بخشی از مقاله
چکیده
به منظورتعیین الگوهای همدیدی بارشهای سنگین در استان لرستان، از آمار 8 ایستگاه سینوپتیک، استفاده گردیده است. پس از بررسی ویژگی های بارش سنگین، روزهای دارای بارش بیش از 40 میلیمتر برای همه ی فصول سال در یک دوره 11 سال از1379تا1390 از سازمان هواشناسی اخذ، و در محیط نرم افزار اگسل مرتب گردید و در نهایت با استفاده از نرمافزار متلب روز 11آذر 1379 به عنوان روز نماینده با بارش سنگین انتخاب گردید. ملاک انتخاب در این روز بدین صورت بود که پنجاه درصد از ایستگاههای مورد مطالعه بارش بالای40 میلیمتر را تجربه کردهاند. به منظور تعیین الگوهای بارش شدید در این روز، داده های مربوط به صورت روزانه از دو روز قبل از بارش و روز بارش در سطوح فشار تراز دریا، تراز 700 هکتوپاسکال، سرعت قائم - امگا - ، ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال از پایگاه داده NCEP/NCAR تهیه ومورد تحلیل قرار گرفت. یافته های پژوهش نشان داد که بارش سنگین در استان لرستان طی دوره مورد مطالعه ناشی از دو سامانه می باشد، سامانه اول ناوه ای است که بر روی مدیترانه تشکیل و از روی دریای سرخ و عمان عبور کرده وباعث ایجاد بارندگی در منطقه مورد نظر می شود. دومین سامانه کم فشار سودانی میباشد که از جمله سامانه هایی است که باعث ایجاد بارش درمناطق غربی و جنوب غرب کشور می شود.
واژه های کلیدی: لرستان ، بارش ، همدید ،کم فشار سودانی
مقدمه
کشور ایران بین عرض های 25 درجه و3 دقیقه الی 39 درجه و 47 دقیقه شمالی و طول جغرافیایی 44 درجه و 5 دقیقه الفی 63 درجه و 18 دقیقه شرقی واقع شده است. به لحاظ عرض جغرافیا ونفوذ مرکز پر فشار جنب حاره، علاوه بر قلت بارش، رژیم بارندگی آن از نوسان شدیدی برخوردار است. بارش های سالانه اندک، نوسانات شدید رگباری و کوتاه مدت بودن بارشها از خصوصیات بارز رژیم بارندگی ایران محسوب می شود. این ویژگیها همراه با توپوگرافی پیچیده آن موجب گردیده تا توزیع جغرافیایی مکانیسم های بارشزا در ایران از تنوع زمانی مکانی زیادی برخوردار باشند.
تحلیل و پیش بینی مطلوب وقوع بارش در ایران با توجه به تفاوت مکانیسم های بارش و تنوع سامانه های بارشزا، شناخت دقیق مولفه های اصلی سامانه اقلیم منطقه را طلب می کند. در مطالعه بارشهای سنگین، بررسی الگوهای سینوپتیکی همواره یکی از پارامترهای مهم بوده است با توجه به قرارگیری استان لرستان در مسیر بادهای باران آور غربی، سیستم های باران زای سودانی و مدیترانه ای و همچنین قرار گیری در قسمت علیای حوضه آبریز کرخه، در این استان همه ساله سیل ها خسارات مالی و اقتصادی برجای می گذارند که این سیل ها بیشتر ناشی از ریزش بارشهای سنگین در منطقه لرستان است.این بارش ها از شرایط سینوپتیکی خاصی حاصل میشوند.[1 ] .
در این پژوهش برآنیم که الگوی موجد بارش های سنگین در سطح استان لرستان شناسایی شود، تا از طریق پیش بینی الگوهای همدیدی قبل از وقوع هر بارش به ویژه بارش های سنگین و رگباری بتوان رفتارهای آن را پیش بینی نموده و اقدامات پیشگیرانه لازم را برای جلوگیری از خسارات احتمالی و همچنین استفاده بهینه از این نوع بارش ها که به نظر می رسد درصد بیشتری از بارش های استان را از نظر مقدار شامل می شود، به عمل آورد. لذا شایسته است تا جهت مدیریت منابع آب و امکانات، الگو های همدیدی که منجر به ایجاد طوفان و بارش های سیلزا در منطقه می گردد به دقت مورد شناسایی قرار گیرد.
در بررسی بارش های شدید، شرایط جوی مقیاس همدیدی عمدتا نقش قابل ملاحظه ای دارند. به همین منظور آشکار ساختن برخی از خصوصیات اصلی بارش های شدید، بررسی های همدید از اهمیت خاصی برخوردارند.[2] در زمینه بررسی الگوهای ایجاد کننده بارش مطالعات گسترده ای صورت گرفته است از جمله: - کانکل و همکاران، - 1999 در بررسی روند شدت بارندگی در نواحی مجاور ایالت متحده و کانادا، در دوره آماری 1896-1998 به این نتیجه رسیده اند که در دهه 1930 و 1950 میزان بارش به پایین تر ازمتوسط میانگین ودر دهه 1940 به بالاتر از متوسط میانگین رسیده است[ 3 ] - هارناک و همکاران، - 1999 به مطالعه 81 مورد رخداد بارش سنگین در نیو جرسی در رابطه با شرایط جو بالا، پرداختند.[ 2 ] - کاهانا و همکاران، - 2002 در بررسی همدیدی کلیماتولوژی از سیل های بزرگ در بیابان نیگو، اسرائیل چهار الگو را برای رخداد بارش سنگین در منطقه مشخص نمودند.[ 4 ] در ایران نیز - اشجعی باشکند، - 1379 به بررسی و ارائه مدلهای همدیدبارش های سنگین شمال غرب ایران پرداخته و نشان داد که از میان سامانه های متفاوتی که منطقه را تحت تاثیر خود قرار می دهد، کم فشارهای مدیترانه ای به دلیل اینکه حاوی رطوبت زیاد می باشند بیش از سامانه های دیگر بر روی بارش های سنگین منطقه موثرند. به علاوه زمانی که سامانه کم فشار مدیترانه با سامانه واچرخند اروپا از روی قفقاز و شمال غرب ایران نفوذ کند، شدیدترین حالت جبهه زایی و همگرایی به وجود می آید و بارش سامانه چشم گیرتر میشود. [ 5 ] - لشکری - 1375،
در مطالعات خود ضمن بررسی ساز وکار تکوین،تقویت و توسعه مرکز کم فشار سودان، نقش این سامانه را بر روی بارش های سنگین جنوب وجنوب غرب ایران مطالعه نمود،ایشان وقوع بارش های سنگین وسیل آسا در جنوب غرب ایرانی را نتیجه تقویت و تشدید مرکز کم فشار موسمی سودان و منطقه همگرایی دریای سرخ می داند.[ 6 ] . - مسعودیان، - 1378 در بررسی که بر روی بارش های ابر سنگین یکروزه بیش از صد میلی متر کشور انجام داد دو الگوی گردشی را مسئول بارش های ابر سنگین یک روزه ایران دانستند. - [ 7 ] مفیدی و زرین - 1384،
تاریخچه ای ازبررسی های انجام شده بر روی کم فشار سودانی را بیان کرده و سپس با توجه به 18 مورد بارش سنگین با منشا سودانی، الگوی سینوپتیکی حاکم در زمان وقوع توفانها را استخراج ،نتیجه حاصله نشان داد که در زمان بارش های سیل زا پشته ای در تراز میانی ورد سپهر در مدیترانه غریی و ناوه عمیق در انتهای شرقی مدیترانه حاکمیت داشته است، با این حال آنها کشیده شدن تاوه قطبی در تراز 50 هکتو پاسکال به عنوان منبع اصلی تاوایی برای پیدایش الگوهای گردش ناهنجار و تقویت سلول هدلی و جت جنب حاره بر روی مدیترانه وشمال آفریقا را مهمتر از ناوه عمیق انتهای شرقی مدیترانه و استقرار پشته واقع در تراز میانی ورد سپهر روی مدیترانه ی غربی می دانند. [ 8 ] - خوشحال و همکاران، - 1388، منبع و مسیر بارش های فوق سنگین استان بوشهر را مورد شناسایی قرار دادند.[ 9 ] بارش سنگین و تاثیرات مستقیم و غیر مستقیم آن بر روی زندگی
انسانها و فعالیت های انسانی، لزوم توجه به این پدیده محیطی را توجیه میکند. از این رو،به دلیل پیامدهای هیدرولوژیک،ژئومورفولوژیک،اقتصادی و اجتماعی که این رخدادها دارند شناخت آن ارزشمند است. شناسایی الگوهای همدید پدید آورنده بارش های سنگین نه تنها ساز و کار پیدایش اینگونه بارش ها را روشن می سازد بلکه راه را برای پیش بینی اینگونه بارش ها فراهم می کند.[ 10 ]
-2دادها و روش ها
جامعه آماری در این پژوهش دارای دو پایگاه می باشد، پایگاه داده های محیط سطحی که آمار بارش روزانه 8 ایستگاه سینوپتیک استان لرستان واقع در غرب کشور - جدول :1مشخصات ایستگاههای سینوپتیک لرستان - را شامل می شود . این پایگاه بازه زمانی یازده ساله 1379 -1390 - شمسی - را در بر می گیرد. پایگاه دیگر داده های جوی می باشد که چگونگی جریانهای جوی ر مشخص کرده و دادهای ترازهای فشار و سطح زمین را شامل می شود. دادهای جوی لازم برای این پژوهش از پایگاه دادهای Ncep/Ncar وابسته به سازمان ملی جو و اقیانوس شناسی ایالت متحده گرفته شده است.در این پایگاه دادهای دوره زمانی 1948 تا کنون را در بر می گیرند و برای هر روز چهار دیده بانی در ساعات همدید - صفر،شش،دوازده،هیجده - را پوشش می دهد علاوه براین میانگین روزانه و ماهانه داده های جوی دراین پایگاه داده فراهم شده است . در این پژوهش از داده های میانگین روزانه فشار تراز دریا،ارتفاع ژئو پتانسیل و سرعت قائم - امگا - ، استفاده شده است. روش تحقیق در این پژوهش رویکرد محیطی به گردشی می باشد.
جدول :1موقعیت ایستگاههای سینوپتیک استان لرستان
-3 موقعیت جغرافیایی
استان لرستان با مساحت 294٫28 کیلومتر مربع در غرب کشور بین مدار32 درجه و 37 دقیقه تا 34 درجه و 22 دقیقه شمالی و 46 درجه و51 دقیقه تا 50 درجه و30 دقیقه شرقی واقع شده است.این استان از شمال به استان همدان، ،از جنوب به استان خوزستان ، از مشرق به استان اصفهان و از مغرب و جنوب غرب با استان ایلام ،از شمال شرق با استان مرکزی و از جنوب شرق با چهار محال بختیاری و ازشمال غرب با استان کرما نشاه همجوار می باشد. - شکل شماره . - 1
شکل :1 نقشه موقعیت جغرافیایی استان لرستان
به منظور مشخص کردن بارش های سنگین ابتدا آمار بارش های روزانه ایستگاههای مورد مطالعه گردآوری و در یک پایگاه داده مرتب گردید. و با استفاده از نرم افزار Matlab بارش های سنگین استخراج گردید. در این پژوهش بارشی به عنوان بارش سنگین تلقی شده است که مقدار آن بالای 40میلیمتر در یک روز باشد دوم فراگیر باشد، یعنی تقریبا تمام ایستگاههای مورد مطالعه را در بر میگرد و سوم اینکه تکرار آن در دوره مورد مطالعه حداقل باشد. بدین ترتیب بر اساس معیارهای تعریف شده ، روز1379/09/11 به عنوان روز بارش سنگین انتخاب گردید.
داده های جو بالا شامل فشار تراز دریا و ارتفاع ژئوپتانسیل، ونقشه سرعت قائم هوا - امگا - در محدوده گسترده تر از قلمرو اخذ گردید. اینفایل ها توسط نرم افزار گردس باز خوانی و تبدیل به نقشه شدند. نقشه های موردمطالعه از سایت نوآ1 دریافت گردیده شده است.به منظور بررسی همدیدی بارش روز بارش، 24ساعت و 48 ساعت قبل از رویداد مورد بررسی قرار گرفته اند.
-4 بحث و نتیجه گیری
بررسی شرایط همدیدی بارش سنگین از دو روز قبل از روز اوج بارش شروع وبا توجه به اینکه روز اوج بارش در 11 آذر 79 بوده است،بررسی نقشه ها از روز 9 آذر آغاز گردیده است.
- 4- 1 بررسی سامانه ها در روز 9آذر 1379 - مطابق با 29 نوامبر - 2000 -4-1-1 تراز دریا
در الگوی این روز واچرخند سیبری با پربند 1030 میلی بار در شمال دریای خزر قرار گرفته است.زبانه های این پرفشار تا ایران مرکزی گسترش یافته است. در حالی که در غرب وبر روی مدیترانه یک چرخند با منحنی بسته 1010 میلی بار شکل گرفته است که به سمت غرب و جنوب کشور کشیده شده است. وزبانه آن در قسمت جنوبی دریای سرخ واقع شده است که این زبانه با عبور از دریای عمان و خلیج فارس سبب کسب رطوبت از این دو کانون می شود و می تواند باعث ایجاد بارندگی شود . - شکل 2 الف - -4-1-2 تراز 700و500 ه.پ. - ارتفاع ژئوپتانسیل -
شرایط سینوپتیکی در این روز در سطح 700ه.پ. نشان می دهد که یک ناوه نسبتا عمیق بر روی مدیترانه وشمال افریقا قرار گرفته است. که هسته مرکزی آن 2950 ه.پ. می باشد. حرکت این چرخند هوای سرد عرض های بالاتر را به سمت پایین وشمال افریقا سرازیر می کند.
محور این ناوه از روی دریای سرخ عبور کرده وبه تدریج وارد غرب ایران شده است.کنتور 3150 نیز از روی دریای عمان و خلیج فارس و شبه جزیره عربستان عبور کرده است وجود سرد چال بر روی مدیترانه مشهود می باشد - شکل2 ب - . شرایط سینوپتیکی در این سطح بیانگر وجود ناوه بر روی مدیترانه وشمال افریقا می باشد. وجود پشته در این روز در شمال غرب و جنوب غرب ایران مشهود می باشد ومحور ناوه از روی دریای سرخ ودریای عمان عبور کرده و به سمت غرب ایران کشیده شده است و با عبور از روی این دریاها کسب رطوبت نموده و می تواند منجر به ایجاد بارش شود. . - شکل 2 ج -
شکل :2الگوهای سینوپتیکی حاکم در سطح دریا و ترازهای مختلف جو برای روز 1379/9/9
-4-2بررسی سامانه ها در روز10 آذر 30 - 1379 نوامبر - 2000 -4-2-1 تراز دریا
در این روز واچرخند سیبری نسبت به روز قبل تقویت شده وبه سمت شمالغرب ایران در حال پیشروی بوده که باعث کاهش دما در این مناطق شده است. در حالی که چرخند روی مدیترانه زبانه های آن به سمت دریای سرخ و عربستان و افریقا کشیده شده واحتمالا با ناپایداری در این نقاط همراه بوده است . - شکل3 الف - -4-2-2 تراز 700و 500 ه.پ. - ارتفاع ژئوپتانسیل -
در شکل زیر یک مرکز کم فشار بر روی مدیترانه،عراق ،سوریه و غرب ایران قرار گرفته کنتور 3100 از دریای سرخ و عربستان وایران گذشته است و انتظار رخداد ناپایداریها وبارشها از گسترش این مراکز کم فشار در نیمه غربی کشور - همدان،ملایر، نهاوندو شهرستانهای استان لرستان - شده است. - شکل 3 ب - . در نقشه تراز 500همانند تراز 700چرخند به سمت شرق مدیترانه پیشروی نموده وباعث ایجاد بارش در نیمه غربی کشور شده است. محور این ناوه از روی دریای سرخ و دریای عمان عبور کرده و پس از کسب رطوبت ک ایجاد ناپایداری می نماید. - شکل 3 ج -
