مدل سازي امواج گرمايي بر اساس رابطه مكمل بين تبخير واقعي و پتانسيل

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي عمران

كارشناسي ارشد

تغييرات گسترده اقليمي و گرمايش جهاني كه معمولاً با افزايش احتمال وقوع پديده¬هاي حدي همراه هستند، موجب افزايش روزافزون مصرف آب و انرژي و وارد شدن خسارات قابل¬توجه به بخش¬هاي مختلف اقتصادي و اجتماعي در سراسر جهان مي¬شود. اين امر نياز به تحليل و بررسي رويدادهاي حدي از جمله خشكسالي و امواج گرمايي و روش¬هاي محافظت از منابع محدود آب را بيش از پيش برجسته مي¬كند. تاكنون روش هاي متفاوتي جهت بررسي وقوع و دوره زماني رويدادهاي حدي ارائه شده است كه عمدتاً بر نقش عوامل هواشناسي و تغييرات جوي تمركز كرده¬اند. با اين وجود مطالعات محدودي در ارتباط با تغييرات نرخ تبخير و كاربرد آن جهت پيش¬بيني وقوع خشكسالي و امواج گرمايي انجام شده است. رابطه بين تبخير واقعي از سطح و تبخير پتانسيل كه بيانگر توانايي اتمسفر براي جذب رطوبت است به عنوان روشي قابل اطمينان براي بررسي پديده¬هاي خشكسالي شناخته مي¬شود. در اين روش افزايش تبخير پتانسيل نسبت به شرايط مرجع به عنوان شاخصي از كاهش رطوبت سطح و در نتيجه خشكسالي در نظر گرفته مي¬شود. با اين حال توانايي اين روش براي بررسي وقوع امواج گرمايي در مقياس¬هاي بزرگ تاكنون مورد بررسي قرار نگرفته است. ازينرو مطالعه حاضر به شناسايي و مدل¬سازي خشكسالي و امواج گرمايي با در نظر گرفتن تمام عوامل تأثيرگذار از جمله تغييرات نرخ تبخير و پارامترهاي هواشناسي پرداخته است. بدين منظور از داده¬هاي مدل هواشناسي MERRA2 در يك بازه 22 ساله (سه ماه فصل تابستان سال¬هاي 1379 تا 1400) جهت بررسي تغييرات پتانسيل تبخير در محدوده مطالعاتي (كشور ايران) بهره گرفته شد. نتايج به دست آمده به خوبي نشان مي¬دهد كه تغييرات عوامل هواشناسي و اقليم مناطق مختلف نقش بسزايي بر روند تغييرات پتانسيل تبخير دارد. با توجه به نتايج حاصل در اين مطالعه، امكان پايش امواج گرمايي با مدل¬سازي ميزان نرخ تبخير و تأثير متقابل عوامل جوي بر تغييرات آن فراهم گرديد. همچنين مطالعه پيش¬رو با تحليل و بررسي عوامل مؤثر از جمله بازخوردهاي بين سطح زمين و اتمسفر، پارامترهاي هواشناسي، اقليم منطقه و تغييرات نرخ تبخير به ارائه چارچوبي جهت پيش¬بيني احتمال وقوع خشكسالي و امواج گرمايي پرداخته است. يافته¬هاي مدل بيانگر افزايش احتمال وقوع و شدت خشكسالي در منطقه مورد مطالعه است كه از دلايل اصلي آن مي¬توان به وضعيت قرارگيري ايران در نواحي خشك و نيمه¬خشك، محدوديت شديد منابع آب و افزايش دماي هوا به خصوص در سال¬هاي اخير اشاره نمود. بررسي¬ها نشان داد دماي هوا به عنوان يكي از پارامترهاي كليدي در محاسبات تبخير مرجع شناخته مي¬شود و نقشي اساسي جهت پيش¬بيني امكان وقوع امواج گرمايي دارد. نتايج نشان داد كه وقوع امواج گرمايي به مدت حداقل 5 روز متوالي در 34 درصد از نواحي كل كشور در 22 سال مورد بررسي رخ داده است. همچنين مشخص گرديد كه بيشترين فراواني وقوع اين امواج در برخي نقاط 5 بار در طول 22 سال مورد مطالعه بوده است. بر اساس محاسبات انجام شده در اين پژوهش، فراواني وقوع امواج گرمايي روبه افزايش است و نياز است كه اقدامات به موقع جهت كاهش تلفات تبخيري با توجه به روند افزايشي دما در كشور صورت گيرد. محاسبات انجام شده در اين مطالعه مي¬تواند در جهت مقابله با اثرات گرمايي و خشكسالي¬هاي احتمالي پيش¬رو مؤثر واقع شود و مطالعات آتي را ساده¬تر نمايد.

221498

مهندسي محيط زيست

مهندسي عمران

دانشگاه صنعتي اصفهان