چی‌ شده که هوا همچنان در ایران بارانی و در کانادا برفی می‌باشد؟

همانطور که در یکی‌ از پست‌های گذشته (اینجا) اشاره کردم، ما در بحث‌های اقلیمی با پارامتری سر و کار داریم بنام نوسانات قطبی (Arctic Oscillation - به اختصار AO) که در تعیین شرایط آب و هوایی‌ در مدارهای میانی و شمالی‌تر نقش تعیین کننده‌ای دارد. همونطور که در اون پست اشاره کردم نوسانات قطبی دارای دو فاز منفی‌ و مثبت می‌باشد که سالانه بین این دو در نوسان می‌باشد. بدین معنی‌ که بعضی از سال‌ها آب و هوای مناطق نیمکره شمالی کره زمین تحت تاثیر فاز منفی AO قرار می‌گیرد، و بعضی سالها تحت تاثیر نوسانات مثبت AO. در فاز مثبت، هوا در مدارهای شمالی‌تر نزدیک به مناطق قطبی سردتر از حالت طبیعی می‌باشد و در منطق جنوبی‌تر که جمعیت بیشتری ساکن می‌باشد هوا گرمتر از حالت نرمال می‌باشد (تصویر ۱).

تصویر ۱) چپ: تاثیرات فاز مثبت بروی آب و هوای نیمکره شمالی، راست: تاثیرات فاز منفی بروی آب و هوای این مناطق

منبع

برای مثال، سال ۱۳۹۰ بشدت تحت تاثیر فاز مثبت قرار داشت که باعث شد برای مثال هوا در کانادا گرم‌تر از حالت طبیعی و زمستان بسیار کوتاه و مطبوع باشد، در حالی‌ که سرما‌ی شدید محدود به مناطق قطبی ماند. این روند در سال ۱۳۹۱ معکوس شد، یعنی‌ مدارهای میانی‌تر نیمکره‌ی شمالی در سالی‌ که گذشت، متاثر از فاز منفی‌، هوای بسیار سردی را تجربه کردند. این روند همچنان ادامه دارد. برای مثال هوا در هفته‌ای که گذشت در کانادا نسبت به مدت مشابه در سال گذشته بین ۱۰-۱۵ درجه سانتیگراد سردتر بود و ما در اینجا نوروز را در میان برف و بوران بی‌سابقه جشن گرفتیم. هرچند فاز منفی‌ برای مناطقی مانند کانادا و شمال اروپا با سرما و برف و بوران به همراه می‌باشد، برای مدارهای میانی‌تر مانند خاورمیانه و ایران با بارندگی فراوان همراه می‌باشد که باتوجه به وجود اقلیم خشک و نیمه خشک در بیشتر مناطق ایران، این یک فاز نوسانی مطبوع برای این مناطق می‌باشد. با این حال، با توجه به اینکه پیش‌بینی‌ها حاکی از ضعیف‌تر شدن سیستم فشاری بر روی منطق قطبی در طی‌ چند هفته‌ی آینده می‌باشد (تصویر ۲)، باید بزودی شاهد گرمتر شدن هوا در مناطق شمالی‌تر باشیم. این یعنی‌ بارندگی نسبی‌ بیشتر برای مناطقی مانند شمال اروپا و آمریکا و متاسفانه هوای گرم‌تر و خشک‌تر (بنسبت چند هفته گذشته) برای مناطق مدیترانه‌ای و خاورمیانه.

تصویر ۲) پیش بینی نمایه AO

منبع

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.

صد و شصت سال توفان‌های استوایی

طوفان های سال ۱۸۵۱ میلادی (۱۲۳۰ خورشیدی) تاکنون
All rights reserved - John Nelson

این تصویر، نقشه‌ای هست که توسط یک کار‌شناس باحال تجسم سازی داده‌ها (Data Visualization) بنام مستر John Nelson و بر اساس داده‌های ارائه شده توسط سازمان‌های خفنی مثل سازمان ملی اقیانوسی و جوی (NOAA)، سازمان هوانوردی و فضایی (NASA) و سازمان زمین‌شناسی (USGS) ایالات متحده تهیه شده است. در این نقشه تمام توفان‌هایی که بر روی کره زمین از همین چند وقت پیش یعنی سال ۱۸۵۱ میلادی (۱۲۳۰ خورشیدی) تاکنون اتفاق افتاده، بر روی نقشه‌ای با سیستم جغرافیایی قطبی (Polar Projection) نمایش داده شده و شامل اطلاعاتی از قبیل نام، (نام خانوادگی!)، تاریخ تولد! و سرعت توفان‌های ثبت شده می‌باشد. این نقشه لامصــّـب وقتی من رو حسابی هیجان زده کرد که اون را با کیفیت آینه! (بسیار بالا) تماشا کردم، پس شما هم زحمت بکشید ابتدا بر روی تصویر کلیک کنید تا اون را به صورت تمام و کمال و به‌‌ همان شکلی که تولید شده مشاهده کنید.

چیزی که من رو به این نقشه خیلی علاقه‌مند کرد و حسابی مملو در محو وجود کار استاد شدم، همون سیستم قطبی هست که برای تولیدش بکار برده شده. در این تصویر، قطب جنوبگان در مرکز، آمریکا در سمت راست، استرالیا و آسیا در سمت چپ و آفریقا در پایین نقشه قرار گرفته‌اند. حالا از شوخی که بگذریم، اونطور که جناب نلسون توی وبنوشتش توضیح داده، این نقشه ویژگی‌های بارزی از ساختار و بازه‌ی ثبت توفان‌های استوایی، مثل ساختار گرباد‌ها، رو نشون میده و اینکه چطور به سرعت بنز از مناطق استوایی جدا شده و زرتی خودشون رو به دور از آب‌های گرم محل تولدشون می‌رسونن و نقل قول می‌کنه از همکارش دکتر Fraud که محدوده‌ی خالی از توفان که در قسمت‌های مرکزی تصویر مشاهده می‌شه، همانا مناطق استوایی می‌باشند که توفان‌های استوایی هیچگاه از روی آن عبور نمی‌کنند (یعنی جرأتشو ندارن!). دومین ویژگی جالبی که این نقشه داره اینه که ثابت می‌کنه که ردیابی و شناسایی توفان‌های استوایی از آن زمان که فنآوری ماهواره‌ای سر به فلک کشید و خصوصن از زمانی که ما قادر به ردیابی توفان‌های نیمکره‌ی شرقی شدیم، آغاز شده. همچنین به نظر می‌رسه که شدت توفان‌های ثبت شده، هر ساله با بهره‌مندی از اطلاعات بیشتر، سازگار‌تر شده.

یک اشتباه جالبی که نلسون کرده و خودش هم توی وبنوشتش بهش اشاره می‌کنه اینه که اومده و بچگی کرده و زمان رو به اشتباه به عنوان یکی از محورهای مختصات مکانی در نظر گرفته. بعدش که متوجه‌ی اشتباهش شده و اومده جبران کنه، دیده که‌ ای بابا... چه جالب، چه اشتباه خفنی کرده... اینکه اومده و محور x رو زمان تعریف کرده، باعث شده که تصویری تولید بشه (اینجا) که بیان کننده‌ی یک سری زمانی هست که نشون میده ما آدما از کی از خواب غفلت بیدار شدیم و رفتیم تو فکر و ذکر ثبت داده‌های مربوط به توفان‌های استوایی.

جالب هست که بدونید که این اوسـّـا نلسون قبلن هم چندتا نقشه خفن دیگه هم تهیه کرده که از جمله می‌تونم به نقشه‌ای اشاره بکنم که پراکندگی زمینلرزه‌هایی که از سال ۱۸۹۸ میلادی (۱۲۷۷ خورشیدی) تاکنون بر روی زمین اتفاق افتاده است رو نشون می‌ده. واقعن جالبه... لامصــّـب ایران جای در رو نداره... بابا دست مریزاد استاد!

زمینلرزه های سال ۱۸۹۸ میلادی (۱۲۷۷ خورشیدی) تاکنون
All rights reserved - John Nelson

زمان عید فطر ۱۳۹۱ در ایران و اختلاف بر سر اعلام آن

امسال نیز همچون سال‌های گذشته، زمان پایان ماه رمضان و عید فطر، یکی از دو عید مهم مان، در روزهای متفاوتی در کشورهای مختلف گرامی داشته می‌شود. موضوع اختلاف بر سر اعلام زمان عید فطر که در همه‌ی کشورهای اسلامی روز تعطیل ملی است، پرسش‌های بسیاری میان مردم برانگیخته و از آنجا که مشخص شدن زمان این عید به پدیده‌ی نجومی "بیرون آمدن ماه از زیر سایه زمین (محاق)" وابسته است، بسیاری این پرسش را مطرح می‌کنند، که در این روزگار که بشر قادر به سیر در کائنات می‌باشد و منجمان برجسته‌ی کشورمان توانایی محاسبه و پیش‌بینی رصد کوچکترین حرکت اجرام آسمانی و تحولات کیهانی را از سال‌ها قبل با دقت بسیار بالا دارا می‌باشند، آیا نمی‌توان با محاسبه‌ی دقیق، زمان فرارسیدن عید فطر را از پیش در تقویم‌ها مشخص ساخت و تکلیف من و شما را برای برنامه‌ریزی‌هایی که بر اساس این روز تعطیل ملی انجام می‌دهیم، معلوم کرد.

پدیداری هلال ماه شوال ۱۴۳۳، در شامگاه ۲۹ مرداد ۱۳۹۱ بر اساس معیار Yallop

(استخراج از برنامه Accurate Times)

-- برای مشاهده تصویر بزرگتر، بر روی آن کلیک کنید --

موضوع بررسی زمان عید فطر سال ۱۳۹۲ را در اینجا مطالعه کنید.

دکتر ایرج ملک‌پور از مؤسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران که بیش از ربع قرن مسئولیت رسمی محاسبه و تعیین اوقات شرعی و مناسبت‌های زمانی را در تقویم ما به عهده داشته است، می‌گوید که ایرانیان بر اساس مدارک تاریخی که به دست آمده است از چهار هزار سال پیش توانایی محاسبه دقیق زمان آغاز و پایان ماه‌ها را داشته‌اند و اکنون نیز می‌توانند بدقت زمان خروج ماه را از محاق از لحاظ نجومی محاسبه و اعلام کنند.

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.