وبلاگ

۱-۳-۳ جغرافیای طبیعی استان گلستان ۴۵

۴-۳ سیستم‌های آب و هوایی ۴۶

فصل چهارم: مواد و روش تحقیق ۴۹

۱-۴ مقدمه ۴۹

۲-۴ جمع‌ آوری داده‌ها ۴۹

۳-۴ بررسی داده‌های جمع‌ آوری شده ۵۰

۴-۴ تحلیل و بررسی نتایج ۵۰

۵-۴ تحلیل و بررسی همدیدی ۵۳

۶-۴ ویژگی ماهواره Toms 54

فصل پنجم: یافته‌های تحقیق ۵۷

۱-۵ تحلیل روند آزمون من کندال ۵۷

۲-۵ بررسی روند تغییرات سالانه ۵۹

۳-۵ بررسی فصلی توزیع گرد و غبار ۶۲

۴-۵ نحوه توزیع ماهانه طوفان‌های گرد و غباری سه استان جنوبی خزر ۶۳

۵-۵ تحلیل وضعیت باد در هنگام وقوع طوفان‌های گرد و غبار ۶۴

۶-۵ پارامترهای اقلیمی ۶۵

۷-۵ تحلیل شرایط همدیدی ۶۶

۸-۵جمع بندی ۷۹

فصل ششم: نتیجه‌گیـری ۸۳

۱-۶ مقدمه ۸۳

۲-۶ نتیجه‌گیری ۸۳

۳-۶ نتایج حاصل از بررسی سینوپتیکی نقشه‌ها ۸۵

۴-۶ تحلیل فرضیات ۸۶

۵-۶ پیشنهادها برای تحقیق در آینده ۸۷

پوست‌ها…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………۹۰

منابع………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………۹۶

فهرست اشکال

عنوان صفحه

شکل ۱-۲ مراکز تولید گرد و غبار در جهان………………………………………………………………………………………………………۲۲

شکل ۱-۳ موقعیت جغرافیایی منطقه مورد مطالعه……………………………………………………………………………………………..۴۱

شکل ۱-۵ گل غبار منطقه………………………………………………………………………………………………………………………………۶۴

شکل ۲-۵ نقشه‌های هم ارتفاع ۸۵۰ و هم فشار سطح زمین ۱۸ و ۲۰ می…………………………………………………………….۷۰

شکل ۳-۵ نقشه باد در سطح ۲۵۰ در تاریخ ۲۰ تا ۲۳ می…………………………………………………………………………………..۷۱

شکل ۴-۵ تصویر ماهواره تامس در تاریخ ۲۱ تا ۲۳ می………………………………………………………………………………………۷۲

شکل ۵-۵ نقشه هم ارتفاع ۵۰۰ در تاریخ ۱۹ و ۲۰ ژوئن……………………………………………………………………………………..۷۳

شکل ۶-۵ نقشه هم فشار سطح زمین در تاریخ ۱۵و ۱۶ ژوئن……………………………………………………………………………..۷۴

شکل ۷-۵ نقشه سطح زمین و هم ارتفاع ۸۵۰ در تاریخ ۱۶ تا ۱۸ ژوئن……………………………………………………………….۷۵

شکل ۸-۵ نقشه ۲۵۰ هکتوپاسکالی در تاریخ ۱۵، ۱۸ و ۲۱٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫۷۶

شکل ۹-۵ تصویر ماهواره‌ای در تاریخ ۱۸ تا ۲۰ ژوئن ۲۰۰۴٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫۷۷

شکل ۱۰-۵ نقشه هم ارتفاع ۵۰۰ در تاریخ ۲۶ و ۳۱ می ۲۰۰۵٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫ ۷۸

شکل ۱۱-۵ نقشه هم فشار سطح زمین در تاریخ ۲۶ و ۳۱ می ۲۰۰۵٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫۸۰

شکل ۱۲-۵ نقشه باد در سطح ۲۵۰ در تاریخ ۲۶ و ۲۸ می ۲۰۰۵٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫۸۰ شکل ۱۳-۵ تصویر ماهواره تامس در تاریخ ۲۵ تا ۲۷ می ۲۰۰۵٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫۸۱

فهرست جدول

عنوان صفحه

جدول ۱-۴ کدهای هواشناسی مرتبط با پدیده گرد و غبار………………………………………………………………………………….۵۰

جدول ۱-۵ داده‌های من کندال ایستگاه‌ها………………………………………………………………………………………………………..۵۸

جدول ۲-۵ تعیین روند ایستگاه‌ها……………………………………………………………………………………………………………………۵۸

جدول ۳-۵ مشخصات طوفان‌های گرد و غباری شاخص منطقه…………………………………………………………………………..۶۷

فهرست نمودارها

عنوان صفحه

نمودار ۱-۵ روند تغییرات سال به سال روزهای گرد و غباری رشت، رامسر و گرگان……………………………………………..۶۰

نمودار ۲-۵ تعداد روزهای گرد و غباری در استان مازندران………………………………………………………………………………..۶۰

نمودار ۳-۵ تغییرات سال به سال روزهای گرد و غباری گرگان…………………………………………………………………………..۶۱

نمودار ۴-۵ نمودار دایره‌ای فصلی گرد و غبار…………………………………………………………………………………………………….۶۲

نمودار ۵-۵ نمودار پراکندگی ماهانه…………………………………………………………………………………………………………………۶۳

فصل اول

طرح تحقیق

۱- فصل اول: طرح تحقیق

۱-۱ 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 ۲میلی‌متر را از سطح خاک جدا نموده و با خود حمل کند. بسیاری از این ذرات قطری کم‌تر از ۱۰ میکرون دارند و سرعت سقوط آن‌ ها 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 می کند. 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 ۱۵ 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 ۱۵/۰ تا ۳۰/۰ میلی متر را تا ارتفاع ۱۵ متر جابه جا کند، در این حالت، طوفان ماسه‌ای است لکن در طوفان خاک، ذرات معلق، ریزتر است (دهقان‌پور، ۱۳۸۴).

۲-۱ 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 نیمه‌ خشک 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 ۶۰۰۰ میلی‌گرم در هر متر مکعب هوا می‌رسد (سانگ و همکاران^[۱]، ۲۰۰۷: ۱۱۲). 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، ۱۳۹۱). 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^[۲]، ۲۰۰۶)، بیش‌تر شدن فلزات سنگین در جو ( وینا و همکاران^[۳]، ۲۰۰۸)، آلودگی آب آشامیدنی و تشدید بیماری‌های گوارشی (کروگر و همکاران^[۴]، ۲۰۰۴) تاثیر دارد. به ازای افزایش هر ۱۰ میکروگرم گرد و غبار در متر مکعب هوا، بیماری‌های قلبی - عروقی۱۲ درصد و سرطان ریه به میزان ۱۴ درصد افزایش می‌یابد ( شاهسونی و همکاران، ۱۳۸۹).

ایران به دلیل واقع شدن در کمربند خشک و نیمه‌ خشک 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 آن‌ ها 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^[۵]، ۱۹۹۳؛ دایان و همکاران^[۶]، ۱۹۹۱). سیستم‌های گرد و غبار در ایران منجر به لغو پروازها، تعطیلی مدارس، ادارات و کارخانه‌ها، بروز بیماری‌های تنفسی مانند آسم شده (حسین‌زاده، ۱۳۷۶) و هم‌چنین، باعث کاهش محصولات کشاورزی تا ۲۰ درصد می‌شود (شاهسونی و همکاران، ۱۳۸۹). 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 ۱۳۸۹). 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 شده هواشناسی، نقشه­های همدیدی و تصاویر ماهواره­ای استفاده شده است.

۳-۱ 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.

۴-۱ 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؟

۵-۱ 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.

۶-۱ 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.

فصل دوم

مبانی نظری و پیشینه تحقیق

۲- مبانی نظری و پیشینه تحقیق

۱-۲ مبانی نظری

۱-۱-۲ تعریف پدیده گرد و غبار

1. ۱. 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 ۱۵ 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 ۳۰۰۰متر 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 آن‌ ها در مناطق بسیار خشک با زمین لخت (۸۰-۶۰ روز در سال) ، پس از آن مناطق با پوشش گیاهان بوته‌ای (۳۰- ۲۰ روز در سال) و سپس چمن زارها (۴-۲ 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، ۱۳۸۴).

۲-۱-۲ 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 آن‌ ها 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 ۱۰۰۰ متر نیست.

طوفان گرد و غبار: کاهش دید به کمتر از ۱۰۰۰ متر می‌رسد.

گرد و غبار اتفاقی: کاهش دید به کمتر از ۱۱ 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 همکاران^[۷]، ۲۰۰۳).

۳-۱-۲ 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 ۴ 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.

۴-۱-۲ 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.

۵-۱ -۲ مدت زمان پایداری طوفان

مدت زمان پایداری طوفان با توجه به شرایط منطقه بین چند ساعت تا سه روز متغیر می‌باشد

۶-۱-۲ 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

۷-۱-۲ 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.

۸-۱-۲ 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 ۷۰% از طوفان‌های گرد و غبار به طوفان‌هایی که از بیابان‌های آفریقا نشات می‌‌گیرند نسبت داده می شود (پراسپرو و همکاران^[۸]،۲۰۰۲).

شکل (۱-۲): مراکز تولید گرد و غبار در جهان

۹-۱-۲ 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 آن‌ ها 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، ۱۳۸۹).

۱۰-۱-۲ 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 ۰٫۴ تا ۳٫۳۹ متر بر ثانیه تغییر می‌کند. که برای سطوح دست خورده حدود ۲ تا ۶ 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 ۲۵۰ میلی‌متر برخوردار هستند.

۱۱-۱-۲ منابع گرد و غباری ایران

حدود ۲۵% 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 ۵۴ درجه سانتی‌گراد و رطوبت به ۱۰ 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 آن‌ ها در دوره گرم سال به خصوص در مرداد ماه می‌باشند. تعداد روزهای توام با طوفان‌های گرد و غباری در استان خوزستان معمولا بیش از ۱۵ روز در سال است. نتایج حاصل از تحلیل آماری سال‌های ۱۹۹۶-۲۰۰۵ 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 ۱۲۰ 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، ۱۳۸۹).

زمان وزش این بادها معمولا از نیمه خرداد تا نیمه مهر ماه می‌باشد اما در بعضی منابع زمان وزش آن‌ ها را از اول خرداد تا آخر شهریور نیز ذکر نموده‌اند. سرعت این بادها متغیر است و از ۳۰ کیلومتر در ساعت شروع و حداکثر به ۱۲۰ 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 ۱۵۰ 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.

۱۲-۱-۲ 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، ۱۳۸۶: ۱۱۲)

۲ . 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 ۷۶ سانتی‌متر است (مسعودیان و کاویانی، ۱۳۸۶: ۱۴۳). 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 ۳/۱ درصد و در ماه‌های سرد، از ۴/۰ 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،۱۳۸۰). برای سنجش رطوبت جو مقیاس‌های متفاوتی به کار می‌رود که مهم‌ترین آن‌ ها 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 ۱۰۰ کد بین‌المللی برای بیان پدیده‌های جوی وجود دارد. که بیانگر انواع بارندگی‌ها، مه‌ها، رعد و برق‌ها و طوفان‌ها است. در پدیده‌شناسی هواشناسی از کد ۰۴ تا کد ۰۹ و۳۰ تا ۳۳ از بین ۱۰۰ کد هوای حاضر مخصوص غبار، طوفان گرد و خاک و شن است. ۰۶ حالتی که دید عمودی کاهش یابد و این مصداق حالتی است که از سطوح فوقانی گرد و خاک به لایه‌های سطح زمین فرود آید.

۱۳-۱-۲ 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، ۱۳۸۶: ۲۳).

۲-۲ 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 آن‌ ها اقدامات لازم برای کاهش آسیب‌های احتمالی ناشی از گرد و غبارها انجام شود.

۱-۲-۲ منابع خارجی

انگلستادلر^[۹] (۲۰۰۱) 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 میدلتون^[۱۰] (۲۰۰۱) گزارش کردند که صحرای آفریقا بیش از هر بیابان دیگری در دنیا گرد و غبار تولید می‌کند. آن‌ ها 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 همکاران^[۱۱] (۲۰۰۹) 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 ^[۱۲](۲۰۱۰) ویژگی‌های تکاملی گردش‌های جوی برای مطالعه فراوانی طوفان گرد و غبار بهاری و پیش‌بینی احتمال وقوع آتی آن‌ ها را در شمال چین مورد مطالعه قرار داده و با بهره گرفتن 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 آلپرت^[۱۳] (۲۰۱۰) 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 همکاران^[۱۴] (۲۰۱۱) 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 همکاران^[۱۵] (۲۰۱۳) به شبیه سازی انتشار گرد و غبار در جنوب صحرای آفریقا در سال‌های ۲۰۰۷ و ۲۰۰۸ 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 ۲۰۰۸ نسبت به ۲۰۰۷ دیده می‌شود.

۲-۲-۲ منابع داخلی

همتی (۱۳۷۴) 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 (۱۳۷۶) 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 (۱۳۷۶) 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.

کاویانی (۱۳۸۰) نیز علت تشکیل گرد و غبار در بیابان‌ها را ناشی از ناپایداری هوا می‌داند و معتقد است که جو بالای سطح بیابان‌ها از نظر همرفتی بسیار ناپایدار بوده و شرایط تکوین پدیده‌های ناپایداری مثل پیچانه‌های کوچک گرد و غباری را دارند.

فیاض (۱۳۸۴) با بهره گرفتن از داده‌های سنجش از دور بر اساس تفاوت‌های ناشی از بازتاب طیفی پدیده‌های زمینی بر روی تصویر، هم‌چنین کنترل زمینی، دامنه اثر فرسایش بادی و جریان‌های جوی موثر بر آن طوفان‌های ماسه‌ای دشت سیستان را منشایابی کرده و نتیجه می‌گیرد که منشا این طوفان‌ها در سه منطقه پایین دست هامون، لبه غربی هامون هیرمند در ابتدای محل هامون سابوری به هیرمند و در منتهی‌الیه و لبه غربی هامون هیرمند می‌باشد.

ایرانمنش و همکاران (۱۳۸۴) مناطق برداشت ذرات گرد و غبار و ویژگی‌های انتشار آن‌ ها در طوفان‌های منطقه سیستان را با بهره گرفتن از پردازش تصاویر ماهواره‌ای بررسی کرده‌ و به این نتیجه رسیدند که عمده‌ترین محل برداشت و مرکز طوفان روی دریاچه هامون قرار دارد و پس از آن هامون پوزک و هامون هیرمند در درجات بعدی قرار می‌گیرند.

ذوالفقاری و عابدزاده (۱۳۸۴) شرایط پیدایش و منشا سیستم‌های گرد و غبار غرب ایران را در بازه‌ی زمانی ۵ ساله از سال ۱۹۸۳ تا ۱۹۸۷ بررسی کرده و نتیجه گرفتند که جریان پرفشار آزور همراه با سیستم‌های مهاجر بادهای غربی، مهم‌ترین عوامل سینوپتیکی تاثیر‌گذار بر سیستم‌های گرد و غبار منطقه هستند. مهم‌ترین منبع گرد و غبارهای وارد شده به غرب ایران، صحرای سوریه، صحرای نفود در شمال شبه جزیره عربستان و شمال صحرای بزرگ آفریقا هستند. هم‌چنین ذکر کردند که عوامل بسیاری در ایجاد طوفان‌ها نقش دارد؛ اما گردش جو و شرایط سطح زمین از عوامل اصلی ایجاد طوفان‌های گرد و غبار هستند. از عوامل گردش جو، پر فشار آزور و سامانه مهاجر بادهای غربی و مهم‌ترین منابع، بیابان‌های سوریه، ایران، اردن، عراق، شمال آفریقا و شبه جزیره عربستان است. به طور کلی بهترین شرایط رخداد یک طوفان گرد و غبار، وجود سامانه حرارتی- دینامیکی همراه با شرایط نا مساعد سطح زمین است.

دهقان‌پور (۱۳۸۴) پیدایش طوفان‌های گرد و غبار غرب ایران را با حاکمیت یک رودباد جنب حاره‌ای قوی که در دوره گرم سال در این منطقه وجود داشته و می‌تواند باعث انتقال هوای شبه جزیره عربستان به سمت پایین گردد همراه می‌داند.

امیدوار (۱۳۸۶) در پژوهشی به بررسی و تحلیل سینوپتیکی طوفان‌های ماسه در دشت یزد - اردکان، با بهره گرفتن از نقشه‌های سینوپتیکی سطح زمین و تراز ۵۰۰ و ۸۵۰ هکتوپاسکال پرداخته و به این نتیجه رسیده که در توده هوای کم‌فشار دینامیک که با جبهه سرد همراه می‌باشند، جریان‌های قائم هوا سبب ناپایداری شدید جو و ایجاد طوفان‌های شدید ماسه در منطقه می‌گردد. علت دیگر رخداد طوفان‌های ماسه در منطقه به سبب عبور یا نزدیک شدن ناوه‌ای است که در غرب منطقه مورد مطالعه قرار می‌گیرد.

حیدری (۱۳۸۶) به بررسی گرد و غبار غرب کشور پرداخته و به این نکته اشاره کرد که چرخندهای بسته روی عراق و شمال عربستان که شرایط ناپایداری و صعود را ایجاد می‌کند عامل اصلی طوفان‌های گرد و غبار در غرب کشور است.

لشکری و کیخسروی (۱۳۸۷) با بررسی شرایط سینوپتیکی طوفان‌های گرد و غبار خراسان رضوی در فاصله زمانی ۱۹۹۳ تا ۲۰۰۵ به این نتیجه رسیدند که شرایط مساعد گردش جوی به وجود آمده از کم فشار مرز ایران و افغانستان و پر فشار مستقر روی دریای خزر دلیل ایجاد طوفان گرد و غبار می‌باشد.

طهماسبی بیرگانی و همکاران (۱۳۸۸) چگونگی طوفان‌های گرد و غبار و فرسایش بادی در استان خوزستان را بررسی کرده و راهکارهای مقابله با آن را ارائه دادند و نتایج پژوهش حاکی از آن است که اصلی‌ترین علت وقوع گرد و غبار در نواحی جنوب غربی کشور، جریان‌های مربوط با وقوع طوفان در کشورهای عربستان و عراق بوده و فرسایش بادی که در اراضی کشور ایران صورت می‌گیرد به عنوان عامل داخلی مؤثر در وقوع گرد و غبارها است.

رشنو (۱۳۸۸) پدیده گرد و غبار را در استان خوزستان به لحاظ آماری و با بهره گرفتن از سنجش از دور بررسی و تحلیل کرد. وی عوامل ایجاد گرد و غبار در منطقه را به دو دسته عوامل انسانی و طبیعی تقسیم‌بندی نمود. نامبرده خشکسالی‌های اخیر را یکی از مهم‌ترین دلایل طبیعی و جنگ تحمیلی، کشاورزی، سد سازی، جنگ آب و سیاست انتقال آب از مناطق پرآب به مناطق کم‌آب را از دلایل انسانی مؤثر در پدیده گرد و غبار ذکر می‌کند .

مهرشاهی و نکونام (۱۳۸۸) با بررسی گلبادهای سالانه و ماهانه در یک دوره بیست ساله، از روند افزایشی وقوع گرد و غبار و رخداد حداکثری در ماه‎‌های اردیبهشت و خرداد در منطقه سبزوار خبر دادند و علاوه بر این، نمودار گلباد منطقه را نیز ترسیم کردند.

کرمی (۱۳۸۸) با بررسی طوفان‌های گرد و غباری استان خوزستان طی سال‌های ۱۳۷۴ تا ۱۳۷۸ نشان می‌دهد که طی دوره گرم سال همگرایی مداری سامانه کم فشار ایران و پاکستان از سمت شرق و سامانه پرفشار آزور از سمت غرب و در نتیجه افزایش شیب فشار روی خوزستان طی روزهای اوج طوفان‌های گرد و غباری باعث انتقال و انتشار پدیده گرد و غبار در استان خوزستان و استان‌های اطراف می‌شود. جریان هوای آلوده به ریزگردها از بیابان‌های عراق و عربستان در این طوفان‌ها عامل اصلی قلمداد شده است.

میهن­پرست و همکاران (۱۳۸۸) نقش گرادیان فشاری و ناوه ۸۵۰ هکتوپاسکالی در ایجاد و انتقال گرد و غبارهای تابستانه نیمه غربی کشور را بررسی کرده و به این نتیجه رسیدند که مهم‌ترین عامل در ایجاد طوفان‌های گرد و غبار در منطقه عراق، وجود گرادیان­های فشاری از مرکز عراق تا مرکز سوریه و از شمال عراق تا شمال ترکیه می‌باشد. گسترش ناوه ۸۵۰ هکتوپاسکالی تا سوریه با گرادیان ارتفاعی مناسب موجب ایجاد بادهای قوی شمال غربی در سطح ۸۵۰ هکتوپاسکالی بر روی عراق شده که با کند شدن سرعت باد بر روی نیمه غربی کشور، همگرایی مناسبی جهت استقرار گرد و غبار برای مدت طولانی در این منطقه شده است. گرادیان فشاری غرب ایران (رشته کوه زاگرس) در ایجاد پدیده فوق نقشی ندارد.

دهدارزاده و صلاحی (۱۳۸۹) الگوهای همدید مولد گرد و غبار استان فارس را در سال‌های ۱۹۹۳ تا ۲۰۰۲ تحلیل نموده و بیان کرده‌اند که در تراز سطح دریا وجود مراکز کم فشار بر روی عربستان و عراق به علت عدم

همراهی رطوبت و وزش بادهای شدید و هم‌چنین در تراز ۵۰۰ هکتوپاسکال قرارگیری در جلوی فرود با آرایش غربی - شرقی به علت ناپایداری هوای خشک موجب انتقال ریزگردها به ایران شده و قرارگیری در جلوی فراز با هوای پایدار زمینه ماندگاری گرد و غبار در جو منطقه را فراهم آورده است.

رییس‌پور و همکاران (۱۳۸۹) با بررسی سینوپتیکی طوفان‌های گرد و غبار در دوره ده ساله در منطقه خوزستان که با بهره گرفتن از نقشه‌های ارتفاع ژئوپتانسیل و بردار باد و فشار سطح دریا صورت گرفته است نشان دادند که در دوره‌ی گرم سال، استقرار کم فشار حرارتی سطح زمین و در دوره‌ی سرد سال، سامانه مهاجر و رودباد قطبی، به همراه قرارگیری ناوه در غرب ایران روی مناطق بیابانی، نقش اساسی در ایجاد این طوفان‌ها را دارند.

رسولی و همکاران (۱۳۸۹) به شناسایی روند تغییرات زمانی و مکانی وقوع گرد و غبار در غرب کشور پرداختند. و برای انجام کار تغییرات میانگین سال به سال و ماهانه روزهای همراه با گرد و غبار با بهره گرفتن از نمودارها و نقشه‌ها مورد تحلیل قرار دادند و نتیجه گرفتند که تعداد روزهای گرد و غباری سالانه از شمال به سمت جنوب افزایش می‌یابد و فراوانی وقوع گرد و غبارها در نیمه غربی ایران در طول نیم قرن اخیر دارای حرکت دوره­ای سینوسی بوده است.

خسروی ( ۱۳۸۹) توزیع عمودی گرد و غبار ناشی از طوفان در خاورمیانه را با بهره گرفتن از مدل NAAP روی سیستان ایران در دوره زمانی (۲۰۰۳ تا ۲۰۰۵ ) مورد مطالعه قرار داد. نتایج مطالعه نشان داد که محیط طبیعی دشت سیستان به همراه استقرار الگوهای سینوپتیکی به ویژه در دوره تسلط بادهای ۱۲۰ روزه شرایط مناسبی برای ایجاد طوفان های گرد و غباری فراهم می کنند.

شاهسونی و همکاران (۱۳۸۹) به بررسی عوامل ایجاد کننده گرد و غبار، اثرات آن بر محیط زیست، سلامت، اقتصاد و هم‌چنین روش‌های منشا یابی و کنترل طوفان‌های گرد و غباری با بهره گرفتن از جستجوی کلمات کلیدی مرتبط در پایگاه‌های اطلاعاتی پرداختند که در مجموع ۲۰۰ مقاله را استخراج و ۵۹ مقاله را مورد استفاده قرار دادند و به این نتیجه رسیدند که که ذرات تولید کننده گرد و غبار تا ارتفاع ۶ کیلومتری صعود و تا مسافت ۶۰۰۰ کیلومتری انتقال یافته و دید افقی را به ۱۰^۴ و ۱۰^۳ متر کاهش می‌دهند. غبار اتمسفری مانع از نفوذ نور خورشید و کاهش تولیدات کشاورزی و افزایش بیماری‌های مننژیت و آسم می‌گردد و به ازای افزایش هر ۱۰ میکروگرم در متر مکعب در غلظت ذرات معلق کوچک‌تر از ۱۰ میکرون در زمان پدیده گرد و غبار، میزان مرگ و میر، ۱ درصد افزایش می‌یابد.

طاووسی و همکاران (۱۳۸۹) به بررسی سینوپتیکی طوفان‌های گرد و غبار در دوره ۱۰ ساله در منطقه خوزستان با بهره گرفتن از نقشه‌های ارتفاع ژئوپتانسیل، بردار باد و فشار سطح دریا پرداختند و به این نتیجه رسیدند که که در دوره گرم سال، استقرار کم فشار حرارتی سطح زمین و در دوره سرد سال، سامانه‌های مهاجر و رودباد قطبی، به همراه قرارگیری ناوه در غرب ایران روی مناطق بیابانی، نقش اساسی در ایجاد طوفان دارند.

ذوالفقاری و همکاران (۱۳۹۰) به بررسی عوامل همدید موثر بر رخداد پدیده گرد و غبار در بخش‌های غربی ایران طی دوره ۵ ساله پرداختند. در این پژوهش با بهره گرفتن از الگوهای همدید و مکانیسم تشکیل به این نتیجه رسیدند که استقرار یک سامانه کم فشار بر منطقه خاورمیانه و تقویت شرایط ناپایداری در سطح بیابان‌ها و هم‌چنین تاثیر هماهنگ یک موج کم فشار دینامیک بر فراز جو منطقه، زمینه مناسب را برای انتقال ریزگردها به جو منطقه را فراهم می‌آورد.

میری و همکاران (۱۳۹۰) به مطالعه طوفان‌های گرد و غبار منطقه سیستان پرداختند و به این نتیجه رسیدند که پس از وقوع خشکسالی‌های اواخر دهه ۷۰ و اوایل دهه ۸۰، فراوانی رخداد طوفان افزایش چشمگیری داشته است.

کریمی و شکوهی (۱۳۹۰) تشکیل کم فشار روی خلیج فارس و پیشروی آن تا جنوب ترکیه را مورد بررسی قرار دادند و نشان دادند که مساعدت جریان‌های سطوح میانی و بالایی جو با استقرار ناوه روی این سطوح سبب ایجاد گردشی چرخندی در جنوب شرق سوریه، در سطح زمین روی زمین‌های بدون پوشش سطحی (پوشش گیاهی، سنگ فرش بیابانی) و دارای خاک سطحی ریزدانه و گچی شده است. این جریان‌ها با حرکت به سمت شرق ناوه و عمیق شدن شرایط ناپایداری، گرد و غبار را با حرکت شرق سوی خود از روی ارتفاعات زاگرس عبور داده و تمام کشور، به استثنای جنوب‌ شرق را تحت تاثیر قرار داده است.

خورشید دوست و همکاران (۱۳۹۰) به بررسی وضعیت اقلیمی گرد و غبار کشور براساس گرد و غبارهای مشاهده شده‌ی ۵۰ ایستگاه هواشناسی با بهره گرفتن از روش آماری و تحلیل مولفه­های اصلی پرداختند و در ابتدا به منظور مطالعه تغییرات مکانی و زمانی گرد و غبارها، ایستگاه‌های مورد مطالعه را به دو دسته تقسیم کردند و با بهره گرفتن از روش PCA به این نتیجه رسیدند که سامانه پرفشار آزور از طریق ایجاد کم­فشارهای گرمایی سطح زمین بیش‌ترین نقش را در پراکندگی فراوانی روزهای گرد و غباری در غرب ایران دارد. هم‌چنین مشخص کردند که تغییرات سال به سال فراوانی روزهای گرد و غباری در مرحله اول متاثر از تغییرات اوضاع سینوپتیکی بوده و تغییرات چشم­اندازهای زمین و نوسانات بزرگ مقیاس اتمسفری در مراتب بعدی اهمیت قرار دارند.

خوش‌کیش و همکاران (۱۳۹۰) به شناسایی مشکلات عدیده‌ای که گرد و غبار در استان لرستان و تحلیل شرایط موثر در ایجاد پدیده گرد و غبار از نظر سینوپتیکی پرداختند. نتایج نشان داد که فرود تراز میانی جو و سیستم‌های فشار سطح زمین که مهم‌ترین آن، کم فشار منطقه‌ی خلیج فارس می‌باشد و جریانی که به خاطر دما از شرق ترکیه و شمال غرب عراق با جهت شمال غربی - جنوب شرقی می‌وزد عامل اصلی ایجاد گرد و غبار و انتقال آن به منطقه مورد نظر می‌باشد.

کریمی و همکاران (۱۳۹۰) به شناسایی خاستگاه پدیده گرد و غبار در منطقه خاورمیانه پرداختند. در این پژوهش از داده‌های ماهواره‌ای برای انجام مطالعه استفاده کردند و به این نتیجه رسیدند که کشور عراق، سوریه، عربستان، ایران، اردن و ترکیه به ترتیب در تولید گرد و غبار در خاورمیانه نقش دارند. هم‌چنین با ایجاد یک نقشه تراکم تولید گرد و غبار در خاور میانه مشخص شد که مناطقی در غرب عراق و شرق سوریه عامل‌های اصلی در تولید گرد و غبار در خاورمیانه می‌باشند.

مفیدی و جعفری (۱۳۹۰) علل وقوع طوفان‌های گرد و غباری تابستانه در جنوب غرب ایران و منابع اصلی گرد و غبار را مورد بررسی قرار دادند. در این پژوهش از روش شبکه‌بندی و شاخص آئروسل سنجنده Toms استفاده کردند. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که الگوی زوجی تابستانه در قیاس با سایر الگوی همدیدی از بالاترین تمرکز منطقه‌ای گرد و غبار نیز برخوردار است.

میری و همکاران (۱۳۹۰) پدیده گرد و غبار در نیمه غربی ایران را از نظر آماری و همدیدی و سنجش از دور مورد بررسی قرار داد. در این پژوهش با بهره گرفتن از تجزیه و تحلیل داده‌های آماری طولانی مدت و شناسایی روزهای همراه با گرد و غبار، منشا گرد و غبارهای وارد شده به نیمه غربی ایران و مسیر حرکت آن‌ ها شناسایی شد.

بوچانی و فاضلی (۱۳۹۰) به بررسی پدیده گرد و غبار و نیز به رابطه میزان آلودگی هوا و پیامدهای آن در استان ایلام با بهره گرفتن از تجزیه و تحلیل آماری در دوره زمانی مشخص پرداختند و به این نتیجه رسیدند که تعداد کانون‌های گرد و غبار در دو دهه گذشته در کشورهای عراق و عربستان و سوریه تقریبا ۵/۳ برابر شده و به تبع آن تقربیا هر سال تعداد و غلظت روزهای همراه با گرد و غبار در همه ایستگاه‌های مورد بررسی نسبت به سال گذشته بیش‌تر شده است.

بحیرایی و همکاران (۱۳۹۰) به بررسی وضعیت گرد و غبار استان ایلام براساس آمار ایستگاه‌های هواشناسی سینوپتیکی برای دوره آماری ۲۰ ساله پرداختند. در این پژوهش از الگوهای گردشی تراز ۵۰۰ هکتوپاسکالی و سطح دریا از پایگاه داده‌های اقلیمی نووآ برای انجام تحلیل استفاده کردند و به این نتیجه رسیدند که در ماه ژوئیه قرارگیری هسته کم فشار بر روی دریای مدیترانه و زبانه فرود آن که بر روی بیابان‌های عراق، سوریه و عربستان قرار دارد باعث ایجاد گرد و غبار در غرب کشور می‌گردد. با استقرار محورهای فرود سطح بالا در مناطق گرم و خشک آفریقا، عربستان و عراق که منبع اصلی گرد و غبار هستند، شرایط گرد و غباری در کشور حادث می‌گردد.

رنجبر و عزیزی (۱۳۹۱) به بررسی و شناسایی منشا گرد و غبارهای وارد شده به نیمه غربی ایران و ردیابی مسیر حرکت آن‌ ها پرداختند. در این پژوهش از داده‌های ساعتی گرد و غبار و تصاویر ماهواره‌ای استفاده شده است. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که در فصل بهار بیش‌ترین رخداد گرد و غبار را در غرب ایران داریم ومنطقه مرزی بین سوریه و عراق و غرب و جنوب غرب عراق به ترتیب دو کانون اصلی گرد و غبار هستند.

فرج زاده و رجایی (۱۳۹۱) به مطالعه در مورد گرد و غبار در استان بوشهر به خصوص گرد و غبار ۵ اسفند ۱۳۸۸ به وسیله روش‌های ترسیمی و محاسباتی پرداختند و به این نتیجه رسیدند که در رخداد این طوفان وقوع پیچانه‌ در تراز‌های ۵۰۰، ۶۰۰ و ۷۰۰ هکتوپاسکال، ناپایداری و همرفت شدید تاثیر داشته است. به علاوه ایجاد یک سیستم واچرخند در شمال دریاچه خزر، مانع از حرکت این سیستم بلوکه شده به سمت شرق شده و در سطح زمین نیز در سودان و جنوب عربستان همرفت شدید حرارتی حاکم می‌باشد که تحت تاثیر موج‌های بادهای دینامیکی شده و ایجاد گرد و غبار می‌کند.

شمسی پور و صفرراد (۱۳۹۱) به بررسی طوفان گرد و غباری پرداختند، که در تیر ۱۳۸۸ رخ داد و بیش از ۱۷ استان کشور را تحت تاثیر قرار داد و در این مطاله از تصاویر مودیس استفاده کردند و به این نتیجه رسیدند که مکان گزینی محور ناوه و منطقه‌ی واگرایی بالایی در تراز ۵۰۰ هکتوپاسکال و شکل‌گیری سلول کم فشار حرارتی در سطح زمین، نقش اصلی را در شکل‌گیری و هدایت گرد و غبار به سمت ایران دارند.

خوشحال دستجردی و همکاران (۱۳۹۱) به شناخت و بررسی الگوهای گردشی اتمسفری ایجاد کننده گرد وغبار در ایلام طی دوره ۱۹ ساله پرداختند. برای این ‌کار برای روزهای گرد و غبار ایلام پایگاه داده محیطی تشکیل و داده‌های فشار تراز دریا، ارتفاع ژئو پتانسل سطح ۵۰۰ هکتو پاسکالی، جهت باد و دما را تعیین کردند سپس با تحلیل خوشه‌ای و فاصله اقلیدسی الگوهای چرخشی را تعیین کردند و به این نتیجه رسیدند که سامانه‌های ایجاد کننده بارش به دلیل فقدان رطوبت عامل ایجاد و انتقال طوفان‌های گرد و غبار به غرب ایران و منطقه مطالعاتی هستند. هم‌چنین کم فشار سودان و کم فشار گنگ در سطح زمین و فرود بلند مدیترانه، فرود دریای سرخ و پر ارتفاع جنب حاره آزور در سطوح میانی جو مهم‌ترین سامانه‌های همدید تاثیرگذار و انتقال گرد و غبار به غرب ایران و منطقه مطالعاتی هستند.

رضایی بنفشه و همکاران (۱۳۹۱) به بررسی پدیده گرد و غبار در استان کردستان به وسیله تصاویر ماهواره‌ای پرداختند و به این نتیجه رسیدند که میزان نوع بدون گرد و غبار و گرد و غبار متوسط به طور کلی روندی کاهشی و گرد و غبار ضعیف و شدید روندی افزایشی داشته‌ و به طور کلی گرد و غبار شدید بیش‌ترین روند افزایشی را به خود اختصاص داده است.

۳-۲-۲ جمع‌بندی

در سال‌های اخیر افزایش فراوانی وقوع طوفان گرد و غباری باعث جلب توجه پژوهشگران نسبت به این پدیده شده است به طوری که پژوهش‌های زیادی در این رابطه در جهان و ایران صورت گرفته که عمدتا روی شرایط همدیدی متمرکز شده و اطلاعات مفید و موثر به دست داده‌اند. در بررسی منابع علمی موجود در زمینه گرد و غبارها، می­توان نتیجه گرفت که در مطالعات فراوانی که در سطح دنیا صورت گرفته از روش‌ها و الگوهای متفاوتی برای بررسی منابع گرد و غبارها، شرایط سینوپتیکی مساعد برای ایجاد و انتقال، مسیرها و مسافت‌های انتقال و اثرات و توابع ناشی از انتقال آن به مناطق دیگر و به طور کلی اقلیم­شناسی گرد و غبارها، استفاده شده است. در مطالعات محدودی که در ایران انجام شده در اغلب موارد به زمینه ­های سینوپتیکی معطوف گشته و آگاهی تقریبا مناسبی در این زمینه ارائه شده است. اما با توجه به اهمیت پدیده گرد و غبار، فراوانی مشاهده آن در ایران و حاکمیت آن در اقلیم­شناسی کشور، کمبود مطالعاتی محسوسی در این زمینه وجود دارد.

با این حال، در حوضه جنوبی خزر پژوهش‌های زیادی صورت نگرفته است. از طرفی، هر چند در گذشته در منطقه خزری، تعداد روزهای همراه با گرد و غبار کم بوده ولی به خاطر عوامل تشدید کننده فرا منطقه‌ای و درون منطقه‌ای، فراوانی آلودگی‌ها با منشاء گرد و غباری افزایش یافته و به همین جهت نیاز به بررسی بیش‌تر در این زمینه به چشم می‌خورد.

فصل سوم

ویژگی‌های طبیعی وجغرافیایی منطقه مورد مطالعه

۳- ویژگی‌های طبیعی و جغرافیایی منطقه مورد مطالعه

منطقه مورد مطالعه در شمال ایران در ساحل دریای خزر بین رشته کوه‌های البرز در جنوب، دریای خزر در شمال، کوه‌های تالش در غرب قرار گرفته و شامل سه استان گیلان، مازندران و گلستان می‌گردد. همان‌طور که در شکل شماره (۱-۳) مشخص است این محدوده مطالعاتی در طول جغرافیایی ۴۸ درجه و ۳۲ دقیقه تا ۵۶ درجه و ۱۱ دقیقه شرقی و عرض جغرافیایی ۳۵ درجه و ۴۸ دقیقه تا ۳۸ درجه و ۲۸ دقیقه واقع شده است. مساحت کلی این منطقه ۵۸ هزار کیلومتر است. به علت وسعت زیاد منطقه ویژگی‌های طبیعی هر استان به طور جداگانه مورد بررسی قرار می‌گیرد.

شکل (۱-۳): موقعیت جغرافیایی مناطق مورد مطالعه

۱-۳- موقعیت جغرافیایی استان گیلان

استان گیلان سرزمینی است که ۴۰% آن جلگه ای و ۶۰%  بقیه را کوهستان‌ها تشکیل می‌دهند، استان گیلان با مساحتی برابر ۱۴۷۱۱ کیلومتر مربع حدود ۹/۰ درصد از مساحت کل کشور را داراست و از این نظر بین استان‌های کشور رتبه بیست و ششم را دارد. این استان در شمال ایران و جنوب غربی دریای خزر قرار گرفته است. به‌ طوری‌ که از شمال با دریای خزر و کشور آذربایجان، از غرب با استان اردبیل، از جنوب با استان‌های قزوین و زنجان و از طرف شرق با استان مازندران هم‌جوار است.

۱-۱-۳ آب و هوا

قسمتی از جلگه ساحلی جنوب غربی دریای خزر و کوهپایه‌های تالش و البرز قلمرو استان گیلان قلمداد می‌شود. این استان از سه ناحیه جغرافیایی شامل جلگه ای، کوهپایه ای و کوهستانی تشکیل شده است، ناحیه جلگه‌ای بخش وسیعی از استان گیلان را تشکیل می‌دهد و شامل دو قسمت جلگه تالش (آستارا تا شفارود) و جلگه وسیع گیلان (شفارود تا شرق کلاچای) می‌باشد.

۲-۱-۳ ویژگی‌های جغرافیایی

رشته کوه‌های (تالش، خلخال، دیلمان) سه رشته کوهی هستند که استان گیلان را در برگرفته‌اند. رشته کوه‌های تالش به موازات دریای خزر امتداد یافته است. بیش از ۴۰ روخانه در استان گیلان جریان دارد که مهم‌ترین آن رودخانه سفید رود می‌باشد این رودخانه از کوه‌های چهل چشمه کردستان سرچشمه می‌گیرد و پس از عبور از استان‌های کردستان، زنجان و پس از گذشتن از دره منجیل در نزدیکی بندر کیاشهر (۶۵ کیلومتری شمال شرقی رشت) به دریای خزر می‌ریزد، از ویژگی‌های منحصر به فرد اقلیمی استان گیلان وجود تالاب انزلی است این تالاب یکی از بزرگ‌ترین تالاب‌های دنیا به شمار می‌رود. که از نظر زیست محیطی اقتصادی و سیاحتی دارای اهمیت ویژه‌ای است این تالاب در ضلع جنوب غربی بندر انزلی واقع شده و مساحت آن حدود ۱۰۰ کیلومتر مربع می‌باشد و محدوده آن از شمال به دریای خزر، از شرق به روستای پیربازار، از غرب به کپورچال و آبکنار و از طرف جنوب به صومعه سرا و قسمتی از شهرستان رشت محدود می‌گردد. آب و هوای استان گیلان معتدل و مرطوب می‌باشد، این ویژگی ناشی از تاثیر آب و هوای کوهستانی البرز و دریای خزر است. رطوبت نسبی آن بین ۴۰ تا ۱۰۰ درصد و متوسط درجه حرارت آن ۵/۱۷ درجه سانتی‌گراد است. استان گیلان در ردیف مناطق پرباران کشور قرار دارد. متوسط میزان بارش در استان گیلان حدود ۱۲۰۰ میلی متر می‌باشد که بیش‌ترین آن مربوط به شهر بندرانزلی با متوسط سالانه ۲۰۰۰ میلی متر و کم‌ترین میزان بارش مربوط به شهرستان منجیل با متوسط سالانه ۲۰۰ میلی متر است.

۲-۳ موقعیت جغرافیایی استان مازندران

استان مازندران در شمال کشور و با وسعتی معادل۴ /۲۳۷۵۶ کیلومتر مربع حدود ۴۶/۱ درصد از مساحت کشور را در برداشته است. دریای خزر در شمال، استان‌های تهران و سمنان در جنوب و استان‌های گیلان و گلستان به ترتیب در غرب و شرق استان قرار دارند. مازندران بر اساس آخرین تقسیمات کشوری دارای ۱۹شهرستان می‌باشد. این‌ استان‌ در سال ‌ ۱۳۷۵، حدود ۲۲۰۶۸۰۰ نفر جمعیت‌ داشته‌ است‌ که‌ از این‌ تعداد حدود ۴۶ درصد در نقاط‌ شهری‌ و ۵۴ درصد در نقاط‌ روستایی‌ سکونت‌ داشته‌اند. بر اساس سرشماری سال ۱۳۹۰، جمعیت استان مازندران بالغ بر ۳۰۷۳۹۴۳ نفر می‌باشد.

۱-۲-۳ آب و هوا

استان‌ مازندران‌ از نظر طبیعی‌ به‌ دو قسمت‌ جلگه‌ ساحلی‌ و کوهستانی‌ تقسیم‌ می‌شود. رشته‌ کوه‌های‌ البرز مانند دیواری‌ مرتفع‌ نوار ساحلی‌ و جلگه‌ای‌ کناره‌ای‌ دریای‌ خزر را محصور کرده‌ است‌. در اثر نسیم‌ مداوم‌ دریا و بادهای‌ محلی‌ در سواحل‌ جنوبی‌ و شرقی‌ دریای‌ خزر، تپه‌های‌ ماسه‌ای‌ تشکیل‌ شده‌ و سدی‌ طبیعی‌ و کم‌ ارتفاع ‌بین‌ دریا و جلگه‌ پدید آمده‌ است‌.

۲-۲-۳ ویژگی‌های جغرافیایی

استان مازندران از لحاظ طبیعی به سه قسمت اصلی کوهستانی در جنوب، میان‌بند در وسط و جلگه‌ای در شمال تقسیم می‌شود. ناحیه کوهستانی متشکل از رشته‌کوه البرز در جنوب واقع است که تقریباً موازی با کرانه‌های جنوبی دریای خزر، مازندران را از جنوب البرز جدا می‌سازد. قسمت‌هایی از این ناحیه با ارتفاعی بیش از ۳۰۰۰ متر، معمولاً نیمی از سال پوشیده از برف است. ناحیه میان‌بند در ارتفاع میان ۱۰۰ تا۳۰۰۰ متر، دارای جنگل‌ها و مراتع غنی است. ناحیه جلگه‌ای نیز با حداکثر ارتفاع ۱۰۰ متر، شامل سرزمین‌های تقریباً مسطحی است که بیش‌ترین شهرها و آبادی‌های استان را در خود جای داده است.

۳-۲-۳ کوه‌های استان مازندران

رشته‌های متعدد رشته کوه البرز در جنوب مازندران واقع است و تشکیل قوس عظیمی را می‌دهد که از غرب به شرق کشیده شده و شهرهای این استان را از مرکز ایران جدا می‌سازد. مهم‌ترین ارتفاعات آن عبارتند از:

1. چندین رشته فرعی از رشته کوه البرز که جهت آن‌ ها از جنوب به شمال و متمایل به غرب است و در شهرستان ساری قرار دارد که مرتفع‌ترین قلل آن کوه سفید، بادله کوه،‌ داراب کوه و کوه جنگی در جنوب دهستان چهاردانگه و نیز قلم چلم کوه واقع بین دره زارم‌رود و گرماب‌رود می‌باشد.
2. خط ‌الرأس کوه‌های البرز در ۶۰ کیلومتری شهرستان تنکابن که موازی با ساحل کشیده شده و مرتفع‌ترین قله آن تخت سلیمان با ارتفاع بیش از ۴۰۰۰ متر از سطح دریا می‌باشد.
3. در شهرستان نوشهر نیز سه رشته کوه از رشته کوه البرز کشیده شده است. رشته اول موازی با ساحل دریا که مرتفع‌ترین قلل آن شور و قله کلارآباد در جنوب صلاح‌الدین کلا قرار دارد. رشته دوم تقریباً موازی با رشته اول ولی مرتفع‌تر از آن است. قلل مرتفع آن عبارتند از شاه‌کوه، قرقر‌کوه و سیاه‌سنگ. رشته سوم از دو رشته دیگر مرتفع‌تر و خط ‌الرأس آن مرز طبیعی مازندران و تهران می‌باشد. مرتفع‌ترین قله آن تخت سلیمان در جنوب کلاردشت و کندوان قرار دارد.

۳-۳ موقعیت جغرافیایی استان گلستان

استان گلستان از شمال به جمهوری ترکمنستان، از غرب به استان مازندران و دریای خزر، از جنوب به استان سمنان و از شرق به استان خراسان شمالی محدود می‌شود . مساحت استان ۲۲۰۲۲ کیلومتر مربع بوده و حدود ۳۳/۱ درصد از کل مساحت کشور را به خود اختصاص داده است.

۱-۳-۳ جغرافیای طبیعی استان گلستان

این استان بین رشته کوه البرز، دشت‌های جنوبی کشور ترکمنستان، کوه‌های استان خراسان و دریای خزر واقع شده است. قله شاهوار با ارتفاع ۳۹۴۵ متر بلندترین و نقاط ساحلی با ارتفاع ۲۶- متر پست‌ترین نقاط استان گلستان هستند. به طور کلی این استان از نظر ناهمواری به سه ناحیه تقسیم می شود:

1. ناحیه کوهستانی: این ناحیه شامل مناطقی با ارتفاع ۵۰۰ تا بیش از ۳۰۰۰ متر بوده و پوشیده از گونه‌های جنگلی و مرتع است.
2. ناحیه کوهپایه‌ای:این ناحیه شامل تپه‌های کوچک، تپه ماهورها و دلندها بوده و با اراضی جنگلی پوشیده شده است.
3. ناحیه جلگه‌ای و اراضی پست:این ناحیه که در حاشیه دریای خزر و خلیج گرگان واقع است ارتفاعی پایین‌تر از سطح دریای آزاد داشته و به تدریج به سمت شرق بر ارتفاع آن افزوده می‌شود.

۴-۳ سیستم‌های آب و هوایی

موقعیت جغرافیایی ایران به گونه‌ای است که در طول سال تحت تاثیر سیستم‌های متعددی قرار می‌گیرد، از یک سو تحت تاثیر سیستم‌های آب و هوایی مناطق حاره‌ای و جنب حاره‌ای می‌باشد و از سوی دیگر از شرایط آب و هوایی عرض‌های میانه به ویژه سیستم بادهای غربی بهره‌مند می‌گردد. قرار گرفتن ایران بین سرزمین‌های پهناور سیبری در شمال، دریای مدیترانه در غرب، بیابان‌های عربستان و آفریقا در جنوب غرب و سرزمین‌های هندوستان در شرق سبب شده که هر کدام در دوره معینی از سال آب و هوای ایران را تحت تاثیر قرار دهند (علیجانی، ۱۳۸۳). محور پرفشار جنب حاره‌ای آزور در فصل زمستان، در ۲۵ درجه شمالی و بر روی دریای خزر مستقر می‌شود حرکت این محور بستگی به پرفشار حرارتی سیبری، وضعیت قرارگیری ناوه قطبی در تروپوسفر و محور رودباد دارد (حبیبی نوخندان، ۱۳۷۶).

حرکات گردشی عمومی هوا به گونه‌ای است که سیستم‌های هوایی گوناگون را در مقیاس سیاره‌ای و یا منطقه‌ای به ایران آورده و اقلیم ایران را متاثر می‌سازد. هر کدام از عناصر تشکیل دهنده‌ی گردش عمومی هوا اثرات ویژه‌ای داشته و زمان تاثیر آن علیرغم تغییرات سال به سال در دراز مدت از ثبات نسبی برخوردار است (علیجانی،۱۳۸۳).

مهم‌ترین سیستم‌هایی که ایران را تحت تاثیر قرار می‌دهد به شرح زیر است:

۱-۴-۳ پرفشار جنب حاره‎ای: که در فصل تابستان به صورت زبانه‌ای از طریق مدیترانه بر بالای خاور میانه از جمله ایران کشیده می‌شود. پرفشار جنب حاره‌ای آزور پدیده غالب دوره‌ی گرم ایران است و تمام ایران را تحت تاثیر قرار می‌دهد. ارتفاع کف پرفشار جنب حاره‌ای آزور در همه جای ایران و از روزی به روز دیگر ثابت نیست (علیجانی، ۱۳۸۳).

۲-۴-۳ بادهای غربی: که در دوره سرد سال به دنبال پسروی رودباد جنب حاره‌ای به طرف جنوب، به ایران وارد می‌شود که از اوایل فصل پاییز آغاز شده و تا شروع زمستان بادهای غربی بر همه ایران مستقر می‌شوند (همان).

۳-۴-۳ پرفشار سیبری: که از شمال شرق و گاهی از شمال غرب نفوذ کرده و هوای سرد را در ایران حاکم می‌کند ( مسعودیان و کاویانی،۱۳۸۶).

۴-۴-۳ فرود دریای سرخ: سامانه همدید کم ضخامتی است که از ۴ آبان تا ۲۴ بهمن به مدت ۸۸ روز حاکم است. این فرود و زبانه‌ای از کم فشار سودان است که فشار مرکزی آن در حدود ۱۰۰۶ است. اگر فرود دریای سرخ با استقرار یک فرود در تراز میانی جو همراه باشد امکان صعود عمیق و تشکیل ابر را فراهم می‌کند در این صورت امکان ریزش بارش‌های سنگین و سیل‌آسا در جنوب غرب ایران وجود دارد. در صورتی‌که این فرود با فرود تراز میانی جو همراه نشود جریان‌های گرم و خشکی را از روی عربستان به ایران هدایت می‌کند و طوفان گرد و غبار پدید می‌آورد (همان).

۵-۴-۳ بیابان‌های عربستان و آفریقا: که در تابستان ظاهر می‌شود. این مرکز هوای شبه جزیره عربستان را به ایران می‌کشد ( علیجانی، ۱۳۸۳).

فصل چهارم

مواد و روش تحقیق

۴- مواد و روش تحقیق

۱-۴ مقدمه

تنها داده هواشناختی قابل دسترس در ارتباط با گرد و غبارها در کشور، تعداد روزهای همراه با گرد و غبار است. در این پژوهش جهت تحلیل همدید روزهای گرد و غبار، از دو پایگاه داده‌ محیطی و گردشی استفاده خواهد شد.

۲-۴ جمع‌ آوری داده‌ها

داده‌های مورد استفاده در این پژوهش، داده‌های سالانه، ماهانه و روزانه هواشناسی و تعداد روزهای همراه با گرد و غبار است. داده‌ها از سازمان کل هواشناسی کشور اخذ شده است. دوره‌ی آماری مورد بررسی، از بدو تاسیس هر ایستگاه تا سال ۲۰۱۰ می‌باشد. در این پژوهش از دو گروه داده استفاده شده است که شامل:

1. آمار روزانه، ماهانه و سالانه پارامترهای هواشناسی نظیر دید افقی، کد پدیده‌ی هواشناسی، رطوبت نسبی، فشار، سرعت و جهت باد می‌باشد. دراین پژوهش داده‌های رطوبت نسبی بر اساس متوسط میانگین روزانه مورد استفاده قرار گرفته و در مورد داده‌های فشار هوا از داده‌های مربوط به فشار سطح دریاهای آزاد استفاده شده است.
2. تعیین دوره آماری مشترک بین سال‌های موجود بین ایستگاه‌هایی که در این دوره زمانی دارای داده‌های ثبت شده مطمئن بوده است.
3. تعیین تعداد روزهای همراه با گرد و غبار، سمت و سرعت باد و دید افقی در سطح زمین و رطوبت نسبی در حالت رخداد طوفان‌های گرد و غبار در منطقه مورد مطالعه.
4. شناسایی طوفان‌های گرد و غباری شاخص در منطقه؛ معیار انتخاب فراگیر بودن طوفان این است که طوفان مورد نظر بتواند در یک ایستگاه دید را به زیر ۵۰۰۰ متر رسانده و هم چنین در دو یا چند ایستگاه نیز آثاری از آلودگی مشاهده شود.
5. نقشه‌های هم فشار به دست آمده از سایت NCEP / NCAR در سطح زمین، ۵۰۰، ۷۰۰ و ۸۵۰ هکتوپاسکال.

۳-۴ بررسی داده‌های جمع‌ آوری شده

پارامترهای هواشناسی، دید افقی و کد پدیده‌ی هواشناسی را مورد بررسی قرار می‌دهیم و در صورت کم بودن میزان دید افقی و مشاهده‌ی کد ۰۶ و گاهی اوقات کد ۰۵ روز مورد نظر ثبت می‌شود.

برای اطمینان از این‌که پدیده مورد نظر با کد صحیحی ثبت شده است هم داده‌های سالانه و هم داده‌های روزانه مورد بررسی قرار داده شد چون در منطقه مورد مطالعه به دلیل عدم شناخت صحیح پدیده، گاهی دیده شده با پدیده مشابه دیگر و یا کد دیگر اشتباهی ثبت شده است. در انتها برای روزهای گردآوری شده، پایگاه داده‌ای در نرم افزار Excel تهیه شده است.

جدول ( ۱-۴): کدهای هواشناسی مرتبط با پدیده گردوغبار و شرایط احراز آنها

شرایط احراز	علامت مشخصه	کد هوای حاضر(WW)
گردوغبار فراگیر و گسترده معلق در هوا که بوسیله باد در ایستگاه یا نزدیکی آن بلند نشده است		۰۶
گردوخاک یا شنی که در ساعت دیدبانی در اثر وزش باد در ایستگاه و یا اطراف آن به هوا بلند شده باشد		۰۷
گردباد تکامل­یافته که طی ساعت دیدبانی در ایستگاه و یا اطراف آن مشاهده شده است		۰۸
توفان گردوخاک یا شن که در ساعت دیدبانی در اطراف ایستگاه وجودداشته است		۰۹
توفان ملایم یا متوسط گردوخاک یا شن که طی ساعت گذشته از شدت توفان کاسته شده است		۳۰
توفان ملایم یا متوسط گردوخاک یا شن که طی ساعت گذشته شدت توفان تغییری نکرده است		۳۱
توفان ملایم یا متوسط گردوخاک یا شن که طی ساعت گذشته بر شدت توفان افزوده شده است		۳۲
توفان شدید گردوخاک یا شن که طی ساعت گذشته از شدت توفان کاسته شده است		۳۳
توفان شدید گردوخاک یا شن که طی ساعت گذشته شدت توفان تغییری نکرده است		۳۴
توفان شدید گردوخاک یا شن که طی ساعت گذشته بر شدت توفان افزوده شده است		۳۵
رعدوبرق توام با توفان گردوخاک یا شن		۹۸

۴-۴ تحلیل و بررسی نتایج

برای هر ایستگاهی که دوره ثبت داده‌ها بیش‌تر از ۲۰ سال بوده از روش آماری من کندال استفاده شده است که این روش جز روش‌های ناپارامتری می‌باشد به ‌طوری که تعداد روزهای همرا با گرد و غبار در ایستگاه مورد نظر جمع و از روش من کندال استفاده شده است.

این آزمون ابتدا توسط Mann در سال ۱۹۴۵ ارائه شد و سپس توسط Kendall در سال ۱۹۶۶ توسعه یافت. این روش در همان سال‌ها مورد تائید WMO قرار گرفت. همانند سایر آزمون‌های آماری، این آزمون نیز بر مبنای مقایسه فرض صفر و یک بوده و در نهایت در مورد پذیرش یا رد فرض صفر تصمیم گیری می‌نمایند. فرض صفر این آزمون مبتنی بر تصادفی بودن و عدم وجود روند در سری داده‌هاست و پذیرش فرض یک (رد فرض صفر) دال بر وجود روند در سری داده‌ها می‌باشد. روش محاسبه این روش به شرح زیر است:

الف) محاسبه اختلاف بین تک تک جملات سری با هم‌دیگر و اعمال تابع sgn و استخراج پارامتر s

رابطه شماره (۱):

N تعداد جملات سری

Xj داده j ام سری

Xk داده k ام سری

تابع Sgn هم به شرح زیر تعریف می‌گردد:

بنابراین، تمامی مقادیر به دست آمده از تابع علامت sgn 1، ۰ یا ۱- است.

در یک آزمون دو دامنه جهت روندیابی سری داده‌ها، فرض صفر در صورتی پذیرفته می‌شود که رابطه زیر برقرار باشد:

که α سطح معنی‌داری است که برای آزمون در نظر گرفته می‌شود و Zα آماره توزیع نرمال استاندارد در سطح معنی‌دار α می‌باشد که با توجه به دو دامنه بودن آزمون، از ۲/α استفاده شده است. در این آزمون سطح اطمینان ۹۵% و ۹۹% مورد استفاده قرار می‌گیرد. در صورتی که آماره Z مثبت باشد روند داده‌ها صعودی و در صورت منفی بودن آن روند نزولی خواهد بود.

۵-۴ تحلیل و بررسی همدیدی

بیش‌ترین چشمه‌های تولید گرد و غبار در سمت شمال غرب عراق و شرق سوریه است که در سال‌های اخیر افزایش یافته است. هم‌چنین بر تعداد چشمه‌ها افزوده شده است که این مسئله به دنبال عوامل طبیعی و انسانی در کشور ایران و همسایه‌های غربی ایران بوده است. منابع جدید گرد و غبار در شرق سوریه، شمال عراق و هم‌چنین در مرکز عراق و بیابان‌های عربستان است.

تحلیل سینوپتیکی روزهای دارای پایداری جو با بهره گرفتن از نقشه‌های هم‌ فشار در سطح زمین، ۵۰۰، ۷۰۰ و ۸۵۰ هکتوپاسکال تهیه شده از سایت NCEP / NCAR انجام گرفته شده است. تحلیل اقلیمی با بهره گرفتن از داده‌‌های هواشناسی نظیر دما، رطوبت نسبی، سرعت و جهت باد صورت پذیرفته است. هم‌چنین نقشه باد هم برای روزهای مورد نظر در سطح ۲۵۰ هکتوپاسکالی تهیه شده است. منبع اولیه اطلاعات مورد نیاز آب و هواشناسی سینوپتیک الگوی گردشی هوا است. به طور کلی دو نوع الگو وجود دارد:

1. الگوهای هوای سطوح بالاتر اتمسفر که شرایط هوا را در لایه‌های مختلف اتمسفر نشان می‌دهد.
2. الگوی سطح زمین که پراکندگی هوای سطح زمین را نشان می‌دهد.

۶-۴ ویژگی ماهواره Toms

تامس که مخفف کلمه Total mapping Spectrometer است و از سال ۱۹۷۸ تا می ۱۹۹۳ برای اندازگیری لایه ازن به کار رفته است. در سال ۱۹۹۶ برای طیف سنجی و نقشه‌برداری از ازن راه‌اندازی شده است. این ماهواره برای نقشه ‌برداری طولانی مدت روزانه ناسا از توزیع جهانی ازن در جو زمین به فضا پرتاب شده است. از ویژگی‌های دیگر این ماهواره علاوه بر نظارت بر لایه ازن، ذرات معلق در هوا را نیز اندازگیری می‌کند و از این داده‌ها برای ایجاد نقشه‌های روزانه و فیلم‌های آنلاین استفاده می‌شود ( HTTP://science.nasa.gov/science).

علاوه بر گرد و غبار ماهواره Toms، خاکستر آتشفشانی، آلاینده دود، غلظت ازن و شدت نور ماورا بنفش را شناسایی می‌کند. برای تشخیص ذرات معلق در هوا ماهواره Toms از دو طول موج خاص اشعه ماورا بنفش استفاده می‌کند که این دریافت در دو طول موج مختلف به دانشمندان اجازه می‌دهد که ذرات معلق در هوا را از ابر تشخیص دهد. چون قسمتی از نور ماورا بنفش توسط ذرات معلق در هوا جذب می‌شوند.

ابزار Toms تشعشعات آئروسل را در ۳۴۰ و ۳۸۰ نانومتر دریافت می‌کند. این ماهواره پوشش زمین را به طور روزانه با وضوح ۵۰ کیلومتر و در ساعت ۱۱:۳۰ محلی ثبت می‌کند. این ماهواره با در نظر گرفتن تفاوت بین تشعشعات به محاسبه مولکول‌های جوی با بهره گرفتن از فرمول زیر می‌پردازند (هرمان و همکاران^[۱۶]، ۱۹۹۷):

رابطه شماره (۲):

Toms Ai طول موج و همین‌ طور IC یعنی درخشندگی را با بهره گرفتن از مدل انتقالی تابشی در فضای ماورا بنفش محاسبه می‌کند. هم‌چنین محاسبه بهتر اختلاف احتمالی به دلیل خطاها را با بهره گرفتن از شاخص آئروسل و مشاهدات زاویه و توزیع را با بهره گرفتن از رابطه (هرمان و همکاران^[۱۷]، ۱۹۹۷) به شکل زیر محاسبه می‌کند:

رابطه شماره (۳):

که در رابطه فوق:

TK: ضخامت نوری در ۳۸۰ نانومتر

K: بازده از دست رفته در ۳۸۰ نانومتر

PK: شعاع موثر

RPI: چگالی جرم است.

فصل پنجم

یافته‌های تحقیق

۵- یافته‌های تحقیق

۱-۵ تحلیل روند آزمون من کندال

در یک آزمون دو سطح اطمینان در نظر گرفته می‌شود یکی سطح اطمینان ۹۵ درصد و دیگری سطح اطمینان ۹۹ درصد که به ترتیب مقدار z 96/1 و ۵۴/۲ است. به طور کلی اگر نتایج به دست آمده بر وجود روند در سری‌ داده‌ها دلالت کند و آمار z به دست آمده مثبت باشد، روند صعودی است و اگر منفی باشد، روند نزولی است.

با توجه به نتایج به دست آمده از آزمون من کندال انجام شده برای ایستگاه‌های مورد نظر یک روند نزولی مشاهده می‌شود.

پس از تعیین روند کلی از طریق آزمون ناپارامتریک من کندال به تعیین مقدار z، آزمون فرض صفر در دو سطح معناداری ۹۵ و ۹۹ درصد اقدام گردید. طبق تحلیل آماری داده‌ها بر اساس آزمون من کندال و همان‌طور که در جداول شماره (۱-۵) و (۲-۵) آورده شده است گرد و غبار تنها برای ایستگاه گرگان دارای روند است و نشان دهنده افزایش در سری زمانی است که دلیل آن می‌تواند علاوه بر گرد و غبار‌هایی از غرب و جنوب غرب وارد منطقه می‌شود اثر‌ پذیری از بیابان‌های موجود در شمال و شرق منطقه به خصوص قره قوم در کشور ترکمنستان باشد. عامل دوری نسبی از دریا هم نسبت به بقیه ایستگاه‌های منطقه و کمبود بارش نیز از عوامل اثر‌گذار است. برای سایر ایستگاه‌ها فرض صفر قبول می‌شود یعنی دارای روند نیستند.

جدول شماره(۱-۵): داده‌های من کندال ایستگاه‌های مورد مطالعه

روش آماری من کندال
نام ایستگاه	مقدار z
انزلی	۵۷/۱۲-
بابلسر	۵۷/۶-
رامسر	۹۰/۹-
رشت	۳۵/۳-
قائم‌شهر	۴۹/۵-
گرگان	۵۰/۵
نوشهر	۴۵/۴-

جدول شماره(۲-۵): تعیین روند ایستگاه‌ها در طول دوره آماری

نام ایستگاه	مقدار z	سطح ۹۵%	سطح ۹۹%
انزلی	۵۷/۱۲-	پذیرفته می‌شود	پذیرفته می‌شود
بابلسر	۵۷/۶-	پذیرفته می‌شود	پذیرفته می‌شود
رامسر	۹۰/۹-	پذیرفته می‌شود	پذیرفته می‌شود
رشت	۳۵/۳-	پذیرفته می‌شود	پذیرفته می‌شود
قائم‌شهر	۴۹/۵-	پذیرفته می‌شود	پذیرفته می‌شود
گرگان	۵۰/۵	رد می‌شود	رد می‌شود
نوشهر	۴۵/۴-	پذیرفته می‌شود	پذیرفته می‌شود

۲-۵ بررسی روند تغییرات سالانه

در بررسی تغییرات سال به سال فراوانی روزهای گرد و غباری در ایستگاه‌های هواشناسی مورد مطالعه می­توان افزایش طوفان­های گرد و غباری را در طی سال‌های ۱۹۶۰ تا ۱۹۹۰ مشاهده کرد. از سال ۱۹۹۰ به بعد همان‌طور که در نمودار (۱-۵) مشاهده می‌شود تقریبا با کاهش روزهای گرد و غباری روبرو هستیم که تا سال ۲۰۰۵ ادامه دارد که شاید دلیل آن فراوانی روزهای بارانی در این مناطق و شروع دوباره مقابله با طوفان گرد و غبار از مبدا است. یکی از علل وجود تغییرات در وقوع گرد و غبار حرکت سامانه­های سینوپتیک است که طوفان­های گرد و غباری را به همراه می­آورند. طوفان‌های گرد و غباری که قبلاً به ندرت می­توانستند عرض‌های جغرافیایی ۳۸ درجه را تحت تاثیر قرار دهند در سال‌های۱۹۸۰ تا ۱۹۹۰ به سهولت و با فراوانی بیش‌تر در منطقه نفوذ پیدا می­ کنند. دوم فعال­تر شدن منابع انتشار گرد و غبار در کشور عراق می­باشد. در آن سال­ها به دلیل وقوع جنگ بین ایران و عراق و برخی مشکلات در کشور عراق و احتمالاً تغییرات آب و هوایی فراوانی طوفان­های گرد و غبار در کشور عراق افزایش یافته است. به لحاظ همسایگی که بین ایران و عراق وجود دارد طبیعی است که فعال­تر شدن بیابان­های این کشور به افزایش فراوانی روزهای گرد و غباری خواهد انجامید.

نمودار(۱-۵): روند تغییرات سال به سال روزهای گرد و غباری در ایستگاه‌های رشت، رامسر و گرگان

نمودار(۲-۵): تعداد روزهای گرد و غباری در تعدادی از ایستگاه‌های استان مازندران

همان‌گونه که در نمودار (۳-۵) نیز مشخص است تغییرات فراوانی روزهای گرد و غباری درگرگان در ۵۵ سال گذشته از سالی به سال دیگر بسیار متفاوت بوده و از ۱ روز در سال۱۹۵۳ به ۱۴ روز در سال۱۹۹۳ تغییر کرده است. هم‌چنین در سال­های اخیر فراوانی روزهای گرد وغباری کاهش پیدا کرده است.

نمودار (۳-۵): نمودار تغییرات سال به سال روزهای گرد و غباری ایستگاه گرگان در فاصله سال­های ۱۹۵۳ تا ۲۰۱۰

۳-۵ بررسی فصلی توزیع گرد و غبار

بیش‌ترین تعداد روزهای گرد و غبار در بین سه استان جنوبی دریای خزر در استان گلستان است. بیش‌ترین توزیع گرد و غبار با ۱/۲۸ درصد مربوط به فصل پاییز است و در رتبه‌های بعدی فصول زمستان با ۴/۲۷، تابستان ۴/۲۳ و بهار با ۵/۲۱ قرار دارد.

نمودار (۴-۵): نمودار دایره‌ای فصلی گرد و غبار بر حسب درصد

۴-۵ نحوه توزیع ماهانه طوفان‌های گرد و غباری سه استان جنوبی خزر

بررسی نحوه­ توزیع پارامترهای آب و هوایی (از جمله طوفان­های گرد و غباری) در طول ماه‌های مختلف سال برای ایجاد زمینه­ای مناسب برای شناخت رفتار آن‌ ها بسیار مفید است. در این بخش برای نشان دادن نحوه پراکنش ماهانه طوفان‌های گرد و غباری در منطقه مورد مطالعه، ابتدا تعداد روزهای همراه با گرد و غبار به تفکیک ماه‌ها استخراج شده و درصد فراوانی هر کدام از طریق ترسیم نمودار مورد بررسی قرار گرفت. در نمودارهای ترسیم شده نیز مشخص است که بیش‌ترین درصد فراوانی طوفان­های گرد و غباری منطقه در ماه‌های مِی و فوریه و ژوئن است. هم‌چنین کم‌ترین امکان وقوع گرد و غبار به ترتیب در ماه‌های سپتامبر و اکتبر می­باشد. علت کم بودن امکان وقوع طوفان­های گرد و غبار در این ماه‌ها می ­تواند در اثر نزول بارش بیش‌تر و کاهش فعالیت بادهای فرامنطقه­ای و هم‌چنین تغییرات دامنه نفوذ سامانه­های سینوپتیک حاکم در این منطقه در ماه‌های فوق‌الذکر باشد.

نمودار (۵-۵): نمودار پراکندگی ماهانه­ی درصد فراوانی طوفان­های گرد و غباری در منطقه مورد مطالعه

۵-۵ تحلیل وضعیت باد در هنگام وقوع طوفان­های گرد و غبار

برای مطالعه جهت کلی جریانات جوی شکل­دهنده و یا منتقل کننده­ ریزگردها به منطقه پارامترهای سمت و سرعت باد گزارش شده در هنگام وقوع طوفان­های گرد و غباری استخراج شده و به منظور مطالعه سمت وزش باد و شدت آن با بکارگیری نرم­افزار WRPlot مورد تحلیل قرار گرفته و گُل­غبار تهیه گردید. همان‌طور که در شکل (۱-۵) قابل تشخیص است مسیر غالب جریانات جوی در هنگام وقوع طوفا‌‌ن‌های گرد و غباری در منطقه مورد مطالعه از سمت غرب و جنوب غرب می­باشد. این موضوع خود بیانگر این مسئله مهم است که جریانات بادی که باعث ایجاد یا انتقال ریزگردها در منطقه می­شوند از چه سمتی منطقه را تحت تاثیر قرار می‌دهند. گُل ­غبار در واقع مسیرهای کلی انتشار و منشاء گرد و غبار را بیان می­ کند.

شکل(۱-۵): گُل­غبار کل منطقه مورد مطالعه

۶-۵ پارامترهای آب و هوایی

یکی از مهم‌ترین موارد مطالعات آب و هوایی، شناخت روابط موجود بین متغییرهای مورد مطالعه است. در بررسی انجام شده نتایج زیر حاصل شده است:

تمام عناصر آب و هوایی با گرد و غبار ارتباط قوی و منطقی دارد و باد دارای ارتباط قوی با رطوبت و بارش دارای ارتباط معکوس با گرد و غبار است. ولی در برخی مواقع به علت شرایط توپوگرافی بسیار متفاوت، پوشش گیاهی و ارتفاعات نقش بسیار بارزی در ارتباط با گرد و غبار ایفا می‌کند.

نوسانات دید افقی بین ۷۰۰ تا ۱۸۰۰۰ متر در نوسان می‌باشد. در طی ۲۶ درصد روزها میزان دید افقی به کم‌تر از ۵۰۰۰ متر رسیده و هم‌چنین در ۷۴ درصد روزها هم، این میزان به بالاتر از ۵۰۰۰ متر رسیده است. علت بالا بودن میزان دید افقی در اکثر روزها رطوبت نسبتا بالا در این منطقه است.

در طول دوره‌های آماری کم‌ترین میزان رطوبت نسبی ۱۴ درصد و بیش‌ترین آن ۹۸ درصد می‌باشد که حاکی از درصد تقریباً بالای این عنصر اقلیمی دارد. رطوبت نسبی کمتر از ۵۰ درصد هم فقط در ۶ درصد از روزها حاکمیت یافته، این در حالی است که ۹۴ درصد روزها هم دارای رطوبت نسبی بالاتر از ۵۰ درصد می‌باشند.

کم‌ترین و بیش‌ترین دمای به وقوع پیوسته، ۳ و ۲/۳۵ درجه سانتی‌گراد می‌باشند و عدد ۱۴/۱۵درجه‌ای هم نشان دهنده‌ی میانگین دما در طول دوره‌های آماری است.

روند فشار در طول سال‌های آماری بین ۴/۹۸۸ تا ۱۰۳۸ هکتوپاسکال می‌باشد که در ۳۵/۲۴ درصد از روزها میزان فشار بالاتر از ۱۰۱۵ هکتوپاسکال قرار گرفته است.

بیش‌ترین و کم‌ترین میزان برای سرعت باد، ۱۴و ۵/۰ متر بر ثانیه می‌باشند. سرعت باد کمتر از ۳ متر بر ثانیه در ۴۲ درصد از روزها مشاهده می‌شود که در۳۳/۶۵ درصد روزها هم حداکثر سرعت باد به کمتر از ۵ متر بر ثانیه می‌رسد، که وقوع چنین شرایطی گویای کم بودن میزان سرعت باد و حداکثر سرعت باد در طول دوره‌های آماری می‌باشد.

۷-۵ تحلیل شرایط همدیدی

برای بررسی شرایط سینوپتیکی منطقه مورد مطالعه حدود ۸۰ مورد در بین تمام ایستگاه‌های هواشناسی انتخاب شده که این انتخاب بر مبنای وجود کد ۰۶ و ۰۵ و هم‌چنین وجود دید افقی کمتر از حد معمول در منطقه است. این ۸۰ مورد از بین تمام ایستگاه‌های هواشناسی موجود در منطقه انتخاب شده ولی به دلیل این‌که ایستگاه‌های هواشناسی در منطقه مورد مطالعه در طی سال‌های متفاوت احداث شده است به همین دلیل آمار مشترک کمی وجود دارد. بنابراین حدود ۲۹ مورد به عنوان آمار مشترک انتخاب شده است.

در جدول (۳-۵) تاریخ وقوع، زمان شدید‌ترین رخداد، طول زمان رخداد و هم‌چنین ایستگاه‌های تاثیر قرار گرفته از گرد و غبار آورده شده است.

از بین موارد آورده شده در جدول (۳-۵) سه مورد را به دلیل شدید بودن میزان گرد و غبار و کاهش بیش از حد دید افقی و پراکندگی بیش‌تر در ایستگاه‌های مختلف مورد بررسی بیش‌تر قرار می‌گیرد.

دید افقی (متر) در شدیدترین زمان	زمان بیشترین غلظت (ساعت/روز)	مناطق درگیر در استان	مدت حضور(ساعت/روز)		تاریخ مشاهده		ردیف
			زمان اتمام	زمان شروع	شمسی	میلادی
۶۰۰۰	۱۲	گرگان	۱۵	۱۲	۱۴/۸/۱۳۳۶تا ۱۵/۸/۱۳۳۶	۵/۱۱/۱۹۵۷ و ۶/۱۱/۱۹۵۷	۱
۵۰۰۰	۱۲	رامسر	۱۵	۰۹	۱۵/۲/ ۱۳۴۶و ۱۶/۲/۱۳۴۶	۵/۵/۱۹۶۷ و ۶/۵/۱۹۶۷	۲
۷۰۰۰	۱۲	بندر انزلی	۱۵	۰۰	۲۴/۱۰/۱۳۴۶	۱۴/۱/۱۹۶۸	۳
۵۰۰۰	۱۵	رامسر	۱۵	۰۹	۱۲/۶/۱۳۴۷ تا ۱۵/۶/۱۳۴۷	۳/۹/۱۹۶۸ تا ۶/۹ /۱۹۶۸	۴
۷۰۰۰	۱۲	گرگان و رامسر	۱۲	۰۳	۹/۳/۱۳۵۰	۳۰/۵/۱۹۷۱	۵
۶۰۰۰	۰۳	رامسر	۱۸	۰۰	۲۱/۳/۱۳۵۰ و ۲۲/۳/۱۳۵۰	۱۱/۶/۱۹۷۱و ۱۲/۶/۱۹۷۱	۶
۴۰۰۰	۱۲	گرگان و رامسر	۰۶	۰۳	۸/۴/۱۳۵۰	۲۹/۶/۱۹۷۱	۷
۵۰۰۰	۱۲	رامسر	۱۸	۰۹	۱۴/۴/۱۳۵۰	۵/۷/۱۹۷۱	۸
۸۰۰۰	۰۹	رامسر	۱۲	۰۹	۴/۵/۱۳۵۰	۲۶/۷/۱۹۷۱	۹
۴۰۰۰	۰۹	رامسر	۱۲	۰۶	۶/۶/۱۳۵۰	۲۸/۸/ ۱۹۷۱	۱۰
۲۰۰۰	۱۲	رامسر	۱۵	۰۶	۱/۲/۱۳۵۱ تا ۳/۲/۱۳۵۱	۲۱/۴/۱۹۷۲تا ۲۳/۴/۱۹۷۲	۱۱
۱۰۰۰	۱۲	رشت، رامسر و نوشهر	۱۵	۰۹	۱۹/۴/۱۳۶۵	۱۰/۷/۱۹۸۶	۱۲
۳۰۰۰	۰۹	رامسر	۱۲	۰۹	۲۰/۳/۱۳۶۶	۱۰/۶/۱۹۸۷	۱۳
۳۰۰۰	۱۲	رشت	۱۲	۰۹	۳۱/۳/۱۳۶۶	۲۱/۶/۱۹۸۷	۱۴
۳۰۰۰	۱۲	گرگان	۱۵	۱۲	۱۵/۶/۱۳۶۹	۶/۹/۱۹۹۰	۱۵
۴۰۰۰	۰۶	گرگان و رامسر	۱۸	۰۶	۱/۳/۱۳۷۰	۲۲/۵/۱۹۹۱	۱۶
۱۵۰۰	۰۹	رشت و انزلی	۱۲	۰۹	۲/۹/۱۳۷۱	۲۳/۱۱/۱۹۹۲	۱۷

جدول(۳-۵): مشخصات طوفان‌های گرد و غباری شاخص و فراگیر منطقه مورد مطالعه

۷۰۰	۱۲	گرگان	۱۵	۰۹	۳۱/۶/۱۳۷۲	۲۲/۹/۱۹۹۳	۱۸
۶۰۰۰	۰۹	گرگان	۰۹	۰۰	۴/۴/۱۳۷۴	۲۵/۶/۱۹۹۵	۱۹
۹۰۰	۱۲	نوشهر	۱۲	۰۹	۲۹/۱۱/۱۳۷۴	۱۸/۲/۱۹۹۶	۲۰
۵۰۰	۰۳	گرگان	۰۹	۰۰	۲۵/۳/۱۳۷۹ و ۲۶/۳/۱۳۷۹	۱۴/۶/۲۰۰۰ و ۱۵/۶/۲۰۰۰	۲۱
۵۰۰۰	۰۶	گرگان	۰۹	۰۶	۹/۳/۱۳۸۱	۳۰/۵/۲۰۰۲	۲۲
۴۰۰۰	۱۲	گرگان و شرق خزر	۱۵	۱۲	۲۹/۳/۱۳۸۳تا ۱/۴/۱۳۸۳	۱۸/۶/۲۰۰۴ تا ۲۱/۶/۲۰۰۴	۲۳
۲۵۰۰	۰۶	گرگان و مرکز منطقه	۰۹	۰۶	۵/۳/۱۳۸۴تا ۱۰/۳/۱۳۸۴	۲۶/۵/۲۰۰۵ تا ۳۱/۵/۲۰۰۵	۲۴
۵۰۰۰	۰۹	گرگان	۱۵	۰۶	۱۷/۴/۱۳۸۸ تا ۲۲/۴/۱۳۸۸	۸/۷/۲۰۰۹ تا ۱۳/۷/۲۰۰۹	۲۵
۶۰۰۰	۰۰	منجیل	۰۹	۰۶	۸/۲/۱۳۸۹ تا ۱۲/۲/۱۳۸۹	۱۶/۵/۲۰۱۰تا ۲۰/۵/۲۰۱۰	۲۶
۴۰۰۰	۰۹	رشت و بندر انزلی	۱۵	۰۶	۱/۵/۱۳۸۹ تا ۳/۵/۱۳۸۹	۲۳/۷/۲۰۱۰تا ۲۵/۷/۲۰۱۰	۲۷
۵۰۰۰	۱۲	غرب دریای خزر	۱۲	۰۶	۲۷/۱/۹۰ ۱۳	۱۶/۴/۲۰۱۱	۲۸
۴۰۰۰	۱۲	غرب و مرکز دریای خزر	۱۵	۰۶	۲۲/۳/۱۳۹۰	۱۲/۶/۲۰۱۱	۲۹

۱-۷-۵ با بررسی شرایط همدیدی در نمونه ۱۸ تا ۲۲ می سال ۱۹۹۱، نشان می‌دهد که هم‌زمان با شکل‌گیری هسته گرد و غبار بر روی شرق و مرکز مصر و شمال لیبی وحرکت آن به سمت سوریه و عراق، ناوه کم عمقی بر روی مدیترانه شکل گرفته است. موقعیت ناوه و تقابل آن با کم فشار روی عراق سبب گرادیان فشار بین این دو شده است. بر اثر اختلاف فشار بادی در عراق و سوریه شکل گرفته که سبب گرادیان فشار بین این دو مرکز شده است. بر اثر اختلاف فشار، بادی در عراق و سوریه شکل گرفته که سبب ورود گرد و غبار به ایران می‌شود.

بررسی شرایط جوی در تراز ۸۵۰ هکتوپاسکالی نشان دهنده شکل‌گیری مرکز کم ارتفاع است. این مرکز کم‌‌ ارتفاع که بر روی عراق و سوریه واقع شده است و به علت گرمایی که وجود دارد کم فشار روی زمین باعث ناپایداری شدید در روی بیابان‌های خشک شده و این موج ناپایدار بدون رطوبت باعث گرد و غبار می‌شود. در تراز میانی هم‌زمان با گسترش گرد و غبار در عراق و نفوذ آن به ایران ناوه شکل گرفته در روز قبل از بین رفته و در نتیجه انتقال گرد و غبار و تقویت آن تاثیر زیادی ندارد. گسترش کم فشار در داخل ایران و گسترش زبانه‌های آن تا نیمه شمالی ایران سبب مکش شدید هوای روی بیابان‌های مجاور به داخل ایران و ورود بادها با جهت غربی- شرقی شده است.

با تحلیل نقشه‌های جوی کم‌کم با کاهش سرعت باد و وجود بادهای محلی و قطع منبع تغذیه گرد و غبار در قسمت غربی از بین رفته و این پدیده در شمال و نیمه شرقی ایران تمرکز دارد. پایداری هوا در منطقه مورد مطالعه از دلایل اصلی این حالت و ماندگاری گرد و غبار است. در تصاویر ماهواره‌ای هم وجود شرایط گرد و غباری در منطقه به وضوح قابل تشخیص می‌باشد.

 

 

شکل (۲-۵): نقشه‌های هم ارتفاع ۸۵۰ و هم فشار سطح زمین در تاریخ ۱۸ و ۲۰ ام می سال ۱۹۹۱

 

 

شکل (۳-۵): نقشه باد در سطح ۲۵۰ هکتوپاسکالی در تاریخ ۲۰ تا ۲۳ ام می سال ۱۹۹۱

 

 

شکل(۴-۵): تصویر ماهواره TOMS در تاریخ ۲۱ تا ۲۳ می سال ۱۹۹۱

۲-۷-۵ بررسی شرایط همدیدی برای رخداد ۱۵ تا ۲۱ ژوئن، ۲۰۰۴ نشان می‌دهد که، هم‌زمان با شکل‌گیری اولیه هسته گرد و غبار در مصر و لیبی و حرکت به سمت شرق، سبب قرار‌گیری مرکز پر ارتفاع با فشار مرکزی ۱۰۱۴ بر روی دریای خزر و قرار گرفتن منشا گرد و غبار و غرب ایران در جلوی ناوه شده است و به علت دمای نسبتا بالا در این مناطق باعث تقویت کم فشار و افزایش ناپایداری سطحی شده است.

قرار‌گیری مرکز کم فشار در مقابل پرفشاری که از مدیترانه است باعث گرادیان شدید در منطقه می‌شود و به سرعت باد افزوده می‌شود. هم‌زمان با ورود گرد و غبار به منطقه در اثر حرکت شرق سو بادهای غربی ناوه شکل گرفته به شمال ایران جا به ‌جا می‌شود و مناطق منشا گرد و غبار تحت تاثیر مرکز پر ارتفاع قرار می‌گیرد.

 

شکل(۵-۵): نقشه‌های هم ارتفاع ۵۰۰ هکتوپاسکالی در تاریخ ۱۹ و ۲۰ ام ژوئن سال ۲۰۰۴

در روز ۲۰ ام گرد و غبار شدید است و سلول اولیه گسترش عرضی تا دریای سیاه داشته است. در این مورد هسته جت عامل انتقال دهنده است و گرادیان فشار و جلوی تراف هم وجود دارد ولی عامل تشکیل نیست و عامل تشکیل تلاقی بین دو مرکز است. بنابراین جت استریم عامل انتقال دهنده و جلوی تراف عامل تاثیر‌گذار است. در سطح ۵۰۰ هکتوپاسکالی زبانه کم فشار که محور آن روی کشور مصر قرار داشته و عامل انتقال دهنده آن به منطقه، جت، هسته جت و کمی تراف است. در روز ۱۷ ژوئن جریان جت و پشته تراف هم‌زمان است و رگه‌های ایجاد شده‌ای از گرد و غبار در شرق دریای مدیترانه به روی کشورهای اردن و سوریه قرار گرفته است و زبانه آن تا شمال کشور ترکیه گسترش یافته است.

سیستم کم فشار ایران و پاکستان به علت اینکه حرارتی است و در سطوح پایین‌تر است روی گرد و غبار اثر نمی‌گذارد. در روز ۱۸ ام با اینکه گرد و غبار وجود دارد ولی چون سامانه سینوپتیکی کاملا مساعد برای انتقال گرد و غبار نبوده و فقط تحت تاثیر جت استریم انتقال انجام شده و هم‌چنین از مسیرهایی که صافی گرد و غباری است عبور کرده باعث رقیق‌تر شدن و کاهش غلظت گرد و غبار شده است.

شکل(۶-۵): نقشه‌های هم فشار سطح زمین در تاریخ ۱۵ و ۱۶ ژوئن سال ۲۰۰۴

مرکز پر فشار سطحی نیز به پیروی از حرکت شرق سو، به ایران و منطقه مورد مطالعه کشیده می‌شود. به علت رطوبت موجود در منطقه و کشیدگی مرکز پر ارتفاع بر روی منطقه، سرعت باد کاهش یافته و سبب تضعیف و از بین رفتن هسته گرد و غبار در منطقه می‌شود و بر اثر عدم تغذیه گرد و غبار از منطقه خارج می‌شود.

 

 

شکل(۷-۵): نقشه‌های سطح زمین و هم ارتفاع ۸۵۰ هکتوپاسکالی در تاریخ ۱۶ تا ۱۸ ام ژوئن سال ۲۰۰۴

 

 

شکل(۸-۵): نقشه ۲۵۰ هکتوپاسکالی باد در تاریخ ۱۵، ۱۸و ۲۱ ام ژوئن سال ۲۰۰۴

 

 

شکل(۹-۵): تصویر ماهواره TOMS در تاریخ ۱۸ و ۲۰ ژوئن سال ۲۰۰۴

۳-۷-۵ سلول کم فشار حرارتی در همه موارد از سمت پاکستان به سمت جنوب ایران و از آنجا به بیابان‌های عربستان، عراق و سوریه کشیده شده است. سامانه کم فشار ایران- پاکستان گاهی به صورت یک کانون می‌شود و در اثر حرکت همگرای این مرکز کم‌فشار، گرد و غبار در عراق بالا آمده و باعث انتقال آن به ایران می‌شود.

در مورد ۲۶ تا ۳۱ می، ۲۰۰۵ قبل از شروع گرد و غبار یک مرکز کم فشار ایران، پاکستان و قسمتی از افغانستان را در بر گرفته و در مقابل آن در سطح ۵۰۰ هکتوپاسکالی یک مرکز پر ارتفاع با فشار ۱۰۱۷ روی مدیترانه قرار دارد که دارای گرادیان بالایی است و زبانه‌های آن در روی عربستان و سوریه قرار گرفته و بنابراین تشکیل گرد و غبار را داریم.

 

شکل(۱۰-۵): نقشه‌های هم ارتفاع ۵۰۰ هکتوپاسکالی در تاریخ ۲۶ و ۳۱ می سال ۲۰۰۵

یک فرود بر روی بیابان‌های موجود در شرق ایران و شرایط ناپایداری که در اثر این فرود به وجود می‌آید باعث کندن گرد و خاک از سطح زمین و ایجاد طوفان گرد و غبار است که این گرد و غبار تا کیلومترها انتشار و انتقال می‌یابد. وجود فرود بر روی هر منطقه باعث صعود هوا بر اساس اصل چرخندگی که در نتیجه واگرایی در سطح بالای اتمسفر و همگرایی در سطح زمین بوده، شده است و این اصل صعود هوا را در جلوی فرو بادهای غربی توجیه نموده است. کم‌کم این گرد و غبار به طرف ایران پیشروی می‌کند. با بررسی نقشه سطح زمین در کشور ایران شرایط فرود وجود دارد، بنابراین در شمال غرب و شمال ایران (منطقه مورد مطالعه) به ویژه غرب دریای خزر گرد و غبار داریم. در این الگو شرایط دمایی سطح زمین و سرعت باد زمینه ساز نفوذ شرایط گرد و غباری روی منطقه مورد مطالعه است. کم‌کم زبانه‌های کم فشار روی دریای خزر از منطقه خارج شده و سبب شده است که میزان گرد و غبار کاهش یابد.

۸-۵جمع بندی

نتایج حاصل نشان داد که گرد و غباری که در منطقه وجود دارد از ابتدای دوره تا انتها دوره آماری دارای نوساناتی است و آمارها نشان داد که بیش‌ترین میزان گرد و غبار مربوط به فصل پاییز است.

 

شکل(۱۱-۵): نقشه‌های هم‌فشار سطح زمین در تاریخ ۲۶ و ۳۱ می ۲۰۰۵

 

شکل(۱۲-۵): نقشه باد در سطح ۲۵۰ هکتوپاسکالی در تاریخ ۲۶ و ۲۸ می ۲۰۰۵

 

 

شکل(۱۳-۵): تصویر ماهواره TOMS در تاریخ ۲۵ و ۲۷ می ۲۰۰۵

فصل ششم

نتیجه‌گیری

۶- نتیجه‌گیـری