار گیرد، شناخت وضعیت سیتوپنیکی غالب برای تشکبل ابر و وقوع بارش است. جهت تعیین مکان مناسب برای نصب ژنراتورهای زمینی برای باروری ابرها مطالعه ای در فلات مرکزی ایران در زمینه مدلهای آب و هوایی سینوپتیکی و دینامیکی انجام گرفته و نتایج آن با مدلهای تجربی مقایسه شده است.
نتایج این مشاهده نشان میدهد که از نظر اقلیمی مدل های تجربی در ایران مفید نیستند، در حالیکه مدلهای سینوپتیکی و دینامیکی مناسبترند - سازمان هواشناسی جهانی، . - 1999 لذا ابتدا باید دورههای بارشی انتخاب شوند و سپس مسیر تودههای هوا مورد بررسی قرار گیرد. بنابراین در این پژوهش با بررسی داده های بارش روزانه در ایستگاه های مورد مطالعه استان فارس، 6 دورهی بارشی سنگین، که مقدار بارش در تمام ایستگاهها قابل توجه بود انتخاب شد. بعد از مسیریابی و تعیین منابع رطوبتی سامانههای چرخندی موثر بر منطقه، نحوهی اثر سمت و تندی باد و جریان های رطوبتی بررسی شد.
به منظور شناخت وضع هوا و بررسی سامانههای همدیدی از نقشههای روزانهی فشار سطح زمین، ارتفاع ژئوپتانسیل سطح 500 هکتوپاسکال، نقشه وزش رطوبتی تراز 850 هکتوپاسکال، رودباد سطح 300 هکتوپاسکال و امگای سطح زمین از دو روز قبل از وقوع بارش تا پایان بارش در هر نمونه بارشی استفاده شده است. برای مطالعه خصوصیات ترمودینامیکی هوایی که مورد تهاجم قرار گرفته است - از نظر پایداری و ناپایداری - از نمودار اسکیوتی1 ایستگاه شیراز برای هر دوره ی بارش استفاده شده است. با استفاده از نمودار اسکیوتی مقدار شاخص ناپایداری KI برای روزهای اوج بارش محاسبه شده است.
