2-3 موقعیت جغرافیایی استان مازندران43
1-2-3 آب و هوا43
2-2-3 ویژگی‌های جغرافیایی44
3-2-3 کوه‌های استان مازندران44
3-3 موقعیت جغرافیایی استان گلستان45
1-3-3 جغرافیای طبیعی استان گلستان45
4-3 سیستم‌های آب و هوایی46
فصل چهارم: مواد و روش تحقیق49
1-4 مقدمه49
2-4 جمع‌آوری داده‌ها49
3-4 بررسی داده‌های جمع‌آوری شده50
4-4 تحلیل و بررسی نتایج50
5-4 تحلیل و بررسی همدیدی53
6-4 ویژگی ماهواره TOMS54
فصل پنجم: یافته‌های تحقیق57

1-5 تحلیل روند آزمون من کندال57
2-5 بررسی روند تغییرات سالانه59
3-5 بررسی فصلی توزیع گرد و غبار62
4-5 نحوه توزیع ماهانه طوفان‌های گرد و غباری سه استان جنوبی خزر63
5-5 تحلیل وضعیت باد در هنگام وقوع طوفان‌های گرد و غبار64
6-5 پارامترهای اقلیمی65
7-5 تحلیل شرایط همدیدی66
8-5جمع بندی79
فصل ششم: نتیجه‌گیـری83
1-6 مقدمه83
2-6 نتیجه‌گیری83
3-6 نتایج حاصل از بررسی سینوپتیکی نقشه‌ها85
4-6 تحلیل فرضیات86
5-6 پیشنهادها برای تحقیق در آینده87
پوست‌ها…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………90
منابع………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………96
فهرست اشکال
عنوان صفحه
شکل 1-2 مراکز تولید گرد و غبار در جهان………………………………………………………………………………………………………22
شکل 1-3 موقعیت جغرافیایی منطقه مورد مطالعه……………………………………………………………………………………………..41
شکل 1-5 گل غبار منطقه………………………………………………………………………………………………………………………………64
شکل 2-5 نقشه‌های هم ارتفاع 850 و هم فشار سطح زمین 18 و 20 می…………………………………………………………….70
شکل 3-5 نقشه باد در سطح 250 در تاریخ 20 تا 23 می…………………………………………………………………………………..71
شکل 4-5 تصویر ماهواره تامس در تاریخ 21 تا 23 می………………………………………………………………………………………72
شکل 5-5 نقشه هم ارتفاع 500 در تاریخ 19 و 20 ژوئن……………………………………………………………………………………..73
شکل 6-5 نقشه هم فشار سطح زمین در تاریخ 15و 16 ژوئن……………………………………………………………………………..74
شکل 7-5 نقشه سطح زمین و هم ارتفاع 850 در تاریخ 16 تا 18 ژوئن……………………………………………………………….75
شکل 8-5 نقشه 250 هکتوپاسکالی در تاریخ 15، 18 و 21…………………………………………………………………………………76
شکل 9-5 تصویر ماهواره‌ای در تاریخ 18 تا 20 ژوئن 2004…………………………………………………………………………………77
شکل 10-5 نقشه هم ارتفاع 500 در تاریخ 26 و 31 می 2005……………………………………………………………………………. 78
شکل 11-5 نقشه هم فشار سطح زمین در تاریخ 26 و 31 می 2005…………………………………………………………………….80
شکل 12-5 نقشه باد در سطح 250 در تاریخ 26 و 28 می 2005…………………………………………………………………………80 شکل 13-5 تصویر ماهواره تامس در تاریخ 25 تا 27 می 2005…………………………………………………………………………..81
فهرست جدول
عنوان صفحه
جدول 1-4 کدهای هواشناسی مرتبط با پدیده گرد و غبار………………………………………………………………………………….50
جدول 1-5 داده‌های من کندال ایستگاه‌ها………………………………………………………………………………………………………..58
جدول 2-5 تعیین روند ایستگاه‌ها……………………………………………………………………………………………………………………58
جدول 3-5 مشخصات طوفان‌های گرد و غباری شاخص منطقه…………………………………………………………………………..67
فهرست نمودارها
عنوان صفحه
نمودار 1-5 روند تغییرات سال به سال روزهای گرد و غباری رشت، رامسر و گرگان……………………………………………..60
نمودار 2-5 تعداد روزهای گرد و غباری در استان مازندران………………………………………………………………………………..60
نمودار 3-5 تغییرات سال به سال روزهای گرد و غباری گرگان…………………………………………………………………………..61
نمودار 4-5 نمودار دایره‌ای فصلی گرد و غبار…………………………………………………………………………………………………….62
نمودار 5-5 نمودار پراکندگی ماهانه…………………………………………………………………………………………………………………63

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

1- فصل اول: طرح تحقیق
1-1 مقدمه
از دیدگاه هواشناسی سینوپتیکی طوفان یک پدیده مخرب منحصر به فرد در روی نقشه‌های سینوپتیکی بوده که ترکیبی از پدیده‌های فشار، ابر، بارندگی و غیره را در بر گرفته و توسط رادار، قابل شناسایی است. در نواحی خشک و نیمه خشک پدیده گرد و غبار به اشکال مختلف مانند روز همراه با گرد و غبار یا طوفان گرد و غبار و گردباد به صورت مکرر اتفاق می‌افتد. در بیابان‌ها و مناطق خشک، تغییر سریع درجه حرارت هوا موجب ایجاد گرادیان فشار در نقاط مختلف آن و تشکیل بادهای قوی و دائمی می‌شود. به علاوه در این مناطق به دلیل کمبود رطوبت و پوشش گیاهی، چسبندگی ذرات به یکدیگر کاهش یافته و باد می تواند ذرات با قطر کمتر از 2میلی‌متر را از سطح خاک جدا نموده و با خود حمل کند. بسیاری از این ذرات قطری کم‌تر از 10 میکرون دارند و سرعت سقوط آن‌ها تحت تأثیر نیروی جاذبه زمین قابل اندازه‌گیری نیست. بنابراین این ذرات در جو به صورت معلّق باقی می‌مانند، به این دلیل در نواحی بیابانی ممکن است هوا برای مدتی طولانی به حالت گرد و غبار باقی بماند. از این رو طوفان‌ها در مقیاس‌های ترنادو، طوفان رعد و برق، طوفان گرد و خاک و مانند آن ظاهر می‌شوند.
از مهم‌ترین شرایط ایجاد گرد و غبار در کنار هوای ناپایدار، وجود یا عدم وجود رطوبت است به طوری که اگر هوای ناپایدار رطوبت کافی داشته باشد، بارش و طوفان رعد و برق؛ و اگر فاقد رطوبت باشد، طوفان گرد و غبار ایجاد می‌نماید. نوع و پوشش گیاهی نیز در شدت وقوع گرد و غبار نقش مؤثری بازی می‌کنند. در واقع ایجاد گرد و غبار می‌تواند نوعی واکنش به تغییر پوشش گیاهی زمین باشد که در این رابطه نقش فعالیت‌های انسانی را نیز در کنار شرایط طبیعی محیط‌های جغرافیایی باید در نظر گرفت. چنان‌چه در منطقه‌‌ای مانند شمال ایران که از نظر طبیعی مساعد برای گرد و غبار نیست چون هم دارای رطوبت بالا و هم دارای پوشش گیاهی متراکم است ولی به دلیل فعالیت‌های انسانی امروزه شاهد روزهای همراه با گرد و غبار در این منطقه هستیم.
طوفان‌های گرد و غبار به صورت کوتاه مدت هم، روی زندگی انسان اثر می‌گذارند. مهم‌ترین این تاثیرات کاهش قدرت دید و به وجود آوردن مشکلات بهداشتی مانند مشکلات تنفسی و لغو پرواز‌ها در نتیجه کاهش دید است. پدیده گرد و غبار در سال‌هاى اخیر از نظر غلظت و راه اندازى ذرات معلق، تداوم، وسعت و زمان آن متفاوت و بسیار بیش‌تر از طوفان‌هاى گرد و غبار گذشته است و این سبب نگرانى‌ بسیارى شده است. در این سال‌ها خشکسالى‌هاى مداوم، کاهش بارندگى و رطوبت نسبى محیط به همراه تشدید فاکتورهاى محیطى توسط انسان، نظیر استفاده بى رویه از منابع آبى و از بین رفتن پوشش گیاهی باعث گسترش شدید گرد و غبار شده است. از اصلی‌ترین عوامل ایجاد این پدیده وزش بادهای به نسبت شدید روی زمین‌های دارای شرایط مساعد برای ایجاد گرد و غبار است. این عوامل به همراه حرکت صعودی هوای ناشی از سامانه‌های جوی، انتقال قائم ذرات گرد و غبار معلق به ترازهای بالاتر جو را فراهم می‌کند. ذرات معلق، بر حسب اندازه‌ی قطر خود در لایه‌ها، به ترتیب از پایین به بالا قرار گرفته و سپس با جریان هوا، به حرکت در آمده و مناطق وسیعی را تحت پوشش قرار می‌دهد. بیش‌تر گرد و غبارهای فراگیر و گسترده‌ای که مشاهده می‌شود فرا محلی بوده و از نواحی دور و نزدیک دیگر منشأ می‌گیرد ولی ممکن است که ناشی از عوامل محلی باشد و ذرات از همان محل که گرد و غبار دیده می‌شود تشکیل ‌شود. طوفان‌های گرد و خاک و ماسه‌ای در مناطق مختلف تعاریف گوناگونی دارد، زیرا این پدیده در مکان‌های گوناگون و در شرایط مختلفی به وجود می‌آید. براساس توافق سازمان هواشناسی جهانی، هر گاه در ایستگاهی سرعت باد از 15 متر بر ثانیه تجاوز کند و دید افقی به علت گرد و غبار، به کمتر از یک کیلومتر برسد، طوفان خاک گزارش می‌شود. طوفان ماسه‌ای، به بادی اطلاق می‌شود که بتواند ذرات با قطر 15/0 تا 30/0 میلی متر را تا ارتفاع 15 متر جابه جا کند، در این حالت، طوفان ماسه‌ای است لکن در طوفان خاک، ذرات معلق، ریزتر است (دهقان‌پور، 1384).
2-1 بیان مسئله
گرد و غبار یکی از پدیده‌های جوی است که وقوع آن باعث وارد شدن خسارت‌های بسیاری در زمینه‌های زیست محیطی، کشاورزی، حمل و نقل و سلامت می‌شود. طوفان گرد و غبار بیش‌تر در مناطق خشک و نیمه‌خشک به علت سرعت بالای وزش باد بر سطح خاک بدون پوشش گیاهی شکل گرفته و در شدیدترین حالت طوفان‌های گرد و غباری، غلظت ذرات معلق به 6000 میلی‌گرم در هر متر مکعب هوا می‌رسد (سانگ و همکاران1، 2007: 112). نتیجه بررسی‌ها نشان داده‌اند که عوامل محیطی و انسانی بر ایجاد و یا تشدید طوفان‌های گرد و غباری موثر می‌باشند. عوامل جغرافیایی و آب و هوایی نظیر توزیع نامناسب زمانی و مکانی بارندگی و وقوع خشکسالی از عوامل طبیعی و چرای بیش از حد دام‌ها، خشک شدن دریاچه‌ها و تالاب‌ها، افزایش جمعیت، تغییر مسیر رودها و سدسازی‌ها از عوامل انسانی تشدید طوفان‌های گرد و غبار است (خوشحال دستجردی و همکاران، 1391). در سال‌های اخیر به علت دخالت‌های انسان در طبیعت و بهره‌برداری غیر اصولی از آن، پدیده گرد و غبار افزایش یافته و به این ترتیب مسئله گرد و غبار بیش از گذشته اهمیت پیدا کرده است. افزایش گرد و غبار بر تشکیل ابرها و ریزش نزولات ( انگلستادلر و همکاران2، 2006)، بیش‌تر شدن فلزات سنگین در جو ( وینا و همکاران3، 2008)، آلودگی آب آشامیدنی و تشدید بیماری‌های گوارشی (کروگر و همکاران4، 2004) تاثیر دارد. به ازای افزایش هر 10 میکروگرم گرد و غبار در متر مکعب هوا، بیماری‌های قلبی – عروقی12 درصد و سرطان ریه به میزان 14 درصد افزایش می‌یابد ( شاهسونی و همکاران، 1389).
ایران به دلیل واقع شدن در کمربند خشک و نیمه‌خشک دنیا، پی در پی در معرض سیستم‌های گرد و غبار محلی و سینوپتیکی متعدد است. منشاء گرد و غبارهای تاثیرگذار بر ایران مناطقی مانند بیابان‌های شمال آفریقا، شبه‌جزیره عربستان، عراق و سوریه می‌باشد که آب و هوای آن‌ها بسیار خشک بوده و میانگین بارش کمی دارند. این گرد و غبارها به علت گرم‌تر شدن هوای زمین و بیش‌تر شدن سرعت بادها به ایران منتقل می‌شوند. ریزگردها به همراه حرکت صعودی هوای ناشی از سامانه‌های جوی به ترازهای بالاتر جو رفته و در آن‌جا، بر حسب اندازه‌ی قطر در لایه‌های هوا جا می‌گیرند. سپس با جریان هوا در ترازها، به حرکت در آمده و مناطق وسیعی را تحت پوشش قرار می‌دهند (آلپرت و گانور5، 1993؛ دایان و همکاران6، 1991). سیستم‌های گرد و غبار در ایران منجر به لغو پروازها، تعطیلی مدارس، ادارات و کارخانه‌ها، بروز بیماری‌های تنفسی مانند آسم شده (حسین‌زاده، 1376) و هم‌چنین، باعث کاهش محصولات کشاورزی تا 20 درصد می‌شود (شاهسونی و همکاران، 1389). در سال‌های اخیر به دلیل بروز خشکسالی‌ها به نظر می‌رسد که افزایشی در فراوانی وقوع این پدیده مخاطره‌انگیز آب و هوایی صورت گرفته که باعث بروز مشکلاتی در برخی مناطق کشور ایران شده است (رسولی و همکاران 1389). مناطق جنوبی دریای خزر بین کوه و دریا محصور بوده و به دلیل برخورداری از بارشهای خزری دارای میانگین بارش بیشتری نسبت به دیگر مناطق کشور میباشند. این موضوع به همراه شرایط مناسب محیطی دیگر، پوشش گیاهی متراکمی را در اکثر مناطق شمال کشور ایجاد کرده است. با وجود اینکه کلیه شرایط محیطی حاکم در این منطقه عامل بازدارنده و مانع شکل‌گیری طوفان‌های گرد و غباری می‌باشند ولی هر از گاهی طوفان گرد و غباری در این مناطق مشاهده می‌شود. هدف از این مطالعه، شناسایی الگوهای جوی موثر در ایجاد و انتقال گرد و خاک به حوضه جنوبی خزر، تعیین مسیر کلی حرکت طوفان، شناسایی تغییرات فراوانی مکانی و زمانی سامانه‌های همدیدی و مسیرهای انتشار است. در این راستا از داده‌های ثبت شدهی هواشناسی، نقشههای همدیدی و تصاویر ماهوارهای استفاده شده است.
3-1 ضرورت تحقیق
سیاره زمین از بدو پیدایش، دستخوش مخاطرات بسیاری بوده است. در سال‌های گذشته، مخاطرات طبیعی پی در پی در سطح جهان به وقوع پیوسته و خسارت‌های جانی و مالی فراوانی در مناطق مختلف ایجاد کرده‌اند. در بعضی از مناطق جهان، به ویژه منطقه موسوم به خاور‌میانه، طوفان‌های گرد و غبار از پدیده‌هایی هستند که فراوانی وقوع بالایی دارند. عوامل بسیاری در ایجاد طوفان نقش دارند، اما گردش جو و شرایط سطح زمین از عوامل اصلی طوفان‌های گرد و غبار محسوب می‌شوند. باد یکی از مهم‌ترین عوامل آب و هوایی است که نقش مهمی در تغییرات سطح زمین دارد. به طور کلی، کنکاش باد در سطح زمین با عمل فرسایش و برداشت همراه است که قسمتی از این بار پس از مسافتی رسوب کرده و مابقی به صورت معلق در هوا باقی می‌ماند که به شکل گرد و غبار تا مسافت‌های طولانی قابل حمل است. طوفان گرد و غبار بر روند تشکیل خاک، ژئومورفولوژی سطحی در نواحی مختلف وحرکت دادن پوشش سطحی نواحی صحرایی تاثیر دارد. تسریع فرسایش خاک و تقویت بیابان‌زایی از دیگر اثرات طوفان‌های گرد و غباری می‌باشد. اهمیت مطالعات انجام گرفته در رابطه با گرد و غبار از این نظر است که آسیب‌های فراوان گرد و غبار شناسایی شده و روز به روز میزان شدت و تعداد روزهای همراه با گرد و غبار در همه مناطق از جمله ایران افزایش یافته و باید راهی در جهت کنترل این پدیده پیدا کرد. منطقه جنوبی حوضه خزری بر حسب نوع آب و هوا، پوشش گیاهی، رطوبت و موقعیت جغرافیایی دارای شرایطی است که انتظار می‌رود تعداد روزهای همراه با گرد و غبار در این منطقه نسبت به دیگر مناطق کم باشد. این منطقه به عنوان منبع گرد و غبار به شمار نمی‌رود و در نتیجه بیش‌تر گرد و غبارهای مشاهده شده فرا محلی بوده و از نواحی دور و نزدیک دیگر منشأ می‌گیرند.
هدف از این پژوهش، شناسایی الگوهای جوی موثر در ایجاد و انتقال گرد و خاک به حوضه جنوبی خزر، تعیین مسیر کلی حرکت طوفان، شناسایی تغییرات فراوانی مکانی و زمانی سامانه‌های همدیدی و مسیرهای انتشار است تا میزان وقوع این پدیده را در منطقه به دست آوریم.
4-1 سوالات تحقیق
1. توزیع مکانی و زمانی پدیده گرد و غبار در منطقه مورد مطالعه چگونه می‌باشد؟
2. سامانه‌های همدیدی موثر در ایجاد طوفان گرد و غبار در مناطق خزری کدامند؟
3. مسیرهای انتشار گرد و غبار در منطقه خزری کدام است؟
5-1 فرضیات تحقیق
1. توزیع مکانی و زمانی پدیده گرد و غبار از نظر فراوانی در منطقه مورد مطالعه یکسان نیست.
2. سامانه‌های همدیدی موثر متفاوتی در ایجاد پدیده گرد و غبار در منطقه نقش دارند.
3. گرد و غبارهای سواحل جنوبی خزر معمولاً از سمت جنوب و جنوب غرب به این مناطق وارد میشوند.
6-1 جمع ‌بندی
گرد و غبارها با ورود به جریان‌های جوی که در غرب ایران هستند وارد کشور شده و گاهی تا مرکز کشور جا به جا می‌شوند. با توجه به اهمیت این پدیده و از طرف دیگر گسترش وسیع مکانی آن در سال‌های اخیر در بخش‌های غربی و شمالی کشور، در پژوهش حاضر مسیرهای ورودی و علل وجود این پدیده مورد شناسایی قرار خواهد گرفت. در فصل بعدی به منظور روشن شدن موضوع پژوهش، پیشینه تحقیقات انجام شده در این رابطه به همراه مبانی نظری پژوهش، به اختصار مطرح خواهند شد.
2- مبانی نظری و پیشینه تحقیق
1-2 مبانی نظری
1-1-2 تعریف پدیده گرد و غبار
1. هرگاه باد مقادیر زیادی از گرد و خاک را به هوا بلند کرده و باعث کاهش دید به کمتر از یک کیلومتر شود.
2. سرعت باد به بیش از 15 متر بر ثانیه برسد.
 طوفان گرد و خاک عبارت است از بادی که بر اثر وزش آن ابر متراکمی از گرد و غبار در فضا ایجاد می‌شود تراکم این ابر غبارآلود آنقدر زیاد است که جلوی دید را کاملا گرفته و ارتفاع آن، گاه تا 3000متر می‌رسد. پدیده‌های گرد و غباری نه تنها حاصل وزش بادهای شدید که حاصل شرایط ناپایداری در الگوی سینوپتیکی می‌باشد. از مهم‌ترین شرایط ایجاد گرد و غبار در کنار هوای ناپایدار، وجود یا عدم وجود رطوبت است به طوری که اگر هوای ناپایدار رطوبت کافی داشته باشد بارش و طوفان رعد و برق و اگر فاقد رطوبت باشد طوفان گرد و غبار ایجاد می‌کند. در واقع تغییر در ویژگی عناصر دما، فشار، نم نسبی و … باعث ایجاد بارش و طوفان رعد و برق و یا سیستم‌های گرد و غباری می شود. فراوانی ذرات گرد و غبار در جو علاوه بر شدت باد و خشکی ذرات خاک به اندازه قطر ذرات نیز بستگی دارد. نوع و پوشش گیاهی نیز در شدت وقوع گرد و غبار نقش موثری ایفا می‌کند. مطالعات فراوانی وقوع طوفان‌های گرد و خاک نشان می‌دهد که بیش‌ترین وقوع آن‌ها در مناطق بسیار خشک با زمین لخت (80-60 روز در سال) ، پس از آن مناطق با پوشش گیاهان بوته‌ای (30- 20 روز در سال) و سپس چمن زارها (4-2 روز در سال) صورت می‌گیرد. از دیدگاه سینوپتیکی طوفان یک پدیده مخرب منحصر به فرد در روی نقشه‌های سینوپتیکی بوده که ترکیبی از پدیده های فشار، ابر، بارندگی، باد و … را در برگرفته و توسط رادار طوفان قابل شناسایی است. یکی از انواع بلایای طبیعی که هر ساله سبب خسارات زیادی در نواحی خشک و بیابانی جهان و ایران می‌شود طوفان گرد و غبار همراه با بادهای شدید است (دهقان‌پور، 1384).
2-1-2 انواع گرد و غبار
انتشار گرد و غبار به صورت وقایعی پراکنده و گاه و بی‌گاه که در اندازه، زمان و غلظت ذرات متفاوت است در جو زمین رخ می‌دهد. گرد و غبار معمولا بر حسب میزان اثرات آن‌ها بر روی افق دید دسته بندی می شوند:
 گردوغبار وزشی:  به وضعیتی گفته می شود که گرد و خاک در شعاع دید ناظر مشاهده می‌شود اما قابلیت دید تا کمتر از 1000 متر نیست.
 طوفان گرد و غبار: کاهش دید به کمتر از 1000 متر می‌رسد.
 گرد و غبار اتفاقی: کاهش دید به کمتر از 11 کیلومتر می‌رسد.
 گرد و غبار زودگذر: گرد و غباری که  از وسایل مکانیکی ، مانند عبور و مرور در جاده خاکی یا عملیات استخراج معادن به وجود می‌آیند (واشینگتون و همکاران7، 2003).
3-1-2 مکانیسم تشکیل
 بسته به سرعت باد و اندازه ذرات خاک مواد به سه شکل غلتان،  جهشی و معلق جا به جا می‌شوند ذرات درشت معمولا به صورت غلتیدن جا به جا می‌شوند ذرات متوسط به صورت جهشی جا به جا می‌شوند ذرات مذکور به هوا بلند شده و معمولا 4 برابر ارتفاعی که به هوا بلند می‌شوند به جلو رانده می‌شوند اما ذرات ریز دانه مانند ذرات رس به علت سبک بودن تا ارتفاع زیادی از سطح زمین بلند می‌شوند و مدت زیادی در هوا معلق باقی مانده و پس از طی مسافتی طولانی فرو می‌نشینند.
4-1-2 زمان‌بندی روزانه و فصلی گرد و غبار
در مناطق مختلف طوفان گرد و غبار در زمان خاصی از روز متمرکز می‌شود. در بیش‌تر مناطق، بزرگ‌ترین طوفان‌های گرد و غبار در اواخر صبح و بعد از ظهر رخ می‌دهند. یک طوفان گرد و غباری زمانی توسعه می‌‌یابد که یک سیستم به سمت ناحیه بیابانی حرکت کند.
5-1 -2 مدت زمان پایداری طوفان
 مدت زمان پایداری طوفان با توجه به شرایط منطقه بین چند ساعت تا سه روز متغیر می‌باشد
6-1-2 عوامل موثر در ایجاد گرد و غبار
1. وضعیت زمین: 
نوع خاک، رطوبت خاک، پوشش گیاهی
2. مهار آب‌های سطحی:
 ایجاد سد، انحراف مسیر رودخانه، برداشت بی رویه از منابع آب (به ویژه آب‌های زیر سطحی)
3. شرایط جوی:
 کم بارشی و خشکسالی
7-1-2 اصلی‌ترین عوامل ایجاد پدیده گرد و غبار
وزش بادهای به نسبت شدید بر روی بیابان‌های با خاک نرم و خشک، حرکت صعودی هوا موجب انتقال عمودی ذرات گرد و خاک معلق به ترازهای بالاتر جو می‌شود، انتقال ذرات معلق توسط جریانات سطوح فوقانی جو به نقاط دورتر است.
8-1-2 منشأ پدیده گرد و غبار
ذرات گرد و غبار ممکن است از فرسایش مواد معدنی و آلی خاک مشتق شده باشند. گرد و غبار ممکن است از تپه‌های شنی فعال به وجود آید. جاده‌های خاکی، کارگاه‌های ساختمانی، دستگاه‌های سنگ شکن و …. از منابع تولید گرد و غبار می‌باشند. تولید کنندگان اصلی گرد و غبار بستر خشک دریاچه‌ها و صحرای بزرگ آفریقا می‌باشد. بیش از 70% از طوفان‌های گرد و غبار به طوفان‌هایی که از بیابان‌های آفریقا نشات می‌‌گیرند نسبت داده می شود (پراسپرو و همکاران8،2002).
شکل (1-2): مراکز تولید گرد و غبار در جهان
9-1-2 عوامل تشکیل دهنده
طوفان‌های گرد و غباری که تحت تاثیر مستقیم و غیر مستقیم تغییرات آب و هوایی در حال گسترش می‌باشند به دلایلی در سال‌های اخیر جوامع انسانی و سلامت آن‌ها را در معرض تهدید قرار داده‌اند. تغییر در الگوهای خشکسالی، گسترش بیابان‌زایی و تغییر در پوشش گیاهی زمین که به نوعی به تغییر آب و هوا وابسته است از سویی و تغییرات انسان ساخت اراضی از عواملی هستند که در تشدید این معضل محیطی دخالت داشته‌اند. از دیگر عوامل موثر در تکوین و ایجاد ناپایداری سرعت باد و جریان‌های شدید لایه زیرین تروپوسفر است. شدت طوفان گرد و خاک توسط بقا آن و کاهش دید تعیین می‌شود (خسروی، 1389).
10-1-2 اثر عوامل آب و هوایی در طوفان‌ گرد و غبار
گرد و غبار به ‌طور قابل توجهی برحسب توزیع اندازه ذرات، چسبندگی سطحی خاک، و حضور عناصر زبری یا پوشش گیاهی تغییر می‌کند. آزمایش‌های انجام شده به وسیله تونل باد نشان داده که گستره محدوده سرعت‌های آستانه، از حدود 0.4 تا 3.39 متر بر ثانیه تغییر می‌کند. که برای سطوح دست خورده حدود 2 تا 6 برابر کمتر از سطوح دست نخورده است. در شرایط صحرایی، رویدادهای گرد و غبار با سرعت باد مرتبط است برای توسعه یا تعدیل طوفان‌های گرد و غبار، بارندگی یک عنصر حیاتی به شمار می‌رود حتی مقادیر کوچکی از رطوبت خاک، به شدت فرسایش بادی را محدود می‌کند. وقوع خشکسالی ها نقش عمده‌ای در افزایش تولید گرد و غبار بازی می‌کنند. طوفان‌های گرد و غبار وقتی به وجود می‌آیند که مجموع بارش سالانه بطور قابل توجهی از بارش نرمال کم‌تر است. اکثریت گرد و غبارهای دنیا از نواحی محدودی مانند بیابان بزرگ آفریقا، خاورمیانه، آسیای جنوب غربی، مرکز استرالیا، مغولستان و بخش‌هایی از قاره اروپا و آمریکا منشاء می‌گیرند. در بررسی توزیع جهانی از این کمربند به عنوان کمربند غبار نام برده می‌شود. این کمربند جغرافیایی در نیم‌کره شمالی واقع شده است. در منطقه خاورمیانه از شمال آفریقا تا چین گسترده شده است. در خارج این کمربند میزان گرد و غبار کم است. به طور کلی منابع عمده گرد و غبار عبارتند از: سرزمین‌های کم ارتفاع و کم بارانی که از  میانگین بارش سالیانه کم‌تر از 250 میلی‌متر برخوردار هستند.
11-1-2 منابع گرد و غباری ایران
حدود 25% از مساحت کشور ایران به دلیل قرار گرفتن بر روی کمربند خشک و بیابانی جهان، تحت سیطره طوفان‌های گرد و غباری می‌باشند. مهم‌ترین منبع گرد و غباری وارد شده به غرب کشور، صحرای سوریه، صحرای نفوذ در شمال شبه جزیره عربستان و بیابان‌های جنوب عراق می‌باشند و نقش صحرای بزرگ آفریقا در این میان بسیار ناچیز می باشد.
 موقعی که کم فشارهای حرارتی در قسمت‌های شمالی شبه جزیره عربستان و یا روی خلیج فارس مستقر هستند به دلیل نزدیکی به غرب نقش بیش‌تری در تشدید و فعالیت گرد و غبار بازی می‌کنند. به خصوص در تابستان که بر روی ایران پر فشار آزور مستقر می‌باشد باعث می‌شود هوای شبه جزیره عربستان وارد ایران شود. ورود هوای گرم و خشک عربستان به داخل ایران باعث بالا رفتن دمای شهرهای استان خوزستان به 54 درجه سانتی‌گراد و رطوبت به 10 درصد می‌گردد. بنابراین این طوفان‌ها چون فاقد رطوبت و دارای سرعت و قدرت زیاد می‎‌باشند و هنگامی که از روی بیابان‌های عربستان و عراق می‌گذرند دارای مقادیر زیادی گرد و غبار و ذرات بسیار ریز بوده و هنگام رسیدن به ایران باعث تیرگی و آلودگی هوا و بالا رفتن دمای آن می‌شوند گرچه طوفان‌های گرد و غباری خوزستان در همه فصول ممکن است شکل بگیرند اما بیش‌ترین زمان وقوع آن‌ها در دوره گرم سال به خصوص در مرداد ماه می‌باشند. تعداد روزهای توام با طوفان‌های گرد و غباری در استان خوزستان معمولا بیش از 15 روز در سال است. نتایج حاصل از تحلیل آماری سال‌های 1996-2005 بیان‌گر فراوانی بیش‌تر روزهای گرد و غباری در دوره گرم سال نسبت به دوره سرد سال می‌باشد هم‌چنین تعداد روزهای گرد و غباری از غرب منطقه به سمت شرق کاهش می‌یابد. در جنوب شرق ایران نیز مهم‌ترین منبع تغذیه بار جامد طوفان‌ها بستر خشک هامون پوزک می‌باشد. اقلیم در دشت سیستان با بالا بودن درجه حرارت طی دوره وزش بادهای 120 روزه و قطع منابع بارش و خشکی فیزیکی محیط همراه است این عوامل باعث مهیا شدن شرایط جوی مناسب وزش بادها گردیده و با وجود کاهش رطوبت خاک امکان تغذیه طوفان‌های گرد و غباری را فراهم می‌سازد. اختلاف فشار بین افغانستان و دشت سیستان، وجود مراکز فشار قوی در سیبری از عوامل به وجود آورنده و تشدید کننده بادها و طوفان‌های گرد و غباری در دشت سیستان می‌باشند این طوفان‌ها از ارتفاعات شمال شرق به طرف جنوب شرق ایران پس از عبور از بیابان‌ها در دشت سیستان به یک باد گرم و خشک تبدیل می‌شوند و خسارات فراوانی را به مزارع کشاورزی و پوشش گیاهی وارد می‌نمایند (خسروی، 1389).
 زمان وزش این بادها معمولا از نیمه خرداد تا نیمه مهر ماه می‌باشد اما در بعضی منابع زمان وزش آن‌ها را از اول خرداد تا آخر شهریور نیز ذکر نموده‌اند. سرعت این بادها متغیر است و از 30 کیلومتر در ساعت شروع و حداکثر به 120 کیلومتر در ساعت می‌رسند. توزیع مکانی طوفان‌های گرد وغباری درکشور ما در چاله‌های مرکزی مانند دشت لوت و دشت کویر و چاله‌های شرقی به حداکثر خود می‌رسد در منطقه بین زاهدان و کرمان تعداد روزهای طوفان‌های گرد و غباری به 150 روز در سال می‌رسند محل بیشینه این طوفان‌ها در نواحی خشک و بدون پوشش گیاهی و به لحاظ توزیع زمانی در مرداد ماه اتفاق می‌افتد.
12-1-2 عناصر آب و هوایی
1. دما
مقداری از انرژی تابشی خورشید توسط عوارض سطح زمین جذب شده، تبدیل به انرژی حرارتی می‌شود. این انرژی به شکل «دما» یا درجه حرارت جلوه می‌کند. گرچه اصلی‌ترین عامل ایجاد دما، انرژی حاصل از جذب تابش کوتاه خورشیدی در سطح زمین است ولی عوامل متعددی از قبیل ماهیت فیزیکی، هدایت گرمایی، ناهمواری و ارتفاع از سطح زمین، جابه جایی افقی و عمودی هوا، ابرناکی، جریان‌های اقیانوسی در آن دخالت دارند (مسعودیان و کاویانی، 1386: 112)
2 . فشار
فشار هوا نیرویی است که هوا بر یک واحد از سطح زمین وارد می‌کند و مقدار آن در سطح دریاهای آزاد، برابر با وزن ستونی از جیوه به ارتفاع 76 سانتی‌متر است (مسعودیان و کاویانی، 1386: 143). فشار هوا نه تنها از نظر تاثیر مستقیم در روی موجودات زنده اهمیت دارد، بلکه از لحاظ نقشی که در سایر عوامل آب و هوایی دارد، مانند تبخیر، تبادلات گازی بین اتمسفر و خاک، شایان مطالعه دقیق بوده و باد و جریان هوا خود محصول اختلاف فشار بین دو ناحیه بوده و موجب جا به جایی توده‌های هوا می‌گردد.
3. رطوبت
رطوبت هوا یعنی مقدار بخار آب موجود در هوا. هوای خشک در طبیعت وجود ندارد و حتی در هوای ظاهرا خشک بیابان‌ها هم مقداری رطوبت موجود است. در شرایط معمولی، میزان بخار آب جو در ماه‌های گرم، از 3/1 درصد و در ماه‌های سرد، از 4/0 درصد تجاوز نمی‌کند. رطوبت به سه حالت بخار، مایع و جامد وجود دارد که در هوای صاف و معمولی رطوبت به صورت بخار است که به چشم دیده نمی‌شود (کاویانی،1380). برای سنجش رطوبت جو مقیاس‌های متفاوتی به کار می‌رود که مهم‌ترین آن‌ها رطوبت مطلق و رطوبت نسبی می‌باشد. که میزان رطوبت نسبی در مطالعه‌ی حاضر به کار گرفته شده است. رطوبت نسبی؛ نسبت مقدار رطوبت موجود در هوا را نسبت به رطوبت اشباع در همان دما نشان می‌دهد و بر حسب درصد بیان می‌شود.
4. باد
باد جریان هوایی است که از مراکز پر فشار به طرف مراکز کم فشار به حرکت در می‌آید. از هنگامی که جو به وجود آمده است باد وجود داشته و تا وقتی که زمین هست و نابرابری دما روی آن وجود دارد باقی خواهد بود. دامنه تغییرات حرکت باد بی نهایت گسترده است و از بادهای محلی کوچک گرفته تا بادهایی در مقیاس سیاره‌ای را شامل می‌شود.
5. دید افقی:
حداکثر مسافتی است که یک دیده‌بان می‌تواند اشیاء را با نور معمولی به‌خوبی تشخیص دهد.
6. کد پدیده هواشناسی:
در هواشناسی 100 کد بین‌المللی برای بیان پدیده‌های جوی وجود دارد. که بیانگر انواع بارندگی‌ها، مه‌ها، رعد و برق‌ها و طوفان‌ها است. در پدیده‌شناسی هواشناسی از کد 04 تا کد 09 و30 تا 33 از بین 100 کد هوای حاضر مخصوص غبار، طوفان گرد و خاک و شن است. 06 حالتی که دید عمودی کاهش یابد و این مصداق حالتی است که از سطوح فوقانی گرد و خاک به لایه‌های سطح زمین فرود آید.
13-1-2 نقشه‌های سینوپتیک
نقشه‌های سینوپتیک، نقشه‌هایی هستند که پس از دریافت اطلاعات از مراجع دو گانه ایستگاه‌های سینوپتیک و داده‌های اخذ شده از رادیوسوند، در زمان‌های مختلف تهیه می‌شوند. این گونه نقشه‌ها مبنایی برای انجام پیش‌بینی‌های روزانه در مراکز و سازمان‌های هواشناسی کشورند و اطلاعات مهمی را برای مطالعات اقلیم‌شناسی سینوپتیک تشکیل می‌دهند (فرج زاده، 1386: 23).
2-2 بررسی منابع
گرد و غبار می‌تواند از طریق جذب و پراکنده نمودن انرژی دمایی هوا، تشکیل ابر، فعالیت‌های همرفتی، غلظت دی‌اکسیدکربن و گوگرد در آتمسفر چرخه‌های زمین و بیابان‌زایی تاثیر گذارد. یکی دیگر از موضوعات مطرح شده در این زمینه آن است که گرد و غبار به واسطه غلظت و توزیع عمودی آن در آتمسفر، اندازه و ویژگی کانی‌شناسی ذرات می‌تواند به عنوان عامل تغییر آب و هوا عمل نماید. از مهم‌ترین پیامدهای مستقیم طوفان‌های گرد و غبار تاثیر مخرب آن بر سلامتی انسان است. به طوری‌ که جدا شدن گرد و غبار از بسترهای خشک باعث انتقال ذرات ریز خاک، املاح و ترکیبات شیمیایی وریزگردها به آتمسفر شده و در نهایت، باعث ایجاد مشکلات فراوان می‌شود. با توجه به آثاری که این پدیده در بعد جهانی بر جای می‌‌گذارد، کارشناسان مربوطه با ابزارهای متفاوت از جمله تصاویر ماهواره‌ای، نقشه‌های هوا، روش‌های آماری مختلف آن را بررسی می‌کنند تا با شناسایی منشاء و آثار آن‌ها اقدامات لازم برای کاهش آسیب‌های احتمالی ناشی از گرد و غبارها انجام شود.
1-2-2 منابع خارجی
انگلستادلر9 (2001) در ارتباط با پهنه‌بندی مکانی فراوانی وقوع گرد و غبارهای جهان مطالعه کرد و نتیجه گرفت که بستر خشک دریاچه‌ها و صحرای کبیر آفریقا تولیدکنندگان اصلی گرد و غبار هستند.
جودی و میدلتون10 (2001) گزارش کردند که صحرای آفریقا بیش از هر بیابان دیگری در دنیا گرد و غبار تولید می‌کند. آن‌ها به این نتیجه رسیدند که شمال شرق کشور موریتانی، غرب کشور مالی و جنوب الجزایر مهم‌ترین منابع تولید گرد و غبار هستند. بررسی متون موجود در زمینه گرد و غبار نشان می‌دهد که عمده مطالعات بر ویژگی‌های فیزیکی ذرات گرد و غبار، تأثیر گرد و غبار بر کیفیت هوا و آثار بهداشتی و پزشکی آ‌ن‌ها متمرکز شده است.
وانگ و همکاران11 (2009) با بررسی خصوصیات گرد و غبار و شناسایی منابع آن در نواحی خشک و نیمه خشک چین مشخص کردند که بیابان‌های وسیع عربستان و صحرای شمال آفریقا متاثر از سامانه های همدید مقیاس و امواج غربی، گرد و غبار را به مناطق مختلفی هم‌چون ایران گسترش می‌دهند.
گائو و هان 12(2010) ویژگی‌های تکاملی گردش‌های جوی برای مطالعه فراوانی طوفان گرد و غبار بهاری و پیش‌بینی احتمال وقوع آتی آن‌ها را در شمال چین مورد مطالعه قرار داده و با استفاده از تکنیک بوتاستروپینگ، شاخص‌های عناصر گردش جوی را از نظر کمی تعیین نمودند. این شاخص‌ها می‌توانند سیگنال‌هایی را برای پیش‌بینی فصلی طوفان گرد و غبار در شمال چین فراهم آورند.
بارکان و آلپرت13 (2010) شرایط سینوپتیکی را که انتقال گرد و غبارها در مسافت‌های بسیار طولانی از صحرای آفریقا تا قطب شمال را میسر میسازد مطالعه کرده و به این نتیجه رسیدند که استقرار پرفشار جنب حاره بر روی جنوب شرق مدیترانه و کم‌فشار ناشی از ناوه ایسلند در آفریقا عامل اصلی رخداد گرد و غبار می‌باشند. وجود بیابان‌های منطقه را نیز در این امر دخیل می‌دانند.
آن و همکاران14 (2011) از مهم‌ترین پیامدهای مستقیم طوفان‌های گرد و غبار، تاثیر مخرب آن بر سلامتی انسان می‌دانند و نتیجه می‌گیرند که جدا شدن گرد و غبار از بستر خشک باعث انتقال ذرات ریز و نهایتا ایجاد اختلالات تنفسی در انسان می‌شود.
تگن و همکاران15 (2013) به شبیه سازی انتشار گرد و غبار در جنوب صحرای آفریقا در سال‌های 2007 و 2008 پرداختند. در این پژوهش از تصاویر ماهواره‌ای و تصاویر مادون قرمز برای دستیابی به هدف استفاده شد و به این نتیجه رسیدند که مکانیزم مهم برای فعال سازی منبع گرد و غبار در صحرای بزرگ آفریقا از شکست جت‌های سطح پایین شبانه به وجود می‌آید و مقایسه نشان داد از زمان شروع روز میزان گرد و غبار افزایش می‌یابد. مشاهدات نشان داد که یک افزایش قوی در فرکانس‌های فعال‌سازی منبع گرد و غبار در سال 2008 نسبت به 2007 دیده می‌شود.
2-2-2 منابع داخلی
همتی (1374) به بررسی فراوانی وقوع طوفان گرد و غبار در نواحی مرکزی و جنوب غرب کشور پرداخت و به این نتیجه رسید که طوفان‌های شدید به علت حضور سامانه‌های چرخندی است که از قسمت شمال عربستان منشأ گرفته و هم‌چنان که به طرف شرق حرکت می‌کند از خلیج فارس رطوبت می‌گیرد و در بعضی مناطق علاوه بر طوفان‌های شدید خاک، رگبارهای پراکنده‌ای همراه با رعد و برق نیز ایجاد می‌کند.
علیجانی (1376) مهم‌ترین شرایط ایجاد گرد و غبار در کنار هوای ناپایدار را وجود یا عدم وجود رطوبت می‌داند و نتیجه می‌گیرد که اگر هوای ناپایدار رطوبت کافی داشته باشد بارش همراه با طوفان و رعد و برق است و در صورتی که هوا فاقد رطوبت باشد، طوفان گرد و غبار ایجاد می‌شود.
حسین‌زاده (1376) گزارش کرده که کاهش قدرت دید، یکی از ویژگی‌های اصلی سیستم‌های گرد و غباری می‌باشد که علاوه بر آثار ناخوشایند بهداشتی مثل مشکلات تنفسی و ریوی برای انسان و آلوده کردن محیط زندگی انسان‌ها، اختلالاتی را نیز در سیستم‌های حمل و نقل زمینی و هوایی به‌وجود می‌آورد. مطالعات پزشکی نشان می‌دهند که مشکلات بینایی و بیماری‌های تنفسی مثل آسم و بیماری‌های عفونی از مهم‌ترین عوارض طوفان‌های گرد و غبار به شمار می‌آیند و نتیجه می‌گیرد که منشا طوفان‌های صد و بیست روزه‌ی سیستان ناشی از وجود یک مرکز کم فشار در شرق ایران و یک ناحیه پرفشار در شمال شرقی ایران و دریای خزر است.

دسته بندی : پایان نامه ارشد

پاسخ دهید