مونسون و بادهای مونسونی

  • توسط لطفی
  • ۱۳۹۸-۰۴-۲۶
  • ۱۵۰ بازدید

مونسون

مونسون ریشه عربی داردوبمعنی فصل است. درسال ۱۶۸۶ هیئت شناس انگلیسی ادموندهالی بیان کرد که تفاوت در گرمایش خشکی واقیانوس ، علت اصلی وزش بادهای مونسونی است. وی ذکر کرد که خشکی ها در مقایسه با اقیانوس خیلی سریعتر نسبت به تابش خورشیدی عکس العمل نشان می دهند. چرا که ظرفیت گرمایی کمتری دارند. ظرفیت گرمایی بالای آب به همراه نفوذ عمیقتر پرتوهای خورشید درآب منجر به عکس العمل کندتر اقیانوس در برابر تابشهای خورشیدی است.

بادهای مونسونی

مهمتر از بادهای مونسونی ، بارش های سیل آسایی هستند که مونسون با خود به همراه می آورد. این بارش ها در برخی ازموارد سیلاب های بزرگی را در کشورهای تحت تاثیر مونسون اقیانوس هند بوجود می آورد. بارش های مونسونی از اوایل ماه ژوئن تا اواخر سپتامبر، درصد بالایی از کل بارش های سالانه کشور هند را شامل می شود وتاثیر بسزایی در مدیریت منابع آب وکشاورزی هند دارد. به طور کلی کیفیت زندگی مردم در کشور هند بستگی مستقیم به بارش های مونسونی دارد ومیزان این بارندگی ها یکی از عواملی است که به طور مستقیم بررشد اقتصادی کشور هند تاثیر گذار است.

بارش های مونسونی

ایران نیز در فصل تابستان از بارش های مونسونی بی نصیب نیست وگرچه این بارش ها به طور متناوب به مناطق جنوب شرقی ایران نفوذ می کنند واقلیم مونسونی را که در هند وپاکستان شاهد هستیم، در ایران بوجود نمی آورد، ولی این بارش ها خصوصیات منحصر به فردی را در قسمت جنوب شرق ایران نسبت به مناطق دیگر کشور ایجاد می کند.

مونسون در حوضه های آبریز جنوب شرق ایران موجب می گردد که رواناب برخی از رودخانه ها در ماه های تابستان به حداکثر سالانه خود برسد وهیچگاه ماه های تابستان به عنوان خشک ترین ماه ها معرفی نشوند. این بارندگی ها می توانند نقش بسیار مهمی در مدیریت منابع آب در قسمت های جنوب شرقی ایران ایفا کنند وبنابراین می توانند نقش بسیار مهمی در مدیریت منابع آب در قسمت های جنوب شرقی ایران ایفا کنند وبنابراین شناخت عواملی که بر آن تاثیر می گذارند نیز بسیار ارزشمند خواهد.

ویژگی های بادهای مونسونی

با این که مونسونها با تغییر جهت بادها تعریف می شوند ولی اهمیت آنها ناشی از بارندگی است وهمین باعث بوجود آمدن تعاریف دوگانه از مفهوم مونسون می شود. رامج تعریف زیر را در چهار بند در سال ۱۹۷۱ ، از مناطق مونسون خیز ارائه کرده است.

. تفاوت جهت وزش جریانات در ژانویه وژوئیه ، حداقل ۱۲۰ درجه باشد.

. فراوانی متوسط جهت های بادهای چیره در ژوئیه از ۴۰ درصد تجاوز کند.

. برآیند سرعت متوسط بادها ، حداقل در یکی از ماهها از ۳ متر بر ثانیه بیشتر باشد.

. در یک شبکه ۵ درجه عرض وطول جغرافیایی در هر ۲ سال ، در هر یک از ماهها کمتر از یک تناوب چرخند – واچرخند رخ دهد.

در موضوع تعیین حد منطقه جغرافیایی مونسونها ، افراد مختلف هر کدام به طور جداگانه معیارهایی برای تعیین مناطق مونسونی ارائه داده انداز جمله: Hann 1908، Schick 1953، Khromov 1957،. Kao et al 1962

شاخص های مونسون

اساس شاخص های مذکور بر فرکانس تغییر جهت باد در ژانویه وژوئیه استوار است. دقیق ترین شاخص بوسیله Ramage در سال ۱۹۷۱ ارائه شد. وی با دخالت دادن عامل شدت باد در شاخص ارائه شده توسط Khromov نواحی آمریکا واروپا را نواحی غیر مونسونی اعلام کرد وبیان داشت، تنها آن نواحی از عرضهای بالا که در تابستان و زمستان چرخندها و واچرخندهایی دائمی دارند، مونسونی به حساب می آیند و نمی توان مناطقی را که متوسط مسیر حرکت سیستمها بر روی آنها دارای تغییر فصلی در اثر تغییر جهت باد هستند ، مناطق مونسونی محسوب کرد.

مناطق مونسونی

Shapaev 1960 ادعا کرد که در عرضهای جغرافیایی بالا، حداقل ، بخشی از روسیه قطبی را می توان مونسونی محسوب کرد چرا که سرمای قطبی در تابستان بر روی اقیانوس منجمد شمالی ودر زمستان بر روی سیبری است. ولی پس از آنکه Keagan 1958 و Reed & Kunkel 1960 داده های زیادی در آن مناطق جمع آوری کردند معلوم گردید که در تابستان ونیز زمستان اقیانوس منجمد شمالی محل استقرار کم فشار نسبی است.

در مرز اقیانوسها که قاره ها قرار دارند اختلاف دمای زیادی دیده می شود واز آنجا می توان انتظار اختلاف فشار داشت. شکل کلی خشکیها وتوپوگرافی آنها ونیز تغییرات موجود در دمای سطح آب دریا همگی باهم اثر متقابل داشته وباعث بروز تغییرات زمانی ومکانی قابل ملاحظه ای در مونسونها می شوند.

جهت جنوب غربی بادهای مونسون تابستانی هندوستان را می توان به صورت ساده ای توضیح داد؛

ذره A با سرعت Iv از سوی جنوب شرقی به طرف شمال غربی در حال حرکت به سمت استوا است. نیروهایی که بر آن اثر می کنند عبارتند از :

الف) نیروی کوریولیس که در نیمکره جنوبی ذره را به سمت چپ آن منحرف می کند.

ب) نیروی گرادیان فشار (شیب فشار) که با توجه به داده های کلیماتولوژی در این ناحیه این نیرو تقریبا جنوبی – شمالی است (یا دقیق ترS.S.W  به سوی  N.N.E.).

ج) نیروی جانب مرکز ، که در جهت یا خلاف جهت نیروی کوریولیس عمل می کند.

د) نیروی اصطکاک ، که در جهت خلاف حرکت عمل می کند.

برآیند این چهار نیرو باعث شتاب کند شونده یا تند شونده در راستای مماس بر مسیر می شود.

نقش بعضی از سیستمها در مونسونهای تابستانی وزمستانی در مقابل یکدیگر

  • پرفشار سیبری در زمستان نیمکره ی شمالی در مقابل پرفشار ماسکارین در تابستان ، واقع در نیمکره ی جنوبی
  • تراف اندونزی در زمستان در مقابل تراف مونسونی بر روی شمال هندوستان در تابستان
  • حرکات موج گونه در تراف زیرین تروپوسفر در مونسون زمستانی با جت تراز پایین عبوری از خط استوا در شرق آفریقا در مونسون تابستانی
  • بارندگی تابستانی مونسون هندوستان وپوشش ابری آن با همتای آن نزدیک مالزی جنوبی واندونزی در طی زمستان نیمکره ی شمالی
  • در تروپوسفر زیرین ، پرفشار تبت مربوط به تابستان نیمکره ی شمالی در مقابل پرفشار مستقر در غرب اقیانوس آرام در زمستان نیمکره ی شمالی
  • جت شرقی حاره ای مربوط به مونسون تابستانی در مقابل جت جنب حاره ای زمستانی

از تفاوتهای اصلی بین دو سیستم زمستانی وتابستانی ، هندسه ی سطوح زیرین آنهاست. در مونسونهای تابستانی صعود کلی وبارندگی بر روی مناطق قاره ای وگرم روی می دهد و بر روی اقیانوسهای جنوبی نزول صورت می گیرد. در حالی که در مونسونهای زمستانی صعود کلی وبارندگی بر روی محیط اقیانوسی یا بنا بر گفته Ramage 1971 بر روی Maritime continent  صورت می گیرد ونزول در نواحی قاره ای شرق آسیا تا سیبری رخ می دهد.

چهار چوب نظری تشکیل مونسونها

یکی از ساده ترین فرضیه ها برای پدیده مونسون بوسیله ی موراکامی در سال ۱۹۷۰ ارائه شده است. در این فرضیه تاکید بر روی اختلاف گرمایشی بین خشکی واقیانوس است. وی از یک دسته معادلات بنیادین که از لحاظ مداری متقارن بودند با فرض سطح زمین بعنوان صفحه ی مختصات ، انتگرال گیری کرد. در این فرض ، کل سطح زمین در N 10 به دو منطقه اقیانوسی در جنوب وقاره ای در شمال تقسیم شده وکوه ها در شمال N 25 تقریبا هموار در نظر گرفته شده بود.

انتگرال گیری ما بین قطبین در یک صفحه قائم نصف النهاری از معادله های : اندازه حرکت ، پیوستگی جرم ، توازن گرمایی ویک معادله ی توازن رطوبتی انجام گرفته بود. در این مدل ، جو از یک حالت سکون توسط نیروی محرکه اختلاف گرمایش بین خشکی و آب شروع به حرکت می کردو مولفه های گرمایی که مورد توجه قرار گرفته بودند عبارتند از :

. توازن حرارتی زمین منطقه که شامل فلات تبت هم می شود، یعنی:

. شارگرمای محسوس از سطح زمین

. شارگرمای نهان از سطح زمین

. تفاضل تشعشع موج کوتاه وارده وصادره (منعکس شده)

. تفاضل تشعشع موج بلند وارده وصادره

. اندرکنش هوا – دریا ، یعنی شارگرمای محسوس وگرمای نهان از اقیانوس

. گرمایش اتمسفری که شامل سرد شدن وگرم شدن بوسیله فرایندهای زیر می شود:

همرفت عمیق

. همرفت کم عمق خشک ومرطوب

. تشعشع موج بلند

. تشعشع موج کوتاه

. فرآیندهای بی دررو

مهمترین فرایندها

در میان فرآیندهای فوق مهمترین آنها عبارتند از : همرفت عمیق ، چهار عنصر توازن تشعشعی سطح زمین مذکور در قسمت (i) ، شارهای تبخیری از اقیانوس ، سرمایش وگرمایش آدیاباتیکی در درون اتمسفر . مدلینگ فوق در اطراف ۸۰ درجه E دارای ویژگیهای زیر بود:

الف) بادهای تجارتی جنوب شرقی در جنوب خط استوا که ماکزیمم سرعت آن در تراز ۹۰۰ میلی باری بود.

ب) بادهای مونسونی جنوب غربی بر روی هندوستان با حداکثر سرعت در تراز۶۰۰ میلی باری.

ج)  جت شرقی حاره ای در تروپوسفر زیرین نزدیک ارتفاع ۱۵ کیلومتر وحوالی ۱۰ درجه شمالی.

د) ترافهای مونسونی (در میدان فشار سطح دریا در ۲۵ درجه شمالی )

ه) پرفشار تبت در ۲۰۰ میلی باری و۳۰ درجه شمالی.

و) تروپوسفر گرم مابین تراف مونسونی وپرفشار تبت.

ز) حداکثر بارندگی در نزدیکی ۲۰ درجه شمالی.

ح) وجود یک سلول هادلی با شاخه صعودی  در ۲۰ درجه شمالی و شاخه نزولی نزدیک ۲۰ درجه جنوبی به همراه بادهای شمال شرقی در تروپوسفر زیرین.

مقادیر عددی که به آنها اشاره شد در محدوده ی تغییر پذیری دیده بانیهای این پدیده های معروف (باد تجارتی ، باد های جنوب غربی هندوستان، جت شرقی، تراف مونسونی ، پرفشار تبت ، سلول هادلی، حداکثر بارندگی ) قرار داشتند.

کریشنا مورتی کاستی اصلی این بررسی را در صرف نظر کردن از اندرکنش امواج مونسونی بزرگ مقیاس با شارشهای زناری وامواج با مقیاس کوچکتر می داند . تجربیات حساسیت سنجی نیز توسط موراکامی وهمکارانش در سال ۱۹۷۰ انجام شده است. نتیجه این آزمایشها تاکید بر اهمیت کوههای هیمالیا وفرآیندهای فیزیکی فوق الذکر بود. با کمال تعجب دیده شد که ، چنانچه دمای سطح آب دریاها اندکی تغییر یابد، شدت مونسونها وشدت اختلاف گرمایشی تغییر قابل توجهی نمی کند . همچنین اهمیت اقیانوس ازنظر تأمین گرمای نهان واهمیت خشکی از نظر توازن حراراتی ودمای زیاد آن می باشد.

مکانیزم تشکیل مونسون

در آغاز فصل گرم نیمکره ی شمالی ، بتدریج خورشید از نیمکره ی شمالی منتقل می شود، به دنبال این جابجایی استوایی حرارتی بتدریج به عرض های نیمکره ی شمالی نقل مکان می کند ودر منطقه ای دور از استوای جغرافیایی مستقر می شود . در منطقه ی جنب حاره در این زمان پر فشارهای دینامیکی منطقه ی جنب حاره شکل می گیرد که باعث ایجاد هوای صاف وبی ابر می شود.

در اثر چنین عواملی ، انرژی رسیده به سطح زمین بیش از بقیه ی ایام سال است که باعث افزایش شدت گرما در سطح زمین می شود. این گرمای شدید در سطح خشکی های منطقه ی جنوب آسیا مراکز کم فشار حرارتی را به وجود می آورد. گردش موسمی به واسطه ی شکل گیری سامانه کم فشار گرمایی است.  این کم فشار حرارتی زبانه ی مونسون هندوستان است . کم فشار مونسونی بتدریج با گسترش خود تمام جنوب شرق آسیا را به تسلط در می آورد. این کم فشار در یک چرخند بزرگ رطوبت اقیانوس هند را به داخل خشکی ها کشانده ورطوبت تابستانی منطقه را تامین می کند.

monsoon

نقشه های فشار در فصل گرم بیانگر این مطلب است که سطوح میانی و بالایی تروپوسفر در این زمان تحت تسلط پرفشار یک سیستم سینوپتیکی در مقیاس سیاره ای است که مرکز آن بر روی جزایر قناری در غرب قاره ی آفریقا قرار دارد وزبانه های این پر فشار به سمت شرق تا تبت خود را می رساند، در این حالت تمام سطوح میانی وبالایی اتمسفر کشور ما نیز در فصل تابستان تحت نفوذ این سیستم قرار می گیرد، به همین دلیل هیچ نوع سیستم بارانزایی نمی تواند به کشور ما نفوذ کند.

فلات ایران

فلات ایران محل برهم کنش سامانه های برون حاره ، جنب حاره ، وحاره ای است. در سطح زمین مقدار گسترش کم فشار بیشتر است ودر سطوح بالاتر پر فشار آزور بیشتر به سمت شرق گسترش دارد. در سطوح بالا یعنی  ۴۰۰ هکتوپاسکالی ، بر روی کم فشار یک پر فشار به طور کامل مستقر می شود. در این حالت فضای لازم جهت صعود هوا ورسیدن توده ی هوا به نقطه ی اشباع فراهم می باشد.

جریان مونسونی جنوب غربی هنگامی که به رشته کوههای هیمالیا می رسد، در اثر برخورد با دامنه های مرتفع این کوهها به دو شاخه تقسیم می شوند ، یک شاخه به سمت غرب منحرف شده ، به کم فشار پاکستان می رسد وشاخه ی دیگر بر دامنه ی این رشته کوهها بالا می رود واز جهت شمال شرق در ارتفاع ۱۳ تا ۱۴ کیلومتری به سمت اقیانوس هند باز می گردد. این جریان با جریان خروجی از پرفشار تبت در سطوح میانی تروپوسفر ، که دارای چرخشی در جهت عقربه های ساعت است، یکی شده بر قدرت و وسعت آن افزوده می شود وبا تقویت وافزایش سرعت آن رودباد شرقی شکل می گیرد.

رودباد شرقی

رودباد شرقی، به تدریج بر بالای عربستان سعودی وشمال شرق افریقا( به علت کاهش سرعت) همگرایی پیدا می کند و سبب فرونشستن هوا بر بالای بیابان های منطقه مذکور می شود. نفوذ سیستم موسمی از طریق شمال شرق پاکستان نیز اتفاق می افتد. اخلاق جمال طی تحقیقی در پاکستان به این نتیجه رسید که ریزش های موسمی در غرب این کشور همرا ه با گرد وغبار بوده و ریزش های موسمی در بلوچستان همراه با ریزش های موسمی در بقیه نقاط سند بوده است.

هماهنگ با سیستم موسمی ، طوفان های حاره ای که در منطقه به نام گنو شناخته می شود از طریق دریای عمان به سواحل جنوبی ایران می رسد که با خود انرژی فراوانی دارد. این طوفانها عامل خرابی ویرانی در سواحل جنوبی ایران هستند. سیکلون های حاره ای در جنوب آسیا در منطقه پاکستان خرابی های فراوانی بجای می گذارند، تغییرات اقلیم متاثر از افزایش مصرف سوخت های فسیلی گسترش طوفان هایی از این نوع را باعث شده است.

اختلاف گرمایشی عامل محرک مونسونها

از شواهد مبتنی بر دیده بانیهای بارندگی ، توزیع ابرها از روی تصاویر ماهواره ای ، اندازه گیریهای تشعشعی با بکارگیری وسایل سطح زمین ، اندازه گیریهای بودجه تشعشعی زمین ومطالعات مدلهای عددی می توان دید که در طی دوره مونسون یک میدان اختلا ف گرمایشی قوی(H) که جهت آن از اقیانوس به طرف خشکی های کمربند مونسونی است، وجود دارد. مولفه های گرمایش بزرگ مقیاس شامل دو قسمت کلی است:

. سطح زمین (تابش طول موج بلند وکوتاه خالص ، شار گرمای محسوس ، شار گرمای نهان ، شار گرمای رسانشی به درون خاک).

. درون اتمسفری (گرمایش توسط فرآیندهای تابشی طول موج بلند وکوتاه ، فرایندهای همرفتی خشک، همرفتهای مرطوب عمیق وکم عمق، شارهای گرمای محسوس ونهان از سطح زمین ، تراکم بزرگ مقیاس وهمگرایی بوسیله شار گرمایی در مقیاس کوچک).

تاثیر کم فشار مونسونی بر آب وهوای ایران

با یکی شدن فشارهای محلی جنوب شرق کشور وسیستم کم فشار پاکستان ، یک کم فشار منطقه ای وسیع شکل می گیرد که توسط آن انتقال رطوبت میسر می شود. در این زمان پرفشار جنب حاره ای به سطوح بالای تروپوسفر محدود شده ورطوبت در سطوح پایینی ومیانی تروپوسفر قادر به نفوذ به سمت غرب و در نهایت ایران می شود.

در این حالت رطوبت اقیانوس هند ودریای عرب در درون چرخش سیکلونی کم فشار پاکستان ، از طریق دامنه های جنوبی کوه های هیمالیا و به موازات این کوه ها حرکت نموده، با جهت شرقی غربی از طریق پاکستان به منطقه جنوب شرق کشور ما می رسد. توده هوای حاره ای دریایی (mt) حداقل ۲۴۸ روز در جنوب ایران در طی سال مشاهده می شود.

بعد از نفوذ رطوبت به منطقه ، شرایط صعود هوا ، تراکم وبارش هنگامی فراهم می شود که کم فشارهای سطح زمین به اندازه ای قدرت یافته باشند که بتوانند سطح زیرین پرفشار جنب حاره ای مستقر در سطوح میانی جو را به سطوح بالاتر منتقل کنند، تا جریان های مرطوب در زیر این پرفشار به سمت غرب حرکت نمایند.

از ویژگیهای مهم کم فشار مونسونی این است که محور قائم آن دارای انحراف به سمت جنوب شرق می باشد. در بسیاری از زمان ها که کم فشار مزبور در سطح زمین توسعه می یابد ، یا حتی هنگامی که مرکز آن به سمت غرب جابه جا شده ودر سواحل جنوب شرق کشور ما مستقر می شود، به دلیل داشتن این کجی محور در جهت عمودی اثر صعود وناپایداری آن در منطقه مورد مطالعه محسوس نبوده وتاثیرات آب وهوایی آن در شبه جزیره هند گذاشته می شود.

اندیشمند

قبلی «
بعدی »

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

اخبار

سینما و هنر

جهان