واکاوی هم‌دیدی-دورکاوی رخداد توفان گرد و خاک استان هرمزگان (آذرماه 1395)

علوم و تکنولوژی محیط زیست، دورهبیست و یکم، شماره دوازدهم، اسفند  ماه 98

واکاوی هم‌دیدی-دورکاوی رخداد توفان گرد و خاک استان هرمزگان

(آذرماه 1395)

وحید سلامتی هرمزی [1]*

salamativahid@yahoo.com

مجتبی حمزه نژاد[2]

کمال امیدوار[3]

مهدی حسین پور[4]

چکیده

زمینه و هدف: پدیده گرد و غبار از جمله تغییرات اقلیمی و پیامدهای زیست محیطی نامطلوبی است که در چند سال اخیر از سیرطبیعی خود خارج شده و شاهد تعدد وقوع آن در منطقه خاورمیانه می باشیم. هدف از این پژوهش بررسی هم‌دیدی و دورکاوی توفان گرد و خاک استان هرمزگان می باشد.

روش بررسی: با روش ترکیبی همدید- دورکاوی، شرایط موثر بر توفان گرد و خاک در استان هرمزگان در آذرماه 1395بررسی شده‌ است.

یافته ها: پس از بررسی دید افقی و سمت و سرعت باد در ایستگاه‌های سطح زمین، داده‌های بازکاوی سطوح مختلف اتمسفر از سایت سازمان ملی اقیانوسی و جوی (نوا) اخذ و به منظور بررسی شرایط همدید و ترسیم نقشه‌های سطح زمین و سطوح فوقانی در محیط نرم‌افزار گردس استفاده شد. در ادامه با استفاده از تصاویر ماهواره مودیس(آکوا) پدیده گرد و غبار آشکار سازی شد.

بحث و نتیجه گیری: در شرایطی که فرابار سیبری جهت غربی‌تر پیدا کند، نفوذ و گسترش زبانه‌های آن به سمت جنوب ایران باعث تضاد حرارتی حدود 35 درجه سلسیوس شده و افزایش گرادیان فشار را بین مناطق شمال شرقی و جنوب ایران به دنبال دارد. بادهای برخاسته از فرابار سیبری به دلیل عبور از روی چشمه های گرد و غبار (شرق و مرکز ایران و بیابان های اطراف استان هرمزگان) سبب گردیده که گرد و خاک از روی مناطق مذکور برخاسته و وارد استان هرمزگان گردد. تصاویر دورکاوی، مسیر حرکت گرد و خاک را منطبق بر جریان هوا در منطقه تایید می کند و نشان می دهد که حتی این پدیده به دریای عمان و خلیج فارس کشیده شده است.

واژهای کلیدی: توفان گرد و خاک، تحلیل هم‌دیدی- دورکاوی، مودیس، استان هرمزگان

Synoptic-Remote Sensing Analysis of Dust Storm Hormozgan Province (November 2016)

VahidSalamati Hormozi*^[5]

salamativahid@yahoo.com

Mojtaba Hamzehnejad^[6]

Kamal Omidvar^[7]

        Mahdi Hoseinpour^[8]

Abstract

Background and Purpose: The phenomenon of dust is one of the unfavorable climatic changes and environmental consequences that have come out of our natural course in the last few years and we are witnessing the multiplicity of its occurrence in the Middle East region. The purpose of this study is synoptic investigation and remote sensing of Hormozgan dust phenomenon.

Materials and Methods: With the combined method of synoptic - remote sensing investigations, the conditions affecting the dust storm in Hormozgan province in November 2016 have been studied.

Results: After investigating the horizontal visibility and wind direction and speed at ground level stations, the atmospheric surface re-analysis data were obtained from the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) and they were used to investigate synoptic conditions and draw surface and upper levels weather maps in the Grads software. The dust was then detected using Modis satellite images (Aqua).

Discussion and Conclusions: Under conditions where the Siberian high pressure is inclined to the west, the penetration and expansion of its tabs to the south of Iran causes a thermal contrast of about 35 degrees Celsius and increases the pressure gradient between the northeastern and southern regions of Iran. The winds caused by the Siberian high pressure due to passing over the dust sources (east and center of Iran and the deserts around Hormozgan province) cause the dust to rise from the mentioned areas and enter Hormozgan province. Remote sensing images confirm the direction of dust movement according to the airflow in the region and show that even this phenomenon has extended to the Oman Sea and the Persian Gulf.

Keywords: Dust, Synoptic-Remote Sensing Analysis, Modis, Hormozgan Province

مقدمه

توفان گرد و خاک یکی از مخاطرات مهم آب و هوایی است که هر ساله باعث بوجود آمدن خسارات زیان‌باری در سراسر جهان می‌شود. رویداد توفان گرد و غبار یا توفان ماسه ای تحت تاثیر الگوهای گردش همدید جو در مقیاس منطقه‌ای و جهانی قرار دارد. باد عامل اصلی حرکت و جابجایی خاک به حساب می‌آید. در اثر برخورد باد با سطح زمین به دلیل ناهمواری‌های سطحی، پیچک‌های تولید می‌شود و علاوه بر جریانات افقی، حرکات عمودی بالا سو و پایین سو به وجود می‌آید که موجب بلند شدن ذرات خاک به هوا می‌شود(1). به بادهایی که با سرعت زیاد در مدت کوتاهی می‌وزند توفان می‌گویند. توفان ها معمولاً با هوای ناپایدار همراه هستند اگر هوای ناپایدار رطوبت داشته باشد توفان رعد و برق یا تندری و اگر خشک باشد توفان گرد و غبار نامیده می‌شود. بر اساس توافق سازمان هواشناسی جهانی(WMO[9]) هرگاه در ایستگاهی سرعت باد از 15 متر بر ثانیه (حدود 30 نات) تجاوز کند و دید افقی به علت گرد و غبار به کم‌تر از یک کیلومتر برسد توفان گرد و غبار گزارش می‌شود(2). از عوامل اصلی و مؤثر در رخداد پدیده گرد و غبار، موقعیت جغرافیایی و شرایط اقلیمی مناطق منشاء و مناطق تحت تأثیر این پدیده می‌باشد. قرارگیری ایران در کمربند خشک و نیمه خشک جهان و از طرف دیگر مجاورت با کشورهایی چون عربستان، عراق و سوریه که دارای فقر پوشش گیاهی بوده و به دلیل بارش اندک و دمای بالا اغلب مساحت این کشورها از بیابان تشکیل شده است و تحت تأثیر شرایط بیابانی، ناپایداری هوا و جریان باد در این مناطق که معمولا شدید می‌باشد باعث بلند‌‌شدن گرد و غبار از این نواحی می گردد. رخداد خشک‌سالی‌های متناوب در این مناطق سبب رخداد متناوب پدیده گرد و غبار در نواحی غرب و جنوب غربی ایران شده است. از طرف دیگر استفاده نامطلوب از منابع طبیعی و محیط زیست توسط انسان در داخل ایران و کشورهای همسایه سبب تشدید رخداد پدیده گرد و غبار شده است (3). تحقیقات بسیاری در زمینه توفان‌های گرد و غبار در داخل و خارج از کشور انجام گرفته که برخی از آن‌ها اشاره می‌گردد: لشکری و کیخسروی(4) به تحلیل آماری همدیدی توفان‌های گرد و غبار استان خراسان رضوی در فاصله زمانی 1993 -2005 پرداخته‌اند و مشخص کردند که توفانهای گرد و غبار در جنوب استان خراسان رضوی یک پدیده متداول است، به طوری‌که از شمال به جنوب بر تعداد آنها افزوده می‌شود .کیوتال و البرت(5) وضعیت همدیدی موثر در انتقال گرد و خاک شمال آفریقا از روی دریای مدیترانه به جنوب و مرکز اروپا، ناوه‌ی منشأ گرفته از کم فشار ایسلند و فرابار نیمه استوایی، دو عامل عمده‌ی انتقال غبار آفریقا به اروپا و به خصوص ایتالیا را می‌دانند. لی و همکاران(6) بزرگ‌ترین گرد و غبار شرق استرالیا را با استفاده از تصاویر ماهواره‌ی  MODIS‌و شاخص اختلاف دمای روشنایی مورد ارزیابی قرار داده و با بیان کارایی قابل توجه این روش در شناسایی توده‌های گرد و غبار، چگونگی وقوع این پدیده را شناسایی نمودند. گائو و همکاران(7) تأثیرات ناهنجاری‌های آب و هوایی در توفان‌های گرد و غبار بر روی افزایش زمین‌های شنی در شمال شرق چین را طی سال‌های 2001-2008 مورد مطالعه قرار دادند. آنها بیان کردند که هرچند که از سال 1961 تا 2008 از فراوانی کلی توفان‌های گرد و غبار در این منطقه کاسته شده ولی زمین‌های شنی طی فعالیت‌های گرد و غبار بخصوص بین سال‌های 2001- 2008 افزایش یافته است. پس از بررسی متغیرهای آب و هوایی، خشکی را مهم‌ترین عامل افزایش توفان‌های گرد و غبار ذکر کردند. همچنین کاهش بارش، تبخیر زیاد، کاهش رطوبت نسبی و رطوبت خاک با کاهش پوشش گیاهی طی دوره مورد مطالعه در مقایسه با 30 سال قبل از آن تأیید شده است. ذوالفقاری(8) تحلیل سینوپتیکی امواج گرد و خاک در غرب ایران را مورد بررسی

قرار داد. بر این اساس فرابار آزور همراه با سیستم‌های مهاجر بادهای غربی مهم‌ترین عوامل سینوپتیک تأثیر گذار بر سیستم‌های گردوخاک منطقه به شمار رفته و فرودها و سیکلون‌های مهاجر زمانی به منطقه نفوذ می‌کنند که فرابار جنب حاره‌ای آزور حضور نداشته و یا ضعیف شده باشد. خسروی و سلیقه(9) علت شکل‌گیری توفان های سریع با سرعت حدود 80 نات در ثانیه در منطقه‌ی سیستان را، مجاورت منطقه‌ی چرخندگی مثبت بادهای غربی با زبانه ی کم فشار فرعی موسمی بیان نمودند. حیدری(10) با استفاده از تحلیل همدیدی، سیکلون‌های بسته روی عراق و شمال عربستان را عامل اصلی ایجاد گرد و خاک در استان کرمانشاه بیان می‌کند مطالعه‌ی توفان‌های گرد و خاک فراگیر ایران مرکزی نشان می‌دهد که در سطح 500 میلی بار شرایط مساعدی از جهت شکل‌گیری و گسترش ناپایداری‌های سطحی زمین مهیا شده و همین امر منجر به توفان گردوخاک می‌شود. رئیس پور و همکاران(11) در دوره‌ی سرد سال، فرودهای حاصل از بادهای غربی و در دوره‌ی گرم سال سیستم‌های فشار سطح زمین و به خصوص کم فشار خلیج فارس مهم‌ترین عامل ایجاد گرد و خاک در جنوب غرب ایران می دانند. صلاحی و همکاران (12) شرایط همدید- دورکاوی رخداد توفان گرد و خاک در شمال غرب ایران ( مهر92) با استفاده از داده‌های هم‌دیدی و دورکاوی را مورد بررسی قرار دادند. نتایج نشان داد که در شرایطی که شیو فشار زیاد بین مرکز فرابار و فروبار در منطقه شمال غرب کشور وجود دارد با همراهی موج بادهای غربی در سطوح میانی جو و فعالیت رودباد سطوح بالا، جریان هوا از روی کشورهای عراق و سوریه با سرعت زیاد به سمت شمال غرب ایران وزیده و موجبات رخداد توفان گرد و خاک در شمال غرب ایران در مهرماه 1392 را فراهم آورده است. تصاویر دورکاوی، مسیر حرکت گرد و غبار را منطبق بر جریان هوا در منطقه تایید می‌کند. لشکری و یارمرادی مسیر ورود فرابار سیبری به ایران در فصل سرد با روش سینوپتیکی و با استفاده از نقشه‌های فشار سطح متوسط دریا، طی دوره آماری 2000 تا 2010 مورد مطالعه قرار دادند. که این پژوهش نشان داد، که هستة مرکزی سلول فرابار سیبری در اوایل پاییز روی تبت شکل گرفته و با نزدیک شدن به فصل زمستان، به محدودة بین دریاچة بایکال و بالخاش منتقل می‌شود. زبانة فرابار سیبری در ابتدای پاییز از سمت شرق وارد ایران شده و تا دامنه های شرقی البرز گسترش می‌یابد، ولی با شروع فصل‌زمستان و انتقال هسته‌های مرکزی به عرض‌های بالاتر، پشتة فشاری این سامانه از شمال شرق وارد ایران شده و گاهی تا دریای عمان گسترش می‌یابد؛ روند کلی گسترش فرابار سیبری نیز شرقی غربی بوده و در زمستان گسترش هسته‌ها به عرض‌های بالاتر بیش‌تر است؛ به گونه‌ای که تا 40 درجه طول جغرافیایی را در بر می‌گیرد؛ در‌حالی‌که در فصل پاییز هسته‌ها روی فلات تبت قرار دارند و به دلیل توپوگرافی خاص منطقه، تودة فرابار محدودشده و قلمرو عملکرد آن کاهش می یابد(13).در طی پدیده توفان گرد و خاک در آذرماه 1395 در استان هرمزگان شاخص‌های وضعیت آلودگی هوا در شهر بندرعباس در شرایط خطرناک (PSI به ‌میزان بالاتر 300) و بحران قرار گرفته و میزان گردوغبار موجود در هوا حدود 8 برابر حد استانداردهای زیست‌محیطی و خطرناک برای همه گروه‌ها بود. با توجه به گزارش هواشناسی مبنی بر پایداری استقرار ریزگرد در منطقه و آلودگی هوا ناشی از ریزگردها کلیه مدارس مقطع صبح و عصر شهرستان‌های بندرعباس، قشم، رودان، میناب، جاسک و حاجی آباد تعطیل گردید. همچنین در طی این روزها دید افقی در ایستگاه بندرعباس به 100 متر کاهش یافته که موجب لغو یا تاخیر بسیاری از پروازهای فرودگاه بین المللی بندرعباس گردید. هدف از این پژوهش واکاوی هم‌دیدی و دورکاوی توفان گرد و خاک استان هرمزگان در طی روزهای 1 و 6 آذرماه 1395 می‌باشد.

منطقه مورد مطالعه

منطقه مورد مطالعه در این پژوهش استان هرمزگان می باشد که به صورت باریکه­ای از غرب به طرف شرق در جنوب ایران قرار گرفته است. در سواحل شمالی خلیج فارس و دریای عمان بین مختصات جغرافیایی 25درجه و 24دقیقه تا 28درجه و 53 دقیقه عرض شمالی و 52 درجه 44 دقیقه تا 59درجه و 14 دقیقه طول شرقی واقع شده است. این استان از شمال و شمال شرق با استان کرمان، از جنوب شرقی با استان سیستان و بلوچستان، از غرب با استان­های فارس و بوشهر همسایه بوده و از جنوب نیز به خلیج فارس و دریای عمان محدوده می شود

.

شکل 1- منطقه مورد مطالعه

Figure 1- The study area

داده‌ها و روش­ها

در این پژوهش جهت شناسایی سامانه‌های هم‌دیدی و الگوهای گردشی توفان گردوخاک از روش ترکیبی هم‌دیدی-دورکاوی جهت بررسی رخداد توفان گردوخاک در منطقه مورد مطالعه استفاده شده است. در ابتدا داده‌های ایستگاه‌های همدید واقع در محدوده مورد‌مطالعه شامل بیشینه سمت و سرعت باد و حداقل دید افقی برای روزهای 29 آبان‌ماه تا 6 آذرماه سال 1395 از سازمان هواشناسی ایران اخذ گردید(جدول شماره1).

جدول 1-مقادیر سمت و سرعت باد بیشینه و دید افقی حداقل ایستگاه های استان هرمزگان طی

 روزهای 1 تا 6 آذرماه 1395

Table 1- wind direction and speed values and Minimum Horizontal Visibility of Hormozgan province stationsduring November 21-26, 2016

* واحدهای سمت، درجه؛ سرعت، متر بر ثانیه و دید افقی، متر می باشد.

در این پژوهش از روش محیطی به گردشی در تحلیل شرایط هم‌دیدی توفان گرد و خاک در استان هرمزگان استفاده شده است. برای ‏بررسی بزرگ مقیاس شرایط همدید توفان مذکور از داده های بازکاوی شده سایت نوا ‏ (15)، مرکز ملی پیش بینی /مرکز ملی تحقیقات ‏اتمسفری(‏NCEP/NCAR‏) مربوط به سطح زمین و سطوح فوقانی جو استفاده گردید. در این پژوهش از فراسنج های فشار تراز دریا، ‏ارتفاع ژئوپتانسیل، باد مداری، باد نصف النهاری، دما و مولفه عمودی باد در سطوح مختلف استفاده گردیده است. محدوده مورد بررسی ‏از 10 تا 70 درجه عرض شمالی و 10 تا 90 درجه طول شرقی را در بر می گیرد. بنابراین اطلاعات موجود در شبکه 5/2‏‎×‎‏5/2 درجه ای ‏موجود، برای تهیه نقشه های همدید و با استفاده از برنامه نویسی در محیط نرم افزار گردس استفاده شده است. در ادامه با استفاده از ‏تصاویر ماهواره مودیس(اکوا) پدیده گرد و خاک در منطقه مورد مطالعه آشکار سازی شد.‏

تعاریف مختلفی برای توفان های گرد و غبار  ارائه شده است که به دو مورد از آن اشاره می گردد:

بر اساس توافق سازمان هواشناسی جهانی(WMO[10]) هرگاه در ایستگاهی سرعت باد از 15 متر بر ثانیه(حدود 30 نات) تجاوز کند و دید افقی به علت گرد و غبار به کم‌تر از یک کیلومتر برسد توفان گرد و خاک گزارش می‌شود. در چین زمانی که ذرات ماسه و گرد وغبار در یک مکان به هوا بلند شود و دید افقی را به کم‌تر از یک کیلومتر کاهش دهد، پدیده توفان گرد و غبار یا توفان ماسه گزارش می‌شود (14). با توجه به تعاریف فوق پدیده توفان گرد و خاک در دو روز 1 و 4 آذرماه عینیت بیشتری پیدا می‌کند.

یافته های تحقیق

نقشه‌های ترکیبی حاصل از پایگاه داده های باز تحلیل NCEP/NCAR با استفاده از نرم افزار گردس کمک کرد تا ویژگی همدید و متوسط توفان گرد و خاک در استان هرمزگان شناسایی گردد. تحلیل نقشه های هم‌دیدی (وضعیت فشارسطح دریا، دما و بردار باد طی رویداد توفان گرد و خاک، وضعیت ارتفاع ژئوپتانسیل، وضعیت رودباد سطح 300 هکتوپاسکال، بررسی وضعیت تاوایی در سطح 500 هکتوپاسکال و همچنین یافته های دورکاوی) در ادامه آورده شده است.

وضعیت فشارسطح دریا، دما و بردار باد  طی رویداد توفان گرد و خاک

به منظور واکاوی شرایط همدید رخداد توفان گرد و خاک 1 تا 5 آذرماه 1395 در شهر بندرعباس این شرایط از روز 29
آبانماه مورد بررسی قرار گرفته است. پدیده توفان گرد و خاک در طی این روزها در بسیاری از ایستگاه های استان هرمزگان خصوصاً در شرق و مرکز استان گزارش شده است. شکل 2 نقشه های سطح زمین در طی روزهای 29 آبان‌ماه تا 5 آذرماه را نشان می‌دهد. در روز 29 آبان‌ماه کشور ایران تحت نفوذ زبانه‌های یک سامانه فرابار سیبری (قطبی قاره ای[11])در شمال بوده که این فرابار با منحنی 1060 میلی باری بسته شده و زبانه های آن تا مرکز ایران گسترش یافته است. علاوه بر آن یک سیستم فرابار با منحنی بسته 1027.5 میلی باری در شرق ایران قرار دارد. دیگر مراکز فعالیت موثر بر روی ایران یک سیستم فروبار بر روی مرکز با هسته 1015 میلی باری است. در روز 30 آبان‌ماه پر فشار سیبری با گرادیان شدیدتر حرکت جنوبی‌تری پیدا کرده و همچنین فروباری با منحنی بسته 1012.5 میلی باری بر روی دریای سرخ تشکیل گردیده است در این روز گرادیان دمایی از شمال به جنوب کشور بیش‌تر شده و از 15 درجه سلسیوس به 30 درجه سلسیوس افزایش می‌یابد. در روز 1 آذرماه با نفوذ و گسترش زبانه‌های سیستم فرابار سیبری به سمت جنوب شرقی و حرکت آنتی‌سیکلونی آن و با قرار گرفتن خطوط هم فشار 1017.5 میلی باری بر روی بندرعباس، دما و رطوبت کاهش یافته و بر سرعت باد افزوده می گردد. تضاد حرارتی حدود 35 درجه سلسیوس منجر به افزایش گرادیان فشار بین مناطق شمال شرقی ایران شده که منجر به شکل گیری جریان باد با جهت شمال شرقی در استان هرمزگان شده است. به‌طوری‌که سرعت باد در ساعت 11:30 دقیقه محلی از سمت شمال‌شرقی به بیش از 15 متر بر ثانیه رسیده و دید افقی در ایستگاه بندرعباس به 100 متر تقلیل می یابد. زبانة فرابار سیبری الگویی کاملاً شمال شرقی- جنوب غربی دارد که از سمت شمال شرق وارد ایران شده تا جنوب ایران و حتی دریای عمان و خلیج فارس نیز گسترش یافته
است. هواهای برخاسته از فرابار سیبری به دلیل عبور از روی کویرهای شرق و مرکزی ایران باعث گردیده که گرد و خاک از روی چشمه‌های گرد و خاک برخاسته و وارد منطقه مورد مطالعه گردد. در روز 2 آذرماه سیستم فروبار که بر روی دریای سرخ با منحنی بسته 1010 میلی بار شکل گرفته بود حرکت شرق سوی خود به سمت کرانه های جنوب غربی ایران آغاز نموده است. زبانه های فرابار سیبری با خطوط هم فشار 1020 میلی باری گسترش پیدا کرده و دید افقی در این روز به 800 متر می رسد. در ساعت 12 همین روز سیستم فرابار سیبری با توجه به نفوذ فروبار دریای سرخ موقتاً عقب نشینی کرده بطوریکه خطوط هم‌فشار 1020 میلی باری به عرض های بالاتر منتقل شده و جای خود را به خطوط هم فشار 1015 میلی باری داده و 5 میلی بار از فشار سطح دریا کاهش می یابد. در روز چهارشنبه 3 آذرماه شاهد تداوم فعالیت فروبار بر روی غرب استان هرمزگان می باشیم که توده هوای مذکور با دریافت رطوبت از آبهای خلیج فارس باعث بارش در پارسیان در غرب استان به میزان 7/17 میلی‌متر گردید. در اواخر روز چهارشنبه با کاهش فعالیت فروبار دریای سرخ بار دیگر زبانه های فرابار سیبری به عرض های جنوبی کشیده شده و باعث افزایش شدت باد در ایستگاه بندرعباس می گردد. در روز 4 آذرماه با تداوم فعالیت توده هوای فرابار سرعت باد به بیش از 16 متر بر ثانیه و به صورت لحظه ای به 20 متر بر ثانیه رسیده و باعث کاهش میدان دید افقی تا 300 متر می گردد. این وضعیت پارامترهای اقلیمی کماکان تا عصر روز پنجشنبه ادامه داشته و سپس با نفوذ زبانه‌های فروبار دریای سرخ در بخش های مرکزی و شرق استان بارندگی صورت گرفته و بارش به میزان 0.1 میلی‌متر در ایستگاه بندرعباس باعث کاهش محسوس غلظت گرد و خاک ناشی از سیستم فرابار سیبری می‌گردد (شکل 2 الف تا خ).

شکل 2- نقشه ترکیبی فشارتراز دریا(میلی بار)، بردار باد(متر بر ثانیه) و دما(سلسیوس)  در روزهای

 29 آبانماه الی 6 آذرماه  1395

Figure 2- Combined Map of Pressure from the sea (millibar), wind vector (m / s) and temperature (Celsius) during November 20-26, 2016

وضعیت ارتفاع ژئوپتانسیل

به منظور تحلیل سطوح میانی جو تراز 500 هکتوپاسکال به عنوان نماینده شرایط جوی در سطوح فوقانی اتمسفر مورد بررسی قرار گرفته است(شکل 3 الف تا ح). در روز 29 آبان‌ماه یک ناوه با خطوط کنتوری 5240 ژئوپتانسیل‌متر در شمال دریاچه آرال و همچنین ناوه دیگری دیگری با خطوط کنتوری 5560 ژئوپتانسیل‌متردر شمال ایران تشکیل گردیده است. از طرف دیگر یک پشته با هسته 5880  ژئوپتانسیل متر بر روی جنوب ایران، عربستان و سودان بسته شده است. روز 30 آبان‌ماه با تقویت ناوه کم ارتفاع مذکور با خطوط کنتوری 5400  ژئوپتانسیل‌متر و گسترش زبانه‌های آن به سمت مرکز و جنوب ایران فعال است و در پشته پر ارتفاع جنوب ایران تغییرات قابل ملاحظه‌ای مشاهده نمی‌گردد. دوشنبه 1 آذرماه ناوه مذکور در شمال شرق دریاچه آرال تقویت شده(با منحنی بسته 5360 ژئوپتانسیل‌متر)‌و شیو‌ فشاری قوی به سمت جنوب ایران کشیده شده است. در این روز گذر خط کنتوری 5800 ژئوپتانسیل‌متر از روی استان هرمزگان را شاهد می باشیم. پشته پر ارتفاع جنوبی کاملاً از بین رفته است. در روز سه شنبه 2 آذرماه هسته ناوه به سمت دریاچه آرال حرکت جنوب غربی خود را آغاز کرده و باز هم شیو کنتوری را بر روی کشور و استان هرمزگان به همراه دارد. خط کنتوری 5800 ژئوپتانسیل متر بر روی جنوب استان هرمزگان و تنگه هرمز مشاهده می گردد. در روز چهارشنبه 2 آذرماه با حرکت هسته ناوه از شمال شرق دریاچه آرال به شرق دریاچه خزر در شمال ایران علاوه بر تقویت خطوط کنتوری این ناوه در نیمه شمالی در نیمه جنوبی هم این حرکت محسوس بوده و خطوط کنتوری 5760 ژئوپتانسیل متراستان را در برگرفته است. روز 4 آذرماه کماکان ماندگاری شرایط روز قبل را بر روی کشور شاهد بوده و تا حدی از میزان شیو کنتوری بر روی مناطق غربی و شمال غربی کشور کاسته شده اما همچنان شیو کنتوری قوی را در نیمه‌شرقی کشور شاهد می‌باشیم. در روز جمعه 5 آذرماه با تضعیف هسته ناوه کم ارتفاع و افزایش ارتفاع هسته از5360 ژئوپتانسیل متر به 5440 ژئوپتانسیل متر، تضعیف شیو کنتوری این ناوه را در نیمه غربی کشور شاهد بوده اما در شمال شرقی کشور کماکان حضور این ناوه پر رنگ بوده و در این روز همچنان خطوط کنتوری 5760 ژئوپتانسیل متر بر روی هرمزگان مستقر می باشد. در روز شنبه 6 آذرماه با حرکت سریع و شرق سوی ناوه و عبور از روی کشور از میزان کنتوری آن کاسته شده و همچنین افزایش ارتفاع سبب عقب نشینی زبانه های آن از روی استان گردید.

شکل 3- نقشه ترکیبی ارتفاع ژئوپتانسیل 500 هکتوپاسکال، بردارباد(متر بر ثانیه) و دما(سلسیوس) در روز

 29 آبانماه الی 5 آذرماه 1395

Figure 3- Combined map of geopotential heights (500 hectos), bird density (m/s) and temperature (Celsius) during  November 21-26, 2016

وضعیت رودباد سطح 300 هکتوپاسکال

با توجه به شکل 4 در سطح 300 هکتوپاسکال هسته های سرعت باد فعالیت دارند. آرایش مکانی و تغییرات زمانی رودبادها در روزهای متوالی، ارتباط رودباد را با امواج بادهای غربی در سطوح میانی جو به خوبی نشان می دهد. در روز 1 آذرماه یک رودباد در شرق ایران تشکیل گردیده است. که با تغییر موقعیت آن در روزهای متوالی به سمت مرکز و جنوب ایران تغییر مکان می دهد. در این مدت سرعت روباد 50 متر بر ثانیه می باشد. این شرایط باعث تقویت جریانات افقی و عمودی اتمسفر در محدوده فعالیت روباد شده که در صورت فعالیت در مناطق مستعد تولید گرد و غبار، چشمه های گرد و غبار (شرق و مرکز ایران) شرایط برای انتقال آنها برای مسافت های طولانی و سمت جنوب شرقی ایران مهیا می گردد. در روز 4 آذرماه هسته رودباد تقویت شده و همچنین موقعیت جنوبی تر پیدا می کند. با توجه به داده های هم‌دیدی سطح زمین سرعت باد در این روز به 16 متر برثانیه رسیده و دید افقی را تا 300 متر کاهش می دهد. در روزهای 5 و 6 آذر با کاهش سرعت رودباد و همچنین حرکت شرق سوی خود از سرعت و توفان گرد و خاک کاسته می شود.

شکل 4- نقشه فعالیت رودباد در سطح 300 هکتوپاسکال در روزهای 1 و 4 آذرماه 1395

Figure 4-jet stream activities at 300 hPa on days 21 and 24 November 2016

بررسی وضعیت تاوایی در سطح 500 هکتوپاسکال

شرایط همگرایی و واگرایی در سطوح بالای اتمسفر در ارتباط با حرکات‌عمودی اتمسفر و تاثیر آن در انتقال ذرات گرد و غبار اهمیت دارد. مکان گزینی چرخندگی مثبت(منفی) در سطح 500 هکتوپاسکال هم‌زمان با رخداد توفان گردوخاک در شکل 5 نشان داده شده‌است. در طی این دو روز، منطقه شمال‌شرق دریاچه آرال در سطح 500 هکتوپاسکال تحت نفوذ چرخندگی مثبت می‌باشد و همچنین جنوب ایران نیز زیر نفوذ چرخندگی منفی قرار دارد. چرخندگی مثبت در‌سطح 500 هکتوپاسکال در ارتباط با موج بادهای غربی هستند. که به تدریج از عرض 55 درجه شمالی به عرض های جنوبی تر (30 تا 35 درجه شمالی) کشیده می‌شوند. در روز 1 و 4 آذرماه چرخندگی مثبت مطابق با رودباد سطح 300 هکتوپاسکال بوده و در روز 4 آذرماه به عرض‌‌های پایین تر کشیده می شود که ارتباط آن را سطوح مختلف جو نشان می‌دهد. همچنین در روزهای 1 و 4 آذرماه استان‌هرمزگان و مرکز و جنوب استان سیستان و بلوچستان زیر نفوذ چرخندگی منفی و فرونشینی هوا  قرار دارند.

شکل 5- نقشه تاوایی در سطح 500 هکتوپاسکال در روزهای 1 و 4 آذرماه 1395

Figure 5-vorticity at 500 hPa on days 21 and 24 November 2016

یافته های دورکاوی

به منظور تبیین توفان گرد و خاک در منطقه مورد مطالعه، تصاویر ماهواره مودیس و سنجنده آکوا از سایت ماهواره مذکور اخذ گردید(16). این شکل ها به ترتیب مربوط به روزهای 1 و 4  آذرماه بوده و پدیده توفان گرد و خاک به وضوح در این
تصاویر نمایان است که منطقه مورد مطالعه را در بر گرفته و حتی بر روی دریای عمان و خلیج فارس نیز کشیده شده است. در تصاویر زیر پوشش شامل پوشش ابر در منطقه که در زیر آن‌ها پوشش گرد و غبار مشاهده می‌گردد.

شکل 7-تصاویر ماهواره مودیس از توفان گرد و خاک استان هرمزگان در روزهای 1 و 4 آذرماه 1395

Figure 6- Modis satellite images of dust storm in Hormozgan province on days 21 and 24 November 2016

بحث و نتیجه­گیری

توفان های گرد و خاک با توجه به ماهیت بزرگ مقیاس خود و علل شکل‌گیری و میسر حرکت باد مولد این توفان ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. با توجه به تحلیل نقشه های هم‌دیدی و بررسی داده های جو بالا منطقه مورد مطالعه و همچنین تصاویر ماهواره‌ای نتایج ذیل حاصل شده است. در طی مدت توفان گردوخاک کشور ایران تحت نفوذ زبانه‌های یک سامانه فرابار سیبری (قطبی قاره‌ای[12]) در شمال بوده که این فرابار با منحنی 1060 میلی‌باری بسته شده و زبانه‌های آن تا مرکز ایران گسترش یافته است. فرابار سیبری یکی از سامانه‌های‌مهم و تاثیر گذار بر روی آب و هوای ایران به‌خصوص در دوره سرد سال است. الگوهای سطح فوقانی در شکل‌گیری این سامانه نقش بسزایی دارد. با نفوذ و گسترش زبانه های سیستم فرابار سیبری به سمت جنوب شرقی و حرکت آنتی سیکلونی آن و با قرار گرفتن خطوط هم فشار 5/1017میلی باری بر روی بندرعباس، دما و رطوبت کاهش یافته و بر سرعت باد افزوده می گردد. تضاد حرارتی حدود 35 درجه سلسیوس منجربه افزایش گرادیان فشار بین مناطق شمال شرقی و جنوب ایران شده که سبب شکل گیری جریان باد از جهت شمال شرقی در استان هرمزگان شده است. به‌طوری‌که در تاریخ 1 آذرماه سرعت باد در ساعت 11:30 دقیقه محلی به بیش از 15 متر ‌بر ‌ثانیه رسیده و دید افقی در ایستگاه بندرعباس به 100 متر کاهش یافته است. زبانة فرابار سیبری الگویی کاملاً شمال شرقی- جنوب غربی دارد که از سمت شمال شرق وارد ایران شده تا جنوب ایران و حتی دریای عمان و خلیج فارس نیز گسترش یافته است. بادهای برخاسته از فرابار سیبری به دلیل عبور از روی کویرهای شرقی و مرکزی ایران و بیابانهای شرق و شمال شرقی استان هرمزگان باعث گردیده که گرد و خاک از روی این چشمه های گرد و خاک برخاسته و وارد منطقه مورد مطالعه گردد. موقعیت رودباد در روزهای متوالی به سمت مرکز و جنوب ایران تغییر مکان داده و سرعت روباد  به 50 متر بر ثانیه می رسد. این شرایط باعث تقویت جریانات افقی و عمودی اتمسفر در محدوده فعالیت روباد شده که در صورت فعالیت در مناطق مستعد تولید گرد و غبار، چشمه های گرد و غبار (شرق و مرکز ایران) شرایط برای انتقال آنها برای مسافت های طولانی و سمت جنوب شرقی ایران مهیا می گردد. در روز 4 آذرماه هسته رودباد تقویت شده و همچنین موقعیت جنوبی تر پیدا می ‌کند. با توجه به داده های هم‌دیدی سطح زمین سرعت باد در این روز به 16 متر برثانیه رسیده و دید افقی را تا 300 متر کاهش می‌دهد. مکان گزینی چرخندگی مثبت (منفی) در سطح 500 هکتوپاسکال همزمان با رخداد توفان گرد و خاک منطبق بوده و در طی این مدت، منطقه شمال شرق دریاچه آرال در سطح 500 هکتوپاسکال تحت نفوذ چرخندگی مثبت و جنوب ایران زیر نفوذ چرخندگی منفی قرار دارد. این نتایج با نتایج پژوهش(13) همخوانی داشته که تحلیل همدیدی موقعیت استقرار فرابار سیبری و مسیرهای ورودی آن به کشور ایران در فصل سرد، حاکی از آن است که زبانة فرابار سیبری الگویی کاملاً شمال شرقی- جنوب غربی دارد که در آغاز پاییز، از سمت شرق محدوده ای بین افغانستان و پاکستان وارد ایران شده و تا دامنه های شرقی البرز گسترش می‌یابد. با نزدیک شدن به فصل زمستان و انتقال هستة مرکزی فرابار به عرض های بالاتر، زبانة فرابار سیبری از سمت شمال شرق وارد ایران شده و گاهی تا جنوب ایران و حتی دریای عمان نیز گسترش می یابد. تصاویر دورکاوی، مسیر حرکت گرد و خاک را منطبق بر جریان هوا در منطقه تایید می کند و نشان می دهد که حتی این پدیده به دریای عمان و خلیج فارس کشیده شده است.

تشکر و قدردانی

بدین‌وسیله از اداره کل هواشناسی استان هرمزگان که ما را در انجام این تحقیق یاری  نمودند صمیمانه تشکر می نماییم.

منابع ­

        1.        N. Hemati, Survey of Frequency of Soil Storms in Central and Southwestern Regions of Iran, M.Sc., University of Tehran, 1995. (In Persian).

        2.        K. Omidvar, Natural hazards, Yazd University Press, Yazd, 2013, (In Persian)

3. M. Miri, Statistical-Synoptic Analysis of Dust Phenomena in the Western Half of Iran, MSc Thesis, Faculty of Geography, University of Tehran, 2011. (In Persian).
4. Lashkari, H., Keykhosravi, GH., 2008. Statistical Analysis of Dust Storms Synoptic Khorasan Razavi ,Province in 2005-1993 Period, Geographical Research .No. 65, PP.17-33. (In Persian).
5. Kutiel.H, Alpert.p, 2005. Synoptic of dust transportation days from Africa toward Italy and central Europe, pp : 1 – 14.
6. Li X,Ge L,Dong Y and Chang H C 2010. Estimating the greatest dust storm in eastern Australia with MODIS .satellite images. Published by IEEE.
7. Gao, Tao and et al ,2011. Impacts of climate abnormality on remarkable dust storm increase of the –Hunshdak Sandy Lands in northern China during 2001 .2008, meteorological applications meteorology.
8. H. Zolfaghari, H. Abedzadeh, Synoptic Analysis of Dust Storms in Western Iran", Journal of Geography and Development, 2005, No, 6. (In Persian).

        9.        M. Khosravi, M. Saliqeh, Ecological and Environmental Impacts of Sistan 120-Day Winds, Institute of Geosciences and Geography, Zahedan, 2005. (In Persian).

       10.      M. Heidari, Dust and its Model of Climate in the West of Iran, Journal of Provincial Meteorological Organization, Kermanshah, 2007, No. 11. (In Persian).

       11.      K. Raeispour, M. Khosravi, T. Tavusi, Investigating the Impact of Sand Storms as one of the Most Important Deterrents to Development in the Sistan Region, Proceedings of the National Conference on Geography, Security and Development in Southeast Iran, Tehran, University Imam Hussein, 2010, (In Persian)

       12.       Salahi, M. Moradi, M. AliJahan, Investigating the Synoptic-Remote Sensing Conditions of Dust Storm Occurrence in Northwest of Iran (October 92), Geography Quarterly, New Thirteenth Year, 2005,  No. 44. (In Persian).

       13.       H. Lashkari, Z. Yarmaradi, A Synoptic Analysis of the Situation of Transparent Siberian Settlement and Its Entry Routes to Iran in Cold Season, Journal of Natural Geography Research, 2014, Vol. 46, No. 2, pp. 218-199. (In Persian).

       14.      Liu, G., Park, S. U., 2007, The Logarithm-Linear Relationship of the Occurrence Frequency to the Duration of Sand-dust  Storms: Evidence from Observational Data in China, Journal of Arid Environments, Vol. 71, pp. 243-249.

       15.      https://www.esrl.noaa.gov/psd/data/gridded/data.ncep.reanalysis.html.

       16.      https://worldview.earthdata.nasa.gov.