تصاویر ماهواره‌ای از سیل در خوزستان

بعد از حدود یک دهه خشکسالی، بارش‌های شدید در هفته‌های آغازین سال ۱۳۹۸، وضعیت سد کرخه در استان خوزستان را بحرانی کرد. رودخانه کرخه در مسیر جربان خود به سمت به سد کرخه، در معمولان و پلدختر طغیان کرد و خسارت‌های شدیدی به بار آورد. سیلاب در ادامه مسیر وارد سد کرخه شد و ورودی و خروجی آب را تا حد کم سابقه‌ای افزایش داد که این باعث شد تا مسئولان کنترل دریچه‌های سد، به اجبار خروجی آب از سد را تا حد کم سابقه‌ای افزایش دهند. این افزایش دبی باعث آب گرفتگی مناطق پایین دست سد و حتی تا حومه شهر اهواز شد تا جایی که استاندار خوزستان گفت که "پایین دست سد تحمل این حجم خروجی را ندارد". همچنین به دلیل طغیان رودخانه کرخه و احتمال جاری شدن سیل در شوش، اهواز، حمیدیه، دشت آزادگان و هویزه، دستور تخلیه ۶ شهر و بیش از ۱۷۴ روستا صادر شد. در این بین و بر اساس آخرین آماری که از سوی مدیریت بحران استان خوزستان اعلام شد، بیش از ۶۰ روستا در این استان دچار آب‌گرفتگی شدند. در اهواز، شهری که در فاصله ۱۳۵ کیلومتری از سد کرخه واقع شده است، ارتفاع آب در رودخانه کرخه به میزان کم سابقه‌ای بالا رفت. تصاویر ماهواره‌ای نشان می‌دهد که در پی این وقایع، بیشتر مناطق پایین دست سد کرخه در جلگه خوزستان به زیر آب فرو رفت.

.با حرکت دادن موشی (ماوس) بر روی تصویر بالا، می‌توان وضعیت مناطق مختلف را در سطح جلگه خوزستان به فاصله تقریبا سه هفته از یکدیگر (از ۱ تا ۱۹ فروردین ۱۳۹۸) مقایسه کرد

الگوی تغییرات جهانی دی اکسید کربن

تقریبا هر گونه بحث درباره گرمایش کره زمین با موضوع دی اکسید کربن آغاز می‌شود و یا با آن به پایان می‌رسد. دی اکسید کربن بخاطر ساختار مولکولی خاص خود یک گاز گلخانه‌ای محسوب می شود، به این معنا که درحالی که این گاز اجازه می‌دهد نور مرئی خورشید از میان جو عبور کند، انرژی فروسرخ آن را جذب و بازتابش می‌کند. این عامل باعث افزایش دمای زمین خواهد شد. در حالت تعادل، گازهای گلخانه‌ای مانند عایق عمل می‌کنند که این عامل باعث معتدل شدن آب و هوای زمین خواهد شد. بدون این گاز‌ها، دمای متوسط سیاره‌ی ما تا ۱۸- درجه سانتیگراد پایین می‌آمد. اما با شروع انقلاب صنعتی، انسان‌ها با سوزاندن سوخت‌های فسیلی و از بین بردن جنگل‌ها، باعث افزایش میزان غلظت دی اکسید کربن موجود در جو شدند. با اضافه شدن گازهای گلخانه‌ای مازاد به جو زمین، درجه حرارت این سیاره در حال بالا رفتن می‌باشد که اثرات مخرب گسترده‌ای در پی خواهد داشت. دی اکسید کربن نه تنها قوی‌ترین و فراوان‌ترین گاز گلخانه‌ای موجود در جو زمین، که یکی از ترکیبات بسیار اثرگذار بر روی تغییرات دمای جهانی است. وجود ارتباط نزدیک بین اقلیم و چرخه کربن، دلیلی قانع کننده برای بررسی غلظت دی اکسید کربن موجود در جو می‌باشد. اولین ابزار مستقر در فضا که به طور مستقل و در هر شرایطی، میزان دی اکسید کربن موجود در جو را به صورت شبانه‌روزی اندازه‌گیری می‌کند، حسگر فروسرخ (AIRS: Atmospheric Infrared Sounder) نصب شده بر روی ماهواره Aqua سازمان ناسا می‌باشد.

تصویر متعلق به NOAA Earth System Research Laboratory

نقشه‌ی بالا، غلظت گاز دی اکسید کربن موجود در لایه‌ی وردسپهر (Troposphere) را نشان می‌دهد. در این لایه از جو زمین، که از سطح زمین و تا ارتفاع حدودا ۱۰ تا ۲۰ کیلومتری را شامل می‌شود، دما با افزایش ارتفاع تقریبا به‌صورت یکنواخت کاهش می‌‏یابد. بیشتر پدیده‌های آب و هوایی درون این لایه رخ می‌دهند. داده‌های این تصویر مربوط به ماه ازدیبهشت ۱۳۹۲ می‌باشد. در آن بازه زمانی غلظت دی اکسید کربن در جو به بالا‌ترین میزان خود در دست کم ۸۰۰,۰۰۰ سال گذشته رسید. بیشترین غلظت‌ها که با رنگ زرد نشان داده شده است، در نیمکره شمالی قرار گرفته‌اند چرا که در اردیبهشت ماه، فصل رویش، تازه در نیمکره شمالی در حال آغاز شدن است که در نتیجه گیاهان کمتری برای کربن زدایی از جو وجود خواهد داشت. بر عکس و به دلیل وجود پوشش گیاهی کافی در تابستان نیمکره جنوبی، غلظت‌ها در این نیمکره به مراتب پایین‌تر است.

گرینلند در حال تیره‌تر شدن است

یخسار گرینلند

(برای مشاهده تصویر بزرگتر بر روی آن کلیک کنید)

سطح روشن یخسار^۱ گرینلند (Greenland) بیش از نیمی از نور خورشید تابیده شده بر روی آن را باز می‌تاباند. این خاصیت، در گذشته به ثبات یخسار کمک کرده است، به گونه ای که جذب کمتر نور خورشید به معنای حرارت پایین‌تر ورقه یخی و ذوب کمتر آن می‌باشد. با این حال، مشاهدات اخیر حاکی از کاهش این خاصیت بازتابی سطح یخسار گرینلند در طی دهه‌ی گذشته می‌باشد. این سطح تیره‌تر، در  حال حاضر، نور بیشتری را جذب می‌کند که موجب تسریع یخ‌کاست^۲ گرینلند می‌شود.

نقشه روبرو تفاوت بین مقدار نور خورشید منعکس شده از سطح گرینلند در تابستان سال ٢۰۱۱ در مقابل درصد متوسط ​​آن در بین سال‌های ۲۰۰۰ تا ۲۰۰۶ را نشان می‌دهد. تغییرات تقریبن در کل ورق یخی قابل مشاهده می‌باشد به گونه‌ای که در برخی مناطق، بازتابش نور خورشید نزدیک به ۲۰ درصد کمتر از متوسط یک دهه پیش است. این نقشه بر اساس مشاهدات ابزار تصویربردار ​​اسپکترورادیومتر میان کیفی (MODIS) نصب شده بر روی ماهواره TERRA و AQUA متعلق به NASA، تهیه شده است و به عنوان بخشی از گزارش سازمان ملی اقیانوسی و جوی ایالات متحده (NOAA) در ارتباط با قطب شمال، آماده شده است.

دانشمندان علوم آب و هوایی دیر زمانیست که کاهش بازتابش نور خورشید را در مناطق قطبی، در نتیجه‌ی افزایش دمای جهانی، پیش‌بینی کرده‌اند. افزایش دما، باعث ذوب برف و یخ و نتیجتن ظاهر شدن لایه‌ی تحتانی خاکی و گیاهی و یا آبی یخسار می‌شود که تیره‌تر بوده و نور بیشتری را جذب می‌کند. این پدیده به نوبه خود سبب تقویت گرم شدن بیشتر می‌شود. بیشتر الگوهای مشاهده شده در این نقشه، متناسب با پیش‌بینی‌ها می‌باشد. در واقع مناطق با ارتفاع کمتر و گرمتر، تیره‌تر از مناطق سردتر و مرتفع‌تر داخلی‌ می‌باشند. این پدیده هر ساله در تابستان که برف زمستانی از لبه یخسار عقب نشینی می‌کند، مشاهده می‌شود. حوضچه‌های تیره رنگ حاصل از آب ذوب شده بر روی سطح یخسار تشکیل و بعلاوه باد سبب جمع آوری ذرات گرد و غبار بر روی سطح آب می‌شود که به نوبه خود باعث کاهش بیشتر بازتابش نور تابیده شده خواهد شد.

.بلورهای یخی برف در دو حالت دمایی مختلف
(برای مشاهده تصویر بزرگتر بر روی آن کلیک کنید)

اما تیرگی در مناطق داخلی‌تر یخسار نیز به اندازه‌ی تغییرات در مناطق حاشیه‌ای قابل توجه می‌باشد که توجه جیسون باکس (Jason Box) از دانشگاه ایالتی اوهایو را به خود معطوف ساخته. وی هماکنون در حال تجزیه و تحلیل داده‌های مربوط به پارامترهای بازتابشی یخسار می‌باشد. 

مناطق مرتفع داخلی، نزدیک به سه کیلومتر بالاتر از سطح دریا قرار گرفته‌اند و در تابستان ذوب چندانی در این مناطق قابل مشاهده نیست. پس چرا این مناطق در حال تیره‌تر شدن می باشند؟ آنطور که Box توضیح می‌دهد، تیره‌تر شدن مناطق داخلی‌تر به دلیل تغییر در اندازه و شکل بلورهای یخی برف است. با افزایش درجه حرارت، دانه‌های برف انبوه‌تر شده و نور کمتری را نسبت به دانه‌های کوچکتر چندوجهی از خود منعکس می‌کنند (تصویر تهیه شده توسط میکروسکوپ الکترونی را مشاهده کنید). درجه حرارت بالاتر، لبه‌های تیز کریستال را گرد کرده و در نتیجه جذب نور خورشید توسط ذرات گردگوشه بیشتر از ذرات دندانه‌دار است.

۱) یخسار انبوهی از یخ‌های حاصل از یخچال طبیعی است که پهنه پیرامون خود را بپوشاند و از ۵۰۰۰۰ کیلومتر مربع بزرگ‌تر باشد.

۲) کاهش حجم یخسار بر اثر تبخیر یا ذوب شدن را اصطلاحن یخ‌کاست می‌گویند.

توفان شن بر روی خلیج پارس

توفان شن بر روی خلیج پارس
Image Courtesy: NASA Earth Observatory
Instrument: Aqua - MODIS

در تاریخ ۱۳ خرداد ۱۳۹۱ توفان شن مناطق جنوب غرب ایران را در نوردید. باد ذرات خاک را به سمت جنوب شرق و بر روی خلیج پارس به حرکت در آورد. این تصویر که توسط تصویربردار رادیومتر طیفی میان کیفی (MODIS) نصب شده بر روی ماهواره Aqua سازمان ناسا در همان روز ثبت شده است، رنگ‌ها را در نور طبیعی نشان می‌دهد. با وجود آنکه ما در شیراز هوایی پاک و عاری از غبار را پشت سر گذاشتیم، بیشتر مناطق استان خوزستان در این روز شاهد آسمانی کاملن غبارآلود بود و در طول روز دید تا میزان قابل توجه ۵۰۰ متر کاهش پیدا کرد. مهمترین دلیل تشدید بروز پدیده توفان شن در نواحی جنوب غرب ایران در سال های اخیر، افزایش قابل توجه دما در مناطق مرکزی عراق در تابستان و اغتشاشات ناشی از این عدم پایداری جوی در این مناطق می‌باشد که نهایتن منجر به ایجاد بادهای پر توان سطحی و متعاقبن بروز این پدیده در پایین دست مناطق ناپایدار می‌شود. تنها مزیت بروز پدیده توفان شن برای مناطق متأثر از این پدیده، کاهش نسبی دما - به دلیل کاهش شدت نور خورشید - در این مناطق می‌باشد.