بررسی آماری و سینوپتیکی توفان‌های گردوغبار استان خراسان جنوبی در بازه زمانی (2014-2000)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری اقلیم‌شناسی کشاورزی، دانشکده جغرافیا و علوم محیطی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران

2 دکتری اقلیم شناسی، استادیارگروه ژئوموفولوژی و اقلیم شناسی ، دانشکده جغرافیا و علوم محیطی، دانشگاه حکیم سبزواری ،سبزوار.

چکیده

 
توفان‌های گردوغباری یکی از مخاطره‌آمیزترین بلایای طبیعی است که منشأ اقلیمی داشته است. در این پژوهش، بررسی آماری توفان‌های گردوغباری استان خراسان جنوبی در دورۀ آماری (2014-2000) نشان داد بهار بیشترین و پاییز کمترین توفان‌ها، ماه مارس بیشترین و ماه دسامبر کمترین تعداد توفان‌ها‌ را دارا بوده است؛ همچنین توفان‌ها بیشتر در روز و در ساعت 12 گرینویچ، ساعاتی پس از گرمایش روزانه رخ داده است. گل غبار هر ایستگاه نیز به‌صورت جداگانه در 16 جهت و 6 طبقه سرعت ترسیم شد که این امر نشان می‌دهد جهت باد در بیشتر توفان‌های گردوغباری درجهت شمال‌جنوب است و با جهت ناهمواری‌های استان مطابقت دارد. در ادامه به‌منظور تحلیل همدید توفان روز 17 آوریل 2004 که شدیدترین توفان استان رخ داده است، از آمار نقشه‌های جوّی در تراز سطح دریا و سطوح استاندارد 850،700 و 500 هکتوپاسکال استفاده شد. نتایج نشان داد منطقۀ بررسی‌شده در قسمت جلوی فرود قرار گرفته و ناپایداری و تمایل به صعود هوای قسمت جلوی فرود به دلیل واگرایی بالایی آن زیاد بوده است؛ همچنین استقرار سلول‌های کم‌فشار در مرکز کشور موجب هم‌گرایی و مکش هوا در سطح زمین شده که این امر گردوخاک را از بیابان‌های خشک مناطق مجاور به استان انتقال داده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Statistical and Synoptic Analysis of Dust Storms in South Khorasan Province in the period (2000-2014)

نویسنده [English]

  • tayebeh shojaee 1
1 PhD Student of Agricultural Climatology, Faculty of Geography and Environmental Sciences, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran
2 Assistant Professor, Department of Climatology and Geomorphology, School of Geography and Environmental Science, University of Hakim Sabzevari, Sabzevar, Iran.
چکیده [English]

Dust storms are one of the most dangerous natural disasters that have a climatic origin. In this research, a survey of dust storms in southern Khorasan province during the statistical period (2000-2014) showed that most of the storms have occurred in the spring and the smallest storms have fallen in the fall. The March possesses the highest number of hurricanes and December had the lowest number. Storms also occurred more during the day and at 12 GMT, during the hours after the heating of the day. The dust rose of each station was also individually drawn in sixteen directions to the top of the floor, indicating that the wind direction is in most of the dust storms in the north-south, which corresponds to the direction of the heterogeneities of the province. In order to analyze the synoptic storm on April 17, 2004; the most severe storms in the province were taken from atmospheric weather maps at sea level and standard levels of 850, 700 and 500 hPa. The results showed that the studied area was in the front of the landing, the instability and tendency to climb the front of the landing due to its high divergence was high. The deposition of low-pressure cells in the center of the country has caused the convergence and suction of air on the ground, which has led to the transfer of dust from dry desert areas adjacent to the province.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Synoptic Analysis
  • Storm
  • Dust
  • dust rose

مقدمه

توفان، آشفتگی‌های جوّی مانند تندرها، توفان‌های حاره‌ای، انواع سیکلون‌ها و توفان‌های مشابه و باد است؛ پدیده‌ای که بر هوای سطح زمین اثر می‌گذارد و بارش و باد را ایجاد می‌کند (محمدی، 1379: 76). از دیدگاه هواشناسی سینوپتیکی توفان یک پدیدۀ مخربِ منحصربه‌فرد روی نقشه‌های سینوپتیکی بوده است که ترکیبی از پدیده‌های فشار، ابر، بارندگی، باد و غیره را در بر می‌گیرد (حسینی، 1379: 20؛ علیجانی، 1385: 232؛ قایمی، 1371). گردوغبار به شرایط تغییر اقلیم کمک می‌کند و یکی از بلایای مهم طبیعی به شمار می‌رود (محمدی، 1379: 72؛ لشگری و کیخسروی، 1387: 17؛ کاویانی و علیجانی، 1385: 143؛ رسولی و همکاران، 1389: 15). قدمت مطالعۀ توفا‌ن‌های گردوغباری تا بدان‌جا می‌رسد که در روم باستان این پدیده را به اولیوس یا خدای بادها نسبت می‌دادند. در دهه‌های اخیر نیز توفان‌های گردوغباری همواره یک پدیدۀ اقلیمی و مخاطرۀ محیطی به شمار می‌رفته و از دیدگاه‌های متفاوت درخور توجه پژوهشگران علوم مختلف قرار گرفته است (نتساگور و همکاران،[1] 2002: 1402). در بررسی توفان گردوغباری که در ناحیۀ بیابانی چین تشکیل شده بود و به کوشش (ایواساکا و همکاران،[2] 1983: 189) انجام شد، با اندازه‌گیری‌های ماهواره‌ای توانستند ساختار فضایی توفان را مشخص کنند. در چین نوسانات توفان‌های گردوغباری را کنترل کردند و به این نتیجه رسیدند که توفان‌های گردوغباری با فرکانس بالا با بارش‌های کمتر و هوای گرم و خشک همراه است و فعالیت این توفان‌ها در بخش شرقی چین بیشتر در فصل بهار رخ می‌دهد؛ همچنین در بررسی سینوپتیکی توفان‌های گردوغبار ماه‌های اوریل و می 2003 در یزد که با کوشش (امیدوار، 1385: 44) انجام گرفت، مشخص شد علت اصلی توفان و بادهای شدید روز 29 می 2003 شیب ناپایداری محلی درون سیستم کم‌فشار و ایجاد ابرهای کومه‌ای بوده است؛ همچنین (مفیدی و جعفری، 1390: 18) با بهره‌گیری از داده‌های شبکه‌بندی‌شدۀ NCEP/NCAR و شاخص آیروسل سنجندۀ TOMS ویژگی‌های دینامیکی و همدیدی هریک از توفان‌های گردوغباری تابستانه در جنوب غرب ایران را بررسی کردند. نتایج نشان داد که پرفشار عربستان و زبانۀ کم‌فشار زاگرس بیش از هر مؤلفۀ گردشی دیگری در شکل‌گیری توفان‌های مقیاس منطقه‌ای در منطقۀ خلیج فارس و جنوب غرب ایران نقش دارند (شمسی‌پور و صفر‌راد، 1391: 112). با تحلیل ماهوارهای همدیدی توفان گردوغبار تیرماه 1388 به این نتیجه رسیدند که مکان‌گزینی محور ناوه و منطقۀ واگرایی بالایی در تراز 500 هکتوپاسکال و شکل‌گیری سلول کم‌فشار حرارتی در سطح زمین نقش اصلی را در شکل‌گیری و هدایت گردوغبار به سمت ایران دارند. شبیه‌سازی عددیِ توفان ماسه و گردوغبار شدید ایران با استفاده از مدل RWF-CHEM به کوشش (کارگر و همکاران، 1391: 36) نشان داد منطقۀ سیستان، به‌ویژه بستر خشک تالاب هامون واقع در شرق ایران، چشمۀ اصلی توفان ماسه و ریزگرد بوده است (علی‌آبادی و همکاران، 1394: 2). در ارزیابی و پایش توفان گردوغبار با استفاده از روش‌های سنجش از دور به این نتیجه رسیدند در زمان وقوع توفان گردوغبار مؤلفۀ مقیاس منطقه‌ایِ گردش جَو در ترازهای زیرین نقش اصلی را در وقوع توفان‌های گردوغباریِ جنوب غرب ایران بر عهده دارد. بررسی توفان‌های گردوغبار در سرزمین سرد ایسلند را (داگسون - والدوسروا و همکاران،[3] 2015: 69) انجام داد که مشخص کرد رسوب گردوغبار در برف، یخچال‌ها و یخ‌های دریایی موجب تشدید گرما، خشکی و گرم‌ترشدن قطب شمال می‌شود. در این راستا تحلیل سینوپتیک و شبیه‌سازی مسیر حرکت توفان‌های شدید گردوغبار در غرب ایران با تلاش (اکبری و فرحبخشی، 1395: 291) نشان داد تاوایی منفی در جنوب عراق و تاوایی مثبتِ نسبتاً قوی در نواحی داخلی ایران سبب تقویت حرکات سیکلونی و وزش باد شدید با جهت غربی در نواحی جنوب غربی ایران شده که این امر گردوخاک را از بیابان‌های خشک مناطق مجاور به کشور انتقال داده است. مطالعات نشان می‌دهد چاله‌های مرکزی ایران و نواحی اطراف آن بیشترین روزهای گردوغباری را دارند (علیجانی، 1376: 96). استان خراسان جنوبی با حدود
4 درجه گسترۀ عرض جغرافیایی در شرق ایران قرار دارد. ازجمله عوامل مؤثر در اقلیم استان خراسان جنوبی عبارت‌اند از: دوربودن این استان از پهنه های آبی؛ حصارهای کوهستانی؛ وزش بادهای محلی و منطقه‌ای و تأثیرپذیری آن از دشت بزرگ لوت (عباس‌نیا، 1388: 26). در این پژوهش سعی بر آن است ضمن بررسی آماری توفان‌های گردوغباری استان خراسان جنوبی که یکی از عوامل کنترل‌کنندۀ اقلیم آن است، وضعیت پهنه‌های مختلف استان ازنظر فاکتورهای مختلف، مانند سرعت، وزش باد و شدت‌های مختلف توفان‌های گردوغباری، شناسایی و گل غبار هر ایستگاه ترسیم شود و در ادامه تحلیل همدید شدیدترین توفان گردوغبار استان صورت پذیرد.

 

شکل 1- نقشۀ پراکنش ایستگاه‌های سینوپتیک استان خراسان جنوبی

مواد و روش‌ها

به‌منظور بررسی توفان گردوغباریِ استان خراسان جنوبی داده‌های مربوط به متغیرهای اقلیمی برای دورۀ 15ساله (2014-2000) از سازمان هواشناسی کشور دریافت شد. این داده‌ها براساس کدهای هوای حاضر (7-8-9-30-31-32-33-34-35) و سپس روزهای وقوع توفان گردوغبار استخراج شد. برای هر 6 ایستگاه سینوپتیک (شکل1) جدولی فراهم شد که در آن تاریخ وقوع توفان‌های گردوغبار به‌صورت ساعتی همراه با سرعت و جهت باد در لحظۀ وقوع توفان مشخص شد؛ سپس استخراج تعداد توفان‌های اتفاق‌افتاده به‌صورت ماهانه و سالانه صورت گرفت و باتوجه‌به معیارهای مدنظر، تعداد توفان‌های اتفاق‌افتاده در هر ایستگاه سینوپتیک مشخص شد؛ پس از آن در محیط نرم‌افزاری GIS[4] تهیۀ تِم نقطه‌ایِ ایستگاه‌ها در سامانۀ تصویر UTM[5] با استفاده از روش درون‌یابی IDW[6] انجام گرفت و نقشه‌های میانگین فراوانی وقوع توفان و سرعت باد و نمودار توزیع سالانه، ماهانه، روزانه و ساعتیِ توفان‌های گردوغبار نیز ترسیم شد. برای ترسیم دیاگرام گل غبار از نرم‌افزار 7WRPLOT ver استفاده شده است. این نرم‌افزار برای انجام محاسبه‌های آماریِ باد و رسم گلباد طراحی شده است؛ اما انعطا ف‌پذیری آن سبب می‌شود بتوان با استفاده از آن دیاگرام گل غبار را نیز رسم کرد (امیدوار و نکونام، 1390). دیاگرام گل غبار طبقه‌بندی و توزیع سمت و سرعت بادهای همراه با گردوخاک را در ایستگاه هواشناسی در دورۀ آماری مدنظر مشخص می کند. با استفاده از نرم‌افزار مذکور دیاگرام گل غبار سالانۀ هر ایستگاه به‌صورت جداگانه در 16 جهت و 6 طبقه سرعت ترسیم شد. روز 17 آوریل 2004 نیز نمونۀ موردی توفان گردوغبار شدید بود. در این روز سرعت باد در ایستگاه بیرجند به 97 نات (9/49 متر بر ثانیه) رسیده بود (هر نات برابر با 44000/51 سانتی‌متر بر ثانیه است). در سایر ایستگاه‌ها نیز سرعت باد چشمگیر بود. برای ترسیم نقشه‌های توفان ابتدا داده‌های رقومی ژئوپتانسیل، امگا، بادمداری، نصف‌النهاری و دما در سطوح استاندارد 500، 700، 850، 925 و 1000 فشار سطح دریا از مرکز ملی جَو و اقیانوس‌شناسی آمریکا أخذ شد و با استفاده از نرم‌افزار GRADS تهیه و تفسیر نقشه‌های ترکیبی صورت گرفت.

 

نتایج و بحث

الف- تحلیل آماری

با تهیۀ نقشه‌های میانگین فراوانی وقوع توفان و سرعت باد در طی دورۀ آماری (2014-2000) در شکل (2) که متوسط سرعت باد در سطح منطقه را نشان می‌دهد، ایستگاه خور بیرجند بیشترین و ایستگاه بشرویه کمترین سرعت باد را داراست. در شکل (3) نیز شاهدیم که ایستگاه خور بیرجند بیشترین توفان‌ها و ایستگاه فردوس کمترین توفان‌ها را دارد.

   

شکل 2- متوسط سرعت باد در سطح استان                                شکل 3- متوسط تعداد توفان‌ها در سطح استان

خراسان جنوبی در دورۀ آماری (2014-2000).

براساس شکل (3) کمترین تعداد توفان‌های اتفاق‌افتاده بین 5 تا 10 روز در سال مربوط به ایستگاه فردوس است و بیشترین تعداد روزهای وقوع توفان گردوغبار بین 25 تا 30 روز در سال به ایستگاه خور بیرجند مربوط می‌شود. با بررسی دو نقشۀ تعداد روزهای غباری و سرعت باد در شکل (2) و شکل (3) درمی‌یابیم که باد در پیدایش غبار اهمیت زیادی دارد و ارتباط مستقیمی بین تعداد روزهای غباری با سرعت باد دیده می‌شود. بیشترین تعداد توفان‌های گردوغباریِ اتفاق‌افتاده در سطح استان در طول دورۀ آماری مدنظر در فصل بهار با 16/37درصد و سپس تابستان با 59/35درصد بوده است و پاییز با 01/8 درصد کمترین میزان توفان‌ها را به خود اختصاص داده است (شکل 4). بررسی آهنگ زمانی تعداد روزهای غباری نشان می‌دهد در ماه‌های گرم و کم‌بارش (بهار و تابستان) بر تعداد روزهای غباری افزوده می‌شود
(براتی و همکاران، 1390).

   

شکل 4- توزیع فصلی توفان‌های گردوغبار
خراسان جنوبی (2014-2000)

شکل 5- درصد فراوانی ماهانۀ توفان‌های گردوغبار
خراسان جنوبی (2014-2000)

شکل (5) نشان می‌دهد بیشترین توفان‌ها در ماه مارس با 55/14درصد اتفاق افتاده و کمترین توفان‌ها در ماه دسامبر با 53/1درصد رخ داده است. از کل توفان‌های گردوغباریِ اتفاق‌افتاده در سطح استان خراسان جنوبی (شکل6)، 58/90درصد توفان‌ها در روز و 42/9درصد در شب اتفاق افتاده است. در شکل (7) ملاحظه می‌شود اوج فراوانی وقوع توفان گردوغبار در ساعت 12 گرینویچ (30/3 بعدازظهر) بوده است. زمانی که زمین به مقدار زیادی از نورخورشید بهره برده است، سطح آن بالاترین دمای روز را داراست و بیشترین تبخیر در طی روز در سطح زمین رخ داده است، سطح خشک زمین شرایط لازم را برای وقوع توفانِ گردوغباری پیدا می‌کند.

   

شکل 6- نمودار درصد فراوانی وقوع توفان‌های گردوغبار در شب و روز استان خراسان جنوبی (2014-2000)

شکل 7- درصد فراوانی وقوع توفان‌های گردوغبار در ساعات مختلف دیده‌بانی استان خراسان جنوبی (2014-2000)

بررسی گل غبارها

جهت باد غالب در ایستگاه نهبندان شمال بوده است. بیشترین فراوانی طبقۀ سرعت بادهای همراه با گردوغبار در طول همین دوره به طبقۀ 7 تا10 متر بر ثانیه با 7/44درصد اختصاص دارد و کمترین فراوانی به طبقۀ سرعت 1 تا 4 متر بر ثانیه تعلق دارد که 7/2درصد است. در ایستگاه خور بیرجند بادها در جهات گوناگون می‌وزند؛ اما بادِ غالبِ آن در جهت شمال، شمال شرقی است. بیشترین فراوانی طبقۀ سرعت بادهای همراه با گردوغبار به طبقۀ 7 تا 10 متر بر ثانیه با 3/73درصد مربوط می‌شود و کمترین فراوانی به طبقۀ سرعت 1 تا 4 متر بر ثانیه تعلق دارد که 1/0درصد است. با بررسی دیاگرام‌های گل غبار هر 6 ایستگاه سینوپتیک استان خراسان جنوبی (اشکال 8، 9، 10، 11، 12، 13) مشخص می‌شود جهت باد در اکثر توفان‌های گردوغبار درجهت شمال‌جنوب و شمال غرب،جنوب شرق است. با بررسی نقشۀ ناهمواری‌های استان مشخص می‌شود این ناهمواری‌ها بیشتر در جهت شمال غرب و جنوب شرق گسترده شده‌اند؛ لذا جهت بادِ غالب که با دیاگرام‌های گل غبار امکان مشاهدۀ آن وجود دارد، با جهت ناهمورای‌های استان مطابق است و موجب کانالیزه‌شدن باد در مسیر شمال و جنوب می‌شود. بیشترین بادهای گردوغباریِ منطقه به گروه سرعت 7 تا 10 متر متعلق است و شدیدترین بادها در ایستگاه خور بیرجند با سرعت 97 نات (50 متر بر ثانیه) وزیده است.

   

شکل 8- گل غبار سالانۀ ایستگاه سینوپتیک قاین
(2014-2000)

شکل 9- گل غبار سالانۀ ایستگاه سینوپتیک بیرجند (2014-2000)

   

شکل 10- گل غبار سالانۀ ایستگاه سینوپتیک بشرویه
(2014-2000)

شکل 11- گل غبار سالانۀ ایستگاه سینوپتیک فردوس (2014-2000)

   

شکل 12- گل غبار سالانۀ ایستگاه سینوپتیک خور بیرجند (2014-2000)

شکل 13- گل غبار سالانۀ ایستگاه سینوپتیک نهبندان (2014-2000)

ب- تحلیل همدیدی

در طول دورۀ آماری از بین دوازده نمونه توفانِ گردوغباریِ فراگیر، شدیدترین آنها انتخاب شد تا ارتباط آن با الگوهای همدید بررسی شود. این توفان‌ فراگیر و شدید در تاریخ 17 آوریل 2004 به وقوع پیوسته و در اکثر ایستگاه‌های استان با سرعت‌های بالا به ثبت رسیده است؛ به‌گونه‌ای‌که بیشترین سرعت وزش آن در ایستگاه خور بیرجند 97 نات بوده است. جهت تحلیل همدیدی این توفانِ گردوغباریِ شدید، داده‌های رقومی مربوط به متغیرهای ارتفاع ژئوپتانسیل، خطوط جریان، بردار باد، تاوایی، دما، امگا و فشار سطح دریا از پایگاه NCEP/NCAR اخذ و با استفاده از قابلیت‌های نرم‌افزار GRADS[7] نقشه‌های مربوط ترسیم شد. در ایستگاه خور بیرجند سرعت باد 97 نات به ثبت رسیده است که موجب ایجاد توفان گردوغباری شدیدی در استان شد؛ لذا بررسی سینوپتیکی این توفان صورت گرفت و نقشه‌های فشار سطح دریا، ارتفاع ژئوپتانسیل، چرخندگی (تاوایی)، امگا وسرعت باد برای ساعات 6، 12 و 18 گرینویچ ترسیم، بررسی و سپس تفسیر شد.

در شکل (15) کم‌فشار 996 هکتوپاسکال روی خراسان رضوی و شمال خراسان جنوبی و پرفشار 1014 هکتوپاسکال در شمال شرق افغانستان وپاکستان قرار گرفته است. پرفشار 1016 هکتوپاسکال روی دریای خزرواقع شده است.

   

شکل 14- ارتفاع ژئوپتانسیل (متر)، چرخندگی (بر ثانیه) سطح 850 هکتوپاسکال ساعت 12 روز 17 آوریل 2004

شکل 15- فشار سطح دریا (برحسب هکتوپاسکال) ساعت 12 روز 17 آوریل 2004

منطقۀ بررسی‌شده بین منحنی‌های 996 هکتوپاسکال در شمال استان و 998 هکتوپاسکال در جنوب استان قرار گرفته است. این امر نشانۀ تسلط کم‌فشار سطحی روی منطقه است. شرایط سیستم‌های فشاری برای جَو ناپایدار منطقه مساعد شده است. در نیمۀ شمالی کشور کم‌ارتفاع 1380متری دیده می‌شود. (شکل 14). این کاهش ارتفاع، کم‌فشار سطحی را تأیید می کند. منطقۀ بررسی‌شده بین منحنی‌های ارتفاعیِ 1380 متر در شمال استان و 1400 متر در جنوب استان واقع شده است. نزدیک‌شدن خطوط هم‌ارتفاع به یکدیگر بیانگر افزایش شیب تغییرات فشار است. این افزایش شیب به دلیل مجاورت سیستم کم‌فشار مستقر در مرکز کشور و سیستم پرفشار مستقر بر دریای خزر است که همگی نشان از افزایش سرعت باد دارد. در شکل (14) پرارتفاع 1470متری در شمال افغانستان قرار گرفته است. کم‌ارتفاع 1450متری واقع در مرز هند و پاکستان به 1420 متر کاهش یافته است. کاهش ارتفاع سیستم‌های ارتفاعی منطقه دلیلی بر کاهش فشاری سیستم‌های فشاری سطح پایین است (میهن‌پرست و همکاران، 1388؛ همتی، 1374). با بررسی نقشه‌ها در سطح 500 هکتوپاسکال، فرود 5500 متری 10 متر کاهش ارتفاع داشته و در غرب نیمۀ شمالی کشور واقع شده است.

   

شکل 16- خطوط جریان، چرخندگی (بر ثانیه) سطح
850 هکتوپاسکال ساعت 12 روز 17 آوریل 2004

شکل 17- امگا (پاسکال در ثانیه)، بردار باد (متر در ثانیه) سطح 850 هکتوپاسکال ساعت 12 روز 17 آوریل 2004

در این زمان باتوجه‌به شکل (16) وجود مرکز چرخندی در شمال غرب کشور که در ساعت 12 در مرکز ایران قرار گرفته است، موجب برقراری جریان هوا از سمت واچرخند مستقر بر شمال دریای خزر و شمال غرب ترکیه به سوی چرخند مذکور می‌شود؛ درنتیجه جریان هوا پس از عبور از مناطق خشک و کویری مرکز کشور و مسلح‌شدن به گردوغبار به‌دلیل خشکی این مناطق با سرعت زیاد وارد منطقۀ بررسی‌شده می‌گردد (مسعودیان، 1382: 177؛ مهدوی، 1389: 32)؛ به‌طوری‌که سرعت باد در ایستگاه خور بیرجند در ساعت 12 به 58 نات (30 متر بر ثانیه) و در ساعت 15 به 97 نات (50 متر بر ثانیه) می‌رسد. در این زمان سرعت باد در بشرویه 29 نات (15 متر بر ثانیه)، قاین 23 نات (12 متر بر ثانیه)، فردوس 14 نات (7 متر بر ثانیه)، بیرجند 16 نات (8 متر بر ثانیه) و نهبندان 10 نات (5 متر بر ثانیه) رسیده است. باتوجه‌به شکل (17) موقعیت تاوایی مثبت مرکز ایران که قسمت شرقی آن روی منطقۀ بررسی‌شده قرار گرفته است و چرخش خلاف عقربه‌های ساعت هوا (پاد ساعت گرد) است و باد در منطقۀ بررسی‌شده جهت جنوبی دارد.

   

شکل 18- خطوط جریان، چرخندگی (بر ثانیه)، سطح 500 هکتوپاسکال ساعت 12 روز 17 آوریل 2004

شکل 19- امگا (پاسکال در ثانیه)، بردارباد (متر در ثانیه)، سطح 500 هکتوپاسکال ساعت 12 روز 17 آوریل 2004

با‌توجه‌به شکل (18) در سطح 500 هکتوپاسکال ایستگاه‌های مذکور در بین 2تاوایی مثبت و منفی واقع شده‌اند که این امر موجب افزایش شیو عمودی و افقی باد می‌شود و چون ایستگاه خور در محدوده‌ای قرار گرفته است که 2تاوایی منفی و مثبت خیلی به هم نزدیک‌اند، سرعت باد در این ایستگاه بسیار زیاد است (50 متر بر ثانیه). این باد شدید با عبور از مناطق خشک دشت‌های اطراف موجبات بروز توفان گردوغبار بسیار شدیدی را فراهم کرده است؛ به‌طوری‌که دید افقی در این ایستگاه به کمتر از 100 متر کاهش یافته است. براساس شکل (18-19) منطقۀ بررسی‌شده در قسمت جلوی فرود قرار گرفته است و منحنی‌های فرود سطح 500 هکتوپاسکال به‌غیراز هستۀ فرود، فشرده و به هم نزدیک‌اند. این مسئله نشان‌دهندۀ ناپایداری و سرعت زیاد باد است. ناپایداری و تمایل به صعود هوای قسمت جلوی فرود به دلیل واگرایی بالایی آن زیاد است و هوای خشکی که فاقد رطوبت بوده و روی بیابان لوت و دشت‌های مرکزی مستقر است، زیر منطقۀ وزش تاوایی مثبت این فرود صعود می‌کند و در این مناطق و منطقۀ بررسی‌شده گردوخاک شدید به وجود می‌آورَد.

   

شکل 20- دما (سانتی‌گراد) سطح 850 هکتوپاسکال
ساعت 12 روز 17 آوریل 2004

شکل 21- دما (سانتی‌گراد) سطح زمین ساعت 12روز 17
آوریل 2004

براساس اشکال (20) و (21) در ساعت 12 در سطح 850 هکتوپاسکال و سطح زمین یک هستۀ پُردما شکل گرفته که به سمت شرق و غرب گسترده شده و پاکستان و افغانستان را نیز در بر گرفته است. منشأ این توده هوای نفوذی هند و پاکستان و همچنین عربستان بوده است. در هر دو نقشه اشتراک دمایی به چشم می‌خورَد؛ دمایی که به بیش از 28 درجۀ سانتی‌گراد می‌رسد؛ اما نکتۀ مهم و درخور توجه در این زمان وجود مرکز کم‌دما در شمال روی دریای خزر و شمال غرب کشور است که میزان دما در آن در ساعت 12 به 2 درجۀ سانتی‌گراد در سطح 850 هکتوپاسکال و 6 درجۀ سانتی‌گراد در سطح زمین رسیده است. این تقابل حرارتی موجود بین دو منطقه به اختلاف فشار منجر می‌شود. برقراری این شرایط به افزایش سرعت باد در منطقه و وقوع توفان گردوغبار می‌انجامد.

 

نتیجه‌گیری

توفان گردوغبار در استان خراسان جنوبی پدیده‌ای متداول بوده و هرساله تعداد زیادی از روزها با این پدیده همراه است (لشکری و کیخسروی، 1387). فراوانی وقوع توفان در بهار به‌علت وجود یک دورۀ انتقالی سرد است که طی آن هنوز زبانۀ واچرخند سیبری از شمال خراسان و ترکمنستان و خزر عقب‌نشینی نکرده است. درصورتی‌که در استان دما درحال افزایش است. وقوع توفان در تابستان نیز به‌دلیل لخت‌بودن زمین، خشکی هوا و دشت‌های وسیع است که با افزایش شدید دما ناپایداری محلی شکل می‌گیرد (داگسون - والدوسروا و همکاران، 2013: 117؛ چن و همکاران، 2010: 118 و چن و همکاران،[8] 2003: 151). در این حالت اگر روی دریای خزر و صحرای ترکمنستان نیز مرکز واچرخند یا زبانۀ آن موجود باشد، توفان گردوغبار رخ خواهد داد. بیشترین توفان‌ها در ماه مارس رخ می‌دهد؛ زیرا هنوز زبانۀ پرفشار سیبری عقب‌نشینی نکرده است؛ درحالی‌که سطح زمین با تابش خورشید به‌شدت گرم می‌شود. در نتیجۀ اختلاف فشار و افزایش سرعت باد و همچنین بیابانی‌بودن منطقه، گردوغبار لازم برای بروز توفان فراهم می‌شود و توفان گردوغبار به وقوع می‌پیوندد (تام و همکاران، 2012: 143؛ وانگ و همکاران، 2005: 509 و وانگ،[9] 2005: 89). این در حالی است که با کاهش دما و افزایش بارش‌ها کمترین توفان‌ها در ماه دسامبر رخ می‌دهد. در ساعت 12 گرینویچ به علت افزایش ارتفاع خورشید و جذب بیشتر انرژی تابشی، دمای هوا بیشتر می‌شود و به‌دلیل کمبود پوشش گیاهی در منطقه و بیابانی‌بودن آن ناپایداری‌های محلی شکل می‌گیرد (هنگ و همکاران،[10] 2010: 854). در طول روز که زمین به مقدار زیادی نور خورشید را جذب می‌کند، با تبخیر رطوبت و خشک‌شدن سطح زمین، شرایط لازم برای وقوع توفانِ گردوغباری فراهم می‌شود (هانگ و همکاران، 2013: 338 و کومار و همکاران،[11] 2014: 2432). در بررسی گل غبارها نیز ملاحظه شد جهت باد در اکثر توفان‌های گردوغباری در جهت شمال‌جنوب است که با جهت ناهمورای‌های استان مطابقت دارد و موجب کانالیزه‌شدن باد در مسیر شمال و جنوب می‌شود. در بررسی موردیِ شدیدترین توفان گردوغباری استان که در روز 17 آوریل 2004 به وقوع پیوسته بود، باتوجه‌به نقشه‌های ترکیبی، مشخص شد منطقۀ بررسی‌شده در قسمت جلوی فرود قرار گرفته است. ناپایداری و تمایل به صعود هوای قسمت جلوی فرود به دلیل واگرایی بالایی آن زیاد است؛ درنتیجه هوای خشکی که فاقد رطوبت است، به زیر منطقۀ وزش تاوایی مثبت این فرود صعود می‌کند. به‌طورکلی استقرار سلول‌های کم‌فشار در مرکز کشور، موجب هم‌گرایی و مکش هوا در سطح زمین می‌شود. تاوایی منفی در جنوب و تاوایی مثبتِ نسبتاً قوی در نواحی بیابانی وزش باد شدید را تقویت می‌کند و این امر به انتقال گردوخاک از روی بیابان‌های خشک مناطق مجاور به استان می‌انجامد.



[1] Natsagdorj et al

[2] Iwasaka et al

[3] Dogsson Waldhauserova et al

[4] Geographic Information System

[5] Universal Transverse Mercator coordinate system

[6] Inverse Distance Wighted

[7] Grid Analysis and Display System

[8] Dogsson Waldhauserova and chen et al

[9] Tam et al, Wang et al and Wang

[10] Hong et al

[11] Huang et al and Kumar et al

منابع

 1- علیجانی، بهلول، (1376)، آب وهوای ایران، انتشارات دانشگاه پیام نور، چاپ اول، تهران، جلد 1: 28ـ96.

 2- علیجانی، بهلول، (1385)، اقلیم شناسی سینوپتیک، انتشارات دانشگاه تهران، چاپ اول، تهران، جلد 2: 232.

 3- کاویانی، محمدرضا و علیجانی، بهلول، (1385)، مبانی آب‌وهواشناسی، انتشارات سمت، چاپ اول، تهران، جلد 2: 143ـ147.

 4- محمدی، حسین، (1379)، مفاهیم و اصطلاحات آب‌وهواشناسی، انتشارات دانشگاه تهران، چاپ اول، تهران: 72ـ219.

 5- اکبری، مهری و فرحبخشی، ملودی، (1395)، تحلیل سینوپتیک و شبیه‌سازی مسیر حرکت توفان‌های شدید گرد و غبار (مطالعۀ موردی: جنوب غرب ایران)، فضای جغرافیایی، اهر، 16 (55)، صص 273ـ291.

 6- امیدوار، کمال، (1385)، بررسی وتحلیل سینوپتیکی توفان‌های ماسه در دشت یزد - اردکان، تحقیقات جغرافیایی، مشهد، 45، صص 2-43.

 7- امیدوار، کمال و نکونام، زری، (1390)، کاربرد گلباد و گل غبار در تحلیل پدیدۀ گردوخاک و تعیین رژیم فصلی بادهای همراه با این پدیده (مطالعۀ موردی: شهر سبزوار)، پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، تهران، 76، صص 85ـ104.

 8- براتی، غلامرضا؛ لشگری، حسن و کرمی، فریبا، (1390)، نقش همگرایی سامانه‌های فشار بر رخداد سامانه‌های غباری استان خوزستان، جغرافیا و توسعه، 22: صص 56-39.

 9- رسولی، علی‌اکبر؛ ساری صراف، بهروز و محمدی، غلامحسن، (1389)، تحلیل روند وقوع پدیده اقلیمی گردوغبار در غرب کشور در 55 سال اخیر با استفاده از روش‌های آماری ناپارامتری، جغرافیای طبیعی، 9: صص 15ـ27.

 10- شمسی‌پور، علی‌اکبر و صفرراد، طاهر، (1391)، تحلیل ماهواره ای - همدیدی پدیدۀ گردوغبار (گردوغبار تیرماه 88)، پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، 79: صص 111ـ126.

 11- علی‌آبادی، کاظم؛ اسدی زنگنه، محمدعلی و داداشی رودباری، عباسعلی، (1394)، ارزیابی و پایش توفان گرد و غبار با استفاده از روش‌های سنجش از دور (مطالعۀ موردی: غرب و جنوب غرب ایران)، امداد و نجات، 7 (1): صص 20-1.

 12- کارگر، الهام؛ بداق جمالی، جواد؛ سعادت‌آبادی، عباس؛ معین‌الدینی، مظاهر و گشتاسب، حمید، (1391)، شبیه‌سازی عددی توفان ماسه و گرد و غبار شدید شرق ایران با استفاده از مدل WRF_Chem (مطالعۀ موردی: 14 و 15 خرداد 1391)، علوم و مهندسی محیط زیست، 4 (7): صص 44-35.

 13- لشگری، حسن و کیخسروی، قاسم، (1387)، تحلیل آماری سینوپتیکی توفان‌های گرد و غبار استان خراسان رضوی در فاصلۀ زمانی (2005-1993)، پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، 65: صص 17ـ33.

 14- مسعودیان، ابوالفضل، (1382)، نواحی اقلیمی ایران، مجله جغرافیا و توسعه، 5: 176-177.

 15- مفیدی، عباس؛ جعفری، سجاد، (1390)، بررسی نقش گردش منطقه‌‌ای جَو بر روی خاورمیانه در وقوع توفان‌های گردوغباری تابستانه در جنوب غرب ایران، مطالعات جغرافیایی مناطق خشک، 5: صص 45-17.

 16- مهدوی، محمد، (1389)، بررسی توفان‌ها در استان خراسان، امداد و نجات، 4: صص 38-32.

 17- میهن‌پرست، مجتبی؛ مشکوتی، امیرحسین و رنجبر سعادت‌آبادی، عباس، (1388)، مطالعۀ نقش گرادیان فشاری و ناوه 850 هکتوپاسکالی در ایجاد و انتقال پدیدۀ گرد و غبار تابستانی نیمۀ غربی کشور، دوازدهمین کنفرانس دینامیک شاره‌ها، دانشگاه صنعتی نوشیروانی.

 18- حسینی، سیدباقر، (1379)، مطالعۀ سینوپتیکی توفان‌های شدید در تهران، پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد، استاد راهنما: محمد خیراندیش، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکدۀ منابع طبیعی.

 19- عباس‌نیا، محسن، (1388)، پهنه‌بندی اقلیمی استان خراسان جنوبی، پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد، استاد راهنما: محمد باعقیده، دانشگاه تربیت معلم سبزوار، گروه ژئومورفولوژی و اقلیم‌شناسی.

 20- همتی، نصرالله، (1374)، گرایش سینوپتیک بررسی فراوانی توفان‌های خاک در نواحی مرکزی و جنوب غربی کشور، پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد، استاد راهنما: محمدحسین اردکانی، دانشگاه تهران، دانشکدۀ ژئوفیزیک.

 21- Chen, Yong-shig; sheen, P; chen, E; liu, Y; wu,T & yang, C, (2003), Effect of asian dust storm events on daily mortality in taipei,Taiwan, journal environmental research, 95:151-155.

 22- Chen, Pei-shih; Tsai, FT; Lin, CK; Yang, CY, & Chan, CC, (2010), Ambient influenza and avian influenza virus during dust storm days and background days, Environmental health perspectives, 118:1211.

 23- Dagsson -Waldhauserova, Pavla; Arnalds, O & Olafsson, H, (2013), Long-term frequency and characteristics of dust storm events in Northeast Iceland (1949–2011), Atmospheric environment, 77: 117-127.

 24- Dagsson-Waldhauserova, Pavla; Arnalds, O; Olafsson, H; Hladid, j; Skala, R; Navratil, T;….Meinander, O,(2015), Snow-dust storm :unique case study from Icland, Aeolian Reserch, 16: 69-74.

 25- Hong,Yun-Chul; Pan, XC; Kim, SY; Park, K; Park, EJ & Jin, X, (2010), Asian dust storm and pulmonary function of school children in Seoul, Science of the Total Environment, 408: 754-759.

 26- Huang, Qunying; Yang, C; Benedict, K; Chen, S; Rezgui, A & Xie, J, (2013), Utilize cloud computing to support dust storm forecasting, International Journal of Digital Earth, 6: 338-355.

 27- Iwasaka, Yasunobu; Minoura, H & Nagaya, k, (1983), The transport and spacial scale of Asian dust-storm clouds: a case study of the dust-storm event of April 1979.Tellus, 358: 189-196.

 28- Qian, Weihong; quan, l & shi, s, (2001), Variations of the Dust Storm in China and its Climatic Control, Journal of climate, 15:1216-1228.

 29- Kumar, Rajesh; Barth, MC; Pfister, GG; Naja, M & Brasseur, GP, (2014), WRF-Chem simulations of a typical pre-monsoon dust storm in northern India: influences on aerosol optical properties and radiation budget, Atmospheric Chemistry and Physics, 14: 2431-2446.

 30- Natsagdorj, Lusi; jugder, Y & schung, D, (2002), Analysis of dust storms observed. Mongolia during 1937-1999, journal atmospheric environment, 37:1401-1411.

 31- Tam, Wilson WS; Wong, TW; Wong, AHS & Hui, DSC, (2012), Effect of dust storm events on daily emergency admissions for respiratory diseases, Respirology, 17: 143-148.

 32- Wang, Shigong; wang, J; zhou, c & shang, K, (2005), Regional characteristics of three kinds of dust storm events in china, journal atmospheric environment, 3: 509-520.

 33- Wang, Wonga, (2005), A synoptic model on East Asian dust emission and transport, Atmospheric science and air pulity conferences, Beijingchina.