هواشناسی سبزوار

نيروهاى مهيب طبيعت آيا پيش بينى و كنترل توفان امكان پذير است راس هوفمن على عبدالمحمدى هر ساله توفان هاى موسمى بسيار بزرگ كه تندبادهايى با سرعت بيش از ۱۲۰ كيلومتر بر ساعت را ايجاد مى كنند، سراسر درياهاى گرمسيرى را درنورديده و به سوى خطوط ساحلى حركت مى كنند. اين امر غالباً باعث مى شود كه بخش هاى وسيعى از نوارهاى ساحلى در نقاط مختلف جهان دچار آسيب هاى جدى و فراوانى شوند. وقتى اين توفان هاى پى در پى كه در ميان ساكنين سواحل اقيانوس اطلس و سواحل شرقى اقيانوس آرام به نام Hurricane، در سواحل غربى اقيانوس آرام به نام Typhoon و در سواحل حاشيه اى اقيانوس هند به نام Cyclone معروف اند به نواحى پرجمعيت هجوم مى برند، ممكن است هزاران نفر كشته و ميلياردها دلار خسارت بر جاى گذارند. و هيچ چيز، مطلقاً هيچ چيز، در برابر آنها توان ايستادگى و مقاومت ندارد. اما آيا اين نيروهاى مهيب طبيعت بايد براى هميشه از حيطه كنترل ما خارج باشند؟ من و همكاران محقق ام هرگز اينگونه نمى انديشيم. تيم تحقيقاتى ما از مدت ها پيش در پى يافتن پاسخ اين سئوال است كه چطور مى توان توفان ها را به مسيرهاى كم خطرتر هدايت كرد يا در غير اين صورت لااقل آنها را به جهات مختلف پراكنده ساخت. گرچه تحقق اين هدف بزرگ شايد براى دهه ها بعد قابل تصور باشد، اما نتايج تحقيقات ما نشان مى دهند كه مطالعه احتمالات متعدد در اين زمينه چندان آسان نخواهد بود. براى برداشتن نخستين گام ها در مسير كنترل توفان ها، محققان بايد قادر باشند كه اولاً مسير جارى شدن يك توفان را با دقت فوق العاده زيادى پيش بينى كنند، ثانياً هويت تغييرات فيزيكى (از قبيل تغييرات دماى هوا) را كه بر رفتار توفان اثرگذار خواهند بود تشخيص دهند و ثالثاً راه هايى را براى تأثيرگذارى بر آن تغييرات پيدا كنند. اين كار اكنون در مراحل آغازين خود قرار دارد، اما شبيه سازى هاى كامپيوترى توفان ها كه طى چند سال گذشته با موفقيت قابل وصفى انجام شده اند به وضوح نشان مى دهند كه تعديل رفتار توفان ها بالاخره روزى ميسر خواهد بود. در اين ميان، چيزى كه بيش از هر چيز ديگر پيش بينى آب و هوا را مشكل مى سازد، حساسيت فوق العاده اتمسفر (جو زمين) به تحريكات كوچك است، اما همين امر مى تواند كليد واقعى دستيابى بشر به كنترلى باشد كه دائماً در جست وجوى آن است. نخستين تلاش تيم تحقيقاتى ما براى اثرگذارى بر مسير يك توفان شبيه سازى شده، به عنوان مثال، از طريق ايجاد تغييرات كوچك در كيفيت اوليه توفان، به طور قابل ملاحظه اى موفقيت آميز از كار درآمد و نتايج بعدى نيز همچنان روند مطلوب قبلى را تداوم بخشيده اند. •ماهيت توفان ها براى اينكه ببينيم اساساً چرا توفان ها (Hurricanes) و ساير تندبادهاى گرمسيرى مى توانند مستعد پذيرش مداخله انسان باشند، بايد ماهيت و منشاء اصلى وقوع توفان ها را دريافت. توفان ها، به شكل دسته هايى از تندبادهاى همراه با آذرخش و صاعقه بر فراز اقيانوس هاى گرمسيرى ظاهر مى شوند. درياهاى واقع در عرض هاى جغرافيايى پايين دائماً حرارت و رطوبت زيادى را براى اتمسفر به ارمغان مى آورند و اين امر باعث مى شود تا هواى گرم و مرطوب فراوانى بر فراز سطح دريا تشكيل شود. وقتى اين هوا به سمت سطوح فوقانى جو حركت مى كند، بخار آب موجود در آن تقطير مى شود و بدان وسيله موجبات تشكيل ابرها و فرو ريختن انواع نزولات را فراهم مى سازد. تقطير بخار آب موجود در هوا باعث آزاد شدن حرارت در سطوح فوقانى جو مى شود و اين حرارت كه اصطلاحاً از آن به عنوان «گرماى نهان تقطير» نام برده مى شود، به همراه حرارت تابشى خورشيد كه اصلى ترين عامل تبخير آب در سطح اقيانوس محسوب مى شود، سبكى بيشترى را براى هوا به ارمغان آورده و باعث مى شوند تا هوا طى يك فرايند بازخوردى تقويتى (Feedback) آمادگى صعود به ارتفاعات بالاتر را پيدا كند. نهايتاً، فرود اين هواى گرمسيرى باعث سازماندهى تدريجى و تقويت سامانه اى مى شود كه به نوبه خود موجبات تشكيل «قطب مركزى سكون»اى را فراهم مى سازد كه يك توفان دريايى به دور آن مى چرخد. با رسيدن اين سامانه به زمين، منبع پايدار آب گرم توفان از آن جدا مى شود كه همين امر به تضعيف سريع توفان مى انجامد. •روياى كنترل توفاناز آنجايى كه توفان بيشتر انرژى اش را از حرارت آزاد شده در نتيجه تقطير بخار آب بر فراز اقيانوس (كه بعدها به تشكيل ابر و فرود نزولات جوى مى انجامد) به دست مى آورد، لذا نخستين چيزى كه محققان در روياهاى خويش براى پيش بينى زمان وقوع اين پديده هاى وهم آسا مجسم ساخته بودند، تلاش همه جانبه براى ايجاد تغيير در فرايند تقطير با استفاده از تكنيك هاى بارورسازى ابرها بود كه در دهه هاى دورتر به عنوان تنها راه عملى براى تأثيرگذارى بر شرايط آب و هوايى مناطق مطرح بود. در اوايل دهه ،۱۹۶۰ يك هيات مشاوره اى علمى به نام Project Stormfury كه از سوى دولت آمريكا مأموريت يافته بود، اقدام به انجام يك سرى آزمايش هاى دليرانه يا شايد متهورانه با هدف تعيين چگونگى امكان اجرايى كردن آن راهكار نمود. هدف Project Stormfury كاستن از سرعت گسترش يك توفان از طريق تشديد يا تقويت سرعت نزول باران در نخستين باند يا حوزه بارانى در خارج از Eye Wall يا حلقه ابرها و بادهاى شديدى بود كه در حوزه ديد قرار داشتند [براى آگاهى بيشتر در اين زمينه به مقاله «تجربيات ملايم سازى توفان» اثر«آر اچ سيمپسون» و «جوآنه اس مالكوس» در نسخه دسامبر ۱۹۶۴ نشريه ساينتيفيك آمريكن مراجعه كنيد]. آنها تلاش كردند تا اين هدف را با پاشيدن ذرات يديد نقره بر روى ابرها به وسيله طياره محقق سازند: در اين روش، از ذرات يديد نقره به عنوان هسته هايى لازم براى تشكيل يخ از بخار آبى استفاده شد كه پس از صعود به بالاترين و سردترين محدوده هاى ارتفاعى توفان عملاً مادون سرد (Supercooled) شده بود. اگر همه چيز طبق پيش بينى هاى روياپردازانه مبتكران آن طرح پيش رفته بود، ابرها سريع تر رشد مى كردند و موجودى هواى گرم و مرطوب نزديك سطح اقيانوس را به مصرف مى رساندند و در نتيجه جايگزين EyeWall قبلى مى شدند. اين فرايند در ادامه باعث افزايش شعاع عملكرد توفان و در نتيجه كاهش شدت آن مى شد، درست همان طورى كه يك اسكيت باز خبره براى كاستن از سرعت دوران خود دستانش را به طرفين باز مى كند.نتايج تحقيقات Project Stormfury در بهترين حالت مبهم و دو پهلو بودند. هواشناسان امروزى انتظار ندارند كه اين كاربرد ويژه بارورسازى ابرها در مورد توفان ها مؤثر باشد، زيرا برخلاف تصورات اوليه، توفان ها حاوى بخار آب مادون سرد نيستند. •آب و هواى مغشوش مطالعات جارى ما از دل يك كشف قديمى بيرون آمد كه من ۳۰ سال پيش، زمانى كه تازه از دانشگاه فارغ التحصيل شده بودم و به تحقيق پيرامون ابعاد مختلف وجودى تئورى آشوب (Chaos Theory) مشغول بودم، به آن پى برده بودم. يك سيستم بى نظم (Chaotic System) سيستمى است كه در نگاه اول به نظر مى رسد كه رفتارى تصادفى داشته باشد، اما در واقع، همين سيستم تحت حاكميت قوانينى قرار دارد. چنين سيستمى به شرايط اوليه نيز بسيار حساس است، به گونه اى كه ورودى هاى ظاهراً ناچيز و دلخواه قادرند تأثيرات شگرفى را بر روى آن داشته باشند كه اين امر نيز به نوبه خود نتايج پيش بينى ناپذيرى را در سريع ترين زمان ممكن در پى خواهد داشت. در مورد توفان ها، بروز تغييرات كوچك در جنبه هايى از قبيل دماى اقيانوس، موقعيت مكانى جريان هاى شديد باد (كه تنظيم كننده سرعت و جهت حركت توفان ها هستند)، يا حتى شكل ابرهاى بارانى حاضر در سراسر حوزه ديد مى تواند تأثير عميقى را بر مسير حركت و توان بالقوه يك توفان بر جاى نهد. حساسيت شديد جو زمين به تغييرات كوچك و آميختگى سريع خطاهاى كوچك با مدل هاى پيش بينى آب و هوا چيزى است كه پيش بينى طولانى مدت (بيش از پنج روز پيش از وقوع توفان) را تا اين حد مشكل ساخته است. اما اين حساسيت همچنين من را به تعجب وا مى دارد كه چطور ممكن است ورودى ها يا تحريكات جزيى چنان تأثيرات عميقى را بر توفان ها بر جاى نهند كه بتوانند آنها را از مراكز جمعيتى ساحلى دور كرده يا لااقل از سرعت بادهاى همراه آنها بكاهند. من در زمان هاى دور قادر به پيگيرى آن ايده ها نبودم، اما طى دهه گذشته، شبيه سازى كامپيوترى و فناورى هاى حساس به تغييرات بسيار جزيى به قدرى رشد كرده اند كه ظاهراً قادر به تحقق بخشيدن روياهاى دوره جوانى من در كنترل پديده هاى آب و هوايى در مقياس بزرگ خواهند بود. هم اينك، من و همكارانم در مؤسسه «تحقيقات جوى و زيست محيطى» (AER) كه يك شركت مشاوره اى در زمينه تحقيقات و توسعه محسوب مى شود، با حمايت مالى «مؤسسه مفاهيم پيشرفته ناسا» (سازمان فضانوردى آمريكا) مشغول بهره بردارى از مدل هاى كامپيوترى توفان ها با هدف تشخيص انواع عملياتى هستيم كه ممكن است نهايتاً در جهان واقعى به مورد اجرا گذاشته شوند. به ويژه، ما از فناورى پيش بينى وضعيت آب و هوا براى شبيه سازى رفتار توفان هاى قبلى و سپس آزمايش نتايج مداخلات متعدد از طريق مورد ملاحظه قرار دادن تغييرات در توفان هاى مدل سازى شده استفاده مى كنيم. •مدل سازى آب و هواى مغشوش حتى بهترين مدل هاى كامپيوترى پيش بينى وضعيت آب و هوا در روزگار فعلى وقتى پاى پيش بينى به ميان مى آيد بسيارى چيزها را در حد رويا باقى مى گذارند، اما با توسل جستن به آنها مى توان مدل سازى توفان ها را ساده تر كرد. مدل هاى كامپيوترى ياد شده به روش هاى عددى اى بستگى دارند كه فرايند پيچيده گسترش يك توفان را با به محاسبه درآوردن شرايط برآورده شده جوى در فواصل زمانى كوتاه و پى در پى شبيه سازى مى كنند. محاسبات عددى پيش بينى وضعيت آب و هوا بر اين فرض اوليه استوارند كه در جو زمين هيچ آفرينش يا انهدام جرم، انرژى، مومنتوم (اندازه حركت) و رطوبتى ميسر نخواهد بود [اصل بقاى جرم، انرژى و . . . ]. در يك سيستم سيال، نظير يك توفان، اين كميت هاى تغييرناپذير دوشادوش جريان توفان جابه جا مى شوند. با اين حال، نزديك مرزها يا حواشى سيستم، بر پيچيدگى مسائل افزوده مى شود. به عنوان مثال، در سطح دريا، شبيه سازى هاى ما بايد بتوانند پاسخگوى به دست آوردن يا از دست دادن چهار كميت تغييرناپذير اصلى باشند. مدل سازان وضعيت جوى را به عنوان يك ويژگى كامل متغيرهاى فيزيكى قابل اندازه گيرى، از جمله فشار، دما، رطوبت نسبى، و سرعت و جهت باد، تعريف مى كنند. اين كميت ها معادل خواص فيزيكى تغييرناپذيرى هستند كه شبيه سازى هاى كامپيوترى بر آنها استوارند. در بيشتر مدل هاى آب و هوايى، اين متغيرهاى رويت پذير بر روى يك نمودار ميله اى سه بعدى از اتمسفر به تصوير كشيده مى شوند، بنابراين مى توان نقشه اى از هر ويژگى را براى هر ارتفاع معينى رسم كرد. مدل سازان به هيچ وجه مجموعه مقادير همه اين متغيرها را نقاط ميله اى كيفيت مدل نمى نامند.براى انجام يك پيش بينى مناسب، يك مدل عددى پيش بينى وضعيت آب و هوا پى درپى كيفيت مدل را لحظه به لحظه در فواصل زمانى كوتاه (از چند ثانيه تا چند دقيقه بسته به مقياس طرح مورد بررسى توسط مدل) بهبود مى بخشد. مدل عددى ياد شده ميزان تأثيرات به وجود آمده را كه حين هر فاصله زمانى معين در مقادير خواص متعدد جوى و نيز فرايندهاى تبخير، بارش، سايش سطحى، سرمايش مادون قرمز و گرمايش خورشيدى كه در ناحيه مورد نظر اتفاق مى افتد، محاسبه مى كند. •خاصيت پيش بينى متأسفانه پيش بينى هاى هواشناسانه ناقص و اعتمادناپذير هستند. در وهله اول، كيفيت آغازين مدل ها همواره ناقص و غيردقيق است. كيفيت اوليه مدل ها براى توفان ها نيز داراى نواقصى بوده و خصوصاً تعريف شان مشكل است، زيرا مشاهدات مستقيم بسيار معدود بوده و انجام شان نيز مشكل است. با اين حال ما از مشاهده تصاوير ماهواره اى ابرها به اين نتيجه مى رسيم كه توفان ها داراى ساختارهاى پيچيده و تودرتويى هستند. اگرچه اين تصاوير بالقوه بسيار سودمند خواهند بود، اما ما نيازمند آگاهى يافتن از مسائلى بسيار بيشتر و پيچيده تر از اين هستيم. ثانياً حتى با كيفيت كامل اوليه، مدل هاى كامپيوترى توفان هاى گرمسيرى بزرگ به خودى خود مستعد بروز اشتباه هستند. به عنوان مثال اتمسفر فقط در يك ميله از نقاط مدل سازى مى شود. وجوهى كوچكتر از طول ميله كه همانا مسافت بين دو نقطه ميله اى مجاور را تشكيل مى دهد، به طور دقيق قابل لمس نخواهند بود. بدون يك عزم بسيار جدى، ساختار يك توفان در مجاورت Eye Wall مهمترين وجه آن پوشيده باقى مانده و جزئيات آن نيز نامعلوم باقى خواهد ماند. به علاوه، اين مدل ها، درست شبيه اتمسفرى كه شبيه سازى مى كنند، طبق يك الگوى بى نظم رفتار مى كنند و اشتباهات برآمده از هر دوى اين منابع خطا به موازات اقدام براى انجام محاسبات پيش بينى وضع هوا سريعاً فزونى مى يابند.به رغم محدوديت هايش، اين فناورى هنوز براى اهداف ما اجتناب ناپذير جلوه مى كند. ما براى پيگيرى تجربيات مان اقدام به طرح ريزى يك سيستم بسيار كارآمد اوليه پيش بينى آب و هوا به نام «شبيه سازى چهاربعدى داده هاى تغييرپذير» ۴ DVAR كرده ايم. بعد چهارمى كه در اين روش به آن استناد شده «زمان» است. محققان «مركز پيش بينى هاى آب و هوايى متوسط اروپا» يكى از مهمترين مراكز هواشناسى جهان از اين تكنيك پيشرفته براى پيش بينى وضع آب و هواى هر روز اروپا استفاده مى كنند. براى تحقق بخشيدن به هدف متعالى استفاده بهينه از همه مشاهدات جمع آورى شده توسط ماهواره ها، كشتى ها، راهنماهاى شناور و حسگرهاى هوابرد پيش از آنكه عمليات پيش بينى آغاز شود۴، DVAR اين اندازه گيرى ها را با يك حدس اوليه قابل قبول از كيفيت اوليه اتمسفر طى فرآيندى به نام يكسان سازى داده ها تركيب مى كند. اين حدس اوليه معمولاً يك پيش بينى ۶ ساعته است كه در هنگام مشاهدات اصلى معتبر خواهد بود. توجه داشته باشيد كه۴ DVAR براى هر مشاهده اى دليل موجهى اقامه مى كند، درست زمانى كه از آن به جاى گروه بندى آن مشاهدات در طول يك بازه زمانى چندساعته استفاده مى شود. نتيجه تركيب كردن داده هاى حاصل از مشاهده و حدس اوليه سپس براى گام برداشتن در مسير پيش بينى ۶ساعته بعدى مورد استفاده قرار مى گيرد.

 

مطالعة و بررسي جو هميشه مورد نظر دانشمندان ايراني بوده است ، از اين رو خيلي از دانشمندان نجوم در آثار خود بخشي را به مسائل جوي اختصاص داده اند .محمد بن ذكرياي رازي ، ابن سينا ، حكيم عمر خيام ، ابوريحان بيروني و انوري شاعر معروف از شخصيتها و دانشمندان ايراني بوده اند كه پيرامون پديده هاي جوي مطالبي در آثار خود به يادگار گذاشته اند .

فعاليتهاي منظم هواشناسي اولين بار با اندازه گيري عناصر جوي توسط سفارتخانه هاي انگليس و روس در تهران و مناطق نفت خيز جنوب كشور شروع شد كه اين اطلاعات صرفاً به بايگاني كشورهاي مربوطه منتقل شده و احتمالاً در برنامه هاي تحقيقاتي آنها مورد استفاده ويژه قرارگرفته است. درس هواشناسي در سال 1298 در برنامه درسي مدرسه برزگران منظور شد كه اين درس توسط معلمان فرانسوي تدريس مي شد و در همان محل اولين سكوي هواشناسي احداث شد كه در آن دماي هوا و رطوبت نسبي و ميزان بارندگي اندازه گيري مي گرديد . اين ايستگاه در سال 1308 كامل شد و اكثر عناصر جوي را ديده باني مي كرد بتدريج در اثر نياز شديد بخشهاي كشاورزي و آبياري تعدادي ايستگاه نيز بر حسب ضرورت در نقاط مختلف كشور تاسيس گرديد كه مسؤوليت آن با بنگاه مستقل آبياري وابسته به وزارت كشاورزي وقت بود . بعد از جنگ جهاني دوم نيروهاي متفقين براي سلامت پرواز هواپيماهـاي

خودي واحد كوچك هواشناسي داير كردند كه نيازهــــاي هواشناسي بخش هواپيمايي آنها را تامين مي كرد در ايــــن زمان بنگاه مستقل آبياري وزارت كشاورزي اقدام به تربيت يك گروه ديده بان هواشناس نمود كه اين ديده بانان در سال 1327 فارغ التحصيل و در ايستگاه هاي هواشناسي مشغول به كار شدند . هواپيمايي كشوري نيز به علت نياز به اطلاعات جوي در فرودگاههاي كشور اقدام به تاسيس ايستگاههاي هواشناسي كرد . در اثر نياز شديد برنامه ريزان به آمار و اطلاعات اقليمي از نواحي مختلف كشور و ناهماهنگي در تاسيس ايستگاههاي هواشناسي كه توسط بخشهاي مختلف ايجاد مي شد مسؤولان وقت ، تاسيس يك واحد هواشناسي مستقل در كشور را ضروري دانسته و در سال 1334 شمسي اداره كل هواشناسي كشور وابسته به وزارت راه تاسيس شد . اين اداره كل بعدها بصورت سازماني مستقل زير نظر وزارت جنگ قرار گرفت كه بعد از انقلاب اسلامي مجدداً زير نظارت وزارت راه و ترابري درآمد در هنگام تشكيل اداره كل هواشناسي در سال 1334 تمامي ايستگاههاي هواشناسي كه توسط بخشهاي مختلف تاسيس شده بودند به اين اداره كل واگذار شد . ايستگاههاي واگذارشده از نوع سينوپتيك ، اقليم شناسي و باران سنجي بودند كه هريك ديده باني هاي مربوط بخود را انجام مي دادند . در آن زمان تعداد ايستگاههاي سينوپتيك 34 و اقليم شناسي 107 و باران سنجي 160 بود . گسترش ايستگاههاي هواشناسي و توسعه شبكه آن پس از انقلاب اسلامي شتاب بيشتري پيدا كرده است . در سال 1338 هوا شناسي ايران بعنوان يكصد و سومين عضو سازمان هواشناسي جهاني به عضويت اين سازمان جهاني درآمد.

سازمان هواشناسي كشور قبل از انقلاب ببيشتر درخدمت حمل و نقل هوايي و صنعت هواپيمايي بود و به مسائل هواشناسي كاربردي كمتر توجه مي شد ولي پس از انقلاب اسلامي و با تعيين كشاورزي بعنوان محور اصلي فعاليتهاي اقتصادي كشور ، اين سازمان نيز خدمات خود را به سمت كشاورزي متوجه كرد و امروزه توسعه ايستگاهها و بهبود سيستم آمار هواشناسي كشور در جهت ارائه خدمات به بخشهاي تحقيقاتي كشاورزي ، دامداري ، آبياري و غيره گرايش دارد . امر تحقيقات بعنوان بخشي از فعاليتهاي مستمر اين سازمان بدون استفاده از كامپيوتر و اصلاح روشهاي جمع آوري و بايگاني آمار ميسر نبوده و لذا از سال 1362 سعي شد با تجهيز مركز كامپيوتر سازمان به يكي از پيشرفته ترين كامپيوترهاي موجود در جهان و با تبديل نقشه ها و گرافها بصورت ميكروفيلم ، مجموعه اين مدارك بتواند پژوهشگران را در دسترسي سريع به اطلاعات ياري كند .

همچنين مراكز تحقيقاتي سازمان با تشويق كارشناسان و محققان هواشناسي توانسته است مجموعه اي از 132 اثر از ترجمه و تاليف ارائه نمايد كه به تدريج چاپ و منتشر مي گردد ، با توجه اهميت ارتباطات در هواشناسي ، شبكه ايستگاههاي سينوپتيك كشور با مجهز شدن به دستگاههاي بي سيم S S B ( اس – اس – بي ) و برقراري خطوط تلكس در مراكز مناطق تقويت شد و كليه اطلاعات جوي از 160 ايستگاه سينوپتيك به طور همزمان ساعت به ساعت در مركز مخابرات تهران جمع آوري مي شود بصورت بلادرنگ و يا بصورت آمار در اختيار مركز پيش بيني و مركز خدمات كامـپيوتري سـازمان قرار مي گيرد . كارشناسان مركز كامـپيوتر بـا توجــــه به دستورالعملهـــا و اسـتانداردهــــاي بين المللي در چند مرحله كار كنترل كيفي و كمي اطلاعات رسيده را به صورت دستي و كامپيوتري انجام مي دهند و نتايج را روي نوار و ديسك هاي كامپيوتري منتقل مي كنند .

مركز پيش بيني تهران با دريافت اطلاعات ساعت به ساعت جوّي كليه كشورهاي خاورميانه ، اروپا و آسيا و جمع آوري همزمان اطلاعات از ايستگاههاي هواشناسي سينوپتيك داخل كشور روزانه چندين نقشه هواشناسي در سطوح مختلف جوّ تهيه و پيش بيني هاي لازم را صادر مي كند . مركز اخطاريه هاي ويژه پيش بيني تهران كه از چند سال قبل داير شده است پيش آگهي و اخطاريه هاي لازم را در مورد وقوع طوفان ، سيل ، سرماي شديد و ناگهاني ، بروز آفات كشاورزي و غيره تهيه مي كند و به سازمانها و نهادهاي ذيربط ارسال مي دارد .

در كنار فعاليتهاي تحقيقاتي سازمان ، مركز آموزش عالي هواشناسي و علوم جوّ توانسته است در پنج سال گذشته در 14 دوره آموزشي دانشجويان و كارمندان را در سطوح فوق ديپلم ، ليسانس و بالاتر آموزش دهد كه اين آموزشها چه بصورت بازآموزي و چه بشكل دوره هاي تخصصي ديپلمه ها و ليسانسيه هاي تازه استخدام توانسته است در بالابردن كيفيت علمي امور هواشناسي مؤثر باشد .

از نظر آموزشهاي بين المللي و شركت در سمينارها و اجلاسيه هاي تخصصي ، سازمان بسيار فعال بوده و در چند سال اخير تعداد زيادي از كارشناسان سازمان براي شركت در دوره ها و سمينارهاي آموزشي به خارج از كشور مسافرت كرده اند . در اين راستا تعداد زيادي از متخصصان هواشناسي تا كنون در دوره هاي آموزشي كه در ساير كشورها توسط سازمان هواشناسي ترتيب داده شده است شركت كرده اند .

كتابخانه سازمان هواشناسي كشور با حدود ده هزار جلد كتاب و 62 عنوان مجله علمي و تخصصي ، كتب منتشره سازمان هواشناسي جهاني را مرتباً دريافت مي كند و در دسترس كارشناسان خود قرار مي دهد .

رادار يكي از ابزارهاي مهم اندازه گيري پارامترهاي هواشناسي است كه با ارسال امواج الكترومغناطيس و دريافت بازتاب آن همانند يك تيغ جراحي فضاي تحت پوشش را مي شكافد و اطلاعات جوي رابدست مي آورد.از مزيت هاي رادارهاي هواشناسي پيوستگي زماني و مكاني اندازه گيري هاي آن است كه به عنوان داده هاي تكميلي در پيش بيني دقيق تر مكان و زمان وقوع پديده هاي جوي به حساب مي آيد.

شروع مطالعات:مطالعات طرح شبكه رادار در ايران از سال 1377 توسط كارشناسان سازمان هواشناسي جهاني و ايران شروع شد.

شبكه رادار: در شبكه رادار هواشناسي ايران 12 نقطه طراحي شده كه در فاز نخست سه نقطه در نيمه غربي كشور تجهيز و راه اندازي خواهد شد.اولين آن در اهواز نصب و دو دستگاه ديگر پس از رفع مشكل زمين در تهران و تبريز نصب خواهد شد.

مكان يابي: عمليات سايت يابي رادار اهواز توسط كارشناسان سازمان هواشناسي جهاني صورت گرفت.

شروع عمليات: عمليات ساختمان مخابرات و برج و امكانات جنبي آن در سال 82 توسط سه شركت ايراني شروع شد.

نوع دستگاه: رادار s باند كه از شركت گماترونيك آلماني خريداري شد.

ميزان و محل اعتبار: هزينه خريد رادار 2.5 ميليون دلار و هزينه ساختمان و برج رادار حدود 300 ميليون تومان مي باشد كه از محل اعتبارات ملي هزينه شده است.

اطلاعات رادار: اين دستگاه اطلاعات كاملي را از بارندگي بويژه طوفانهاي رعد و برق كه ايجاد رگبار و سيل و آبگرفتگي مي كنند به صورت لحظه اي در اختيار كاربران قرار مي دهد اين اطلاعات در پيش بيني هاي كوتاه مدت فوق العاده مهم است.ضخامت ابر،اندازه قطرات،جهت حركت و زمان و مكان بارش از جمله عوامل مورد اندازه گيري آن بشمار مي رود.علاوه بر اين رادار اطلاعات مربوط به حركت حشرات و آفات نباتي نظير ملخ ،ذرات معلق در هوا مانند گرد و خاك شن و ذرات آلوده كننده مانند دود را در اختيار قرار مي دهد.همچنين اين دستگاه اطلاعات مربوط به تغييرات سمت و سرعت باد با ارتفاع كه به آن وينديشر مي گويند و در نشست و برخاست هواپيما اهميت دارد را مشخص مي كند.

راداري كه در اهواز نصب و راه اندازي شده داراي مشخصات فني زير است:

1- باند فركانس s كه استفاده از اين باند فركانس براي مناطق حاره اي و نواحي با بارشهاي شديد و رگباري مانند خوزستان توصيه شده است.

2- توان ارسالي آن 750 كيلو وات مي باشد .

3- مجهز به تكنيك داپلري است كه امكان اندازه گيري سرعت حركت پديده هاي هواشناسي را فراهم مي كند.

4- برد رادار در دو مد داپلري و غير داپلري بترتيب حدود 150 و 400 كيلومتر مي باشد.

5- امكان تجهيز به پلاريزاسيون دوگانه جهت تشخيص بهتر نوع بارش مي باشد.

6- امكان دسترسي به پائين ترين سطح از داده هاي رادار ( سيگنال Q *I )كه در جهت استفاده در كارهاي تحقيقاتي سطح بالا مورد استفاده قرار مي گيرد.

7- انتقال محصولات از طريق شبكه به كاربر يا كاربران يا يك مركز كامپيوتر

8- ذخيره كردن محصولات داده هاي رادار

9- قطر آنتن و گنبد آن بترتيب 8.5 و 11.65 تر مي باشد.

10- ارتفاع آن از سطح زمين 35 متر است.

11- كاملا اتوماتيك و كنترل از راه دور مي باشد.

12- داراي سيستم عيب ياب و نمايش عملكرد رادار مي باشد.

محصولات رادار: محصولات رادار متنوع است كه در دسته بندي زير تقسيم مي شوند.

· ميزان آب قابل بارش

· شدت بارش در سطح زمين ،مقدار بارش در مدت زمان مشخص و …

· اخطار و پيش بيني پديده هاي مخرب نظير تگرگ ،سيل.

· ره گيري مسير طوفان و باران

· محصولات چينش باد مانند چينش افقي باد-چينش قائم باد و تعيين لايه تربولانس

· تشخيص پديده هائي مانند طوفان گرد و خاك،نواحي همگرايي و واگرائي ،جبهه گاستي .تعيين سيكلونهاي ميان مقياس و …

· با بكارگيري محصولات رادار بهبود قابل توجهي در پيش بيني هاي كوتاه مدت رخ خواهد داد.ضمن اينكه استفاده از اين اطلاعات در هوانوردي و آبشناسي بسيار مهم مي باشد.




 

معرفي رادارهاي هواشناسي و محصولات آن

منبع :www.semnanmet.ir

ماهواره‌هاي آب و هوائي اولين بار توسط آمريكائي‌ها و در سال 1960 براي مشاهده و دريافت اطلاعات واقعي آب و هوائي به آسمان پرتاب گرديدند. در آگوست همين سال، نخستين تصوير زمين از فضا در روزنامه ملي ژئوگرافيك (Geographic) منتشر گرديد. از اين تاريخ به بعد، ماهواره‌هاي بيشتري به فضا پرتاب شدند.

همانطور كه زمين و ديگر سياره‌ها در مدار خاص خود به دور خورشيد مي‌گردند، ماهواره‌هاي مصنوعي نيز در مدارهاي خاصي در حال چرخش‌اند. انتخاب اين مدارها براي ماهواره‌ها به منظور و هدفي كه ماهواره به آن منظور به فضا پرتاب شده است بستگي دارد. مي‌توان مداري را انتخاب نمود كه در مسير قطب شمال و جنوب قرار مي‌گيرد و يا مداري كه حول خط استوا مي‌باشد و يا هر مداري ما بين اين دو حالت. همچنين در انتخاب مدار ماهواره عامل ارتفاع نيز مي‌تواند درنظر گرفته شود مثلا ارتفاعات هزاران مايلي بالاي زمين و يا ارتفاعات صدها مايلي. دو نوع اصلي ماهواره‌هاي آب و هوائي وجود دارد :

1 - ثابت زمين Geostationary

2 - مدار قطبي Polar Orbiting

ماهواره هاي Geostationary براي هشدارهاي كوتاه مدت و ماهواره‌هاي Polar Orbiting براي پيش بيني‌هاي بلند مدت تر بكار مي‌روند. هر دو نوع ماهواره‌ها براي ديده باني‌ كامل آب و هوائي جهان لازم هستند.

در اواخر دهه 70 نياز به ماهواره‌هائي كه 24 ساعته در روز بتوانند تصاوير ماهواره اي را تهيه نمايند احساس گرديد. ماهواره اي كه بتواند هر24 ساعت يكبار در مداري كه در ارتفاع 40000 كيلومتري بالاي خط استوا قرار دارد و با سرعتي كه با سرعت زمين برابر مي باشد به دور زمين بچرخند. اين نوع ماهواره ها، ماهواره هاي زمينآهنگ ناميده مي شوند.

از آنجاييكه سرعت چرخش اين ماهواره ها به دور زمين با سرعت چرخش زمين متناسب مي باشد، اين ماهواره‌ها نسبت به يك موقعيت روي سطح زمين ثابت باقي مي مانند و به اين دليل كه زمين نيز در روز يكبار به دور محورش مي‌گردد آن ها نيز يكبار در روز مدار خود را طي مي‌كنند.

براي مثال دو ماهواره‌ Goes (ماهواره‌هاي محيطي- عملياتي ثابت زمين) جز ماهواره هاي زمين آهنگ هستند و در مدار زمين آهنگ (geosynchronous) دور زمين مي‌چرخند. در حداقل ارتفاع 36000 كيلومتري بالاي خط استوا قرار دارند.

اين ماهواره‌ها به طور پيوسته تصاوير دقيق ولي با جزئيات كم تهيه مي‌كنند و اين تصاوير را هر 30 دقيقه يكبار به زمين ارسال مي نمايند. ديده باني پيوسته اين ماهواره‌ها براي تجزيه و تحليل متمركز داده‌ها ضروري مي‌باشند. اين تصاوير بوسيله يك نرم افزار تجزيه و تحليل شده و بصورت پيوسته و گرافيكي تهيه مي شوند. به دليل است كه به عنوان مثال تصاويري كه از حركت ابرها نمايش داده مي شود، مربوط به 8 ساعت گذشته مي باشد.اين اطلاعات ارزشمند درباره نوع، جهت و بزرگي ابر مي تواند كار پيش بيني را بسيار ساده نمايد.

با توجه به اين كه اين ماهواره ها نسبت به يك موقعيت بر روي سطح زمين ثابت هستند قادرند در شرائط بد آب وهوائي مانند گردباد ،سيلاب ، طوفان‌هاي تگرگي و تندبادها هشدارهائي بدهند.

ماهواره هاي مدار ثابت مختلفي وجود دارد، براي مثال ماهواره ثابت زمين GMS براي استراليا و ژاپن،GOES8ه (GOES=Geostationary operational Environmental Satellites) براي آمريكاي شرقي،GOES 10 براي آمريكاي غربي،INS/Meteosat5 براي روسيه و هند و Meteosat7 براي اروپا نمونه‌ هايي از ماهواره‌هاي ثابت زمين مي‌باشند. البته ماهواره ها ي Meteosat تمام اروپا و افريقا را مي پوشانند.

دو ماهواره Meteosat و GOES تصاويري از ديگر ماهواره هاي ثابت زمين را نيز دوباره ارسال مي دارند اين امر موجب مي شود كه به عنوان مثال آب و هواي استراليا را بتوان در لندن يا شيكاگو مشاهده نمود.

ماهواره هاي زمين آهنگ با فركانس 1691MHzداده ها را ارسال مي دارند وبراي دريافت اطلاعات آن ها به ديش ثابت و كوچكي نياز مي باشد. اين ارسال WEFAX ناميده مي شود و چون از استاندارد بسيار بالايي برخوردار مي باشند تفاوت اندكي بين تصاوير اين ماهواره ها وجود دارد. 

 

ابرهاي طبيعي :

ابــــرهاي شبتاب ، ابــــرهايي هستند كه نور خورشيد را مد تـــها پس از غروب در خود حفظ مي كنند . اين امـرنشان دهنده آن است كه اين ابرهـــا در ارتفاع زيـادي هستند . ابــرهـاي شبتاب طبيعي بندرت يــافت مي شونــد و تنـها در عرضهاي جغرافيايـي زيـاد در اواخر تابستان ظاهـر ميشوند . ازايـن رو ، بجز در اروپاي شـمالي ، كانـادا و آلاسكا وجـود آنــها در جـاهــاي ديـگر بندرت گزارش مي شونـد . انــهاهمانند ابـرهـاي آتشفشان ظاهـرلطيفي نـدارنـد ، بـلكه دقيقاشبيه ابـرهــاي معمولي انـد.

اين سـري ازعكسها ما را قـادر ساخت تا حركت را اندازه گـيري كنيم و وقتي آن را با ارتفاع به دست آمـده از هنگام غروب خورشــيد بر روي ابـر همراه كرديم ، سرعت زميـن به دست آمد . عكسها را از آخر به اول بر پرده افكنديم و زمان و مكاني را يافتيم كه وقتي ابر بر فراز اقيانوس آرام بود ، بايد درآن محل قرار مي داشت ، زمان آن دقيقاً وقتي بود كه موشكي از محلي كه ما پيش بيني كـرده بوديم ، يعنــي پايـگاه موشـكي واندنبــرگ دركاليفرنيا به سوي محل خاصي درجزيره كوواياليـن پرتاب شـده بود . ازآن به بعد ، گاهــي ابرهاي ديگري مي ديديم ، حتي يك بار دود روشن موشكي را ديديم كه درآسمان تاريك همانند يك بالون سبك بادنباله اي درازهمراه بود .

اخيرا، يكي از همكارانم ضمن رانندگي در وسط صحراي نزديك ال سنترو دركاليفرنيا ، پس از غروب خورشيد ، منظره اي جالب از ابرشبتاب را كه از تخليه دود موشك درآسمان غربي به وجودآمــده بود ، مشاهــده كـرد . خوشبختانه در اتومبيلش دوربين عكاسي داشت . همچنين موشكها از طريق تزريق مواد فلوئورسان يا موادي كه درنتيجه واكنشهاي شيميايي تـابـان مي شوند ، در ارتفاعات ابرهاي شبتاب مصنوعي ايجادكرده اند و معمولا بادهايي كه در ارتفاعات زياد مي وزند ، ازطـريق آنها قابــل رويت مي شوند. اين ابرهــا بيشتر به رنگ قرمز يا سبز هستند و اين بسته به آن است كه عنصر باريوم به كار گرفته شده باشد يا ليتيوم . يك موشك تحقيقاتي از تفنگ ويژه اي در ميدان آزمايش سلاحهاي ارتشي واقع دريوما به ارتفاع بسيار زيادي شليك شد ويك ردياب شيميايــي كه در نـورخورشيد منـور مي شد به داخــل منطقه روشــن پـرتاب شد و حـدود20 دقيقه در آن محل باقـي مي مانـد و كـم كـم پراكنده و رانده شد.

- فشار سنج جيوه اي

- فشار سنج فلزي

- فشار نگار

- فشار سنج جيوه اي( Mercury Barometer)

اين فشار سنج اساساً از يك لوله خالي از هوا درست شده است كه يك طرف آن مسدود و طرف ديگر آن كه باز است در ظرف پر از جيوه فرو برده شده است. فشار هواي بيرون، جيوه را از منبع به سمت داخل لوله مي راند. جيوه تا حدي كه وزن آن در داخل لوله، دقيقاً معادل نيروي ناشي از فشار هوا گردد در لوله فشار سنج بالا مي رود و سپس در حالت تبادل و سكون باقي مي ماند. با تغيير فشار هوا، سطح جيوه در داخل لوله نيز بالا و پايين خواهد رفت.

در شرايط نرمال جيوه به اندازه 92/29 ايچ يا 760 ميلي متر در لوله بالا مي آيد كه فشاري معادل 15/1013 ميلي بار است. جيوه در داخل لوله فشارسنج به دليل خاصيت كشش سطحي داراي يك سطح محدب است كه هنگام تعيين فشار، بايد بالاترين سطح محدب قرائت شود.

- فشار سنج فلزي (Aneroid)

فشار سنج فلزي وسيله اي است مكانيكي كه از يك محفظه قوطي شكل استوانه اي بدون هوا تشكيل شده است؛ با تغيير فشار هوا اين محفظه منقبظ يا منبسط مي شود.

با يك سيستم نسبتاً پيچيده كه مركب از تعدادي اهرم و قرقره است اين تغييرات بزرگ شده و به يك عقربه كه بر روي صفحه مدرجي حركت مي كند، منتقل مي شود. يك شاخص متحرك كه مي تواند در يك نقطه ثابت شود بر روي فشار سنج تعبيه شده است تا بتوان تغييرات فشار را نسبت به آخرين قرائت اندازه گيري كرد.

- فشار نگار (Barograph)

فشار نگار مشابه فشار سنج فلزي است با اين تفاوت كه اثر تغييرات فشار در محفظه بدون هوا، به يك قلم انتقال داده شده و قلم بر روي كاغذي كه دور يك استوانه چرخان پيچيده شده است خط پيوسته اي را رسم مي كند.

محور عمودي اين صفحه بر حسب واحد فشار و محور افقي آن بر حسب زمان مدرج شده است كه معمولاً براي هر دو ساعت يك خط وجود دارد. فشار نگارهاي دقيقي هم ساخته شده است كه قادرند تغييرات فشار را تا يك دهم ميلي بار اندازه گيري نمايند اين دستگاهها ميكروباروگراف ناميده شده اند.