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 اشكال مختلف مانند روز همراه با گرد و غبار یا طوفان گرد و غبار و گردباد به صورت مكرر اتفاق می‌افتد. در بیابان‌ها و مناطق خشك، تغییر سریع درجه حرارت هوا موجب ایجاد گرادیان فشار در نقاط مختلف آن و تشكیل بادهای قوی و دائمی می‌شود. به علاوه در این مناطق به دلیل كمبود رطوبت و پوشش گیاهی، چسبندگی ذرات به یكدیگر كاهش یافته و باد می تواند ذرات با قطر كمتر از 2میلی‌متر را از سطح خاك جدا نموده و با خود حمل كند. بسیاری از این ذرات قطری كم‌تر از 10 میكرون 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 ممكن 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 كنار هوای ناپایدار، وجود یا عدم وجود رطوبت است به طوری كه اگر هوای ناپایدار رطوبت كافی 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 می‌كنند. در واقع ایجاد گرد و غبار می‌تواند نوعی واكنش به تغییر پوشش گیاهی زمین باشد كه در این رابطه نقش فعالیت‌های انسانی را نیز در كنار 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 خشكسالى‌هاى مداوم، كاهش بارندگى و رطوبت نسبى محیط به همراه تشدید فاكتورهاى 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 نزدیك 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 خاك و ماسه‌ای در مناطق مختلف تعاریف گوناگونی دارد، زیرا این پدیده در مكان‌های 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 كند و دید افقی به علت گرد و غبار، به كمتر از یك كیلومتر برسد، طوفان خاك گزارش می‌شود. طوفان ماسه‌ای، به بادی اطلاق می‌شود كه بتواند ذرات با قطر 15/0 تا 30/0 میلی متر را تا ارتفاع 15 متر جابه جا كند، در این حالت، طوفان ماسه‌ای است لكن در طوفان خاك، ذرات معلق، ریزتر است (دهقان‌پور، 1384).

2-1 بیان مسئله 

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

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 همکاران، 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 همکاران، 2006)، بیش‌تر شدن فلزات سنگین در جو ( وینا و همکاران، 2008)، آلودگی آب آشامیدنی و تشدید بیماری‌های گوارشی (کروگر و همکاران، 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 گانور، 1993؛ دایان و همکاران، 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

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؟

1. سامانه‌های همدیدی موثر در ایجاد طوفان گرد و غبار در مناطق خزری کدامند؟

1. 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.

1. سامانه‌های همدیدی موثر متفاوتی در ایجاد پدیده گرد و غبار در منطقه نقش دارند.

1. 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 مركز كشور جا به جا می‌شوند. با توجه به اهمیت این پدیده و از طرف دیگر گسترش وسیع مكانی آن در سال‌های اخیر در بخش‌های غربی و شمالی كشور، 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.

. Song et al

. Engelstadler et al

. Vienna et al

. Krueger