شناسایی امواج گرمایی استان خوزستان و تحلیل همدیدی نقش پرفشار عربستان در ایجاد آن ها
محورهای موضوعی : جغرافیا و اقلیماشرف برون 1 , دکتر منیژه ظهوریان پردل 2 , دکتر حسن لشکری 3 , دکتر علیرضا شکیبا 4 , دکتر زینب محمدی 5
1 - دانشجوی دکتری آب و هواشناسی، گروه جغرافیا، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران.
2 - استادیار، گروه جغرافیا، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران.
3 - استاد، گروه اقلیم شناسی ،دانشکده علوم زمین،دانشگاه شهید بهشتی،تهران،ایران
4 - دانشیار، گروه سنجش از دور و GIS، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.
5 - گروه جغرافیا، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران.
کلید واژه: موج گرم, استان خوزستان, پرفشار جنب حاره عربستان, تحلیل همدیدی,
چکیده مقاله :
امواج گرمایی ازتظاهرات اصلی تغییر اقلیم واز بلایای طبیعی و آب و هوایی است. فراوانی و دوام امواج گرمایی در استان خوزستان به یک مخاطره اقلیمی تبدیل شده است. هدف پژوهش حاضر شناسایی امواج گرمایی استان خوزستان در دوره زمانی 18ساله (2017-2000) و تحلیل همدیدی نقش پرفشار عربستان در ایجاد آنها می باشد. برای این کار ابتدا مواج گرمایی: بر اساس سه معیار دمای روزانه حداکثر بالای 40 درجه سانتیگراد، ماندگاری و دوام موج برای سه روز وبیشتر در منطقه، فراگیری موج حداقل در 8 ایستگاه و بالاتردر سطح استان خوزستان، انتخاب گردید. بر این اساس تعداد 67 موج گرم سه روز و 25 موج چهار روز و بیشتر شناسایی گردید. سپس نقشه فشاری و توپوگرافی این امواج در ترازهای زیرین و میانی وردسپهر تهیه و در محیطgrads ترسیم گردید. با بررسی چشمی انجام شده بر روی این نقشه های الگوی همدیدی غالب شناسایی گردید. در نهایت برای تحلیل همدیدی الگوی غالب موج گرمایی 28 تا 30 ژوئن 2017 به عنوان نماینده الگوی امواج گرم تابستانه خوزستان تحلیل گردیده است. برای تحلیل الگوهای همدیدی منجر به امواج گرمایی، دادههای جوی از سایت نووا و اسکیوتی روزهای انتخابی از سایت دانشگاه وایومینگ استخراج گردید. نتایج نشان داد که در اکثر قریب به اتفاق امواج گرمایی در لایه های زیرین و رد سپهر زبانههای چرخندی پاکستان و عربستان به عنوان مهمترین سامانه تاثیرگذار در انطباق با الگوی توپوگرافی متطقه(ارتفاعات زاگرس جنوبی) و الگوی چرخشی سامانه سبب فرارفت گرم دمای تابشی بیابان های گرم لوت و عربستان بر روی استان خوزستان بوده اند. به طوری که در لایه زیرین وردسپهر زبانه ای در راستای جنوب شرقی به شمال غربی با عبور از دامنه های جنوبی زاگرس وارد جلگه خوزستان شده و تا شمال عراق و ساحل شرقی مدیترانه گسترش یافته است. ولی در ترازهای 700 و 500 هکتوپاسکال شرایط همدیدی کاملا عوض شده و با غلبه الگوی گردشی تابستانه بر روی منطقه از تراز 700 هکتوپاسکال بتدریج واچرخند عربستان تکوین یافته و عامل غالب منطقه میگردند.
Heat waves are a major manifestation of climat chanqe and of natural disasters and climat.The abundance and durability of heat waves in Khuzestan province has become a climate threat .The aim of the present study is to identify the hot waves of Khuzestan over an 18-year(2017-2000) period of time and synoptic analysis of Saudi Arabias anticyclone coherent role in their creation. For this, heat waves were first selected based on three criteria: maximum daily temperature of over 40°C, permanence and endurance of the waves for three days or more in the region, and spread of the wave at 8 stations or higher across the province. Thus, the number of 67 three-day heat waves and 52 or higher four-day heat waves were determined. Then, a pressure map and the topography of these waves at low and middle levels of Vardsepehr were prepared and outlined in the GrADS environment. Upon visual inspection of the maps, a dominant synoptic pattern was determined. In the end, as for the synoptic analysis of the dominant pattern, the heat wave of 28-30 June 2017 as the representative of the summer heat waves of Khuzestan was analyzed. As for the synoptic pattern analyses leading to heat waves, climatic data were extractedfrom selected days as demonstrated by the Nova and Skewti Site of Wyoming University. Results indicatedthat in almost all heat waves, in the low layers of the Vardsepehr, cyclone tongues of Pakistan and SaudiArabia as the most important systems affecting conformity with the regional topographic pattern(southern Zagros highlands) and the rotating pattern of the system had caused the hot advection of theradiant temperature of the hot deserts of Lut and those of Saudi Arabia on the province of Khuzestan,with the low layers of Vardsepehr entering the Khuzestan plain from the southeast to the northwest bypassing through the southern foothills of Zagros, and extending to the north of Iraq and eastern coasts of the Mediterranean. However, synoptic conditions were changed at 700 and 500 hPa levels as, with the dominance of the summer rotating pattern in the region, Saudi Arabia’s anticyclone gradually evolved from the 700 hPa level, thus becoming the dominant pattern of the region.
1) اردوزاده، نسرین، برنا، رضا، قربانیان، جبرئیل، ومرشدی، جعفر(1403). تعیین مناسبترین ایام تحصیلی دانش آموزان شهر اهواز براساس نتایج مشاور اقلیم، نشریه علمی اندیشه های نودر علوم جغرافیایی ،2(6) 49-29.
2) اسمعیلنژاد، مرتضی، خسروی، محمودی، علیجانی، بهلول، ومسعودیان، ابوالفضل(1392). شناسایی امواج گرمایی ایران، جغرافیا و توسعه ،33(11)، 54-39.
3) برنا، رضا، امانی، ماندانا، وظهوریان پردل، منیژه(1400). ارزیابی مخابرات دمایی استان خوزستان. نشریه جغرافیای و مخاطرات محیطی .10(4) 229-245.
4) جهان بخش، سعید، قویدل، فاطمه، واشجعی، محمد(1394). شناسایی، طبقه بندی و تحصیل همدیدی امواج گرمایی به منظور کاهش مخاطرات استانی در شمال غرب ایران ،دانش مخاطرات استانی در شمال غرب ایران، دانش مخاطرات،4، 378-391.
5) حق زبان، شیدا، قربانیان، جبرائیل، خزایی، زهرا، مرشدی، جعفر، وبرنا ، رضا(1403) .تعیین راهبرد مناسب برای کاهش مهاجرت مردم براساس مدل سوات مطالعه موردی : شهر اهواز )، نشریه علمی اندیشه های نو در علوم جغرافیایی ،2(6) ، 90-73.
6) حسین پور، زینب، شمسی پور، علی اکبر، کریمی، مصطفی، وخوشاخلاق، فرامرز(1402) .تحلیل آماری امواج گرمایی در دامنه های جنوبی البرز، نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی ،23(68)، 9-81.
7) خسروی، محمود، واسمعیل نژاد، مرتضی(1399). بررسی آماری همدیدی موج های گرمایی کم تداوم ایران، مطالعات جغرافیایی مناطق کوهستانی .1(2)، 19-33
8) رحیمی، داریوش، میرهاشمی، حمید، وعلیزاده، تیمور(2017).تحلیل ساختار امواج گرمایی در غرب و جنوب غرب ایران. فصلنامه جغرافیا و برنامه ریزی محیطی، 28(3)،8-69.
9) زنگنه، سعید، لشکری، حسن، ومرادی، محمد(1394). تحلیل سینوپتیکی پرفشار عربستان و اثر آن برخشکسالی های جنوب و جنوب غرب ایران ،جغرافیا و پایداری محیط ،15(5)،17-31.
10) ظرافتی، هادی، فویدل رحیمی، یوسف، وفرج زاده اصل، منوچهر(1403). واکاوی الگوهای تراز 500 هکتوپاسکال مولد داده های فرین بالای 50 درجه منطقه غرب آسیا، تحقیقات کاربردی علوم جغرافیا ،24(72)،446-427.
11) قویدل رحیمی، یوسف (1390). شناسایی،طبقه بندی و تحلیل سینوپتیک موج ابر گرم تابستان 1389 ایران ، مطالعات جغرافیایی مناطق خشک ،11(3)،85-100.
12) کرم پور، مصطفی، رفیعی، جعفر، وجعفری، ایوب(1396). شناسایی و تحلیل سینوپتیکی امواج گرمایی غرب ایران( ایلام ، خوزستان، لرستان،کرمانشاه)، فصلنامه مدیریت مخاطرات محیطی، 4(3)،263-279.
13) لشکری، حسن(1375). الگوی سینوپتیکی بارش های شدید ایران-رساله دکتری دانشگاه تربیت مدرس-دانشکده علوم انسانی،گروه جغرافیا.
14) لشکری، حسن، و محمدی ، رینب (1394). اثر موقعیت استقرار پرفشار جنب حاره ای عربستان برسامانه های بارشی در جنوب و جنوب غرب ایران ، پژوهش های جغرافیای طبیعی ،1(47)،73-90.
15) لشکری، حسن، متکان، علی اکبر، آزادی، مجید، ومحمدی ، زینب(1395). تحلیل همدیدی نقش پرفشار عربستان و رودبار جنب حاره ای در کوتاه ترین طول دوره بارشی جنوب و جنوب غرب ایران، فصلنامه علوم محیطی ،4(14) ،59-74.
16) لشکری، حسن، متکان، علی اکبر، آزادی، مجید، و محمدی،زینب (1396). تحلیل همدیدی نقش پرفشارجنب حاره ای عربستان و رود باد جنب حاره ای در خشکسالی های شدید جنوب و جنوب غرب ایران، پژوهش های دانش زمین ،30(8)،141-163.
17) مجرد، فیروز، معصومه پور، جعفر، ورستمی، طیبه(1394).تحلیل آماری همدیدی امواج بالای 40 درجه سلسیوس در غرب ایران، جغرافیا و مخاطرات محیطی، 13، 41-57.
18) هوشیار، محمودی، سبحانی، بهروز، و نادر، پروین(1398). تحلیل آماری سینوپنیکی امواج گررمایی زودرس در شمال غرب ایران، نشریه تحقیقات کابری علوم جغرافیایی ،19(54)،203-185.
19) یزدان پناه، حجت الله، وعلیزاده، تیمور (1390).برآورد احتمال وقوع امواج گرمایی با دوره تداوم مختلف در استان کرمان با کمک زنجیره مارکف، فصلنامه تحقیقات جغرافیایی ،دوره26، 17300-17322.
20) Beniston, M.., Stephenson, D.B., Christensen, O.B., Ferro, A.T., Frei, christoph., Goyette, s., Halsnaes,K., Holt, T., jyiha,k., koffi, B .(2007). Future extreme events in European climate. An exploration of regional climate model projections, Climatechange No, 81, 71-95
21) Bettina M. (2003). Fifty-third session of the WHO Regional Committee for Europe:pp1-12.
22) Ceccherini,G.,Russo,S.,Ameztoy,I.,Marchese,A.F.,C.,Carmona-Moreni,C.,(2014),Heat Waves in Africa 1981-2015,Observations and Reanalysis, Natural Hazards and Earth System Siences,17: 115-125.
23) Guerreiri,S.B.,Dawsin,R.J.,Kilsby,C.,Lewis,E.,Ford,A.,(2018),Future Heat-Waves ,Droughts and Floods in 571 European Cities, Environmental Research Letters,13:1-10
24) Guirguis,K.,Gershuniv,A.,Tardy,A.,Basu,R.,(2014),The Impact of Recent Heat Waves on Human Health in California, Jornal of Applied Meteorology and Climatology,53:3-19
25) Hatvani-Kovacs,G.,Belusko.M.,Pockett,J.,Boland,J.,(2016),Assessment Heat Waves of Impact, 4th IinternationalConference in Countermcasures to Urban heat Island(UHI) .Procedia Engineering 169:319-323
26) Huang, W., Kan, H., & Kovats, S. (2010). The impact of the 2003 heat wave on mortality in Shanghai, China. Science of the total environment, 408(11): 2418-2420.
27) Ji.Young Son .Jong T, G.Brooke Anderson and Michellel.Bex.(2012). The impact of Heat wave on mortality in seven major cities in Korea Environ Health Percept 120: 566-571.
28) Keggenhoff, I., Elizbarashvili, M., King, L., (2015). Heat Wave Events over Georgia since1961:Climatology, Changes and Severity, Climat, 3(2):308-328.
29) Kyselý, J. (2004). Mortality and displaced mortality during heat waves in the Czech Republic. International journal of biometeorology, 49(2), 91-97.
30) McMichael,A.J.,Campbell-Lendrum,DH.,Corvalan,C.F.,Ebi,K.L.,Githeko,A.K.,
31) Scheraga,J.D.,Woodward,A.,(2003),Climat Change and Human Health,Risks and
Responses,World Health Organization,Geneva.
32) Roger D., Peng, Jennifer F. Bobb and Francaesca Do.(2011). Toward a Quantitative Estimate of Future Heat Wave Mortality under Global Climate Change, Environ Health Perspect. 2011 May; 119(5): 701-706.
33) Russo,S.,Marchese,A.F.,Sillmann,J.,Imme,G.,(2016),When Will Unusual Heat Waves Becom Normal in A Warming Africa ?Environmental Research Letters,11:1-10.
34) https://kayhan.ir/fa/news/107509
نشريه علمي اندیشههای نو در علومجغرافیایی، دوره 3، شماره 8، تابستان 1404، صفحات: 1-20 شاپا: 1473-2981
|
شناسایی امواج گرمایی استان خوزستان و
تحلیل همدیدی نقش پرفشار عربستان در ایجاد آن ها
اشرف برون
دانشجوی دکتری آب و هواشناسی، گروه جغرافیا، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران.
منیژه ظهوریان پردل1
استادیار، گروه جغرافیا، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران.
حسن لشکری
استاد، گروه اقلیم شناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.
علیرضا شکیبا
دانشیار، گروه سنجش از دور و GIS، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.
زینب محمدی
گروه جغرافیا، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران.
چکیده
امواج گرمایی ازتظاهرات اصلی تغییر اقلیم واز بلایای طبیعی و آب و هوایی است. فراوانی و دوام امواج گرمایی در استان خوزستان به یک مخاطره اقلیمی تبدیل شده است. هدف پژوهش حاضر شناسایی امواج گرمایی استان خوزستان در دوره زمانی 18ساله (2017-2000) و تحلیل همدیدی نقش پرفشار عربستان در ایجاد آنها می باشد. برای این کار ابتدا مواج گرمایی: بر اساس سه معیار دمای روزانه حداکثر بالای 40 درجه سانتیگراد، ماندگاری و دوام موج برای سه روز وبیشتر در منطقه، فراگیری موج حداقل در 8 ایستگاه و بالاتردر سطح استان خوزستان، انتخاب گردید. بر این اساس تعداد 67 موج گرم سه روز و 25 موج چهار روز و بیشتر شناسایی گردید. سپس نقشه فشاری و توپوگرافی این امواج در ترازهای زیرین و میانی وردسپهر تهیه و در محیطgrads ترسیم گردید. با بررسی چشمی انجام شده بر روی این نقشه های الگوی همدیدی غالب شناسایی گردید. در نهایت برای تحلیل همدیدی الگوی غالب موج گرمایی 28 تا 30 ژوئن 2017 به عنوان نماینده الگوی امواج گرم تابستانه خوزستان تحلیل گردیده است. برای تحلیل الگوهای همدیدی منجر به امواج گرمایی، دادههای جوی از سایت نووا و اسکیوتی روزهای انتخابی از سایت دانشگاه وایومینگ استخراج گردید. نتایج نشان داد که در اکثر قریب به اتفاق امواج گرمایی در لایه های زیرین و رد سپهر زبانههای چرخندی پاکستان و عربستان به عنوان مهمترین سامانه تاثیرگذار در انطباق با الگوی توپوگرافی متطقه(ارتفاعات زاگرس جنوبی) و الگوی چرخشی سامانه سبب فرارفت گرم دمای تابشی بیابان های گرم لوت و عربستان بر روی استان خوزستان بوده اند. به طوری که در لایه زیرین وردسپهر زبانه ای در راستای جنوب شرقی به شمال غربی با عبور از دامنه های جنوبی زاگرس وارد جلگه خوزستان شده و تا شمال عراق و ساحل شرقی مدیترانه گسترش یافته است. ولی در ترازهای 700 و 500 هکتوپاسکال شرایط همدیدی کاملا عوض شده و با غلبه الگوی گردشی تابستانه بر روی منطقه از تراز 700 هکتوپاسکال بتدریج واچرخند عربستان تکوین یافته و عامل غالب منطقه میگردند.
کلید واژه: موج گرم، استان خوزستان، پرفشار جنب حاره عربستان، تحلیل همدیدی
مقدمه
امواج گرما یکی از زیان بارترین رخدادهای جوی و از اثرات بارز تغییرات اقلیمی می باشند. تغییرات اقلیمی درحال حاضر از مهمترین معضلات زیست محیطی کشور است(حق زبان وهمکاران ،73:1404). در واقع امواج گرمایی استقرار هوایی پایدار با حرکتی عموماً نزولی در مقیاس وسیع میباشد .گرچه تعریف جامعه و روشنی از موج گرما در سطح جهان وجود ندارد )مک مایکل1 و همکاران،88:2003)، اما شاید بتوان موج گرما را به عنوان نوسانهای مثبت با فرینهای بالای میانگین دماهای حداکثر روزانه در نظر گرفت که در طی روزها (گاه هفتهها و ماههای متوالی) در فضاهای جغرافیایی خاصی استمرار زمانی دارند (جهان بخش و همکاران ،378:1394) ، امواج گرمایی از جمله خطرناکترین تهدیدات آب و هوایی مرتبط با گرم شدن کره زمین هستند که بر روی جامعه، اقتصاد و محیط زیست تاثیر میگذارند(کگنهوف2 و همکاران 309:2015)، تاثیرات امواج گرمایی می تواند باعث خطرات استانی ،مانند افزایش بیماری ومرگ و میر (گیرگیس3 و همکاران 3:2014 ؛مک مایکل و همکاران ،89:2003) افزایش تقاضا برای مصرف برق و آب شود(هاتوانی ،کواکس4 ،317:2016).امواج گرمایی بر آسایش اقلیمی تاثیر زیادی می گذارند .آسایش اقلیمی برای یک انسان یکی از شرایط بسیار ضروری برای زیست و فعالیت می باشد (اردوزاده و همکاران،29:1403). دما عنصری است که تحت تاثیر الگوها و پدیدههای جوی به سرعت دچار تحول شده و به پویایی جو و پدیدههای سینو پتیک به شدت وفوراً حساسیت نشان میدهد بنابراین تغییرات دما در مدیریت و برنامهریزی محیط مولفه بسیار مهمی به شمار میآید.
استان خوزستان نیز به دلیل موقعیت جغرافیایی خود و مجاورت با کشورهای گرم خشک عربستان و عراق در تابستان تحت تاثیر شدید بر فشار جنب حاره قرار گرفته و پتانسیل تولید امواج گرم درآن وجودخواهد داشت .بنابراین شناخت و آگاهی از سیستمهای سینوپتیکی ایجاد کننده امواج گرمایی در هر منطقه جهت مقابله و پیش هشداردهی از مسائل مهم میباشد .با توجه به پیامدهای زیست محیطی بسیار ناگوار و اثرات جانی فراوانی که تداوم این رخدادهای فرین به دنبال دارند اهمیت پژوهش در این باره بر همگان آشکار است و مورد توجه پژوهشگران زیادی قرار گرفته است.
پیشینه تحقیق
(قویدل ،رحیمی ،85:1390) در تحلیل سینوپتیکی موج ابر گرم تابستان1389 ایران نشان که منطقه بیشینه دمای ایران در بازه ی زمانی 12 تا 22 تیرماه ، مناطق جنوب غرب و غرب ایران به ویژه ایستگاههای ماهشهر ،دزفول، دهلران و قصد شیرین بوده است ،وی کم فشار حرارتی عربستان و اثرات ناشی از فعالیت آن را در سطح زمین و استیلای پر فشار جنب حارهای را در ارتفاع، عوامل رخداد این موج معرفی کرده است.
(یزدان پناه و علیزاده ،17300:1390) در بررسی وقوع امواج گرمایی با تداوم های مختلف در استان کرمان به کمک زنجیره مارکف با آمار بلند مدت 20 ساله دریافتند که بیشترین امواج گرمایی رخ داده مربوط به ماه های آوریل و می بوده است و این تغییرات روندی افزایشی در طول دوره آماری داشته است .
(لشکری و همکاران ،74:1395)تحلیل همدیدی نقش پرفشار عربستان و رودباد جنب حارهای در کوتاهترین طول دوره بارشی جنوب و جنوب غرب ایران پرداختند. در برخی از سال ها جابجایی شمال و جنوب سوی گردش عمومی جو و سلول هدلی روی منطقه شرایط همدیدی را فراهم می کند که هسته های پرفشار جنب حاره ای عربستان بسیار دیرتر از شرایط نرمال از منطقه خارج شده و زودتر از موعد به سمت منطقه برگشته و طول دوره بارشی را کوتاه می کند.(لشکری و محمدی 73:1394)، اثر موقعیت استقرار پرفشار جنب حاره ای عریستان بر سامانه های بارشی در جنوب و جنوب غرب ایران پرداختند. در تمام ترازهای بررسی شده ،هسته مرکزی پرفشار بر روی دریاهای گرم عمان و عرب قرار داشت(زنگنه و همکاران ،17:1394) به بررسی سینو پتیکی پرفشار عربستان و اثر آن برخشکسالی های جنوب و جنوب غرب ایران پرداختند نتایج حاکی از این است که محور واچراخند بر روی خشکی ،در سال های2008و 2001 بصورت شرق – غرب بوده است (لشکری و همکاران،141:1396)تحلیل همدیدی نقش پرفشار جنب حاره ای عربستان و رودباد جنب حاره ای در خشکسالی های شدید جنوب و جنوب غرب ایران پرداختند نتایج نشان داد که در خشکسالی های شدید در منطقه زبانههای چهار سامانه واچرخندی آزور، آفریقا، عربستان و سیبری در یک راستای مداری در محدوده عرض های ۱۵ تا ۴۵ درجه شمالی ادغام شده و به صورت یک کمربند گسترده تمام منطقه را در بر میگیرد .پرفشار عربستان کاملاً حرکت غرب سو داشته و در تمام طول دوره بارشی بر روی خشکی شبه جزیره عربستان قرار میگیرد و با ادغام با زبانه پرفشار آفریقا باعث رانده شدن کم فشار سودان به عرض های جنوبی و مانع گسترش آن به سمت عرض های بالا می گردد، با حرکت غرب سوی سلول عربستان رودبار جنب حارهای نیز به سمت غرب جابجا شده وبرخلاف شرایط نرمال بر روی شمال شرق آفریقا استقرار پیدا میکند.(اسمعیل نژاد وهمکاران ،39:1392)،در بررسی امواج گرمایی استان کردستان نشان دادند بسامد رخداد ،شدت و دوام امواج گرما در مناطق پست و کم ارتفاع واقع در غرب و شرق استان ،افزایش یافته اما در بلندی های استان که شامل مناطق مرکزی و شمالی بوده ،کاهش داشته است .
(یزدان پناه و همکاران ،5:1390)در تحلیل موجهای گرمایی ایران با استفاده از شاخص فومیاکی مشخص نمودند که موجهای بلند مدت کم رخدادتر از موج های کوتاه مدت است، با پایان زمستان و روزهای نخستین پاییز موج های گرمایی بیشتر و فراوان تر می باشد. همچنین در شمال و شمال غرب، مرکز ایران و سواحل جنوب رخداد امواج گرمابیشتر و روند افزایشی امواج گرم در دوره آماری تایید شده است .(مجرد و همکاران ،57:1394)به تحلیل آماری – همدیدی امواج گرمایی بالای ۴۰ درجه سلسیوس در غرب پرداختند و نتیجه گرفتند که پر ارتفاع آزور و پرفشار عربستان سبب ایجاد امواج گرمایی در منطقه بوده و زمان آغاز آن از مرداد ماه است.
(کرم پور و همکاران،279:1396)، به شناسایی و تحلیل سینوپتکی امواج گرمایی غرب ایران( ایلام ،خوزستان، لرستان و کرمانشاه) پرداختند و نشان دادند در زمان این رخداد در سطح زمین کم فشارهای حرارتی متعددی بر روی شاخ آفریقا ،اروپا، عراق و عربستان بسته شده و زبانهای کم فشار تشکیل شده روی عربستان قسمتهای جنوب و جنوب غرب و بخشهایی از غرب ایران را تحت تاثیر قرار داده است.( رحیمی و همکاران 69:1396)، به تحلیل ساختار امواج گرمایی در غرب و جنوب غرب ایران پرداختند و به این نتیجه رسیدند که امواج گرمایی با استقرار سامانههای کم فشار حرارتی خلیج فارس وگنگ(موسمی ها) همراه با رطوبت، استقرار سیستم مانع در تراز 500 هکتو پاسکال و گسترش پرفشار پویشی آزور، تاوایی منفی و رویداد جنب حاره ای بر روی منطقه شکل میگرد .
(برنا و همکاران ،229:1400) مخاطرات دمایی استان خوزستان را طی یک دوره 25 ساله 2017-1993 مورد ارزیابی قرارداده و نقشه پهنه بندی نقاط مخاطره آمیزدمایی را ترسیم نمودند. (هوشیار و همکاران ،185:1398)در تحلیل سینوپتیکی امواج گرمایی زودرس شمال غرب ایران به این نتیجه رسیدند که علت ایجاد این امواج زود رس ،تشکیل پرارتفاع بر روی جنوب عربستان ،تنگه عدن و مرکز سودان در سطح دریا و تشکیل زبانه های آن به طرف شمال و شمال شرق منطقه مورد مطالعه(شمال غرب ایران)می باشد .(خسروی و همکاران ،19:1399)به بررسی آماری همدیدی موج های گرمایی کم تداوم ایران پرداختند. .در این تحقیق امواج گرمایی 4روزه که گستردگی و فراوانی بیشتری داشت انتخاب و مورد تحلیل قرار گرفت .نتایج نشان داد که سامانه های عربستان وپاکستان مهمتربن دلیل ایجاد آنها بوده اند .(حسین پور و همکاران ،81:1402)در تحقیق خود تحلیل آماری امواج گرمایی در دامنه هاب جنوبی البرزرا مورد بررسی قرار دادندونشان دادند که فراوانی موج های کوتاه مدت بیشتر بوده است .بیشترین فراوانی مربوط به امواج 2 روزه بود وبه تربیت ایستگاههای تهران ،سمنان و قزوین فراوانی رخداد بیشتری دارند .(ظرافتی و همکاران ،427:1403) درتحلیل الگوهای مولددماهای فرین بالای 50درجه در منطقه غرب آسیا در یافتند،کم فشار با منشاحرارتی الگوهایسطح زمین وقرارگیری پرارتفاع غرب آسیا در تراز میانی جو و فرارفت هوای گرم از بیابان های اطراف سبب این دماهاهستند.در سالهای اخیر نیز مطالعات زیادی در مناطق مختلف جهان درباره امواج گرمایی صورت گرفته است .
(بتینا15،1:2003)دریک بررسیبه ارزیابی موج گرمایی تابستان 2003 اروپا پرداخت و به لزوم اقدام مناسب جهت جلوگیری از مرگ و میر ناشی از موج گرما تأکید کرد. در تحقیق دیگر(بنیستون26،71:2005) به بررسی امواج قوی گرما در فصل سرد در کوههای آلپ سوئیس پرداخت و به این نتیجه رسید که با توجه به بررسیهای صورت گرفته برای اقلیم چندین کوه ناهنجاری های دمای روزانه گاهی اوقات بیش از 16 درجه سانتیگراد است و مدل شبیه سازی آب و هوا برای دوره ی 2071 تا 2100 نشان داد که زمستانهای گرم ممکن است تا 30 درصد افزایش یابد.(کیسلی37،91:2004)در طول دوره 1982-2000 ،به بررسی موج گرما در جمهوری چک پرداخت که در این دوره 17 موج گرما رخ داده است که همۀ آنها از آغاز ژانویه تا آخر اگوست بوده است.(راجر8و همکاران1 ،701:2011 (به برآورد مرگ و میر بیش ازحد امواج گرما تحت تغییر اقلیم جهانی برای یک شهر بزگ در ایالات متحده که با استفاده از یک پایگاه داده شامل اطلاعات روزانه مرگ و میر ناشی از همۀ علل غیر تصادفی از سال 1987 تا 2005 شامل ذرات ریز و اوزن، دما، دمای نقطه شبنم برای شهر شیکاگو، ایلینویز با استفاده از مدل رگرسیونی پواسون به برآورد مرگ و میر در ارتباط با امواج گرما پرداختند.(هوانگ9 وهمکاران2ان،2418:2010)به تاثیر موج گرمایی2003برروی مرگ و میر شانگهای چین پرداختند.دراین سال شانگهای با داغ ترین تابستان در بیش از 50سال گذشته رو به رو شد و افراد مسن بالای 65سال بیشتردرمعرض خطر این موج گرما یوده اند.(جی یانگ سون310،516:2012) تاثیر موج گرما درمرگ ومیردرهفت شهر عمده درکرهجنوبی را مورد بررسی قرار،ددادراین مطالعه به تجزیه و تحلیل دما، از ارتباط بین مرگ و میر و امواج گرما، و باتوجه به ویژگیهای موج گرما (شدت، مدت و زمان در فصل) درهفت شهر عمده در کرهجنوبی پرداخته شدکه حاکی از ارتباط مثبت بین مرگ و میر و روزهای همراه با موج گرما میباشد.(روسو11 و همکاران4ان،1:2016)در آفریقا با استفاده از شاخص روزانه بزرگی موج گرما ،(چگرینی12 و همکاران5ان ،115:2017) در آفریفا طی دوره 2015-1981با استفاده از شاخص روزانه بزرگی موج گرم (HWMId)،(گوئریه رو و همکاران ،1:2018 )دربررسی امواج گرمایی در اروپا،همگی به این نتیجه رسیدند که دماهای بیشیته در دهه های اخیر افزایش پیدا کرده و امواج گرمایی ،شدید تر ،طولانی ترو بیشتر شده اند . همانطور که مشاهده می گردد،.کارهای انجام شده در زمینه تحلیل امواج گرمایی برخی با رویکرد آماری (کیسلی،91:2004 )،(گوئریه رو13 وهمکاران6ان،1:2018)،(یزدان پناه وعلیزاده، 17300:1390)،(حسین پور و همکاران ،81:4102)،(خسروی و همکاران ،19:1399) به تحلیل روند و فراوانی رخدادهای امواج گرم کرده اند و برخی دیگر از کارها که دید همدیدی داشته اند، یا تاثیر پرفشار عربستان و سایر پرفشارهای جنب حاره را در زمینه دما و بارش مورد بررسی قرار داده اند(لشکری و همکاران،74:1395)،(لشکری و محمدی،73:1394)،ویا تحلیل الگوهای همدیدی را در سایر نواحی ایران (کرم پور و همکاران ،263:1396)،(:رحیمی و همکاران،69:1396)،(قویدل رحیمی، 85:1390)،(هوشیار و همکاران ،185:1398)و جهان (ظرافتی و همکاران،427:1403)،بررسی و مطالعه نمودند .امادر این تحقیق هدف اساسی، شناسایی امواج گرم استان خوزستان و بررسی نقش همدیدی پرفشار عربستان در شکل گیری و ایجاد آنها می باشد .
مبانی نظری
موج گرما1ا14
از نظر تعریف موج گرمایی دوره ای است گرم که چند روز تا چند هفته پایداری و تداوم داشته و ممکن است با رطوبت شدید نیز همراه باشد(کرم پو.رو همکاران،1263:1396)..از منظرآماری امواج گرمایی به نوسان های مثبت یا فرین های بالای میانگین دمای حداکثر روزانه اطلاق می شود که در طی روزهای متوالی در فضاهای جغرافیایی خاص استمرار یابد. با این تعاریف دو بعد فضایی و زمانی در وقوع یا عدم وقوع موج گرما اهمیت می یابد. یعنی دماهای بالای 27 درجه در انگلستان آستانه موج گرمایی محسوب می شود، اما در ایران این آستانه بیشتر می باشد(بعد فضایی). هر دمای بالای آستانه بصورت منفرد و یک روزه موج گرما نیست بلکه موج گرما باید 2 روز و یا بیشتر استمرار زمانی داشته باشد ( بعد زمانی) (قویدل و رحیمی،1390). در طبقه بندی مخاطرات محیطی موج گرما در زیرگروه مخاطرات ناشی از دماهای فرین قرار دارد(Estimate of Future Heat,2009).
پرفشار2ر15:
گردش عمومی جو مولد سامانههای بزرگمقیاس سیارهای است که پرفشار جنبحارهای از باثباتترین و درعینحال گستردهترین و عمیقترین سامانهها در ساختار وردسپهر است. این سامانه دارای هستههای نسبتاً پایدار در هر دو نیمکره است که با توجه به موقعیت مکانی نامهای متفاوتی را به خود میگیرند. پرفشار آزور316، پرفشار آفریقا و پرفشار عربستان و... از مهمترین این سامانهها در نیمکره شمالی است (لشکری و همکاران،1396: 3).
پرفشار عربستان4ن17:
این مرکز پرفشار، یکی از سلولهای پرفشار جنب حارهای میباشد که بر روی شبه جزیره عربستان تشکیل میشود. این مرکز نیز همانند سایر سلولهای پرفشار جنب حارهای به پیروی از جابهجایی ایجاد شده در گردش عمومی جو در طول سال به تبعیت از حرکات ظاهری خورشید به طرف عرضهای بالاتر و پایینتر حرکت میکند این سلول پرفشار در طول دوره سرد سال بر روی نیمه شرقی شبه جزیره عربستان مستقر بوده و بعضاً تا خلیج عدن و شاخ آفریقا نیز پایین میرود. بهترین حالت استقرار این سلول برای ایجاد بارشهای مطلوب در جنوب و جنوب غرب ایران، قرار گرفتن آن بر روی نیمه شرقی عربستان و غرب اقیانوس هند میباشد. در این حالت با توجه به چرخش حاکم بر آن هوای گرم و مرطوب عرضهای پایین را بر روی منطقه و به درون کم فشارهای عبوری از غرب عربستان منتقل میکند. در دوره گرم سال این سلول به طرف عرض های بالاتر جابجا و در ترازهای زیرین بر روی شمال عربستان، خلیج فارس و ایران مستقر شده و فرایند ناپایداری را در منطقه از بین می برد(لشکری، 1375؛ محمدی،1396).
محدوده موردمطالعه
منطقه مورد مطالعه در این تحقیق استان خوزستان است که در جنوب غربی کشور قرار دارد، برای بررسی امواج گرم دراین استان از آمار دمای حداکثر روزانه 12 ایستگاه سینوپتیک استان خوزستان در یک دوره آماری 19 ساله (2017-2000)استفاده شده است. انتخاب ایستگاه ها بر اساس عرض جغرافیایی و همچنین به دلیل انتخاب دوره زمانی مشترک که بتوان تعداد ایستگاه های بیشتری را بررسی کرد دوره 19 ساله انتخاب گردید . شکل 1 موقعیت منطقه و ایستگاه های مورد مطالعه را نشان می دهد.
شکل 1. نقشه موقعیت استان خوزستان و ایستگاه های همدیدی منطقه مورد مطالعه
مآخذ: نگارندگان،1403
پس از بررسی های چشمی در این بخش معیار انتخاب آستانه دمایی برای امواج گرم مشخص گردید. بر اساس شرایط دمایی منطقه مورد مطالعه دمای روزانه حداکثر بالای 40 درجه سانتیگراد (مجرد و همکاران،1394: 46)، همچنین ماندگاری و دوام موج برای سه روز در منطقه، فراگیری موج در 8 ایستگاه و بالاتربع عنوان معیار انتخاب شد. با توجه به معیارهای انتخابی فراوانی امواج گرم در دوره آماری(2017-2000)برای ایستگاه های انتخابی محاسبه شد. فراوانی امواج گرم با دوام 3 روزه و 4 روزه و بالاترمشخص گردیدو در مجموع 67 موج گرم سه روزه انتخاب شد و به دلیل اینکه شدت، دوام و فراوانی این امواج در سال 2017 زیاد بود و موج گرم انتخابی یکی از کم سابقه ترین امواج گرم در این منطقه بود به عنوان نمونه انتخابی بررسی شد. شکل 2 فراوانی این امواج را نشان می دهد.
شکل2. فراوانی امواج گرم سه روزه و 4 روزه و بالاتر در ایستگاه های منطقه مورد مطالعه
مآخذ: نگارندگان،1403
همانطور که در شکل 2 دیده می شود بر اساس معیارهای مدنظر تعداد روزهای دوام امواج گرمایی در سال 2017 نسبت به سال های دیگر بیشتر می باشد..برای مطالعه همدیدی رخداد موج گرم، از داده های بازکاوی شده سایت نووا با قدرت تفکیک 2.5 در 2.5 درجه و محدوده 0 تا 40 درجه شمالی و 20 تا 70 درجه طول شرقی استفاده شده است که چهارچوب منطقه مورد مطالعه در شکل 3 دیده می شود. در گام بعد با اسکریپت نویسی در محیط grads سه پارامتر که شامل دما، جریان باد مداری و نصف النهاری و ارتفاع ژئوپتانسیل می باشد ترکیب گردید و نقشه های مورد نیاز برای سه پارامتر فوق برای موج گرم 28 تا 30 ژوئن 2017 ترسیم گردید.
شکل3. محدوده ترسیم نقشه های همدیدی موج گرم استان خوزستان
مآخذ: نگارندگان،1403
برای دریافت نمودار اسکیوتی روزهای مورد مطالعه(28 ژوئن تا 30 ژوئن 2017) از وب سایت دانشگاه وایومینگ به آدرس(http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html) مراجعه و نقشه های مورد نظر برای ایستگاه اهواز دریافت گردید.
بحث و یافتهها
تحلیل همدیدی روز اول موج پرم در ترازهای1000 تا 500 هکتوپاسکال
در شکل4 الگوی همدیدی حاکم در لایه زیرین و میانی وردسپهر را در الگوی غالب تابستانه در جنوب و جنوب غرب ایران برای روز 28 ژوئن 2017 نشان می دهد. همان طور که بیان شد با بررسی نقشه شکل4(دما)حدود موج گرم اتفاق افتاده دو دوره گرم سال بر روی استان خوزستان این الگوی همدیدی الگوی غالب در بیش از 86 درصد امواج گرم سه روزه و بالاتر بوده است.در تراززیرین جو عموما تا تراز 700 هکتوپاسکال در تراز 1000 هکتوپاسکال و پایین تر یک سامانه چرخندی با هسته بسیار گرم بر روی شمال عربستان و جنوب خلیج فارس حاکم می شود.در این لایه هسته گرمایی و هسته فشاری انطباق زیادی بر هم دارند. در تمام نمونه های موج گرم زبانه فشاری که با زبانه گرمایی نیز همراهی می شود با راستای جنوب شرقی – شمال غربی بر روی خوزستان ،جنوب ایران گسترش یافته و در ادامه تا شمال عراق و شرق سوریه تداوم دارد. بنابراین امواج گرمایی خوزستان در فصل تابستان از روی بیابان های داغ عربستان نشاط می گیرند. هسته گرمایی دیگری در امتداد این زبانه گرمایی بر روی بیابان های شمالی عراق و شرق سوریه نیز بچشم می خورد که نقش تابش زمینی را در تشدید و ایجاد این موج گرم نشان می دهد.در تراز 850 هکتوپاسکال با وجود این که هسته گرمایی همچنان بر روی جنوب خلیج فارس قرار دارد. ولی زبانه فشاری با زبانه مرکز چرخندی پاکستان ادغام شده و بصورت یک زبانه چرخندی با امتداد غربی – شرقی پس از عبور از جنوب شرق و جنوب ایران و پهنای صحرای کسترده عربستان وارد خوزستان شده و در همان امتداد زبانه لایه زیرین تا شمال عراق امتداد دارد.تفاوت ایجاد شده جابجایی هسته گرمایی شمال غرب عراق بر روی خوزستان می باشد.این به مفهوم آن است که بتدریج به سمت لایه های بالاتر نقش عوامل دینامیکی در تشدید گرمایش موج موثر است.
شکل4. نقشه دما(رنگها) وارتفاع ژئوپتانسیل(منحنی ها)و نقشه جریان(بردارها)تراز 1000 تا 500 هکتوپاسکال روز 28 ژوئن 2017 (مآخذ: نگارندگان،1403)
از تراز 700 هکتوپاسکال الگوی فشاری و دمایی دچار دگرگونی شده و با دور شدن از اثرات اغتشاشات زمینی و تشعشعات زمینتاب اثرات پدیده های دینامیکی جو موثرتر عمل کرده است. در این تراز مرکز واچرخندی در شمال غرب عربستان و شمال شرق دریای سرخ تکوین پیدا کرده و پشته حاصل از این واچرخند با راستای جنوب غربی – شمال ،شمال شرقی کشور عراق و شمال غرب و غرب ایران را در برگرفته است.ولی نیمه شرقی عربستان و نوار جنوبی ایران تا استان خوزستان همچنان تحت تاثیر زبانه چرخندی پاکستان قرار دارد.هسته گرمایی همچنان بر روی عربستان قرار دارد و زبانه این هسته گرمایی همچنان بر روی خوزستان گسترش یافته است.شدت گرمایش زمینی و تشعشعات موج بلند زمینی از روی بیابان های وسیع و لخت عربستان همچنان الگوی دمایی این منطقه را کنترل می کند. در تراز 500 هکتوپاسکال کاملا الگوی دینامیکی واچرخند عربستان کنترل کننده اصلی پدیده های این تراز می باشد. به این ترتیب به شدت از تاثیر اغتشاشات زمینی بر روی الگوی دمایی جو در این تراز کاهش پیدا کرده و یا از بین رفته است. درنتیجه پدیده های بزرگ مقیاس دینامیکی نقش اصلی را در کنترل شرایط جو تابستانه منطقه بر عهده دارد. در این تراز مرکز واچرخندی عربستان کاملا تقویت شده است. به طوری که مرکز واچرخند عربستان با پربند 5940.9 بر روی جنوب غرب عراق و غرب خوزستان استقرار دارد. گرمایش بی دررو حاصل از این هسته واچرخندی باعث تشکیل یک هسته گرمایی در ضلع جنوب شرقی این مرکز واچرخندی (بر روی خوزستان گردیده است.
به این ترتیب فرارفت گرم از طریق جریانات چرخندی در لایه زیرین وردسپهر از روی بیابان های داغ عربستان و ایجاد یک جو پایدار در لایه های میانی جو و گرمایش بی دررو حاصل از آن ضمن ایجاد یک موج گرم با دوام طولانی بر روی خوزستان بر شدت گرمای آن نیز افزوده است . به طوری که اکثر ایستگاه ها دمایی فراتر از 40 درجه را تجربه کرده اند.
شکل5 نمودار نیمرخ قائم جو را در ایستگاه اهواز برای روز 28 ژوئن نشان می دهد. همان طور که دیده می شود در تراز زیرین دما با یک شیب تندی تا حدود تراز 900 هکتوپاشکال رو به افزایش است. این نمودار بیانگر یک وارونگی دومایی شدید در لایه زیرین می باشد.سرعت باد در این ضخامت از جو بسیار ارام و نشاندهند پایداری شدید حاکم بر این تراز است. فقدان هر گونه جریانی برای جابجایی هوای گرم لایه زیستی شرایط را برای ساکنین بشدت نامطلوب می نماید.از تراز 900 تا حدود 600 هکتوپاسکال روند کاهشی بسیار کند بر جو حاکم است. به طوریکه دما در تراز 600 هکتوپاسال به 8 درجه سانتی گراد می رسد.اتف دمایی کمتر از شرایط نرمال که بیانگر پایداری حاکم بر جو میانی منطقه می باشد.سرعت باد نیز بیش از 10 تا 12 نات بیشتر نمی باشد .ودر تراز های 600 تا 500 نیز به بیش از 20 نات افزایش نمی یابد.از تراز 500 بالاتر شرایط پایداری همچنان تشدید شده و سرعت باد به کمتر از 10 نات تقلیل می یابد. این نیمرخ بیانگر حاکمیت یک جو بسیار پایدار در لایه میانی و بالای وردسپهر می باشد. این الگوی همدیدی سبب طولانی شدن دوام موج گرم نیز شده است.
شکل5. نقشه اسکیوتی روز 28 ژوئن 2017ساعت 00
مآخذ:) (http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html
تحلیل همدیدی روز دوم موج گرم در ترازهای 1000 تا 500 هکتوپاسکال
همان طور که بر روی نقشه شکل(5) تراز 1000 هکتوپاسکال دیده می شود مرکز چرخندی عربستان نسبت به روز قبل بطور قابل توجهی تقویت شده است. به طوری که ارتفاع ژئوپتانسیلی آن نسبت به روز قبل بیش از 20 ژئوپتانسیل متر تقویت شده و به بیش از 50- ژئو.پتانسیل متر رسیده است.هسته گرمایی این چرخند با دمای بیش از 22 درجه سلسیوس در ضلع جنوبی آن قرار دارد.با تشدید جریانات چرخندی و ایزوله شدن این جریانات در ضلع جنوبی زاگرس جنوبی هوای گرم بیابان های داغ عربستان با عبور از روی آبهای گرم خلیج فارس و دریافت رطوبت بر روی جلگه خوزستان فرارفت شده است.گرمای فرارفت شده از طریق این جریانات چرخندی هسته گرمایی روی جلگه خوزستان ایجاد کرده و دما در این تراز همچنان بیش از 22 درجه سانتی گراد می باشد.الگوی گسترش زبانه چرخندی عربستان همچنان جنوب شرقی – شمال غربی بوده و در امتداد پایکوه های زاگرس جنوبی تا شمال عراق تداوم دارد.با تداوم گرمایش تابشی چرخند عربستان در تراز 850 هکتوپاسکال نیز تقویت قابل توجهی داشته و بصورت یک سلول چرخندی بسته بر روی شمال عربستان ظاهر شده است.هسته گرمایی چرخند در ضلع جنوب غربی آن استقرار دارد. این الگو سبب تقویت هرچه بیشتر چرخند در این تراز گردیده است. در تراز 700 هکتوپاسکال هسته چرخندی عربستان کاملا تضعیف شده ولی چرخند پاکستان همچنان در این تراز حاکمیت دارد جریانات تند شمالی در ضلع غربی این چرخند و پایداری حاصل از جریانات جنوب سو سبب شده است هسته گرمایی روی خوزستان همچنان بر روی منطقه در این تراز نیز حفظ شود. سلول واچرخندی عربستان در امتداد جریانات برگشتی سلول هدلی در حال شکل گیری می باشد. پشته گسترده ای در امتداد واچرخند آفریقا بر روی دریای سرخ و شمال غرب عربستان گسترش یافته و در همان راستا تا شمال ایران امتداد یافته است.الگوی جریان جوی شکل گیری یک هسته فرعی از واچرخند عربستان را بر روی استان خوزستان نشان می دهد.پایداری دینامیکی حاصل از این واچرخند و سکون نسبی جو هسته گرمایی روی خوزستان را تشدید نموده و دمای جو را در این تراز به بالاتر از صفر رسانده است .در تراز بالاتر این واچرخند بصورت یک میدان گسترده تر تمام محدوده شمال غربی عربستان از ساحل شرقی دریای سرخ تا تمام پهنه استان خوزستان و استان های حاشیه ای را در برگرفته است.بطوریکه منحنی 5928 ژئوپتانسیل متراز روی خوزستان عبور میکند.هسته گرمایی همچنان در حاشیه جنوبی استان خوزستان بچشم می خورد.
شکل 6 نمودار نیمرخ قائم دمای جو را برای ساعت صفر گرینویچ (3.5 صبح به وقت محلی ) نشان می دهد.همان طور که نشان می دهد در این ساعت دمای ایستگاهی در تراز 1000 هکتوپاسکال حدود 32 درجه سانتی گراد است.ولی در جهت قائم تا حدود تراز 900 هکتوپاسکال با بیش از 45 درجه سانتی گراد افزایش یافته است. این شرایط بیانگر وقوع یک وارونگی بسیار قوی در لایه نزدیک زمین و لایه زیستی انسان رخ داده است.سرعت باد در این لایه بسیار کم و کمتر از 1 نات می باشد. از این تراز تا تراز 700 هکتوپاسکال نرخ کاهش دما نرخ معمول خود را دارد.ولی در محدوده تراز 700 تا 550 هکتوپاسکال لایه وارونگی دیگری به چشم می خورد. سرعت باد همچنان بسیار کم می باشد. از این تراز به بعد در تمام لایه میانی وتا انتهای لایه بالایی وردسپهر نرخ کاهش دما بسیار بطئی و کند می باشد و بیانگر حاکمیت یک پایداری دینامی بسیار قوی می باشد.تکوین واچرخند عربستان و تقویت هر چه بیشتر آن به سمت لایه های میانی و بالاتر عامل اصلی این وارونگی قوی بر روی منطقه است.
شکل6. نقشه دما(رنگها) وارتفاع ژئوپتانسیل(منحنی ها)و نقشه جریان(بردارها)تراز 1000 تا 500 هکتوپاسکال روز 29 ژوئن 2017 (مآخذ: نگارندگان،1403)
شکل7.نقشه اسکیوتی روز 29 ژوئن 2017ساعت 00
مآخذ: http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html
تحلیل همدیدی روز سوم موج گرم در ترازهای 1000 تا 500 هکتوپاسکال
در این روز شرایط دمایی موج گرم به شدیدترین حالت خود رسیده است. به طوری که دراکثر شهرهای استان دمای هوا به بیش از 41 درجه سانتی گراد رسیده است. الگوی همدیدی تراز 1000 هکتوپاسکال این روز را نشان می دهد.مرکز چرخندی عربستان در این روز همچنان تقویت شده و ارتفاع ژئوپتانسیلی آن به کمتر از 60- ژئوپتانسیل رسیده است.تداوم حاکمیت هسته گرم در ضلع جنوب غربی چرخند و فرارفت گرمای بیابان های داغ عربستان بدرون چرخند و یایداری حاصل از غلبه واچرخند عربستان بر روی منطقه برای مدت طولانی بتدریج بر شدت دمای سطحی افزوده است.تداوم گسترش و حاکمیت این زبانه چرخندی بر روی منطقه سبب شده است سلول بسته بریده ای در جنوب عراق تکوین یافته و با گردش واچرخندی و تقویت جریانات غرب و جنوب غربی هوای گرم بیابان های جنوبی عراق و شمال عربستان را بر روی خوزستان فرارفت نماید.الگوی گسترش همچنان راستای جنوب شرقی – شمال غربی دارد . که بدلیل عبور از ابهای خلیج فارس بر شدت شرجی استان نیز افزوده است.در تراز 850 هکتوپاسکال سه سلول بسته چرخندی بر روی منطقه حاکمیت دارد. مجموع شرایط حاصل از این آرایش سامانه ها و زبانه های چرخندی حاکم بر جنوب و جنوب غرب ایران سبب شده است در تراز مرزی جریان همچنان غرب و جنوب غربی شده و فرارفت بیابان های غربی بر روی خوزستان تداوم داشته باشدشرایط همدیدی حاکم در تراز 700 هکتوپاسکال استقرار یک هسته گرمایی قوی درست بر روی خوزستان می باشد بدلیل استقرار هسته مرکزی واچرخند عربستان بر روی استانبا دوام 3 روز و تداوم فرارفت گرم و مرطوب در لایه زیرین وردسپهر و همرفت تابش زمینی شدید و گرمایش بی دررو حاصل از فرونشینی جوی درضخامت زیادی از جو بتدریج بر شدت گرمای سطحی افزوده شود.
شکل 9 نمودار اسکیوتی (نیمرخ قائم )جو استان را در روز سوم موج گرم نشان می دهد همان طور که دیده می شود در این روز لایه وارونگی دمایی نسبت به دو روز قبل توسعه پیدا کرده و این لایه تا تراز تقریبی 800 هکتوپاسکال نیز رسیده است. با عمیق شدن عمق لایه وارونگی بر شدت دمای هوا نیز افزوده شده در نتیجه اکثر ایستگاه های منطقه دمای بالا 40 تا 45 درجه سانتی گراد را حتی در طول شب تجربه کرده اند. سرعت باد در لایه های مختلف حتی نسبت به روزهای قبل ارام تره شده و از تراز دریا تا تراز 250 هکتوپاسال بندرت بالاتر از 10 نات می باشد.از تراز لایه وارونگی دمایی تا ناتهای لایه وردسپهر نرخ عمودی کاهش بسیار ارام و بطئی شده و نشان از یک پایداری دینامیکی بسیار قوی در لایه عظمی از جو منطقه هستیم.
شکل8. نقشه دما(رنگها) وارتفاع ژئوپتانسیل(منحنی ها)و نقشه جریان(بردارها)تراز 1000 تا 500 هکتوپاسکال روز 30 ژوئن 2017 (مآخذ: نگارندگان،1403)
شکل9.نقشه اسکیوتی روز 30 ژوئن 2017ساعت 00
مآخذ: (http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html)
نتیجه گیری
امروزه امواج گرمایی تابستانه به یک معضل اجتماعی و زیست محیطی در استان خوزستان تبدیل شده است. همان طور که در تحلیل آماری امواج گرمایی نیز مشاهده گردید با توجه به قرارگیری استان خوزستان در منطقه جنب حاره،دوره گرمادر استان خوزستان نسبت به سایر نقاط ایران زودتر شروع و دیرتر پایان می پذیرد تعداد امواج گرم تابستانه در سال های اخیر روبه افزایش بوده است. هر سال در دوره گرم سال با ورود امواج گرم شدید و ماندگار دمای هوا در استان بطور نامتعارفی بالا رفته و خسارت های اقتصادی، زیستی فراوانی را ایجاد میکند. با افزایش نامتعارف دما که بعضا با رطوبت بالایی نیز همراه است. به شبکه برق آسیب جدی وارد شده، حمل و نقل دچار اختلال جدی شده و صنایع و تاسیسات مرتبط با آن دچار تعطیلی میگردند. مهمتر از آن سلامت و آسایش تعداد کثیری از انسان ها به خطر افتاده و خسارات جانی زیادی ببار میاورد. به عنوا مثال موج گرم 28ژوئن تا 30 ژوئن 2017 یکی از بی سابقه ترین امواج گرم در استان خوزستان بوده است که به گزارش خبرگزاری کیهان(گرمای شدید و کمسابقه در خوزستان و همچنین مرکز استان عامل اصلی پرخاشگری شهروندان در روزهای گرم است و با توجه به دمای این روزهای شهر اهواز بیماری گرمازدگی هم شیوع پیدا کرده است. هدف ازاین پژوهش،ابتداشناسایی امواج گرم استان خوزستان و سپس تحلیل همدیدی نقش پرفشار عربستان در ایجاد آنها بود .بر اساس نتایج تعداد امواج استخراج شده در دوره آماری 67 موج گرم سه روزه و 25 موج چهار روزه و بیشتر شناسایی گردید .بررسی نفشه های همدیدی نشان داد که عامل غالب و اصلی این امواج گرمایی در لایه زیرین وردسپهر ترکیبی از عملکرد دو سامانه چرخندی عربستان و پاکستان و در لایه میانی و بالاتر هسته و پشته واچرخند عربستان می باشد.الگوی همدیدی غالب امواج گرمایی به صورت است که: در لایه های زیرین وردسپهر زبانه های چرخندی پاکستان و عربستان به عنوان مهمترین سامانه تاثیر گذار در انطباق با الگوی توپوگرافی نقطه (ارتفاعات زاگرس جنوبی ) و الگوی چرخشی سامانه سبب فرارفت گرم دمای تابشی بیابان های گرم لوت و عربستان بر روی استان خوزستان بوده اند.در لایه زیرین وردسپهر زبانه ای در جهت جنوب شرقی به شمال غربی با عبور از دامنه های جنوبی زاگرس وارد جلگه خوزستان شده و تا شمال عراق و ساحل شرقی مدیترانه گسترش یافته است. ولی در ترازهای 700 و 500هکتوپاسکال شرایط همدیدی کاملا عوض شده و با غلبه الگوی گردشی تابستانه بر روی منطقه از تراز 700 هکتوپاسکال بتدریج واچرخند عربستان تکوین یافته و عامل غالب منطقه می گردند.مقایسه این پژوهش با دیگر مطالعات نشان داد که در زمینه تحلیل امواج گرمایی برخی با رویکرد آماری (کریسلی ،91:2014)،(گوثریه رو و همکاران ،1:2018)،(یزدان پناه و علیزاده ،17300:1390)،(حسین پور و همکاران ،81:1402)،(خسروی وهمکاران،19:1399)امواج گرم را بررسی کردند. و برخی که دید سینوپتیکی داشتند،یا تاثیرپرفشار عربستان و سایر پر فشار های جنب حاره را در زمینه دما و بارش مورد بررسی قرار داده اند (لشکری و محمدی ،73:1394)،(لشکری و همکاران ،74:1395)،ویاتحلیل همدیدی الگوهای منجر به امواج گرمایی را در سایر نقاط ایران (کرم پور و همکاران ،263:1396)،(قویدل رحیمی ، 85:1390)،(هوشیاروهمکاران ،185:1398)،وجهان (ظرافتی وهمکاران،427:1403)بررسی و مطالعه نمودند. مقایسه نتایج این پژوهش با مطالعات.(قویدل رحیمی ،85:1390)،(کرم پور و همکاران ،263:1396)،( رحیمی و همکاران ،69:1396)،(مجرد وهمکاران ،57:1394)(لشکری و همکاران ،141:1396)،(خسروی و همکاران ،19:1399)،(ظرافتی وهمکاران،427:1403)مطابقت داردوتاحدودی با پژوهشهای (کریسلی،91:2004)،(چگرینی وهمکاران ،11:2017) (هوشیار و همکاران ،185:1398)،(حسین پور و همکاران ،81:1402)،هم خوانی و مطابقت دارد. اما از آنجایی که هدف تحقیق حاضر شناسایی امواج گرم استان خوزستان و تحلیل همدیدی پر فشار عربستان در ایجاد انها بود،در این زمینه تحقیقی کاملا مشابه انجام نشده و این پژوهش در نوع خود یک مطالعه جدید و نو آوری می باشد.
پیشنهادها
1-جریان هوا در اثر تغییرات دمای هوای سطح زمین بین مناطق استوایی و قطبین به وجود میآید. از این رو تصاویر سنجش از دور حرارتی در مطالعات سیستمهای هوا کاربرد زیادی دارد.
2- به منظور به دست آوردن نتایج بهتر و دقیقتر، در تحقیقات آتی و در رابطه با موج گرما، علاوه بر دادههای که استفاده شد از تصاویر ماهوارهای نیز استفاده شود.
3-با توجه به اینکه امواجگرما درتمامی کرهزمین، با هر نوع آب و هوای رخ میدهد و همچنین با توجه به تأثیر فرامنطقهای آن به منظورمنشاءیابیدقیقتر و بهترآنها، بهتراست ازدادههای دمایروزانه ایستگاههای همدیدی ک شورهای همسایه یا حتیکشورهایدرون یک یا چندقاره، نیزاستفاده شود.
این مقاله مستخرج از رساله دکتری نویسنده می باشد،لذا تشکر و سپاسگذاری قلبی و لسانی فراوان دارم از اساتید عالیقدر راهنما و مشاور که همواره راهنما و راهگشای نگارنده در اتمام و اکمال این پژوهش و پایان نامه بوده اندو بدون کمک و راهنماییهای اخلاقی و علمی آنها امکان پذیر نبود.
منابع ومآخذ
1) اردوزاده، نسرین، برنا، رضا، قربانیان، جبرئیل، ومرشدی، جعفر(1403). تعیین مناسبترین ایام تحصیلی دانش آموزان شهر اهواز براساس نتایج مشاور اقلیم، نشریه علمی اندیشه های نودر علوم جغرافیایی ،2(6) 49-29.
2) اسمعیلنژاد، مرتضی، خسروی، محمودی، علیجانی، بهلول، ومسعودیان، ابوالفضل(1392). شناسایی امواج گرمایی ایران، جغرافیا و توسعه ،33(11)، 54-39.
3) برنا، رضا، امانی، ماندانا، وظهوریان پردل، منیژه(1400). ارزیابی مخابرات دمایی استان خوزستان. نشریه جغرافیای و مخاطرات محیطی .10(4) 229-245.
4) جهان بخش، سعید، قویدل، فاطمه، واشجعی، محمد(1394). شناسایی، طبقه بندی و تحصیل همدیدی امواج گرمایی به منظور کاهش مخاطرات استانی در شمال غرب ایران ،دانش مخاطرات استانی در شمال غرب ایران، دانش مخاطرات،4، 378-391.
5) حق زبان، شیدا، قربانیان، جبرائیل، خزایی، زهرا، مرشدی، جعفر، وبرنا ، رضا(1403) .تعیین راهبرد مناسب برای کاهش مهاجرت مردم براساس مدل سوات مطالعه موردی : شهر اهواز )، نشریه علمی اندیشه های نو در علوم جغرافیایی ،2(6) ، 90-73.
6) حسین پور، زینب، شمسی پور، علی اکبر، کریمی، مصطفی، وخوشاخلاق، فرامرز(1402) .تحلیل آماری امواج گرمایی در دامنه های جنوبی البرز، نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی ،23(68)، 9-81.
7) خسروی، محمود، واسمعیل نژاد، مرتضی(1399). بررسی آماری همدیدی موج های گرمایی کم تداوم ایران، مطالعات جغرافیایی مناطق کوهستانی .1(2)، 19-33
8) رحیمی، داریوش، میرهاشمی، حمید، وعلیزاده، تیمور(2017).تحلیل ساختار امواج گرمایی در غرب و جنوب غرب ایران. فصلنامه جغرافیا و برنامه ریزی محیطی، 28(3)،8-69.
9) زنگنه، سعید، لشکری، حسن، ومرادی، محمد(1394). تحلیل سینوپتیکی پرفشار عربستان و اثر آن برخشکسالی های جنوب و جنوب غرب ایران ،جغرافیا و پایداری محیط ،15(5)،17-31.
10) ظرافتی، هادی، فویدل رحیمی، یوسف، وفرج زاده اصل، منوچهر(1403). واکاوی الگوهای تراز 500 هکتوپاسکال مولد داده های فرین بالای 50 درجه منطقه غرب آسیا، تحقیقات کاربردی علوم جغرافیا ،24(72)،446-427.
11) قویدل رحیمی، یوسف (1390). شناسایی،طبقه بندی و تحلیل سینوپتیک موج ابر گرم تابستان 1389 ایران ، مطالعات جغرافیایی مناطق خشک ،11(3)،85-100.
12) کرم پور، مصطفی، رفیعی، جعفر، وجعفری، ایوب(1396). شناسایی و تحلیل سینوپتیکی امواج گرمایی غرب ایران( ایلام ، خوزستان، لرستان،کرمانشاه)، فصلنامه مدیریت مخاطرات محیطی، 4(3)،263-279.
13) لشکری، حسن(1375). الگوی سینوپتیکی بارش های شدید ایران-رساله دکتری دانشگاه تربیت مدرس-دانشکده علوم انسانی،گروه جغرافیا.
14) لشکری، حسن، و محمدی ، رینب (1394). اثر موقعیت استقرار پرفشار جنب حاره ای عربستان برسامانه های بارشی در جنوب و جنوب غرب ایران ، پژوهش های جغرافیای طبیعی ،1(47)،73-90.
15) لشکری، حسن، متکان، علی اکبر، آزادی، مجید، ومحمدی ، زینب(1395). تحلیل همدیدی نقش پرفشار عربستان و رودبار جنب حاره ای در کوتاه ترین طول دوره بارشی جنوب و جنوب غرب ایران، فصلنامه علوم محیطی ،4(14) ،59-74.
16) لشکری، حسن، متکان، علی اکبر، آزادی، مجید، و محمدی،زینب (1396). تحلیل همدیدی نقش پرفشارجنب حاره ای عربستان و رود باد جنب حاره ای در خشکسالی های شدید جنوب و جنوب غرب ایران، پژوهش های دانش زمین ،30(8)،141-163.
17) مجرد، فیروز، معصومه پور، جعفر، ورستمی، طیبه(1394).تحلیل آماری همدیدی امواج بالای 40 درجه سلسیوس در غرب ایران، جغرافیا و مخاطرات محیطی، 13، 41-57.
18) هوشیار، محمودی، سبحانی، بهروز، و نادر، پروین(1398). تحلیل آماری سینوپنیکی امواج گررمایی زودرس در شمال غرب ایران، نشریه تحقیقات کابری علوم جغرافیایی ،19(54)،203-185.
19) یزدان پناه، حجت الله، وعلیزاده، تیمور (1390).برآورد احتمال وقوع امواج گرمایی با دوره تداوم مختلف در استان کرمان با کمک زنجیره مارکف، فصلنامه تحقیقات جغرافیایی ،دوره26، 17300-17322.
20) Beniston, M.., Stephenson, D.B., Christensen, O.B., Ferro, A.T., Frei, christoph., Goyette, s., Halsnaes,K., Holt, T., jyiha,k., koffi, B .(2007). Future extreme events in European climate. An exploration of regional climate model projections, Climatechange No, 81, 71-95
21) Bettina M. (2003). Fifty-third session of the WHO Regional Committee for Europe:pp1-12.
22) Ceccherini,G.,Russo,S.,Ameztoy,I.,Marchese,A.F.,C.,Carmona-Moreni,C.,(2014),Heat Waves in Africa 1981-2015,Observations and Reanalysis, Natural Hazards and Earth System Siences,17: 115-125.
23) Guerreiri,S.B.,Dawsin,R.J.,Kilsby,C.,Lewis,E.,Ford,A.,(2018),Future Heat-Waves ,Droughts and Floods in 571 European Cities, Environmental Research Letters,13:1-10
24) Guirguis,K.,Gershuniv,A.,Tardy,A.,Basu,R.,(2014),The Impact of Recent Heat Waves on Human Health in California, Jornal of Applied Meteorology and Climatology,53:3-19
25) Hatvani-Kovacs,G.,Belusko.M.,Pockett,J.,Boland,J.,(2016),Assessment Heat Waves of Impact, 4th IinternationalConference in Countermcasures to Urban heat Island(UHI) .Procedia Engineering 169:319-323
26) Huang, W., Kan, H., & Kovats, S. (2010). The impact of the 2003 heat wave on mortality in Shanghai, China. Science of the total environment, 408(11): 2418-2420.
27) Ji.Young Son .Jong T, G.Brooke Anderson and Michellel.Bex.(2012). The impact of Heat wave on mortality in seven major cities in Korea Environ Health Percept 120: 566-571.
28) Keggenhoff, I., Elizbarashvili, M., King, L., (2015). Heat Wave Events over Georgia since1961:Climatology, Changes and Severity, Climat, 3(2):308-328.
29) Kyselý, J. (2004). Mortality and displaced mortality during heat waves in the Czech Republic. International journal of biometeorology, 49(2), 91-97.
30) McMichael,A.J.,Campbell-Lendrum,DH.,Corvalan,C.F.,Ebi,K.L.,Githeko,A.K.,
31) Scheraga,J.D.,Woodward,A.,(2003),Climat Change and Human Health,Risks and
Responses,World Health Organization,Geneva.
32) Roger D., Peng, Jennifer F. Bobb and Francaesca Do.(2011). Toward a Quantitative Estimate of Future Heat Wave Mortality under Global Climate Change, Environ Health Perspect. 2011 May; 119(5): 701-706.
33) Russo,S.,Marchese,A.F.,Sillmann,J.,Imme,G.,(2016),When Will Unusual Heat Waves Becom Normal in A Warming Africa ?Environmental Research Letters,11:1-10.
34) https://kayhan.ir/fa/news/107509
[1] -McMichael et.al
[2] -Keggenhoff et.al
[3] -Guirguis et.al
[4] -Hatvani_Kovacs
[5] 1 -Bettina
[6] 2 -Beniston
[7] 3 -Kysely
[8] 1 -Roger et.al
[9] 2 -Huang et.al
[10] 3 -Ji young son
[11] 4 -Russo et.al
[12] 5 -Ceccherini et.al
[13] 6 –Guerrieri et al
[14] 1 - Heat Wave
[15] 2 - High Pressure
[16] 3 - High Pressure Azores
[17] 4 - High Pressure Saudi Arabia