بخشی از مقاله
چکیده
یکی از پدیده های مهم اقلیمی، بروز یخبندان می باشد که بر حسب شدت، تداوم و گسترش آنها بر فعالیت های انسانی اعم از کشاورزی، حمل و نقل، انرژی و مسایل زیست محیطی، فعالیت های بیولوژیکی گیاهان و حیوانات تأثیرات بسزایی دارد. رخداد این پدیده در کشاورزی حائز اهمیت است. زیرا هر نوع گیاهی دارای آستانه دمایی مشخصی است که بالاتر یا پایین تر از آن آستانه دمایی، ممکن است گیاه از بین برود. همچنین در زمینه کارهای عمرانی - مثل سدسازی - برای بالا بردن ضریب اطمینان مطالعه یخبندان امری اجتناب ناپذیر است.
هدف مقاله حاضر تحلیل سینوپتیک یخبندان 5 و 6 اردیبهشت ماه در زنجان می باشد. بدین منظور با استفاده از داه های ترازهای فشار سطح دریا - SLP - و500 هکتوپاسکال که از NCAR NCEPT/ اخذ گردیده بود به مطالعه موقعیت سامانه های کم فشار و پرفشار پرداخته شد. نتایج حاصل از مطالعه نشان داد که جابه جایی محورهای فرود در سطح 500 هکتو پاسکال و پرفشاردریای سیاه و سپس ادغام آنها با پرفشار معمول و شدید سیبری به وقوع یخبندان های بهاره می انجامد.
مقدمه
یخبندان یکی از پدیده های مهم اقلیم شناسی است که عبارت از تغییر درجه حرارت به صفر و یا کمتر از آن است. یخبندان ممکن است تقریباً هر فعالیتی را به طور مستقیم یا غیرمستقیم تحت تأثیر قرار دهد.اما بیشترین اثرات چشمگیر را در سه ناحیه اقتصادی:انرژی، حمل و نقل و کشاورزی دارد.
با توجه به وضعیت جغرافیایی کشور و ارتفاع نسبتاً بالایبیشتر مناطق آن از سطح دریا و ورود جبهههای متفاوت به این سرزمین، وقوع سرما و یخبندان هر ساله بیشتر نقاط کشور - و در برخی از سال ها حتی قسمت های جنوبی آن - را در بر میگیرد و خسارات زیادی را به بار می آورد.
دمای شهر زنجان تحت تاثیر عرض جغرافیایی، ناهمواری و پوشش برفی نسبتاً مداوم نواحی کوهستانی محاط بر این شهر، شدت و مدت تابش خورشید و یورش گاه و بیگاه هوای سرد - نظیر توده های هوایی قفقاز و سیبری - است. در بسیاری اوقات سال همدمای صفر درجه و کمتر، از شهر زنجان عبور می کند. به طور کلی، ین بخش از کشور زمستان و فصول انتقالی - اوایل پاییز و بهار - سرد و گاهی بسیار سردی را تجربه می کند. به همین علت پدیده ای به نام یخبندان از دغدغه های کشاورزی این محل است.
در رابطه با یخبندان، تحقیقاتی در ایران و سایر کشورها انجام شده است: براساس تحلیل های احتمالی ویژگی های یخبندان تاریخ آغاز و خاتمه آنها، سردترین دما و ریسک وقوع دوره های سرد در فلوریدای مرکزی بررسی و توزیع احتمالی آن پیش بینی شده است.تحلیل رگرسیون سریهای متوسط دمای حداقل روزانه و واریانسهای سالانه آنها نشان داده است که با افزایش واریانس، احتمال وقوع یخبندان نیز افزایش مییابد. از این نظر خطر وقوع یخبندان در یک محل با چهار عامل متوسط تعداد یخبندان های سالانه، شدت متوسط آنها، میانگین و واریانس تاریخ های وقوع قابل شناسایی است
وقوع یخبندان ها در برنامه ریزی کشاورزی مهم تر از میانگین تاریخ وقوع یک دمای خاص است.بنابراین توصیه می شود که آمار اقلیمی براساس تاریخ وقوع اولین و آخرین یخبندان به تفکیک نوع یخبندان، تابشی یا فرارفتی، بررسی شود.ولی از آنجایی که تفکیک دو نوع یخبندان از همدیگر مشکل می باشد لذا بررسی آمار به این صورت، به سختی امکان پذیر خواهد بود
تات و ژنگ - - 4 با استفاده از داد ه های ماهواره ای ویژگی های یخبندان ناحیه اوتاگو در کشور نیوزیلند را مورد مطالعه قرار دادند و نقشه های زمان آغاز و خاتمه یخبندان را با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی برای این ناحیه تهیه کردند . مدلین و بلتراند 5 - - پراکندگی مکانی یخبندان های دیررس بهاره و عوامل تأثیرگذار بر روی آن را در ناحیه تاکداری شمال فرانسه مورد مطالعه قرار دادند . آنها عوامل تأثیرگذار بر پراکندگی مکانی یخبندان را در دو مقیاس ماکروکلیما - طول و عرض جغرافیایی - و توپوکلیما - عوامل محلی و توپوگرافی - مدنظر قرار دادند.
در تحقیق دیگری در زمینه اصول و روش های تحلیل و پیش بینی کمی یخبندان در منطقه آذربایجان، علاوه بر ارایه تعریف جدیدی از یخبندان، ویژگی های آنها به صورت نظام وار تحلیل و بر مبنای شانزده شاخص، استخراج شده است.این تحقیق نشان داده است که وجود همبستگی های خطی معتبر و معکوس بین سری های زمانی آغاز و خاتمه یخبندان باعث می شود که هر قدر آغاز یخبندان در منطقه زودتر از میانگین کل آغازه ها رخ دهد خاتمه آن نیز در بهار دیرتر از میانگین کل پایان ها رخ خواهد داد.این تحقیق کاهش طول دوره بدون یخبندان در محدوده زمانی بین سال های 1970 و 1990 در منطقه مورد مطالعه را نیز نشان داده است -
تأثیر پدیده یخبندان بر گیاه سیب زمینی در غرب استان اصفهان با استفاده از 4 ایستگاه نیز مطالعه شده و این نتیجه حاصل شده است که زمان یخبندان زودرس در اوایل مهر آغاز می شود.این زمانی است که محصول منطقه هنوز برداشت نشده است، زیرا برداشت تا آبان ماه ادامه دارد.این پدیده در منطقه، محصول سیب زمینی را تحت تأثیر قرار می دهد و ممکن است خساراتی به این محصول نیز وارد کند.البته راه های مبارزه با این پدیده نیز در این تحقیق بررسی شده است
تحقیق دیگری تحت عنوان بررسی و پیش بینی تاریخ های آغاز و خاتمه یخبندان و اثرات آن بر روی جوانه زنی گندم در غرب ایران صورت گرفته است. نتایج آن نشان داده است که در بخش غربی منطقه، یخبندان ها دیرتر آغاز شده و زودتر هم خاتمه می پذیرند و طول فصل رشد بیشتر و شدت یخبندان ها کمتر است.در حالی که در بخش های شرقی منطقه عکس این حالت مشاهده شده است و بین سری های آغاز و خاتمه یخبندان ها به استثنای 4 مورد رابطه معنی داری وجود نداشته است.
به عبارت دیگر تاریخ های آغاز و خاتمه یخبندان ها مستقل از هم هستند و برازش سری های زمانی منتخب تاریخ های آغاز و خاتمه یخبندان با سه توزیع آماری نرمال، گامبل و پیرسون نوع سه، نشان داده است که این سری ها بدون استثنا از توزیع نرمال تبعیت می کنند - . - 8 هدف مقاله حاضر تحلیل سینوپتیکی آخرین یخبندان شهر زنجان می باشد.
محدوده مورد مطالعه
استان زنجان در قسمت مرکزی و شمال غربی ایران واقع شده است. وسعت استان حدود 22164 کیلومترمربع میباشد. این استان دارای 7 ایستگاه سینوپتیک می باشد که در میان آنها ایستگاه زنجان دارای بالاترین آمارداده های اقلیمی - بالای 30سال - می باشد. ارتفاع این شهر در محل ایستگاه هواشناسی حدود 1663 متر است و در عرض جغرافیایی 36درجه و39 دقیقه شمالی و طول جغرافیایی 48 درجه و 31 دقیقه شرقی واقع شده است.
شکل - - 1 موقعیت منطقه مورد مطالعه
داده ها و روش کار
در این تحقیق داده های دمای حداقل روزانه ماه های فروردین تا مرداد سال1392 ایستگاه زنجان مورد بررسی قرار گرفت. ودر نهایت یخبندان 5 و6 اردیبهشت با حداقل دمای 2,6 و 1,2 درجه زیر صفر انتخاب شد. زنجان مرکز استان زنجان بوده و در حاشیه شرقی فلات مرتفع آذربایجان واقع شده است. موقعیت و مقر استقرار این شهرستان: یعنی محصور شدن در ارتفاغاتی که بسیاری اوقات فصول انتقالی پوشیده از برف بوده، قرار گرفتن در مسیر توده ها ی هوایی سرمازا، نظیر سیبری و ناوه های شمالی و همسایگی با سرزمین قفقاز، شرایط دمایی ویژه ای برای آن مهیا نموده است؛ به طوری که در بسیاری وقات، بویژه در بهار و پاییز نفوذ گاه و بی گاه توده های هوای سرد مورد انتظار است
به منظور تحلیل الگوی سینوپتیکی یخبندان 5 و 6 اردیبهشت ماه 1392 داه های ترازهای فشار سطح دریا - SLP - و500 هکتوپاسکال از مرکز ملی پیش بینی محیطی - - NCEPT و مرکز ملی مطالعات جوی - - NCAR اخذ گردید.
یخبندان ها توسط علیزاده و همکاران به سه طبقه تقسیم شده و به صورت زیر تعریف شده است:
-1 یخبندان ضعیف : درجه حرارت¬های0 تا-1/5 درجه سلسیوس
-2 یخبندان ملایم: درجه حرارت های -1/5 تا-3 درجه سلسیوس
-3 یخبندان شدید: درجه حرارت های کمتر از -3 درجه سلسیوس که یخبندان مورد مطالعه از نوع یخبندان ملایم می باشد.
تحلیل نقشه های هوا
روز اول - 1392/2/5 - نقشه میدان فشار تراز دریا در این روز، سامانه پر فشاری با مرکز فشار1025 هکتوپاسکال در امتداد شمال غربی- جنوب شرقی را نشان می دهد که در شمال کشور ایران قرار گرفته است. فشردگی خطوط جریان میدان فشاری نشان دهنده گرادیان فشاری بسیار زیاد در سامانه پر فشار است. امتداد جریانات می دان فشاری در نواحی شمالی ایران بصورت نصف النهاری می باشد؛ که این نصف النهاری بودن جریانات باعث ریزش هوای سرد عرض های بالا بر رو ی ایران شده است.
میدان دما نیز هوای گرم را در غرب، شمال غرب و جنوب غرب ایران نشان م دهد که زبانه های آن تا شمال شرق و مرکز ایران نیز کشیده شده است.از طرفی دیگر سامانه پرفشار دیگری بر روی پاکستان قرار گرفته است. بر روی عربستان و دریای سرخ نیز سامانه کم فشاری با سه هسته مرکزی تا نواحی جنوب غربی ایران کشیده شده است. بنابراین بعلت تضاد حرارتی در فصل مشترک توده¬های هوا گرادیان فشاری زیادی ایجاد شده است. در نقشه تراز 500 هکتوپاسکال نیزد ناوه عمیقی را نشان می¬دهد که محور آن روی کوه¬های اورال، شرق دریای خزر و جنوب¬غربی ایران تا عربستان ادامه دارد و همراه خود هوای سرد را از عرض¬های شمالی به سوی منطقه سرازیر می¬کند. شهر زنجان در قسمت شرق ناوه قرار گرفته است.
شکل - 1 نقشه تراز دریا 5 - اردیبهشت -
شکل - 2 نقشه تراز 500 هکتوپاسکال 5 - اردیبهشت -
روز دوم - - 1392/2/6 الگوی میدان فشار در این روز به سمت شرق حرکت کرده و بیشتر نواحی شرقی را تحت تاثیر خود قرار داه است. الگوی میدان دما نیز نسبت به روز قبل کمی گرمتر شده است. در تراز 500 هکتوپاسکال سامانه کم ارتفاعی که در شمال ایران قرار داشت کمی به سمت شرق جابجا شده و محور ناوه که در روز قبل بر روی شمال و مرکز ایران قرار داشت بر روی قسمتهای شرقی و پاکستان قرار گرفته است. از نظر رژیم دمایی، زنجان با افزایش دما مواجه است. ولی همچنان زنجان درقسمت شرق ناوه قرار دارد.
شکل - 3 نقشه تراز دریا 6 - اردیبهشت -
شکل - 4 نقشه تراز 500 هکتوپاسکال - 6 اردیبهشت -
بحث و نتیجه گیری
همان گونه که ذکر شد 5 و 6 اردیبهشت، یک سامانه سرمازایی بر روی شمال کشور ایران مستقر بوده، که باعث ایجاد سرما و یخبندان در شهر زنجان شده است. الگوی سینوپتیکی نقشه های هواشناسی در این دو روز نشان می دهد سامانه پر فشاری در امتداد شمال غربی- جنوب شرقی در شمال کشور ایران قرار گرفته است. امتداد جریانات میدان فشاری در نواحی شمالی ایران بصورت نصف النهاری می باشد؛ که این نصف النهاری بودن جریانات باعث ریزش هوای سرد عرض های بالا بر روی ایران شده است.
میدان دما نیز هوای گرم را در غرب، شمال غرب و جنوب غرب ایران نشان می دهد که زبانه های آن تا شمال شرق و مرکز ایران کشیده شده است. بر روی عربستان و دریای سرخ نیز سامانه کم فشاری با سه هسته مرکزی تا نواحی جنوب غربی ایران کشیده شده است. جابه جایی محورهای فرود در سطح 500 هکتو پاسکال و پرفشارهای مهاجر در سطح زمین از غرب مدیترانه به سوی ایران و سپس ادغام آنها با پرفشار معمول و شدید سیبری به وقوع یخبندان های بهاره می انجامد.
