Simulation dust storm February 28, 2009 in Fars province WRF model

وقوع خشکسالی‌های مکرّر طی سال‌های اخیر و فعّالیت‌های انسانی به‌ویژه سدسازی‌های زیاد که موجب خشک‌شدن دریاچه‌ها و رودخانه‌ها شده است و همچنین پیامد‌های احتمالی تغییرات اقلیمی در خصوص بیابان‌زایی، پدیدۀ گرد و غبار و طوفان‌های گرد و غبار را در توجّه بسیاری از محقّقان قرار داده است. استان فارس به علّت قرارگرفتن در عرض‌های جغرافیایی پایین از مسیر رطوبتی کمتری بهره برده است. نزدیکی آن به خاستگاه گرد و غبار یعنی بیابان‌های عربستان و عراق باعث شده است تا همواره در معرض پدیدۀ گرد و غبار قرار داشته باشد و در بعضی از مواقع، خسارت ببیند. طوفان‌های گرد و غبار، خسارات گسترده‌ای را در کشور و منطقه موجب شده است؛ از جملۀ این خسارات می‌توان به نمونه‌های ذیل اشاره کرد (خالدی، 1392: 107).

1- طوفان گرد و غبار در سال 1388، کاهش 726 هزار تن محصولات کشاورزی (معادل 5/341 میلیارد تومان) را در استان کرمانشاه موجب شده است.

2- سالانه به علّت بروز این پدیده، حدود 19 هزار بیمار به جمع بیماران کشور اضافه می‌شود که سهم خوزستان از این میزان، حدود 5 هزار نفر است.

3- به دلیل ریزگردها نزدیک به 300 گونۀ گیاهی کمیاب با کاربری دارویی در استان ایلام در حال نابودی هستند.

4- در سال 1388 کاهش تولیدات زراعی و باغی ناشی از گرد و غبار در استان‌های خوزستان، ایلام، بوشهر، فارس، لرستان و کردستان بین 7 تا 17 میلیون تن محصول برآورد شده است.

از آن جا که طوفان‌های گرد و غبار، زیان‌های زیادی در زندگی بشر به وجود می‌آورند، بنابراین به تحقیقات گسترده در این زمینه نیاز است تا بتوان به راهکاری برای کاهش اثرات این معضل طبیعی دست یافت. محقّقان با توجّه به افزایش گرد و غبار و اثرات مخرّب آن، این پدیده را از دیدگاه‌های مختلفی از جمله دیدگاه آماری، شرایط همدیدی و دینامیکی جو، تصاویر ماهواره‌ای، مدل‌های پیش‌بینی و مدل‌سازی این پدیده بررسی کرده‌اند. هدف این تحقیق، شبیه‌سازی و تحلیل سینوپتیکی پدیدۀ گرد و غبار در استان فارس است.

پیشینۀ پژوهش

پژوهش‌های متعدّدی در زمینۀ طوفان‌های گرد و غبار و اثرات آن‌ها و روش‌های مطالعاتی در منابع علمی دنیا موجود است. در این بخش به تاریخچه‌ای از این آثار که در چند دهۀ اخیر انجام شده است، اشاره می‌شود. رومانوف[1] (۱۹۶۱)، رژیم طوفان گرد و غبار را در آسیای مرکزی بر اساس دیده‌بانی‌های یک دورۀ پنج‌ساله (1955-1951) بررسی کرده است. او علاوه بر تعیین فراوانی و مدّت زمان طوفان گرد و غبار برای این دوره، یک دسته‌بندی از شرایط همدیدی لازم برای شروع طوفان گرد و غبار نیز ارائه کرده است. مک‌کندی[2] و همکاران (2001: 106) طوفان کم نظیر گرد و خاک در بریتیش کلمبیای کانادا را مطالعه کردند. آن‌ها منبع طوفان را از ذرّات گرد و خاک منتقل‌شده از آسیای شرقی معرّفی کردند. ژائولینگ و یینگ چین[3] (2003: 103) طوفان گرد و خاک منطقۀ بیجینگ چین را با استفاده از مدل MM5^[4] بررسی کردند. آن‌ها با تحلیل وضعیت جوّی حاکم بر طوفان گرد و خاک روز 6 آوریل 2000 به این نتیجه رسیدند که توسعۀ یک ناوۀ کوچک سطوح بالا همراه با باد شمال غربی در پشت آن و گسترش آن در منطقه‌ای که عبور سامانۀ سردی را به دنبال دارد، به ایجاد طوفان منجر شده است. نتایج شبیه‌سازی، وجود باد قائم قوی و یک مرکز بیشینۀ تاوایی مثبت را در ترازهای بالا و در ساعت طوفان نشان می‌دهد. یونگ و لیم^[5] (2004: 144) با بررسی گرد و غبار و غبار مه آسیایی در سئول کرۀ جنوبی نشان دادند که اکثر گرد و خاک‌های آسیایی در فصل بهار و ماه آوریل رخ می‌دهند و در سال‌های 2000 تا 2002 این پدیده، شدّت بیشتری داشته است. همچنین آن‌ها دریافتند که وقتی یک گرادیان فشار قوی روی منطقۀ خشک بین چین و مغولستان شکل می‌گیرد، ایجاد باد قوی برای بالابردن ذرّات گرد و غبار را موجب می‌شود و پدیدۀ گرد و غبار شکل می‌گیرد. ریوار^[6] و همکاران (2009: 347) طوفان‌های شمال آمریکا را با استفاده از مدل MM5 و مدل تحلیل آماری مسیر برگشت HYSPLIT^[7] بررسی کردند. تحلیل خروجی‌های مدل MM5 و مسیر‌برگشت نشان داد که چرخندهای سطحی که از نزدیکی بیابان‌های منطقه عبور می‌کنند به طوفان گرد و خاک در منطقه منجر می‌شوند و نتایج آن‌ها با تحلیل‌های گذشته مطابق بوده است. بارکن و آلپرت^[8] (2010: 208) انتقال گرد و غبار از نواحی غربی آفریقا به شمال اسکاندیناوی را در تأثیر شرایط همدیدی حاکم بر منطقه به این صورت بیان کردند که ناوۀ تشکیل‌شده در سواحل آتلانتیک آفریقا، ایجاد جریان شدید جنوب ‌غرب را موجب می‌شود. در اثر آن کم‌فشار ایسلند به سمت شرق (نزدیک شبه جزیرۀ اسکاندیناوی) جابه‌جا می‌شود وگرادیان شدید فشار بین کم‌فشار ایسلند و پرفشار جنب حاره، بادهای شدید غربی را ایجاد می‌کند. این بادها با حرکت به سمت شمال و ترکیب آن با جریان‌های جنوب‌ غربی در جنوب و غرب اسکاندیناوی، توانایی انتقال گرد و غبار از غرب آفریقا به نواحی شمالی‌تر را دارد. علیزاده و همکاران (2012: 117) در خصوص شبیه‌سازی طوفان گرد و غبار با استفاده از جفت مدل ورف و بخش Chem با بررسی یک نمونۀ موردی روی استرالیا به این نتیجه رسیدند که عبور یک جبهۀ سرد، ساختار لایۀ مرزی را در هنگام وقوع این پدیده در تأثیر قرار می‌دهد و برخاستن ذرّات گرد و غبار و انتقال آن تا مسافت زیادی را باعث می‌شود. اورلوسکی و همکاران (2013: 227) با استفاده از اطّلاعات 144 ایستگاه قزاقستان و 29 ایستگاه ازبکستان و ترکمنستان طی دورۀ 1972-1936 ، طوفان‌های شدید گرد و خاک در آسیای مرکزی را مطالعه کرده‌اند. آن‌ها طوفان‌های شدید را با شرایط طول زمانی 12-3 ساعت، سرعت باد 14-10 متر بر ثانیه و دید افقی 1000-500 متر معرّفی کرده‌اند که طوفان‌های بسیار شدید، شرایط وخیم‌تری را مانند دید افقی کمتر از 50 متر دارند. علیزاده چوبری (2014: 328) طوفان گرد و خاک را در منطقۀ سیستان در دورۀ تابستان و عوامل مؤثّر در افزایش سرعت باد را در این منطقه مطالعه و بررسی کرده است. او با استفاده از جفت مدل ورف و بخش Chem نشان می‌دهد که چگونه افزایش سرعت باد، پخش و جابه‌جایی ذرّات گرد و خاک و رسوبات کف دریاچۀ هامون را که خشک شده است باعث می‌شود.

لشکری و کیخسروی (1387: 17) تحلیل آماری - همدیدی طوفان‌های گرد و غبار استان خراسان رضوی را در بازۀ زمانی 2005-1993 انجام داده‌اند. نتایج این پژوهش بیان‌ می‌کند که طوفان‌های گرد و غبار در جنوب استان خراسان رضوی پدیدۀ متداولی است که از شمال به جنوب بر تعداد آن‌ها افزوده می‌شود و بیشتر طوفان‌ها در تمام طول سال از ساعت 12 به بعد شکل می‌گیرند. جمالی‌زاده و همکاران (1389: 205) با استفاده از داده‌های هواشناسی و روش شبکۀ عصبی مصنوعی، وقوع طوفان گرد و خاک و میزان دید حداقل روزانه در شهر زابل را پیش‌بینی کردند. نتایج به‌دست‌آمده بیانگر این است که این روش در پیش‌بینی کوتاه‌مدّت وقوع طوفان‌ها، موفّقیت بیشتری نشان می‌دهد (96/0=d)؛ گرچه با بیشترشدن زمان پیش‌بینی از دقّت نتایج، کاسته می‌شود (95/0=d)؛ این در حالی است که در پیش‌بینی میزان دید، موفّقیت کمتری به دست آمد (88/0=d). فرج‌زاده و علیزاده (1390: 65) با بررسی و تحلیل زمانی و مکانی گرد و غبار در ایران به این نتیجه رسیدند که بیشترین فراوانی ماهانۀ پدیدۀ گرد و غبار به ماه ژولای و کمترین آن‌ها به ماه دسامبر مربوط است و ایستگاه زابل بیشترین فراوانی وقوع گرد و غبار را در طی دورۀ آماری بررسی‌شده، داشته است. محمدپور پنجاه و همکاران (1391: 1) با استفاده از سامانۀ مدل‌سازی ورف، طوفان گرد و خاک 8 خرداد 1382 در منطقۀ یزد را شبیه‌سازی کردند. نتایج کار آن‌ها نشان داد که ایجاد بستر مناسب برای ایجاد طوفان گرد و خاک با پیشروی شرایط همدیدی و شکل‌گیری مناطق همگرایی در منطقه همراه است که حرکت‌های قائم را تشدید می‌کند و ایجاد طوفان گرد و خاک را سبب شده است. رضازاده و همکاران (1392: 191) با استفاده از جفت مدل ورف و بخش Chem و داده‌های جدید سطح در منطقۀ خاورمیانه، گسیل غبار را شبیه‌سازی کردند. نتایج شبیه‌سازی‌ها چهار چشمۀ عمدۀ غبار را در منطقۀ خاورمیانه نشان می‌دهد که سودان، عربستان سعودی و بخشی از عراق، ایران، افغانستان و پاکستان هستند. هر یک از این چشمه‌ها در طی رویداد گرد و غبار اثرات متفاوتی دارند. مبارک‌حسن و همکاران (1393: 1) طوفان گرد و غبار 26 ژانویۀ 2010 را در استان خوزستان با استفاده از جفت مدل ورف و بخش Chem پیش‌بینی کرده‌اند. نتایج این مطالعه نشان می‌دهد تغییر زمانی غلظت گرد و غبار پیش‌بینی‌شدۀ مدل با تغییر زمانی PM₁₀ و کاهش دید افقی در جنوب‌ غرب ایران هماهنگی دارد. این مدل در این مطالعه در پیش‌بینی مکانی و زمانی غلظت گرد و غبار، موفّق بوده است. هاشمی‌دوین و غفاریان (1394: 2) با استفاده از خروجی مدل ورف مطالعۀ همدیدی طوفان گرد و خاک در شمال‌ شرق ایران را انجام داده‌اند. نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که حاکم‌شدن کم‌فشار روی شمال ‌شرق و سپس نفوذ پرفشار باعث ایجاد جوّ ناپایدار، گرادیان شدید فشار و عبور جبهۀ سرد از روی منطقه شده است. در نقاطی که رطوبت، کافی نبوده است ناپایداری‌ها به شکل وزش باد شدید و ایجاد گرد و خاک و باعث افزایش سریع فشار هوا، کاهش دید و افت دما شده است. این ناپایداری‌ها در مشهد و بجنورد در فصول گذر، بیشتر رخ می‌دهد. شجاعی و شکوهی‌پور (1394: 2) با مطالعۀ فراوانی پدیدۀ گرد و غبار در استان خوزستان طی دورۀ آماری 2009-1996 منشأ اصلی گرد و غبارهای واردشده به استان خوزستان را دریاچه‌های خشک‌شده و نواحی آبرفتی بدون پوشش گیاهی جنوب عراق، بیابان‌های نفوذ و دهنا در شمال عربستان و صحرای بادیه‌الشام در جنوب ‌شرق سوریه می‌دانند. در سال‌های اخیر، مطالعات زیادی از دیدگاه آماری ( فراوانی وقوع طوفان گرد و غبار) و شناسایی الگوی همدیدی وقوع گرد و غبار در کشور و استان فارس انجام شده است؛ اما هنوز مدل اعتمادپذیری برای پیش‌بینی و شبیه‌سازی وقوع این پدیده در منطقه‌ ارائه نشده است. در این تحقیق سعی خواهد شد تا با استفاده از مدل WRF، پیش‌بینی و شبیه‌سازی صحیح این پدیده و شناسایی کانون‌های گرد و غبار انجام شود.

مواد و روش‌ها

استان فارس بین 27 درجه و 01 دقیقه تا 31 درجه و 42 دقیقۀ عرض شمالی از خط استوا و 50 درجه و 34 دقیقه تا 55 درجه و 44 دقیقۀ طول شرقی از نصف‌النّهار گرینویچ در جنوب ‌غرب کشور قرار دارد. این استان از شمال به استان‌های اصفهان و کهکیلویه و بویراحمد، از مشرق به استان‌های یزد و کرمان، از مغرب به استان بوشهر و از جنوب به استان هرمزگان محدود می‌شود. برای این تحقیق از داده‌های ایستگاه‌های شیراز، زرقان، درودزن، آباده، فسا، داراب، لار و لامرد طی دورۀ آماری 20 ساله در بازۀ زمانی 1995 تا 2014 استفاده شده است. مشخّصات و موقعیت ایستگاه‌های مطالعه‌شده در جدول (1) و نگارۀ (1) آمده است.

نگارۀ 1- موقعیت ایستگاه‌های مطالعه‌شده در استان فارس

جدول 1- مشخّصات ایستگاه‌های هواشناسی استفاده‌شده در این مطالعه

برای این تحقیق، داده‌های ساعتی دما بر حسب سانتی‌گراد، رطوبت نسبی بر حسب درصد، باد بر حسب متر بر ثانیه، فشار بر حسب هکتوپاسکال و وضعیت هوای حاضر ایستگاه‌های شیراز، زرقان، درودزن، آباده، فسا، داراب، لار و لامرد طی دورۀ آماری 20 ساله در بازۀ زمانی 1995 تا 2014 از سازمان هواشناسی کشور دریافت شد. در ابتدا داده‌های منظور با استفاده از نرم‌افزار اکسل، مرتّب و کدهای 30 تا 35 وضعیت هوای حاضر جدا می‌شود. در جدول (2) شدیدترین طوفان‌های گرد و غبار در استان فارس آورده شده است که یکی از شدیدترین طوفان‌های گرد و غبار با مدل ورف شبیه‌سازی شد. برای ایجاد شرایط مرزی و جانبی در مدل، داده‌های FNL برای طوفان مذکور از پژوهشکدۀ اقلیم‌شناسی تهران دریافت شد. مرکز NCEP، داده‌های FNL را با تفکیک مکانی یک درجه و با بازۀ زمانی 6 ساعته روی 26 تراز از سطح زمین تا بام جو (ترازهای فشاری 1000 تا 10 میلی بار) تهیّه می‌کند. از جمله پارامترهای مهم این داده‌ها، فشار سطح دریا، ارتفاع ژئوپتانسیلی، دما، دمای سطح دریا، مقادیر خاک، پوشش یخ، رطوبت نسبی، بادهای افقی، حرکت قائم تاوایی و ازن است. فرمت این داده‌ها نیز گریب[9] است.

جدول 2- شدیدترین طوفان‌های گرد و غبار استان فارس طی دورۀ آماری 2014-1995

بحث

در این تحقیق از مدل WRF برای شبیه‌سازی طوفان گرد و غبار استفاده شده است. مدل پیش‌بینی و تحقیقاتی جو (WRF) نسل جدیدی از سیستم میان مقیاس پیش‌بینی عددی آب و هوا و نخستین مدل پیش‌بینی جوّی است که هم پیش‌بینی عملیاتی و هم نیازهای تحقیقاتی جوّی را برآورده می‌کند. گروهی از دانشمندان مؤسّسات و مراکز مختلف، این مدل را توسعه داده‌اند. توسعۀ این مدل، تلاش مشترک میان چند سازمان مانند مرکز ملّی تحقیقات جوّی[10] (NCAR)، مرکز ملّی پیش‌بینی محیطی[11] (NCEP)، آزمایشگاه سیستم‌های پیش‌بینی^[12] (FSL)، آژانس هواشناسی نیروی هوایی^[13] (AFWA) و تعدادی از مؤسّسات و دانشگاه‌های مشارکت‌کنندۀ دیگر است. یکی از اهداف مهم ایجاد مدل علاوه بر توسعۀ مدل، هماهنگ‌کردن گروه‌های تحقیقاتی و عملیاتی برای ترکیب‌کردن ماهیت تلاش‌های توسعۀ مدل از جنبه‌های نظری و عملی با یکدیگر است. مدل مذکور یک مدل انعطاف‌پذیر است که می‌تواند در مکان‌ها و با حالت‌های پردازش سری و موازی به اجرا در آید. کاربرد مدل WRF روی شبیه‌سازی‌های با تفکیک 1-10 کیلومتر متمرکز شده است؛ هرچند می‌تواند در تفکیک پایینتر نیز به کار رود. این مدل، هسته‌های دینامیکی چندگانه، یک سیستم همانندسازی دادۀ متغیّر سه بعدی و یک نرم‌افزار برای محاسبات موازی و توسعه‌پذیری سیستم را شامل می‌شود. مدل WRF در اکثر سیستم‌های لینوکس، می‌تواند اجرا شود. این مدل در سه مرحله اجرا می‌شود. مرحلۀ اول، WPS، نوعی پیش‌پردازش است که وظیفۀ آن تعریف‌کردن آشیانه‌ها، درون‌یابی‌کردن داده‌های زمینی مانند کوهساری، کاربری زمین، نوع خاک برای ناحیۀ شبیه‌سازی و درون‌یابی داده‌های هواشناسی از مدل‌های دیگر برای ناحیۀ شبیه‌سازی است. مرحلۀ دوم حلال، ARW، برنامۀ اصلی سیستم مدل‌سازی WRF است که از چندین برنامۀ مقداردهی ابتدایی برای شبیه‌سازی‌های ایده‌آل، داده‌های واقعی و برنامۀ انتگرال‌گیری عددی ترکیب شده است. در مرحلۀ سوم مدل (UPP) می‌توان فایل نمایشی وکنترل آن را ساخت. این فایل‌هارا در نر‌م‌افزارهایی مانند GrADS می‌توان دید. طرح‌واره‌های متعدّدی برای برآورد گسیل غبار در مدل، طرّاحی شده است. بهترین طرح‌واره‌ها برای بررسی گرد و غبار در این تحقیق در جدول (3) آمده است.

در این تحقیق، دو آشیانه تعریف شده است. آشیانۀ اول با تفکیک افقی 9 کیلومتر و برای آشیانۀ دوم 3 کیلومتر تنظیم شده است. نسبت تفکیک افقی آشیانه‌ها 1 به 3 است. آشیانۀ اول به گونه‌ای انتخاب شده است که علاوه بر کشور ایران، مناطق چشمه‌های گرد و غبار مانند عراق، عربستان و سوریه را پوشش می‌دهد و آشیانۀ دوم، کشورمان، ایران را در بر می‌گیرد. از نگاشت لامبرد در این مدل و از داده‌های FNL برای ورودی مدل استفاده شده است.

جدول 3- طرح‌واره‌های فیزیکی استفاده‌شده در اجرای مدل WRF

طوفانی که در این مطالعه با استفاده از مدل ورف شبیه‌سازی و بررسی شده است، طوفان روز 28 فوریۀ 2009 است که در ساعت 9 UTC (5/12 به وقت محلّی) در شهرستان داراب اتّفاق افتاده است. برای تحلیل شرایط حاکم بر این طوفان، ابتدا وضعیت عمومی طوفان بررسی شد. سپس نقشه‌های فشار سطح دریا، ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال، چرخندگی تراز 500 هکتوپاسکال، رودباد و وزش باد تراز 300 هکتوپاسکال از ساعت 00 UTC دو روز قبل از وقوع طوفان تا ساعت 12 UTC روز خاتمۀ آن در محیط نرم‌افزار GrADS ترسیم شد.

الف- بررسی وضعیت عمومی طوفان 28 فوریۀ 2009

شهرستان داراب در ساعت 5/12 به وقت محلّی روز 28 فوریۀ 2009 در برابر تهاجم یک سامانۀ ناپایدار و طوفان گرد و غبار قرار گرفته است. این رویداد در ایستگاه هواشناسی داراب با کد 31 گزارش شده است. در این روز، دیدافقی از 7000 متر بر ثانیه به 800 متر بر ثانیه در زمان اوج طوفان رسیده و سپس دوباره تا 8000 متر بر ثانیه افزایش یافته است. در طی این مدّت، جهت باد جنوب غربی بوده است. همچنین سرعت باد از 0 به 16 متر بر ثانیه در جهت جنوب غرب در زمان اوج رسیده و پس از آن روند کاهشی را تا 3 متر بر ثانیه طی کرده است. در این روز
5/11 میلی‌متر بارندگی گزارش شده است. در روز طوفان، فشار هوا از 2/890 هکتوپاسکال به 9/888 هکتوپاسکال کاهش یافته است. به علاوه رطوبت نسبی در روز طوفان از 53 درصد به 25 درصد در زمان اوج طوفان کاهش و دوباره بعد از طوفان، روند افزایشی داشته است. دمای هوا در ساعتی قبل از طوفان 4/21 درجۀ سانتی‌گراد بوده و در زمان اوج طوفان به 27 درجۀ سانتی‌گراد رسیده است که نسبت به روز گذشته در همین ساعت که دمای هوا
4/24 درجۀ سانتی‌گراد گزارش شده، 6/2 درجه اختلاف دما مشاهده شده است. در نگارۀ (2) تغییرات دما بر حسب سانتی‌گراد، رطوبت نسبی بر حسب درصد، سرعت باد بر حسب متر بر ثانیه و در نگارۀ (3) فشار بر حسب هکتوپاسکال ایستگاه داراب آمده است.

نگارۀ 2- تغییرات دما بر حسب سانتی‌گراد، رطوبت نسبی بر حسب درصد و سرعت باد بر حسب متر بر ثانیه ایستگاه داراب
در روز 28 فوریۀ 2009

نگارۀ ۳- تغییرات فشار بر حسب هکتوپاسکال ایستگاه داراب در روز 28 فوریۀ 2009

ب- تحلیل شرایط حاکم بر منطقه در روز 26 فوریۀ 2009 با استفاده از خروجی مدل ورف

در نقشۀ فشار سطح زمین ساعت 12 UTC روز 26 فوریۀ 2009، سامانۀ پرفشار 1025 هکتوپاسکال از سمت شمال ­شرق وارد کشور شده و نواحی مرکزی ایران را پوشش داده است. پربند 1015 هکتوپاسکال آن، نواحی جنوبی و مرکزی را نیز در تأثیر قرار داده و نزول هوای سرد را به این نواحی موجب شده است که این با ناوۀ تراز 500 هکتوپاسکال مطابقت دارد. در این روز در نواحی جنوب غرب و غرب کشور بارش‌هایی رخ داده است. همچنین یک کم‌فشار دیگر با مرکزیت 1010 هکتوپاسکال در سمت شرق دریای مدیترانه در حال شکل‌گیری و حرکت به سمت ایران بوده است (نگارۀ 4). در این روز هستۀ پرارتفاع 588 ژئوپتانسیل دکامتر با محور شمال ‌غرب - جنوب شرق در شمال غرب کشور قرارگرفته و پربندهای آن تمام نواحی ایران را در برگرفته است (نگارۀ 5). با توجّه به نگارۀ (6) در روز 26 فوریه، نقشۀ چرخندگی در این روز، چرخندگی مثبت یا سیکلونی را در تمام نواحی کشور و روی دریای خزر نشان می‌دهد. نقشۀ رودباد تراز ۳۰۰ هکتوپاسکال این روز نشان می‌دهد هسته‌ای با سرعت 55 متر بر ثانیه با جهت
شرقی - غربی، نواحی وسیعی از ایران را فرا گرفته است و در این تاریخ شرایط را برای ایجاد طوفان در روزهای آتی فراهم می‌کند (نگاره‌‌های 7 و 8).

پ- تحلیل شرایط همدیدی حاکم بر منطقه در روز 26 فوریۀ 2009

در نقشۀ فشار سطح دریا ساعت 12 روز26، پرفشار1030 هکتوپاسکال از سمت شمال شرق وارد ایران شده و نواحی مرکزی ایران را پوشش داده است. پربندهای 1010 و 1015 هکتوپاسکال آن تا نواحی جنوبی را هم در تأثیر قرار داده است و نزول هوای سرد ترازهای بالاتر را روی کشور موجب شده است. همچنین یک کم‌فشار با مرکزیت995 هکتوپاسکال در سمت غرب آفریقا در حال تشکیل بوده است که خارج از چهارچوب نقشه و در حال حرکت به سمت ایران است (نگارۀ 9). در این روز، هستۀ پر‌ارتفاع 588 دکامتر (پشته) با محور شمالی - جنوبی روی ایران قرارگرفته و پربندهای آن تمام نواحی ایران را در بر گرفته است. جریان‌های آن بیشتر قسمت‌های کشور را فرا‌گرفته و تداوم ناپایداری را در کشور باعث شده است. در همین حال کم‌ارتفاع عمیقی با مرکزیت 544 دکامتر و محور شمالی - جنوبی، روی دریای مدیترانه و شمال دریای سیاه در حال پیشروی است. دریای مدیترانه، شمال و شمال غرب و غرب ایران در جلو محور ناوه قرار گرفته‌اند و وجود چنین شرایطی به همراه رطوبت فراوان دریای سیاه و مدیترانه شرایط مناسب برای ناپایداری است (نگارۀ 10). با توجّه به نگارۀ (11) در روز 26، نقشۀ چرخندگی در این روز، چرخندگی مثبت یا سیکلونی را در تمام نواحی کشور و روی دریای سیاه و مدیترانه نشان می‌دهد و چرخندگی منفی در نواحی شمال شرق دریای خزر مشاهده می‌شود. در روز 26 فوریه، هسته‌ای با سرعت 55 متر بر ثانیه (سطح ۳۰۰ هکتوپاسکال) با جهت شرقی - غربی، نواحی وسیعی از ایران را فرا گرفته است. همچنین هستۀ دیگری با سرعت 60 متر برثانیه نیز از سمت عربستان در حال حرکت به سمت ایران است و شرایط را برای ایجاد طوفان در روزهای آینده فراهم می‌کند (نگاره‌های 12 و13).

ت- تحلیل شرایط حاکم بر منطقه در روز 27 فوریۀ 2009 با استفاده از خروجی مدل ورف

در این روز، سامانۀ پر‌فشار 1025 هکتوپاسکال که روز قبل از شمال شرق در حال شکل‌گیری بوده است، قویتر شده و پربند 1015 هکتوپاسکال آن نواحی شرقی را در تأثیر قرار داده است. سامانۀ کم‌فشاری که روز قبل در شرق دریای مدیترانه در حال تشکیل بود با حرکت واچرخندی خود رطوبت را از خلیج فارس جذب کرده، تقویت شده و با مرکزیت 1000 هکتوپاسکال نواحی غربی و جنوب‌ غربی کشور را فرا گرفته است (نگارۀ 14). با توجّه به نقشۀ ساعت ۱۲ UTC تراز ۵۰۰ هکتوپاسکال روز 27 فوریه، پشته‌‌ای با ارتفاع ۵88 ژئوپتانسیل دکامتر که روز قبل در امتداد 55 درجۀ شرقی در حال شکل‌گیری بود، تقویت شده و به سمت عرض‌های بالاتر پیشروی کرده است. همچنین ناوۀ کم‌ارتفاعی که روز قبل در شمال دریای مدیترانه در حال شکل‌گیری بود، در این روز تقویت شده و با وجود پدیدۀ سردچال به سمت ایران در حال حرکت بوده است و در روزهای آینده باعث ایجاد ناپایداری شدید در نواحی وسیعی از کشور می‌شود (نگارۀ 15). در این روز، چرخندگی شمال دریای خزر، منفی و با ناوه منطبق است و چرخندگی مستقر روی مرکز ایران مثبت است که با چرخندگی مثبت سیستم مانع منطبق است و بیشترین ناپایداری را دارد (نگارۀ 16). نقشۀ رودباد تراز 300 هکتوپاسکال مربوط به این روز، دو هستۀ سرعت را نشان می‌دهد. هسته‌های سرعت با تندی 60 و 65 متر بر ثانیه با جهت شرقی - غربی به‌ترتیب روی نواحی شرقی و غربی کشور قرار گرفته‌اند (نگاره‌های 17 و 18).

ج- تحلیل شرایط همدیدی حاکم بر منطقه در روز 27 فوریۀ 2009

در این روز، همچنان زبانه‌های پرفشار سیبری که روز قبل نیز نواحی مرکزی و جنوبی ایران را در تأثیر قرار داده بود، روی ایران مستقر است و کم‌فشار 995 هکتوپاسکال که روز قبل در غرب آفریقا و خارج از چهارچوب نقشه در حال شکل گیری بود، قویتر شده و به سمت نواحی شرقی پیشروی کرده است و کم‌فشار دیگری با مرکزیت 1005

هکتوپاسکال از سمت عربستان در حال حرکت به سمت ایران است (نگارۀ 19). با بررسی نقشۀ تراز ۵۰۰ هکتوپاسکال در روز 27، پشته‌‌ای با ارتفاع ۵88 ژئوپتانسیل دکامتر که روز قبل در امتداد 50 درجۀ شرقی، تمام نواحی ایران را
در بر‌‌گرفته بود، تقویت شده و با محور شمال شرقی - جنوب غربی به سمت عرض‌های بالاتر پیشروی کرده است. همچنین ناوۀ کم‌ارتفاعی که روز قبل در شمال دریای مدیترانه مستقر بود، امروز تقویت شده، با وجود پدیدۀ سردچال با محور شمال غربی- جنوب شرقی تا نواحی مرکزی ایران را در تأثیر قرار داده است و در روزهای آینده باعث ایجاد ناپایداری شدید در نواحی وسیعی از کشور می‌شود (نگارۀ 20). نقشۀ چرخندگی تراز 500 هکتوپاسکال در 27 نشان می‌دهد که چرخندگی دریای مدیترانه، منفی و با ناوه منطبق است. چرخندگی مستقر روی مرکز ایران مثبت است که با چرخندگی مثبت سیستم مانع، منطبق است و بیشترین ناپایداری و بارش را دارد (نگارۀ 21). نقشۀ رودباد مربوط به این روز، دو هستۀ سرعت را نشان می‌دهد. هسته‌های سرعت با تندی 55 و 65 متر بر ثانیه با جهت شرقی - غربی به‌ترتیب روی نواحی شرقی و غربی قرار گرفته‌اند (نگاره‌های 22 و 23).

س- تحلیل شرایط حاکم بر منطقه در روز 28 فوریۀ 2009 با استفاده از خروجی مدل ورف

در نقشۀ سطح زمین ساعت 12 UTC روز 28 فوریه، سامانۀ کم‌فشار 1000 هکتوپاسکال در حال عبور از روی نواحی مرکزی کشور است که با حرکت واچرخندی خود رطوبت را دریافت کرده و باعث ریزش بارش‌هایی در نواحی غربی و جنوبی کشور شده است (نگارۀ 24). در این روز، پشتۀ هوای گرمی که روز قبل بخش‌هایی از ایران را در تأثیر قرار داده بود، تقویت شده و بخش‌های وسیعتری از ایران را فرا گرفته است. در همین حال کم‌ارتفاع 540 ژئوپتانسیل دکامتر نیز به سمت نواحی غربی حرکت کرده و محور فرود آن عمیقترشده است (نگارۀ 25). در این روز، مرکز فعّالیت چرخندگی مثبت در نواحی شرقی دریای سرخ و مدیترانه انتقال یافته و در این مناطق باعث ایجاد ناهنجاری‌های مثبت شده است. هستۀ نزول هوا و چرخندگی منفی روی مناطق جنوبی و مرکزی قرار گرفته است (نگارۀ 26). نقشۀ رودباد تراز ۳۰۰ هکتوپاسکال نیز نشان می‌دهد که در روز 28 فوریه، دو هستۀ پرسرعت 65 و 40 متر بر ثانیه به‌ترتیب در 50 و 60 درجۀ طول شرقی قرار گرفته، نواحی مرکزی و شرقی ایران را در تأثیر قرار داده و باعث ناپایداری‌ها و طوفان شدید و فراگیر در این مناطق شده است. جهت باد در اکثر نقاط کشور، شمال شرق - جنوب غرب است؛ ولی در نواحی شرق ایران جهت آن جنوب شرق - شمال غرب است (نگاره‌‌های 27 و 28 و 29).

ش- تحلیل شرایط همدیدی حاکم بر منطقه در روز 28 فوریۀ 2009

تداوم طوفان‌ها در نواحی مرکزی در این روز هستۀ پرارتفاع ۵84 دکامتر پشتۀ هوای گرم که روز قبل، بخش‌هایی از ایران را در تأثیر قرار داده بود، تقویت شده و به سمت نواحی بالاتر پیشروی کرده است. در همین حال کم‌ارتفاع
520 دکامتر با محور شمالی - جنوبی نیز از شمال آفریقا به سوی نواحی جنوبی حرکت کرده، محور فرعی شمالی - جنوبی آن عمیقتر شده و از روی دریای سیاه تا عربستان کشیده شده است. در روزهای آینده با خروج پشتۀ گرم از ایران، قسمت‌های وسیعی از ایران را در تأثیر قرار می‌دهد و باعث ایجاد ناپایداری در کشور می‌شود (نگارۀ 30). نقشۀ سطح زمین نشان می‌دهد کم‌فشار 1005 هکتوپاسکال که روز قبل روی عربستان مستقر بود، با عبور از روی خلیج‌فارس و نواحی جنوبی با حرکت واچرخندی خود رطوبت را دریافت کرده، در قسمت‌های جنوبی و غربی ایران، ریزش‌هایی را سبب شده است. پرفشار عرض‌های شمالی به صورت کامل از ایران خارج شده و به سمت نواحی شرقی در حال حرکت است. در این روز در استان شیراز در اکثر ایستگاه‌ها طوفان ثبت شده است (نگارۀ 31). همچنین در این روز مرکز فعّالیت چرخندگی مثبت در نواحی شرقی و شمالی ایران انتقال یافته و در این مناطق باعث ایجاد ناهنجاری‌های مثبت شده است. هستۀ نزول هوا و چرخندگی منفی روی مناطق جنوبی و دریای خلیج فارس قرار گرفته است (نگارۀ 32). نقشۀ رودباد در تراز ۳۰۰ هکتوپاسکال نیز نشان می‌دهد که در روز 28 فوریه، دو هستۀ پرسرعت 65 و 45 متر بر ثانیه به‌ترتیب در 50 و 60 درجۀ طول شرقی قرار گرفته، نواحی مرکزی و شرقی ایران را در تأثیر قرار داده و باعث ناپایداری‌ها و طوفان شدید و فراگیر در این مناطق شده است. جهت باد در اکثر نقاط کشور، شمال شرقی - جنوب‌ غربی است؛ ولی در نواحی شرق ایران جهت آن جنوب شرقی - شمال غربی می‌شود (نگاره‌های 33 و 34).

نتایج مذکور نشان می‌دهد که علّت اصلی وقوع طوفان‌ها در بازۀ زمانی گفته‌شده، استقرار چند روزۀ ناوه در نواحی دریای مدیترانه و سیاه است که وجود سیستم بندالی (سردچال) باعث حرکت کند سامانه‌های غربی روی ایران شده و ناپایداری در مناطق مختلف کشور شده است. همچنین سرعت بالای باد در ترازهای بالایی جو نیز باعث تشدید و تصدیق این ناپایداری در سطح زمین است.

یافته‌ها

در این مطالعه، شرایط همدیدی حاکم بر طوفان‌های گرد و غبار در استان فارس برای روز 28 فوریۀ 2009 بررسی شده است. ابتدا وضعیت عمومی طوفان‌ها تحلیل شده است. شرایط ناپایداری در طوفانی که به‌تفصیل بیان شد، در تأثیر وضعیت همدیدی سامانه‌های فعّال در منطقه ایجاد شده است. این شرایط با ریزش هوای سرد در هنگام عبور سامانه‌های چرخندی در ترازهای بالای جو و نیز گرمایش سطحی به وجود آمده است. در روز 28 فوریۀ 2009 به علّت استقرار چند روزۀ ناوه در نواحی دریای مدیترانه و سیاه، وجود سیستم بندالی (سردچال) باعث حرکت کند سامانه‌های غربی روی کشور شده و سبب ناپایداری در مناطق مختلف ایران شده است. همچنین سرعت بالای باد در ترازهای بالایی جو نیز باعث تشدید و تصدیق این ناپایداری در سطح زمین است. در این روز، سرعت باد تا 16 متر بر ثانیه افزایش پیدا کرده است و دید افقی به علّت وجود گرد و غبار به 800 متر می‌رسد. با بررسی طوفان‌های گرد و غبار مذکور با استفاده از خروجی مدل ورف و تحلیل الگوهای همدیدی برای این طوفان‌ها، می‌توان نتیجه گرفت که مدل عددی ورف برای شبیه‌سازی و پیش‌بینی طوفان‌های گرد و غبار که با این طوفان‌های بررسی‌شده در استان فارس، شرایط مشابهی دارند، مناسب است.