بخشی از مقاله
چکیده
گرد و غبار به عنوان یکی از پدیدههای جوی در چند سال اخیر از مخاطرات محیطی در مناطق شرقی ایران شناخته شده است.بنابراین شناسایی کانون های این پدیده امری ضروری است. این تحقیق به منظور شناسایی کانون رخداد گرد و غبار 14-16/03/2012 ، شهرستان قائن انجام گرفت شدت این رخداد به حدی بود که دید افقی به کمتر از 1000 متر رسید و سه روز در منطقه دوام داشت. روش تحقیق ترکیبی از تحلیلهای همدیدی و سنجش از دوری میباشد.
دادههای مورد استفاده شامل : دادههای ساعتی ایستگاه قائن 8 - نوبت در 24 ساعت - ، دادههای GDAS ، دما، جهت و سرعت باد، ارتفاع ژئوپتانسیل در ترازهای مختلف جو میشوند. ویژگیهای دمای درخشایی طول موج های 11 و 12 میکرومتر برای بارزسازی گرد وغبار روی تصاویر MODIS، در محیط ENVI 5.2، دادههای GDAS، برای ردیابی مسیر باد در محیط نرم افزاری HYSPLIT، و دادههای دما، جهت و سرعت باد، ارتفاع ژئوپتانسیل، برای بررسی نقشههای ترازهای مختلف جوی در محیط GRADS، استفاده شد. آشکارسازی این پدیده بر روی تصاویر نشان داد که اولین هسته گرد و غبار در روز 14 مارس بر روی مناطق مرکز و شمال شرقی عربستان شکل گرفته است.
نتایج حاصل از رهگیری پسگرد مدل HYSPLIT ، نیز با جهت جنوب شرقی- شمال شرقی به مناطق مذکور منتهی شد. بررسی نقشه-های همدیدی تراز میانی جو همزمان با شکل گیری نخستین هسته گرد و غبار بر روی عربستان، نمایانگر ناوهی عمیقی بر روی مدیترانه است قرارگیری ناوه تراز میانی بر روی مرکز کم فشار شکل گرفته در تراز 1000 هکتو پاسکالی و ادامه فعالیت میان این دو مرکز واگرا و همگرا سبب ناپایداری و شیو شدید فشار شده است. شیو فشار شدید، هسته پرسرعت باد بیش از 10 متر بر ثانیه را در شمال شرق عربستان پدید آورد و باعث انتقال این پدیده به منطقه مورد مطالعه شد.
مقدمه
آنچه در عصر کنونی مرزها را درمینوردد و در سطح جهانی و به طور فراگیر تمامی ملت ها را تهدید می کند بحران-های زیست محیطی و در راس آن، آلودگی هوا و تغییرات غیر منتظره آب وهوایی است.پدیده گرد و غبار در سرزمین های خشک و نیمه خشک کره زمین رخ میدهد که با ویژگیهای اقلیمی این مناطق ارتباط دارد بر اساس تعریف سازمان هواشناسی جهانی، هر گاه در ایستگاهی سرعت باد از 15 متر بر ثانیه بیشتر شده و دید افقی به واسطه وجود ذرات گرد وغبار به کمتر از یک کیلومتر برسد، توفان گرد وغبار گزارش می شود.
گرد و غبار میتواند بر روی درجه حرارت، جذب و پخش تابش خورشید با تغییر در تابش موج کوتاه ارسالی به سطح زمین و تابش موج بلند از زمین اثر بگذارد با این حال توازن بین این دو گرایش که گردو غبار باعث گرم شدن یا سرد شدن میشود وابسته به متغییر های زیادی هم چون اندازه ذرات گرد و غبار و ترکیبات شیمیایی آنها دارد 180 - ،2001، . - Gouide et al امروز به وسیله دادههای ماهوارهای بسیاری از پارامترهای مورد نیاز مطالعه گردو غبارها مانند، غلظت آنها، عمق اپتیکی، دمای توده گرد و غبار، تابش خالص رسیده به زمین و غیره را میتواند به دست آورد در سالهای اخیر محققان با استفاده از این دادهها شناسایی مناطق گرد و غبار را در تحقیقات خود مورد توجه قرار دادهاند و نواحی مختلفی را در سرتاسر جهان به عنوان منبع اصلی گرد و غبار معرفی کردهاند.
اکثر منابع گردو غبار و بهویژه بزرگترین منابع در نیمکره شمالی واقع شدهاند و عمدتا در یک گسترهای از کمربند گرد و غبار از سواحل شمال غربی آفریقا، سراسر شرق مدیترانه و آسیای مرکزی به جنوب چین میرسد 1 - ،2002، . - prospero مینگ رویٌ و همکارانش - 2006 - فرآیند دپوهای شن و غبار و توفانهای گرد و غباری اخیر را درشمال حوضه Qaidam از کینگهای - - Qinghai تا فلات تبت را بررسی کردهاند.
شن و غبارعمدتاً در بهار و اوایل تابستان در ناحیه مورد مطالعه نشست کردهاند. وزن غبار و شن جمع شده در طی توفانهای گرد و غباری یک همبستگی مثبت را با میانگین 10 دقیقهای سرعت باد در طی توفانهای گرد و غباری به نمایش میگذارد. ذرات گرد و غباری ریزدانه تحت تأثیر باد بسیار قوی بالا برده میشوند و به دور از ناحیه منشأ منتقل میشوند. گرد و غبار حوضه Qaidam به عنوان یکی از نواحی منبع گرد و غبار چین محسوب میشود.
کریستوفر و جونزٍ - 2011 - ، ویژگیهای مکانی و زمانی گرد و غبار در صحرا را با استفاده از ارزیابیهای ماهوارهای برای یک دوره شش ساله - 2006-2000 - در دو منطقه capo و paguera مورد مطالعه قرار دادند. هوی کائوَ وهمکاران : - 2014 - شناسایی مناطق منبع گرد و غبار در غرب آسیا با استفاده از مجموعه دادههای زیست محیطی...برای استخراج و شناسایی مناطق منابع گرد و غبار از نقشههای موضوعی، آب و هوا، جغرافیایی و مدل و تصاویر ماهوارهای طی دوره - 2000-2013 - استفاده کردند. در پایان نتایج کارشان رو به شش گروه مناطق مولد گرد و غبار تقسیم کردند.
سه گروه از منابع مولد گردو غبار که به عنوان بزرگترین و شدیدترین منبع شناسایی شدند در دشتهای دجله و فرات قرار دارد. خوشه دیگر در دشت سیستان را به عنوان یک منطقه از منابع بالقوه گرد و غبار شناسایی کردند. دو خوشه دیگر مربوط به بخشهایی از عربستان و سوریه است. رشکی و همکاران، - 2014 - ، دینامیک طوفانهای گرد و غبار بر روی ناحیه سیستان ایران، ویژگیهای فصلی، نقل و انتقال و مناطق تحت پوشش گردو غبار منطقه سیستان را بررسی کردند.
آنها در این مقاله طوفانهای گردو غبار در منطقه سیستان واقع در جنوب شرق ایران در فصل تابستان در طول دورهی آماری - 2001-2012 - با استفاده دادههای ایستگاههای هواشناسی، مشاهدات ماهوارهای و مدل HYSPLIT بررسی کردند. نتایج آنها نشان داد که به ترتیب ماههای ژولای، ژوئن، اوت، سپتامبر، داری بیشترین فراوانی طوفان گرد و غبار است. منبع اصلی گردوغبار رسوبات کف دریاچه هامون سابوری است. مناطقی که هنگام وقوع گرد و غبار تحت این منبع قرار میگیرد: پاکستان، قسمتهایی از افغانستان و شبه جزیره عربستان هستند. مسیریابی پنج روزهی رو به جلو باد در طول فصل تابستان رو به شمال است.
نتایج آنها نشان داد که طی چند سال اخیر میزان طوفانهای گردو غبار در این منطقه به طور فزایندهای افزایش داشته است. در ایران نیز تحقیقاتی در زمینه بررسیهای آماری و سینوپتیکی توفانهای باد و گرد و غبار و سامانهها و عوامل مؤثر بر آنها انجام شده است از آن جمله :دهقان پور فرشاه - 1384 - ، در رساله دکتری خود به بررسی توفانهای خاک و ماسهای بیابانهای مرکزی ایران در یک دوره 11 ساله از 1990 تا 2000 پرداخته است و به منظور تحلیل شرایط سینوپتیک توفان خاک، شش مورد از توفانهای منطقه مرد مطالعه را بررسی کرده است.
در نتیجه این بررسی الگوهای سینوپتیکی توفانها مشابه تشخیص داده شد که همواره در اثر وجود تراف سطوح بالا بر روی ایران و قرار گرفتن ناحیه مورد مطالعه در جلو آن، به وجود آمدن سامانه کم فشار و وزش بادهای شدید در اثر جبهه مختلف متفاوت میباشد؛ و نیز نتیجه شد که بیشتر این توفانها در طی روز شکل گرفته، بهویژه بعد از ظهرها مشاهده میشوند.در تحقیق مشابه دیگری لشکری و کیخسروی - 1387 - ، نتیجه گرفته شد که علت افزایش گرد و غبار جنوب خراسان رضوی نسبت به شمال آن، ایجاد سامانه حرارتی شدید بین مرکز چرخندی در بخش شرقی و شمال شرقی افغانستان با مرکز واچرخندی روی دریای خزر و ترکمنستان است.
کرمی- - 1388 - ، رخداد وقایع گرد و غباری ثبت شده در ایستگاههای استان خوزستان را با کد 06 در طی سالهای 1996 تا 2005 مورد بررسی قرار داد و نتیجه گرفت که در تمامی موجهای گرد و غبار دو سامانه کم فشار ایران و پاکستان از سوی شرق و زبانه یا کانون فرعی پرفشار آزور از سمت غرب درگیر بودهاند و بهتدریج طی روزهای اوج توفان روی سرزمین مورد پژوهش یعنی استان خوزستان، همگرایی نشان داده و شیب فشار را افزایش دادهاند.
پیامد این افزایش شیب فشار با توجه به آرایش دو سامانه درگیر و منحنیهای فشار، برقراری جریانهای هوای غبار خیز غربی و شمال غربی از بیابانهای غربی عراق و شمال عربستان به سوی استان خوزستان میباشد. علیجانی و رئیس پور - 1390 - ، در پژوهشی به تحلیل آماری، همدیدی طوفانهای گرد و خاک در جنوب شرق ایران - مطالعه موردی: منطقه سیستان - ، پرداختند به منظور تحلیل آماری همدیدی طوفانهای گرد و خاک در منطقه سیستان طی دوره آماری - 1979-2008 - از آمار ساعتی سرعت وجهت باد ایستگاه همدید زابل و نقشههای جوی فشار، ارتفاع ژئوپتانسیل، دما، الگوی هم جریان و خطوط هم سرعت و جهت باد در دو تراز سطح دریا و 850 هکتو پاسکال که به صورت میانگین روزانه تهیه شدهاند استفاده کردند.
بر اساس نتایج آنها هیچ یک از سالهای آماری فاقد طوفان گرد و خاک نبوده و در میان فصول تابستان طوفان خیزترین و زمستان کم طوفانترین فصل منطقه بود و در میان ماهها ژوئن از بیشترین و دسامبر از کمترین فراوانی برخوردار بودهاند. نتایج حاصل از تحلیل همدیدی نشان داد هنگام بروز طوفان گرد و خاک در دوره گرم سال بر روی نقشه فشار تراز دریا، با تقویت کم فشار موسمی هند، دو مرکز کم فشار فرعیتر در محدودهی جنوب پاکستان و جنوب افغانستان با فشار مرکزی کمتر از 1000 هکتوپاسکال بسته میشوند در مقابل مرکز پرفشاری بر روی دریای خزر که عموماً فشار مرکزی آن 1020 هکتو پاسکال است مستقر میشود . در همین زمان تفاوت دمای سطح زمین منطقهی سیستان و دریای خزر حدود 20 درجهی سانتیگراد میشود.
شیو فشاری و دمایی شدید بین دو منطقه منجر به ایجاد بادهای شدید و طوفان گرد و خاک میشود. در دوره سرد نیز هنگامی که پرفشار سیبری بر روی دریای خزر مستقر میشود منطقهی سیستان به دلیل عدم حضور زبانههای پرفشار مذکور از شرایط کم فشاری نسبت به پرفشار مذکور میباشد. ریزش هوای سرد از پرفشار مذکور به منطقه طوفان گرد و خاک ایجاد مینماید. بر اساس پردازش تصاویر ماهوارهای مهمترین منابع گرد و خاک، بسترهای خشکیده هامون پوزک، سابوری و شرق هامون هیرمند است.
مواد و روش ها
شهرستان قائن با 17832 کیلومتر مربع وسعت از جمله شهرستان های خراسان جنوبی بوده که در حد فاصل 33 تا 34 درجه عرض شمالی و 38 تا 60 درجه طول شرقی واقع شده، شمال آن شهرستانهای خواف و گناباد، غرب با فردوس و جنوب شهرستان بیرجند و از شرق 169 کیلومتر با افغانستان مرز مشترک دارد.ارتفاع آن از سطح دریا 1440 متر می باشد - شکل . - 1 قائنات از آب وهوای نیمه بیابانی و ملایم برخور دار بوده که در دو ناحیه شرق و غرب شهرستان اب و هوا به بیابانی تغییر می یابد،شهر قائن اغلب ایام بویژه تابستانها سردترین شهر خراسان و گاه سردترین شهر کشور می باشد.رخداد مورد بررسی توفان تاریخ 14-16/03/2012 می باشد روش تحقیق ترکیبی از تحلیلهای همدیدی و سنجش از دوری میباشد.
