بررسی شاخص‌های ناپایداری هنگام وقوع پدیده‌های آب و هوایی مخرّب در مشهد

جغرافیا و مخاطرات محیطی

مقاله 6، دوره 3، شماره 1 - شماره پیاپی 9، اردیبهشت 1393، صفحه 113-123   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/geo.v3i1.27409

نویسندگان

حسن صالحی^* ؛ سید حسین ثنایی نژاد؛ محمد موسوی بایگی

دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

از جمله مخاطرات محیطی مهم می‌توان به پدیده‌های آب و هوایی مخرّب اشاره کرد که سالانه خسارات مالی و جانی بسیاری به بار می‌آورند. برای پیش‌بینی و مقابله با آثار زیانبار این پدیده‌ها، علاوه بر روش‌های همدیدی معمول، بررسی ساختار ترمودینامیکی جو در لایه‌های مختلف و تحلیل شاخص‌های ناپایداری ضروری است. در پیش‌بینی‌های عملی هواشناسی، شاخص‌های بسیاری برای ارزیابی پایداری اتمسفر و پیش‌بینی ناپایداری به کار می‌رود. تلاش‌های کمی برای بررسی این شاخص‌ها در ایران انجام شده و برای کالیبره کردن و معرفی آستانه‌ها، کاری انجام نشده است. در این مطالعه، سعی شده جمع‌بندی کاملی از حدود و آستانهٔ شاخص‌های ناپایداری برای پیش‌بینی انواع پدیده‌های مخرّب تهیه شود. بدین منظور، دقت مجموعه‌ای از پارامترها و شاخص‌ها، به طور ویژه برای مشهد محاسبه و بررسی شده است که عبارت‌اند از: شاخص شوالتر، شاخص مجموع مجموع‌ها و فشار سطح تعادل، آب قابل بارش، عدد ریچاردسون، شاخص صعود LI، شاخص K، SWEAT، CAPE و CIN. پدیده‌های آب و هوایی مخرّبی که در طی سال های 1980 تا 2009 در ایستگاه مشهد رخ داده، استخراج و در سه دسته برق، توفان تندری، تگرگ، دسته‌بندی و استفاده شده‌اند. روزهایی که این معیارها را نداشته‌اند، در دسته‌ای به نام بدون ناپایداری قرار گرفته‌اند. برای محاسبه مقادیر شاخص‌ها، از داده‌های جو بالای حاصل از ارسال رادیوسوند در ایستگاه مشهد استفاده شده است. این داده‌ها نسبت به وجود یا عدم پدیده‌های مخرّب تحلیل، و نتایج این تحلیل‌ها بصورت نمودارهای باکس پلات و نقاط پراکنده برای نمایش بصری روابط و آستانه‌ها، در پدیده‌های مختلف ارائه شده است. درنهایت آستانه هر شاخص برای پیش‌بینی انواع پدیده‌ها در مشهد معرفی شده، و ترکیب شاخص صعود (LI) و انرژی پتانسیل در دسترس همرفتی (CAPE) و همچنین شاخص صعود و سطح تعادل، به عنوان بهترین شاخص‌های ترکیبی معرفی شدند.

کلیدواژه‌ها

پدیده‌های مخرّب؛ پیش‌بینی؛ رادیوسوند؛ دینامیک جو؛ مشهد

مراجع

امینی، ل؛ 1379 . بررسی انرژی پتانسیل در دسترس در یک سیستم همرفتی. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی نور. به راهنمایی هوشنگ قائمی.

امیدوار، کمال، و همکاران؛ 1392. واکاوی ترمودینامیکی بارشهای سنگین ناشی از پدیده سردچال در نواحی مرکزی و جنوب غرب ایران (مطالعه موردی: رخداد بارش 11 آذر 1387)؛ جغرافیا و مخاطرات محیطی، شماره 5: صص 1- 19.

ثنایی‌نژاد، ح؛ صالحی، ح؛ بابائیان؛ 1389. تحلیل سینوپتیکی و دینامیکی پدیده‌های همرفتی محلی به منظور بهبود پیش‌بینی آن‌ها. چهاردهمین کنفرانس ژئوفیزیک ایران، تهران اردیبهشت 89، صص 234-237.

صادقی حسینی، ع؛ رضائیان، م؛ 1385. بررسی تعدادی از شاخص‌های ناپایداری و پتانسیل بارورسازی ابرهای همرفتی منطقه اصفهان؛ مجلة فیزیک زمین و فضا، 32 (2): 83 تا 98.

عبدمنافی، د؛ 1383. بررسی شاخص‌های ناپایداری، برش قائم باد و وضعیت‌های رطوبتی در هنگام نزول تگرگ در تهران. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد واحد تهران شمال. به راهنمایی حسن عسکری شیرازی و مشاوره حسن خالقی زواره.

Abdemanafi, D., 2002. Analysis of instability indices, vertical wind shear and humidity conditions during hail in Tehran. M.Sc. Thesis, Islamic Azad University of Tehran shomal. Supervisor: H., Askari Shirazi.

Amini, L., 2000. Analysis of available potential energy in a convective system, M.Sc. Thesis, Tarbiat Modares University. Supervisor: H., Ghaemi.

Costa, S., Mezzasalam, P., Levizzani, V., Alberoni, P., and Nanni, S., 2001. Deep convection over Northern Italy: synoptic and thermodynamic analysis. Atmospheric Research 56, 73- 88

Craven, J.P., H.E. Brooks, 2004. Baseline Climatology of Sounding Derived Parameters Associated with Deep, Moist Convection. National Weather Digest, 28: 13-24.

Dahl, J. M. L., 2006. Supercells, Their Dynamics and Prediction. M.sc. Thesis, Institute of Meteorology, Free University of Berlin, Germany.

Galway, J. G., 1956. The lifted index as a predictor of latent instability. Bulletin of the American Meteorological Society 37, 528–529.

Gottlieb, R. J., 2009. Analysis of Stability Indices for Severe Thunderstorms in the Northeastern United States. M.Sc. Thesis, Cornell University, Ithaca, USA

Groenemeijer, P., 2005. Sounding-derived parameters associated with severe convective storms in the Netherlands. M.Sc. thesis, Institute of Marine and Atmospheric research Utrecht (IMAU), The Netherlands

Haklander, A. J., A. Van Delden, 2003. Thunderstorm predictors and their forecast skill for the Netherlands. Atmospheric Research 67-68: 273-299.

Huntrieser, H., H.H. Schiesser, W. Schmid, and A. Waldvogel, 1997. Comparison of traditional and newly developed thunderstorm indices for Switzerland. Weather Forecasting 12, 108-125.

Krauss, T. W., Santos, J. R., 2004. exploratory analysis of the effect of hail suppression operations on precipitation in Alberta: Atmospheric Research, 71, 35-50.

LaPenta, K.D., G.J. Malagras, J.W. Center, S.A. Munafo, and C.J. Alonge, 2002. An updated look at some severe weather forecast parameters. Eastern Region Technical Attachment No. 1.

Manzato, A., and Morgan Jr. G., 2003. Evaluating the sounding instability with the lifted parcel theory: Atmospheric Research 67-68, 455-473.

Marinaki, A., M. Spiliotopoulos, and H. Michalopoulou, 2006. Evaluation of Atmospheric Instability Indices in Greece. Advances in Geosciences 7, 131–135.

Moncrieff, M.W. M.J. Miller, 1976. The dynamics and simulation of tropical cumulonimbus and squall lines. Royal Meteorological Society 102: 373-394.

Sadeghi Hosseini, A., Rezaeian, M., 2004. Analysis of some instability indices and convective cloud seeding potential in Isfahan. Earth and space physics. 32(2): pp 83-98.

SanaeiNejad, H., Salehi, H., Babaeian, I., 2009. Dynamic and Synoptic Analysis of convective local phenomena. 14th Geophysics Conference of Iran. Tehran. pp 234-237.

Showalter, A. K., 1953. A stability index for thunderstorm forecasting. Bulletin of the American Meteorological Society 34: 250-252.

Simoenov, P., and Georgiev, C. G., 2001. A case study of tornado-producing storm south of Rhodopes Mountain in the Eastern Mediterranean: Atmospheric Research, 57: 187-199.

Sioutas, M. V. and Flocas, H. A., 2003. Hailstorms in Northern Greece: synoptic patterns and thermodynamic environment. Theoretical and Applied Climatology 75: 189–202.

Thompson, R. L., R. Edwards, J. A. Hart, K. L. Elmore, and P. Markowski, 2003. Close proximity soundings within supercell environments obtained from the Rapid Update Cycle. Weather Forecasting 18: 1243-1261.

Tuschy, H., 2009. Examination of severe thunderstorm outbreaks in Central Europe. M.sc. Thesis, University of Innsbruck, Austria.