موج گرما، اشعه فرابنفش و گنبد گرما در ایران

عباس مفیدی -
اقلیم‌شناس، دانشگاه فردوسی مشهد

این روزها، گرمای شدید و فراگیر در سراسر کشور، همراه با چالش هایی چون قطعی مکرر برق و مشکلات مربوط به کاهش بارش ها و پیامدهای خشک سالی، شرایط پیچیده ای را در مناطق مختلف ایران به وجود آورده است. این وضعیت، پرسش های فراوانی را در ذهن مردم ایجاد کرده است که متأسفانه بسیاری از آن ها هنوز پاسخ روشن و قانع کننده ای نیافته اند. در یادداشت پیش رو سعی کرده ایم به برخی پرسش های کلیدی، پاسخی کوتاه و علمی بدهیم.  
1- چرا دمای هوای ایران در تابستان، با آنکه خورشید هرگز به صورت کاملا عمود بر آن نمی تابد، حتی از بسیاری از کشورهایی که تابش عمود خورشید را تجربه می کنند، بیشتر است؟ در پاسخی کوتاه باید گفت که الزاما قرارگیری در محدوده تابش عمودی خورشید، تضمینی برای وقوع بیشترین دماها در سیاره زمین نیست؛ چنان که بررسی ها و تحقیقات انجام شده در دانشگاه فردوسی مشهد، نشان می دهد ایران با وجود آنکه در هیچ زمانی از سال، تابش عمودی خورشید را تجربه نمی کند، به دلیل شرایط حاکم بر سامانه های گردش جو در مقیاس بزرگ و منطقه ای، امکان ثبت بیشتر دماهای سطحی کره زمین را در طول دوره گرم سال داراست. بررسی داده های دمای سطح زمین که از ماهواره ها برای یک دوره طولانی اخذ شده است، این موضوع را تأیید می کند؛ نه تنها هر ساله بیابان لوت در محدوده ریگ یلان و مناطقی از چاله جازموریان گرم ترین نقاط جهان محسوب می شوند، بلکه با مبنا قرار دادن وسعت پهنه های بسیار داغ(با آستانه دمای سطحی ۵۰ و ۶۰درجه سلسیوس)، ایران گرم ترین کشور سیاره زمین است. پاسخ به این پرسش که چرا ایران گرم ترین کشور کره زمین است، به یک پدیده کلیدی بازمی گردد: در تابستان، برخلاف آنچه در آموزش های عمومی مطرح شده است، ایران و خاورمیانه به محدوده همگرایی هوای گرم و پرانرژی تبدیل می شوند که منشأ آن، موسمی تابستانه جنوب و جنوب شرق آسیاست. به طور خلاصه، این هوای گرم و پرانرژی از ابتدای تابستان در یک حرکت غرب سو در ترازهای بالاتر جو(سطوح ارتفاعی ۹ تا ۱۵کیلومتر) بر روی منطقه خاورمیانه، به ویژه ایران، همگرا می شود و یک سامانه بسیار بزرگ موسوم به «سامانه پرفشار جنب حاره» را ایجاد می کند. این سامانه به دلیل تداوم جریان گرم موسمی تا پایان تابستان روی منطقه، استقرار می یابد و سبب فرونشینی مداوم هوا می شود. نتیجه مستقیم این فرایند، علاوه بر پایداری شدید در ستون جو، نزول مداوم هوای گرم به سطوح پایین تر، کاهش شدید ابرناکی، خشکی هوا و درنهایت، افزایش بی رویه دمای هوا در ایران خواهد بود. قابل ذکر است که نزول هوا فارغ از گرم بودن آن، خود باعث افزایش دمای هوا در ترازهای پایین تر جو می شود، بنابراین استقرار این سامانه پرفشار در سطوح بالا، همراه با تابش شدید در یک محیط بدون ابر و فرونشینی مداوم هوا، سبب می شود دمای هوا در ایران به شکل دینامیکی از هرجای دیگری بر روی کره زمین گرم تر باشد. 

2- چرا در تابستان جاری، دماهای بالا و دوره های گرم، شدت و تداوم بیشتری دارد؟ پاسخ این پرسش، در وابستگی شرایط جوی ایران به وضعیت «موسمی تابستانه جنوب و جنوب شرق آسیا» نهفته است. یافته ها نشان می دهد که هرگاه موسمی جنوب آسیا قوی تر باشد، ما نیز در ایران و خاورمیانه شاهد شکل گیری سامانه های پرفشار جنب حاره قوی تر، نزول شدیدتر هوا و درنتیجه، دوره های گرم تر با امواج گرمایی گسترده تر و شدیدتر خواهیم بود. بر همین اساس، علت اصلی شرایط حاضر این است که در تابستان جاری، موسمی جنوب آسیا زودتر از موعد آغاز شده است و با شدتی بیشتر از حد نرمال خود فعال است. این پدیده مستقیم به تقویت سامانه پرفشار بر روی ایران و وقوع گرماهای شدید و پایدار کنونی منجر شده است.  
3- گنبدگرمایی چیست و چه ارتباطی با امواج گرمایی دارد؟ این روزها در زمان وقوع امواج گرمایی در مناطق مختلف جهان، از پدیده ای موسوم به «گنبدگرمایی» سخن گفته می شود. برای توضیح این پدیده، باید به «نقشه های هوا» که در تحلیل های هواشناسی و اقلیمی استفاده می شوند، اشاره کرد. این نقشه ها که برای ترازهای مختلف جو تهیه می شوند، ابزار بسیار باارزشی برای تحلیل وضعیت جو و آشکارسازی سامانه های پرفشار و کم فشار به شمار می آیند. در زمان وقوع یک موج گرما، منطقه درگیر عموما تحت تسلط یک سامانه پرفشار قرار می گیرد. در آن دسته از نقشه های هوا که برای ترازهای بالاتر از سطح دریا تهیه می شوند، مراکز پرفشار با توجه به خطوط ارتفاعی که برای شناسایی آن ها ترسیم می شود، همواره به صورت یک «پُشته» یا به تعبیری عامه پسندتر، به شکل یک «گنبد» ظاهر می شوند. درواقع، گنبدهای گرمایی در نقشه های هوا، محل استقرار مراکز پرفشار را نشان می دهند که به واسطه افزایش ارتفاع و شکل گیری، حالتی گنبدمانند در خطوط ارتفاعی پدید می آیند. به این ترتیب، استقرار یک پشته در یک منطقه، بیانگر افزایش فشار در ستون جو و نزول و فرونشست هوا در آن است که همین فرایند، سبب افزایش دما و پیدایش موج گرما می شود. نکته درخورتوجه این است که ایران و بخش اعظم خاورمیانه در روزهای گرم تابستان به طور نسبتا ثابت، حضور و استقرار یک پشته(پرفشار جنب حاره) یا همان گنبدگرم(Heat Dome) را تجربه می کنند و همین امر باعث زیاد بودن متوسط دمای این مناطق در تابستان است. اما زمانی که همین پشته به علل مختلف تقویت شود و بر مقادیر ارتفاع آن به طور محسوس افزوده شود، نتیجه مستقیم آن، تشدید فرونشست هوا، تقویت گنبدگرمایی و به دنبال آن، شکل گیری موج گرما در ایران خواهد بود.  
4- چرا شاخص UV در کشور ما بالاست؟ و دیگر اینکه آیا بالا بودن شاخصUV در کشور، نتیجه تغییرات محیطی و جوی در سال های اخیر است؟ شاخص فرابنفش(UV Index) مقیاسی برای سنجش شدت آن بخش از اشعه فرابنفش خورشید است که پس از عبور از جو به سطح زمین می رسد؛ یعنی طیف های UVA و UVB. دلیل اصلی بالا بودن این شاخص در ایران، موقعیت جغرافیایی کشور در عرض های پایین است. در این مناطق، به دلیل تابش عمودی یا نزدیک به عمود خورشید، پرتوهای آن کوتاه ترین مسیر ممکن را برای رسیدن به سطح زمین طی می کنند. این مسیر کوتاه موجب می شود عواملی چون رطوبت، ابرها و ذرات معلق جوی، امکان کمتری برای جذب اشعهUV داشته باشند و درنتیجه، شدت آن در سطح زمین بیشتر باشد. بالا بودن شاخصUV پدیده ای جدید یا ناشی از تغییرات جوی سال های اخیر نیست و مقدار آن از گذشته تاکنون، تغییر چشمگیری نکرده است. شدت این شاخص همواره به زاویه تابش خورشید، میزان ابرناکی، ارتفاع از سطح دریا و مقدار ذرات معلق وابسته بوده است؛ به همین دلیل، در تمام مناطق ایران طی روزهای گرم و بدون ابر تابستان، به ویژه در ساعات میانی روز(بین ۱۱ تا ۱۶)، شدت UV بالاست. این وضعیت در مناطق کوهستانی مرتفع و نواحی خشک داخلی که رطوبت کم و هوای صاف تری دارند، تشدید می شود و شاخصUV می تواند از عدد۱۱ نیز فراتر رود که میزانی بسیار آسیب زا محسوب می شود.

منابع:
- مفیدی و زرین، 1391: پژوهش های اقلیمی، 11، 40-15.  
- میردریکوندی، 1393: پایان نامه کارشناسی ارشد اقلیم شناسی، گروه جغرافیای دانشگاه فردوسی مشهد.  
-Mofidi & Zarrin, 2022: Geophysical Research Letters, 49(18): e2022GL100151.