نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشگاه سیستان و بلوچستان،زاهدان
2 استاد اقلیم‌شناسی –دانشگاه خوارزمی تهران
3 کارشناسی ارشد اقلیم‌شناسی دانشگاه سیستان و بلوچستان
چکیده
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Introduction Composition of temperature and humidity is a climate phenomenon in southern coast of Iran. Humidity and hot weather create sultry sense. Human are very sensitive and vulnerable against climate change. Iran has a significant temperature and humidity change, therefore during a year, the comfort conditions are limited. A sultry phenomenon is a basic factor in limitation comfort statues in the coastal zone. So the control of humidity and temperature is very important. Severity of this condition is increased with increasing temperature and humidity. The south coast of Iran has a varied climate that is affected by its widespread, variation in topography and location of Persian Gulf in southern boundaries. Because of high temperature and humidity in Khuzestan province, Sultry is seen in more than a half year and create an uncomfortable bioclimatic conditions in human population. Unfavorable climatic conditions, lack of suitable knowledge of the special features of the formation and development of localized climate in Khuzestan province has caused that many of Khuzestan climate characters are unrecognized. The main purpose of this study was to identify the structure and nature of the synoptic scale circulation components in the lower and middle levels of the troposphere, which control the sultry phenomenon. The identifying sultry weather in this region is of considerable importance in order to better plan and find better ways for decreasing environmental problems. Finally recognizing this phenomenon allows us to decrease their harmful effects. Material and methods In this paper, to identify the formation structure of sultry phenomena in Khuzestan province, 10 synoptic stations which had a suitable spread and without a gap in climate variables were selected. Daily data of mean temperature and humidity from 1994/01/01 till 2008/12/30 were used. Sultry days were extracted by using lancaster-karston index. Because of spatial distribution and temporal changes, the days with simultaneity in 5 stations were selected. This research has done after extracting 14 distinct sultry waves and dividing them to both warm and cold periods of the year. Finally synoptical analysis has been done by using Geopotential height in level of 500hpa and sea level pressure through compositional maps, streamline in two levels of 500hpa and sea level and the map of surface level humidity advection in the range of 10 to 50 north degrees and 10 to 70 east degrees for two distinct sultry waves. Result and discussion The study of Geopotential height in level of 500hpa and sea level pressure through compositional maps, streamline in two levels of 500hpa and sea level and the map of surface level humidity advection showed that subtropical high pressure have moved to the 45 degrees south of the circuit in the warm period of the year. Air dynamic subsidence of the subtropical high pressure's eastern section causes a warm and dry weather in the study area. Earth's surface thermal low pressure systems, especially Iraq low-pressure system would be one of the sultry creating factors. Meridional flows were southern. Subtropical high pressure's axis moving, backing on its two southern latitudes and dominate of the high pressure ridge in the study area are the main factors of creating south advections in the cold period of the year. The humidity advection maps showed that the most important humidity resources entered into Khuzestan province include Arabian Sea and Persian Gulf. Moisture of Arabian Sea was strengthened in the Persian Gulf, entered to study area. Humidity advections were south and southeast. Conclusion The results of synoptic analysis were shown that the distinct waves with complete hegemony of subtropical high pressure in 500hpa level, its meridional extension and support causing the stability atmosphere support and continues over the region. The impact of harmonizing heat low pressure, especially Arabia low pressure, provides a suitable condition for humidity transferring to the region. Domination of subtropical high pressure and the settled manner of its axis during the cold period of the year is the most important trends in south stream from warm southern seas to the study area. The main resources of humidity and sultry conditions of Khuzestan province include Arabian Sea, Gulf of Oman, and Persian Gulf that the moisture contents of currents strengthened over the Persian Gulf. Humidity entry routes are mainly from the south and southeast.
کلیدواژه‌ها [English]
مقدمه
ترکیب اثر رطوبت و دما در کرانههای شمالی و جنوبی ایران پدیده اقلیمی شرجی را در این نواحی به وجود میآورد. شدت شرجی با افزایش نم نسبی افزایش و با کاهش دما کم میشود (مسعودیان و کاویانی، 1387). طبق تعریف شارلو(Dieterichs, 1975) شرجی به‌عنوان وضعیتی از آب‌وهواست که مقدار فشار بخارآب جزئی برابر یا بیشتر از 8/18 هکتوپاسکال است. وی شدت شرجی را از روی اختلاف مابین درجه حرارت اندازه‌گیری شده (T) و حرارت مرزی (Tg) و یا متناسب با آن از روی اختلاف فشار بخارآب (e) اندازه‌گیری کرد. تحقیقات توسط استیدمن(1979 ،Steadman) در مورد مرز شرجی و ارزیابی آن منجر به توسعه شاخصهای ویژهای بر اساس فیزیولوژی انسانی و علوم پوشش شده است. پس از آن لانکستر و کارستن با انجام مطالعات تجربی مرز شرجی را با توجه به نم نسبی و دما ارائه دادند که مبنای تهیه آن سنجش‌های عملی لانکستر بوده و این بررسی مورد تأیید بسیاری از اقلیم شناسان است(کاویانی، 1360). دیتریج (Dieterichs, 1980) در سال 1980 فراوانی، طول مدت و شدت شرجی در بخشی از سواحل سالوادور را با استفاده از 1590 موردی که دمای شبنم آنها برابر یا بیشتر از 5/16 درجه سلسیوس است موردبررسی قرار داد. همچنین کوتا (Kvetak, 1986) دورههای آب‌وهوای خشک و دورههای آب‌وهوای شرجی و نیز شرایط بسیار مساعد برای انسان در هوربانوو در بازه زمانی 1980-1951 و با استفاده از پارامترهایی چون فشار بخارآب، دمای هوا و رطوبت نسبی، توسط روشهای آماری مورد ارزیابی قرار داد. تایلی (Tilly, 1988) معتقد است که فیلیپین جزء گرم‌ترین مناطق جهان است. وی شدت شرجی در موقعیتهای مختلف این کشور موردبررسی قرار داد. زارنوویسکی (Zarnowiecki, 2001) پدیده شرجی در 8 نقطه که دارای چشم‌انداز شهری متفاوت بوده بررسی کرد. اهم نتایج این پژوهش عبارت‌اند از: دورههای شرجی اغلب در نواحی با ساختمانهای متراکم و زمینهای آسفالتی و بتونی سخت مثل ایستگاه مترو و همچنین در مجاورت مخزن آب مثل دریاچه اتفاق میافتد. در داخل نواحی که ساختمانها پراکنده و جادهها عریض هستند و یا در نواحی که پوشش گیاهی وجود دارد مثل باغ و پارک پدیده شرجی بندرت به وقوع میپیوندد. فالرز (Falarz, 2005) درباره رخداد پدیده شرجی در لهستان نشان داد میانگین تعداد روزهای با آب‌وهوای شرجی در سراسر لهستان با حرکت در جهت شمال غرب-جنوب شرق به‌طور پیوسته افزایش مییابد و در ارتفاع بالاتر از 1200 متر، روز شرجی اتفاق نمیافتد. ضمن اینکه بدترین شرایط زیست‌اقلیمی در رابطه با پدیده شرجی در جنوب شرق لهستان است درحالی‌که بهترین شرایط در قسمتهای شمالی و غربی (دور از ساحل) و در ارتفاعات اتفاق میافتد. در همین راستا بلازجسیک Blazejczyk, 2006)) با استفاده از شاخص استرس گرمایی به این نتیجه رسید که روزهای شرجی از اواسط آوریل آغاز و تا سپتامبر هم ادامه دارد و بیشترین میزان آن در منطقه کارپتین مشاهده میشود. همچنین بلازجسیک و ماتزراکیس (2007Blazejczyk and Matzarakis,) در مقالهای، از پدیده شرجی به‌عنوان یکی از شاخصهای طبقهبندی آب‌وهوایی جدید یاد میکند. ویپیچ (Wypych, 2009) تغییرات طولانی‌مدت رطوبت هوا در کراکوف در طی بازه زمانی 2000-1901 را با استفاده از تجزیه‌وتحلیل مقادیر فشار بخارآب، کسری اشباع و دما را موردبررسی قرار داد و به این نتیجه رسید که تغییرات طولانی‌مدت رطوبت هوا در کراکوف بیش از همه در تغییرات کسری اشباع قابل‌مشاهده است و رشد مقادیر کسری اشباع در نیمه گرم سال بیشتر است. وانگ و کونگ(Wang and Gong,2010) با مطالعاتی که بر روی تغییرات امواج گرما و آب‌وهوای شرجی در شهر پکن با استفاده از دادههای اقلیمی جمع‌آوری‌شده از سال 2000-1940 انجام دادهاند به این نتیجه رسیدند که بیشترین تعداد روزهای گرم و شرجی در طول دهه چهل رخ‌داده است. اندلر و ماتزراکیس (Endler and Matzarakis, 2010) با بررسی تأثیر تغییرات اقلیم بر منطقه جنگل سیاهدر جنوب غربی آلمان نشان دادند استرس حرارتی شرجی به علت افزایش دما بخصوص در عرض های پائین سیر صعودی داشته است.
در ایران، مطالعات مرتبط با پدیده شرجی بسیار محدود است از معدود کارهای انجام‌گرفته میتوان به پژوهش کاویانی (1360) اشاره کرد. با بررسی روشهای مناسب جهت محاسبه ماههای شرجی با الهام از تجارب شارلو و لانکستر-کارستن و روگه و با انتخاب 35 ایستگاه اقلیمی جنوب کشور و بررسی آماری 10 ساله ایستگاه‌های مزبور، آغاز و پایان ماههای شرجی مناطق ساحلی جنوبی کشور تعیین و درجه شدت آنها باهم مقایسه گردید. همچنین نشان داد مردادماه درجه شدت شرجی اکثر ایستگاه‌های جنوبی کشور به‌جز سواحل جنوب شرقی کشور بیش از سایر ماههاست و ایستگاه بندر امام خمینی حداکثر درجه شرجی را با 4/12- کسب کرده است. مسعودیان و کاویانی (1387) بر پایه این رابطه و با توجه به اینکه بیشینه نم نسبی 100درصد است، دمای آستانه شرجی را 8/16درجه سلسیوس تعیین نموده‌اند. باعقیده و همکاران(1392) ضمن بررسی پدیده شرجی در سواحل جنوبی دریای خزر نفوذ کمفشار پاکستان و زبانه پرفشار دریای سیاه را در ایجاد موجهای شرجی این ناحیه مؤثر دانسته‌اند. بررسی مطالعات انجام‌شده مبین این نکته است که در پژوهشهای یادشده عمدتاّ، تکنیکها و مدلهای ریاضی جهت بررسی شدت و میزان شرجی، کانون اصلی توجه محققین بوده و مطالعهای در زمینه شناسایی شرایط سینوپتیکی زمان رخداد پدیده شرجی کمتر مورد توجه قرار گرفته است. با توجه به آب‌وهوای نامساعد، نبود دادههای جوی مناسب و درازمدت، نبود شناخت و درک مناسب از شکلگیری و تکوین ویژگی‌های خاص اقلیمی در مقیاس محلی و منطقهای در استان خوزستان و انگیزه پائین پژوهشگران علوم جوی به مطالعه مناطق خشک بویژه در فصول گرم موجب گردیده تا بسیاری از ویژگیها و قانونمندیهای حاکم بر جو منطقه موردمطالعه ناشناخته و مجهول بمانند. در نتیجه نیاز به انجام پژوهشی که به طور خاص سازوکار تشکیل پدیدۀ شرجی و تبیین مؤلفههای اصلی شکلگیری آن در منطقه موردمطالعه ضروری بنظر میرسد بر همین اساس، هدف اصلی پژوهش حاضر شناخت ساختار و ماهیت مؤلفههای گردشی مقیاس همدید در ترازهای پائین و میانی وردسپهر بوده که قویاً پدیده اقلیمی سطحی شرجی را کنترل مینماید تا بتوان بر اساس آن پیشبینیها و برنامهریزیهای لازم را صورت داد و به منظور کاهش خسارات ناشی از اینگونه پدیدهها، به اعمال شیوههای مدیریت صحیح پرداخت.اهمیت این امر بخصوص در سالهای اخیر که پدیده مخاطره آمیز گرد و غبار حیات را در منطقه مورد تهدید قرار داده است،بیشتر می شود.
مواد و روش ها
منطقه موردمطالعه استان خوزستان میباشد این استان بین 47 درجه و 31 دقیقه تا 50 درجه و 39 دقیقه طول شرقی از نصفالنهار گرینویچ و 29 درجه و 58 دقیقه تا 33 درجه و 4 دقیقه عرض شمالی از خط استوا واقع‌شده است (سازمان هواشناسی کشور، اقلیم و گردشگری استان خوزستان 1381). منطقه موردمطالعه در نیمه جنوبی کشور و در عرضهای جغرافیایی پائین واقع گردیده بنابراین در فصل گرم، متأثر از آب‌وهوای جنبحارهای است.پدیده شرجی در استان خوزستان بخصوص در فصول تابستان و پائیز هرساله به‌کرات مشاهده میشود. (الماسی،1391) هدف اصلی این پژوهش شناسایی امواج شرجی شاخص و تحلیل همدیدی دو مورد از شدیدترین سامانهها طی سالهای (2008-1994) میباشد.. در مطالعات همدید دو رویکرد اصلی برای طبقهبندی وجود دارد این دو رویکرد را میتوان رویکرد گردشی به محیطی و رویکرد محیطی به گردشی نامید. در رویکرد محیطی به گردشی محقق الگوهای گردش جو را برحسب شرایط محیطی خاص که در زمین رخ میدهد تعیین میکند (مسعودیان،1385). به منظور تبیین قانونمندیهای حاکم بر شکلگیری پدیده شرجی در استان خوزستان، روش مطالعاتی محیطی به گردشی مبنای اصلی این پژوهش در نظر گرفته شد. جهت مطالعه، ابتدا ده ایستگاه سینوپتیک (شکل 2 و جدول 1) به‌گونه‌ای انتخاب شد که اولاً بتوانند توزیع و پراکنش مناسبی در سطح منطقه مذکور داشته معرف خوبی برای کل منطقۀ موردمطالعه بوده ثانیاً دورۀ آماری آنها کامل و فاقد آمار مفقوده باشد. با توجه به موارد فوق مشخصات ایستگاه‌های منتخب سینوپتیکی منطقه به شرح جدول 1 است.
جدول 1- مشخصات ایستگاه‌های موردمطالعه
سپس با بهرهگیری از دادههای دمای میانگین روزانه و رطوبت نسبی، میزان شرجی در 10 ایستگاه هواشناسی واقع در استان خوزستان در بازۀ زمانی 15 ساله (2008-1994 ) محاسبه شد. برای استخراج روزهای شرجی، از شاخص لانکستر و کارستون (رابطه 1) استفاده شد.
رابطه 1-
در اینجا D شدت شرجی، Rh نم نسبی برحسب درصد و T دمای میانگین روزانه برحسب درجه سلسیوس میباشد. این رابطه (شماره 1) فاصله از مرز شرجی را نشان میدهد. مقادیر مثبت نشانگر شرجی و مقادیر منفی نشانگر وضعیت غیر شرجی است. (مسعودیان و کاویانی، 1387). با توجه به اینکه در تحقیق حاضر بررسی مقیاس منطقهای پدیدۀ شرجی مدنظر بوده است، با بررسی پراکندگی مکانی و تغییرات زمانی شرجی، تنها روزهایی انتخاب گردید که حداقل 5 ایستگاه به‌طور همزمان پدیده شرجی را تجربه نموده باشند بر این اساس، پس از کنترل کیفی دادهها، تعداد 14 موج شرجی شاخص انتخاب گردیده و به دو دورۀ گرم (بهار و تابستان) و سرد ( پائیز و زمستان) تفکیک‌شده‌اند (جدول 2). جهت مطالعه برای هر دوره شدیدترین و وسیع‌ترین موج شرجی انتخاب گردید. شدیدترین و وسیع‌ترین به این معنا که سامانههای انتخابی از بیشترین شدت شرجی و گسترش مکانی در استان خوزستان برخوردار بودهاند. سپس با بهرهگیری از دادههای دوباره تحلیل‌شده وابسته به سازمان ملی جو و اقیانوس‌شناسی ایالات‌متحده (NCEP/NCAR)، با تفکیک مکانی 5/2*5/2 درجهی قوسی، شرایط جوی حاکم در روز قبل از شروع شرجی و روز اوج شرجی مورد تجزیه‌وتحلیل قرار گرفت. دادهها شامل نقشههای جوی فشار، ارتفاع ژئوپتانسیل، جریان هوا (Stream Line) در دو تراز سطح دریا و 500 هکتوپاسکال و نقشه جریان رطوبتی تراز سطح دریا میباشد. این دادهها از تارنمای آزمایشگاه سیستم‌های زمینی سازمان هوا و اقیانوس‌شناسی ملی آمریکا به آدرس http://www.esrl.noaa.gov استخراج گردید. این نقشهها بر اساس شرایط جوی میانگین روزانه، جهت بررسی وضعیت سامانههای همدیدی مولد شرجی و به دست آوردن یک دید جامع از منطقه موردمطالعه از 10 تا 50 درجه عرض شمالی و 10 تا 70 درجه طول شرقی را در برمی‌گیرند. انتخاب این محدوده مکانی به این دلیل بوده که میتواند پدیدهی مذکور را در منطقهی موردمطالعه از زمان شروع تا خاتمهی آن در برگیرد. جهت بررسی دقیق‌تر این امواج، نقشههای موردنیاز بر اساس دادههای موجود، توسط نرم‌افزار Grads ترسیم شد.جهت تحلیل همدیدی سامانههای شرجی، برای دورۀ گرم سال، موج شرجی 25 اوت 1998 و برای دورۀ سرد سال، موج شرجی 30 سپتامبر2004 انتخاب گردید.
نتایج و بحث
پس از بررسی آمار 18 سالهی شاخص شرجی ایستگاه‌های مستقر در منطقهی موردمطالعه، مشخص شد که 14 موج شرجی با شدت بیشتر از 1 در سطح منطقه رخ‌داده است. از میان این 14 مورد شرجی شدید و فراگیر، دو مورد (14.2%) در ماه ژولای هفت مورد (50%) در ماه اوت، چهار مورد (28.5%) در ماه سپتامبر و یک مورد (7.1%) در ماه اکتبر اتفاق افتاده است. بنابراین فراوانی وقوع شرجیهای شدید استان خوزستان در ماه اوت میباشد. بدین ترتیب جهت تحلیل برای فصل تابستان موج شرجی 25 اوت 1998 و برای فصل پائیز موج شرجی 30 سپتامبر 2004 به دلیل اینکه شدیدترین (بیشینه شاخص شدت شرجی) و وسیع‌ترین (گزارش‌شده در تمام ایستگاهها) بودهاند انتخاب گردیدند.
جدول 2- امواج شرجی شاخص طی دورۀ آماری (2008-1994)
|
ردیف |
روز اوج شرجی |
تداوم |
شدت شاخص |
ماه |
|
1 |
14/7/1999 |
2 |
4/1 |
ژوئیه |
|
2 |
31/7/2004 |
2 |
9/1 |
ژوئیه |
|
3 |
16/8/1998 |
2 |
6/1 |
اوت |
|
4 |
25/8/1998 |
3 |
9/1 |
اوت |
|
5 |
29/8/1999 |
1 |
6/1 |
اوت |
|
6 |
6/8/2000 |
1 |
9/1 |
اوت |
|
7 |
13/8/2000 |
1 |
6/1 |
اوت |
|
8 |
6/8/2001 |
3 |
8/1 |
اوت |
|
9 |
10/8/2001 |
1 |
5/1 |
اوت |
|
10 |
29/9/1999 |
1 |
3/1 |
سپتامبر |
|
11 |
9/9/2004 |
1 |
7/1 |
سپتامبر |
|
12 |
30/9/2004 |
1 |
8/1 |
سپتامبر |
|
13 |
2/9/2008 |
2 |
6/1 |
سپتامبر |
|
14 |
19/10/2007 |
1 |
4/1 |
اکتبر |
مطالعه‌موردی سامانۀ شرجی (25 اوت 1998)
نقشههای ترکیبی ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال و فشار سطح دریا
|
1000
|
|
1000
|
|
1000
|
|
1000
|
شکل2- نقشۀ ترکیبی دو متغیر فشار سطح دریا و الگوی ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال، روز قبل از شروع
شرجی در استان خوزستان – (23/08/1998)
شکل 3- نقشۀ ترکیبی دو متغیر فشار سطح دریا و الگوی ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال، روز قبل از شروع شرجی در استان خوزستان – (25/08/1998)
نقشه وزش رطوبتی تراز دریا
شکلهای شماره (4 و 5) نقشه وزش رطوبتی تراز دریا را برای روزهای 23 و 25 اوت 1998 نشان میدهد. در اینجا میتوان مسیر و کانونهای رطوبتی را به‌وضوح مشاهده کرد. در نقشه روز قبل از شروع پدیدۀ شرجی (شکل 4) جریان وزش رطوبت، با جهت شمالغربی – جنوب شرقی از سمت عراق به جنوب غرب ایران برقرار بوده است. بر این اساس، وزش جریان رطوبت از سمت مناطق بیابانی خشک کشور عراق به استان خوزستان بوده است. بنابراین با توجه به جهت جریان وزش رطوبتی، میزان بسیار اندک رطوبت و سرعت‌بالای جریان، علیرغم حضور عوامل دینامیکی پرقدرت، پدیدۀ شرجی شکل نگرفته است. شکل شماره (5) نقشه روز اوج شرجی را نشان میدهد. بر اساس این نقشه، (شکل 5) جریان وزش رطوبت کاملاّ جهت معکوس داشته با جهتی جنوب شرقی _ شمال غربی از سمت دریای عرب و بیابان عربستان به سمت تنگه هرمز در جریان بوده و سپس در شمال تنگه به دوشاخه تبدیل‌شده یک شاخه با جهت شرق سو به سمت جنوب شرق ایران هدایت‌شده و شاخه دیگر با جهت غرب سو به سمت جنوب غرب ایران در جریان بوده پس از رسیدن بر بالای جنوب غرب ایران جهت آن به سمت بیابانهای عراق تغییر مییابد.رطوبت دریای عرب از روی شبه‌جزیره عربستان وارد جنوب خلیجفارس شده ضمن تقویت وارد استان خوزستان میگردد. نقشه روز اوج شرجی (شکل 5) حکایت از انتقال میزان قابل‌توجهی رطوبت آب‌های گرم و مرطوب دریای عرب و خلیجفارس به منطقه موردمطالعه دارد. ارقام ثبت‌شده رطوبت ایستگاه‌های استان نیز این افزایش را به‌خوبی بیان مینماید. همچنین به دلیل هموار بودن زمین و توپوگرافی دشت گونه استان خوزستان به‌ویژه در مناطق جنوبی، رطوبت واردشده از کرانههای جنوبی اجازه یافته تا اعماق خشکی نفوذ نماید به‌طوری‌که اثر جریان وزش رطوبتی تا ایستگاه‌های شمالی استان خوزستان (مراجعه به ارقام ثبت‌شده رطوبت نسبی در ایستگاه‌های ایذه، مسجدسلیمان و رامهرمز) دیده میشود و درواقع شاخص مثبت شرجی ثبت‌شده در 25 اوت 1998 برای تمامی ایستگاه‌های موردمطالعه (حتی ایستگاه‌های شمالی و غربی استان خوزستان)، اوج گسترش وزش جریان رطوبت و شدت میزان رطوبت انتقالی به سراسر استان خوزستان را نمایان میسازد.
شکل 4- نقشه وزش رطوبتی تراز دریا، روز قبل از شروع شرجی– (23/08/1998)
شکل 5- نقشه وزش رطوبتی تراز دریا، روز اوج شرجی– (25/08/1998)
نقشههای خطوط جریان هوا (stream line) تراز 500 هکتوپاسکال و تراز دریا
شکلهای شماره (6 و 7) نقشههای جریان هوا را در دو تراز 500 هکتوپاسکال برای روزهای 23 و 25 اوت 1998 نشان میدهد. همانطوری که بر روی نقشهی خطوط جریان تراز 500 هکتوپاسکال در روز قبل از شروع شرجی (شکل 6) و روز اوج شرجی به خوزستان (شکل 7) مشخص است خطوطی که جریان هوا را نشان میدهند بیانگر استیلای شرایط پرفشار بر روی استان خوزستان و بیابانهای هم‌جوار با آن میباشد و چرخش آنتی سیکلونی هوا بر روی این نواحی بیانگر وضعیت پایدار تراز میانی جو میباشد. در نقشهی جریان هوا تراز متوسط دریا در روز قبل از شرجی (شکل شماره 8 )، جهت جریان هوا از سمت بیابانهای عراق با جهت شمال غربی جنوب شرقی به سمت خوزستان وزیده میشود. این جریان شمالی همراه خود درگذر از بیابانهای گرم و خشک، ذخیره رطوبتی به همراه نخواهد داشت. اما در نقشه روز اوج شرجی (شکل 9) جهت جریان هوا در خلاف جهت روز قبل از شروع شرجی و با جهت جنوب شرقی_ شمال غربی از سمت دریای عرب به‌طرف شمال شرق بیابان عربستان و سپس نواحی جنوبی خلیجفارس جریان یافته و درنهایت وارد استان خوزستان میشود. بنابراین در روز اوج شرجی جریان جنوبی شکل‌گرفته سبب ورود هوای گرم و مرطوب عرضهای پائین به استان گشته و شرایط ایجاد پدیدۀ خفقانآور شرجی شدید را فراهم میآورد.
|
شکل 6- نقشه جریان هوا (stream line) تراز 500 هکتوپاسکال، روز قبل از شروع شرجی در استان خوزستان (23/8/1998)
|
شکل 7- نقشه جریان هوا (stream line) تراز 500 هکتوپاسکال، روز اوج شرجی در استان خوزستان (25/8/1998)
|
|
شکل 8- نقشه جریان هوا (stream line) متوسط تراز دریا، روز قبل از شروع شرجی در استان خوزستان (23/8/1998) |
شکل 9- نقشه جریان هوا (stream line) متوسط تراز دریا، روز اوج شرجی در استان خوزستان (25/8/1998) |
مطالعه‌موردی سامانۀ شرجی (30 سپتامبر 2004)
نقشههای ترکیبی ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال و فشار سطح دریا
|
1000
|
|
1000
|
|
1000
|
|
1000
|
شکل 10- نقشۀ ترکیبی دو متغیر فشار سطح دریا و الگوی ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال، روز قبل از شروع شرجی در استان خوزستان – (28/09/2004)
شکل 11- نقشۀ ترکیبی دو متغیر فشار سطح دریا و الگوی ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال،
روز اوج شرجی در استان خوزستان – (30/09/2004)
2-5- نقشه وزش رطوبتی تراز دریا
شکلهای شماره (12 و 13) نقشه وزش رطوبتی تراز دریا را برای روزهای 28 و 30 سپتامبر 2004 میلادی را نشان میدهد. در نقشه روز قبل از شروع پدیدۀ شرجی (شکل 12) همزمان با شکلگیری مرکز کمفشار بر روی بیابان عربستان، جریان وزش رطوبت با جهت شمالشرقی – جنوب غربی از بخشهای جنوب غربی ایران به سمت شمال تنگه بابالمندب برقرار بوده، توده‌هوای وزشی به دلیل گذر از بیابان گرم و خشک عربستان رطوبت قابل‌توجهی ندارد. درواقع در روز قبل از شکلگیری پدیدۀ شرجی جریان نصفالنهاری منفی میباشد. شماره (13) نقشه روز اوج شرجی را نشان میدهد. نحوۀ آرایش منحنیهای وزش رطوبتی درروی منطقه نشان میدهد که جریان ساعت‌گرد رطوبتی قوی بر روی دریای عرب بسته‌شده است. رطوبت دریای عرب از روی شبه‌جزیره عربستان گذر کرده و بر روی خلیجفارس تقویت‌شده سپس با جهت جنوبشرقی – شمال غربی وارد منطقه موردمطالعه میشود. بدین ترتیب رطوبت دریای عرب و خلیجفارس نقش مؤثری در افزایش رطوبت منطقه موردمطالعه داشته است. مسیرهای ورود رطوبت به منطقهی موردمطالعه نیز جنوبشرقی و جنوبی میباشد به همین دلیل میزان رطوبت و درنتیجه شدت شرجی در ایستگاه‌های جنوبی و مرکزی بالا بوده است. این جریان رطوبتی به همراه پایداری دینامیکی سطح بالا توانسته است در ایجاد سامانهی شرجی 30 سپتامبر نقش مؤثری ایفا نماید.
شکل 12- نقشه وزش رطوبتی تراز دریا، روز قبل از شروع شرجی در استان خوزستان– (28/9/2004)
شکل 13- نقشه وزش رطوبتی تراز دریا، روز اوج شرجی در استان خوزستان– (30/9/2004)
|
شکل (14): نقشه جریان هوا (stream line) تراز 500 هکتوپاسکال، روز قبل از شروع شرجی در استان خوزستان (28/9/2004)
|
شکل (15): نقشه جریان هوا (stream line) تراز 500 هکتوپاسکال، روز اوج شرجی در استان خوزستان (30/9/2004) |
|
شکل (16): نقشه جریان هوا (stream line) متوسط تراز دریا، روز قبل از شروع شرجی در استان خوزستان (28/9/2004) |
شکل (17): نقشه جریان هوا (stream line) متوسط تراز دریا، روز اوج شرجی در استان خوزستان (30/9/2004) |
نقشههای خطوط جریان هوا (stream line) تراز 500 هکتوپاسکال و تراز دریا
شکلهای شماره (14 و 15) نقشههای جریان هوا را در دو تراز 500 هکتوپاسکال برای روزهای 28 و 30 سپتامبر 2004 نشان میدهد. بر اساس نقشهی خطوط جریان تراز 500 هکتوپاسکال در روز قبل از شروع شرجی (شکل 14) و روز اوج شرجی به خوزستان (شکل 15) مشخص است خطوطی که جریان هوا را نشان میدهند بیانگر استیلای شرایط پرفشار بر روی استان خوزستان و بیابانهای هم‌جوار با آن میباشد و چرخش آنتی سیکلونی هوا بر روی این نواحی بیانگر وضعیت پایدار تراز میانی جو میباشد. علیرغم شروع دورۀ سرد سال همچنان پایداری دینامیکی پرفشار تراز میانی بر فراز منطقه موردمطالعه استمرار دارد. در نقشهی جریان هوا تراز متوسط دریا در روز قبل از شرجی (شکل شماره 16 )، جهت جریان هوا از سمت بیابانهای عراق با جهت شمال غربی جنوب شرقی به سمت خوزستان وزیده میشود. اما در نقشه روز اوج شرجی (شکل 17) جریان هوا با جهت جنوب شرقی_ شمال غربی از سمت دریای عرب به‌طرف بیابان عربستان و سپس نواحی جنوبی خلیجفارس جریان یافته و درنهایت وارد استان خوزستان میشود. این خطوط جریان به هنگام ورود به قسمتهای شرقی استان نفوذ نکرده بر این اساس ایستگاه‌های شرقی واقع در استان زیر نفوذ خطوط جریانهای جنوبی نبوده شاخص شدت شرجی نیز در ایستگاه‌های سینوپتیک ایذه، رامهرمز و مسجدسلیمان منفی است.
نتیجهگیری
ساختار جغرافیایی هر منطقه بر پایۀ عناصر و عوامل مختلف آن ازجمله عناصر حرارتی و رطوبتی آب‌وهوا است بدین‌جهت برنامهریزیهای مربوط به رشد و توسعه بدون توجه به اقلیم مناطق امکانپذیر نیست. وقوع پدیدۀ شرجی از مشخصههای اقلیمی استان خوزستان میباشد. منطقه موردمطالعه در نیمه جنوبی کشور و در عرضهای جغرافیایی پایین واقع گردیده است. بنابراین متأثر از آب‌وهوای جنبحارهای است. در طول دورۀ گرم سال استیلای درازمدت پرفشار دینامیکی جنبحارهای موجب گرم شدن هوا، پراکنش ابرها، صافی هوا و تشعشع زیاد پرتوهای خورشیدی و عدم اجازه صعود تودههای مرطوب میگردد. بنابراین موقعیت عرض جغرافیایی این استان، تودههای هوایی واردشده و هم‌جواری با پهنههای آبی گسترده خلیجفارس شرایط تشکیل پدیده شرجی را به‌ویژه در نوار ساحلی فراهم میآورد. جهت بررسی این رخداد، شناسایی عوامل سینوپتیکی ضروری به نظر میرسد. بدین منظور با استفاده از دادههای میانگین روزانه دما و رطوبت نسبی طی سالهای آماری (2008-1994) روزهای شرجی استان خوزستان محاسبه گردید. پس از تفکیک رویدادها به دو دورهی گرم (بهار و تابستان) و سرد (پائیز و زمستان)، شدیدترین سامانهی هر دوره جهت تحلیل همدیدی انتخاب گردید. بررسی فرا سنج‌های فشار، ارتفاع ژئوپتانسیل، وزش رطوبتی، و جریان هوا در دو سطح تراز دریا و 500 هکتوپاسکال بهتر از سایر ترازها، شرایط رخداد شرجی در منطقه را توجیه نمود. به همین دلیل دو تراز مذکور جهت تحلیل همدیدی انتخاب گردید. نتایج حاصل از تحلیل همدید نشان داد: در دورهی گرم سال، در نقشه تراز 500 هکتوپاسکال، پرفشار جنبحارهای تا جنوب مدار 45 درجه پیشروی داشته استان خوزستان در سیطره منحنی 5925 ژئوپتانسیل متر واقع‌شده است. نزول دینامیکی هوا در حاشیه شرقی پرفشار جنبحارهای سبب حاکمیت پایداری دینامیکی بر تمام فراز جو ایران گردیده است. گردش پادساعتگرد تودۀ هوا درون سامانه چرخندی با هسته فشار 1000 هکتوپاسکال مستقر بر بیابانهای عراق باعث مکش هوای گرم و مرطوب، به سمت استان خوزستان میشود. جریان نصفالنهاری جنوبی بوده هوای گرم و مرطوب در زیر منطقه واگرایی بالایی تمایل به ناپایداری و صعود داشته لیکن باوجود پایداری پویشی بر فراز جو ایران، قادر به صعود نبوده سبب شکلگیری پدیده شرجی و همچنین گسترش آن میشود. نقشه جهت جریان و همچنین جهت جریان رطوبت نیز مؤید این مطلب بوده است. در موجهای شرجی دورهی سرد سال، جابجایی محور پرفشار جنبحارهای و عقبروی به سمت عرضهای جنوبی و تسلط پشته مرکز پرفشار بر منطقه موردمطالعه، عامل تعیین‌کننده در ایجاد جریانات جنوبی است. شدیدترین موجهای شرجی در این دوره، زمانی اتفاق میافتد که محور پرفشار بر مدار تقریبی 30 درجه شمالی قرار گیرد.این حالت با ایجاد جریان وزشی جنوبی به همراه استقرار مرکز کمفشار با هسته کمینه 1008 هکتوپاسکال بر روی بیابانهای عراق، باعث مکش توده‌هوای مرطوب خلیجفارس به سمت منطقه موردمطالعه گردیده و سبب ایجاد موج شرجی میشود. با بررسی نقشههای وزش رطوبتی تراز سطح دریا ، شارش رطوبت یعنی مسیر و منبع تأمین رطوبت حاصل برای منطقه مشخص گردید. نقشه وزش رطوبتی تراز دریا در روز اوج شرجی نشان داد که منابع تأمین رطوبت سامانههای شرجی در هر دو دورۀ سرد و گرم دریای عرب، دریای عمان و خلیجفارس میباشد. رطوبت دریای عرب از روی شبه‌جزیره عربستان و با جهت جنوبشرقی – شمالغربی به سمت خلیجفارس جریان یافته و ضمن تقویت وارد منطقه موردمطالعه میگردد. جهت جریانات وزش رطوبتی جنوبی و جنوب شرقی تعیین گردید.
10. Kaviani,MR, and B.,Alijani, 2005, The Foundations of Climatology, Samt Publications, Tehran, pp. 582.
11. Kaviani,MR.,1981, A Climatic Analysis of Sultry Condition in southern Coast of Iran, Journal of Iranian Geographers, No. 3, pp. 59-39.
12. Kozminski, C. and B. Mishalska, 2009, Variability of cool, hot and very hot days in the zone of the plish coast, International conference on climate change the environment and socio-economic response in the southern Baltic region, Poland, 25-28 May 2009, pp. 41-43.
13. Krzystof, B.,2006, Climate and Bioclimate of poland. Geographia polonica, No.77, pp. 31-48.
14. Krzystof, B.,2007, Assessment of recreational potential of bioclimate based on the human heat balance. Geographia polonica, vol:88, No.1, pp. 63-82.
15. Kvetak, S.,1986, Desiccative and sultry weather in Hurbanovo. Geograficky casopis,No 38(1), pp.24-42.
16. Masoodian, SA, and MR.,Kaviani, 2007, Climatology of Iran, 1th Edition, Esfahan university Publications, Esfahan, pp. 129.
17. Steadman, R.G. 1979, The assessment of sultriness. Part I: A temperature-humidity index based on human physiology and clothing science. Journal of applied meteorology,No 18, pp. 861-873.
18. Tilly, P.J., 1988, Sultriness as a characterizing feature of humid tropical warm climate: white special refrence to the philippines, erdkunde No 42 (2), pp. 100-114.
19. Wang,X. and ,Gong,Y., 2010, The impact of an urban dry island on the summer heat wave and sultry weather in Beijing City, Chinese Science Bulletin, 55, pp 1657-1661
20. Wypych A., (2009), "Twentieth century variability of surface humidity as the climate change indicator in Kraków (Southern Poland)", Theoretical and Applied Climatology,No 101 pp.475-482
21. Yarnal, Brent, 1993, Synoptic Climatology in Environmental Studies, a primer Belhaven press, Translated by SA,Masoodian, 2006, University of Esfahan Publications, Esfahan, pp. 226.
)