Journal of Watershed Management Research

fa تحلیل همدیدی سنگین ترین بارش های رخ داده از سامانه های تأثیرگذار در حوزه بابلرود Synoptic analysis of the heaviest rains that occurred from the influential systems in the Babolroud basin هواشناسی هواشناسی پژوهشي Research مقدمه و هدف: هدف از این پژوهش، بررسی علت‌های همدیدی، دینامیکی بارش‌های سنگین در حوزه رودخانه بابلرود در استان مازندران است. این امر مستلزم شناخت اقلیم منطقه و فراوانی سیلاب‌های این حوزه است. بارش متغیری است که مقدار، شدت و نوع آن، در ابعاد زمانی و مکانی تغییر می‌کند. وقوع بارش‌های سنگین نمودی از این تغییرات است که عاملی مخاطره‌آمیز در بروز حوادث طبیعی مثل سیل می‌باشد. سیلاب یکی از مهمترین مخاطرات در سطح جهان است که سبب خسارات زیادی به بخش کشاورزی، شیلات، مساکن و زیرساخت‌ها می‌گردد و به‌شدت روی فعالیت‌های اقتصادی و اجتماعی تأثیر می‌گذارد. به‌طوریکه سیلاب حدود 41 درصد از آمار مرگ‌ومیرهای ناشی از بلایای طبیعی را در بر می‌گیرد و فقط در آخرین دهه قرن بیستم، مرگ حدود 100 هزار نفر را رقم زد و زندگی حدود 1.4 میلیارد نفر را تحت تأثیر قرار داد. با افزایش شدت و فراوانی رخدادهای سیل، نگرانی‌های جهانی در خصوص افزایش مرگ‌ومیر و ضررهای اقتصادی ناشی از آن افزایش یافته است. علاوه بر عوامل محیطی اولین عامل در ایجاد سیل، شدت بارش است و بزرگترین سیل‌ها مربوط به بارش‌های شدید همراه با حداکثر پیک لحظه‌ای می‌باشد که در یک مقطع زمانی معین اتفاق می‌افتد. شناخت رژیم و الگوی اقلیمی این بارش‌ها کمک زیادی به شناسایی و پیش بینی این سیل‌ها خواهد کرد. مواد و روش&lrm;ها: برای بررسی علت همدیدی بارش های سنگین حوزه رودخانه بابلرود ایستگاه‌های بابلسر، قران تالار و آلاشت مورد مطالعه قرار گرفتند. بارش بیش از صدک 90 در حداقل 1 ایستگاه و رخداد بارش در ایستگاه‌های دیگر، شروط اصلی روزهای منتخب هستند. پس از مشخص شدن روزهای منتخب، میانگین و آنومالی ارتفاع تراز 500 میلی‌بار و فشار سطح زمین و شاخص اُمگا برای ترازهای 850 و 500 میلی‌بار از وبسایت (NCEP/NCAR) دریافت شد. پارامترهای واگرایی، رطوبت نسبی، دما، باد مداری و نصف‌النهاری، تاوایی نسبی، سرعت عمودی و ارتفاع ژئوپتانسیل برای ترازهای 1000 تا 500 میلی‌بار در 20 روز منتخب از مدل تجزیه و تحلیل مجدد ERA5 دریافت و سپس با استفاده از نرم افزار GIS داده‌های عددی برای مختصات 3 ایستگاه استخراج شد. یافته&lrm;ها: با استفاده از ضریب همبستگی پیرسون بیشترین بارش رخ داده در یک سال مشخص شد که رابطه معنا داری بین این 3 ایستگاه را نشان نمی‌دهد و تا حدی این رابطه بین پایین دست و بالادست حوزه این رودخانه معکوس می‌باشد. بررسی ها نشان می‌دهد که رخداد بارندگی سنگین به شکل همزمان در تمام حوزه بابلرود به ندرت رخ می‌دهد و سنگین ترین بارش های فراگیر حوزه بابلرود از الگوی همدیدی به خصوصی تبعیت می‌کند؛ لذا، آشکارسازی این الگو و شرایط رخ‌داد بارندگی سنگین به شکل همزمان در این حوزه، اهمیت این پژوهش را افزایش می‌دهد. روزهای منتخب به عنوان صدک 90 ایستگاه بابلسر، 10 روز، ایستگاه قران تالار 7 روز، ایستگاه آلاشت 1 روز است که در این بین 2 روز به عنوان روزهای مشترک ایستگاه‌های بابلسر و قران تالار می‌باشد. پس از آنالیز داده‌ها، 2 سامانه مورخ 26 تا 31 تیر 1394 و 26 اسفند 1397 تا 3 فروردین 1398 تحت عنوان سامانه‌های مربوط به سنگین ترین بارش‌های رخ داده به شکل همزمان در کل حوزه بابلرود انتخاب شدند و هر 2 شروط مذکور را دارا بودند. در سامانه 26 تا 31 تیر 1394 بیشترین بارش این سامانه بین این 3 ایستگاه از ایستگاه بابلسر به میزان 107.2 میلی‌متر و کمترین آن مربوط به ایستگاه قران تالار به میزان 68 میلی‌متر بود. بطور میانگین یک ناوه‌ای از عرض‌های شمالی به شکل نصف النهاری و مستقیم به منطقه نفوذ کرده و امواج آن در مجاورت با پرارتفاع یا سامانه بندالی قرار دارد و همچنین در سطح زمین نفوذ زبانه‌های پرفشار از غرب دیده شد. در سامانه 26 اسفند 1397 تا 3 فروردین 1398 بیشترین بارش از ایستگاه قران تالار به میزان 120 میلی‌متر و کمترین از ایستگاه بابلسر به میزان 97.5 میلی‌متر بوده است که این پدیده حاصل نفوذ ناوه‌ای عمیق از عرض‌های شمالی به منطقه بوده و مراکز کم ارتفاع آن به تناوب از سطح منطقه عبور می‌کردند و در سطح زمین از غرب زبانه‌های پرفشار و در مرکز، کم‌فشاری در شرق ترکمنستان قرار داشت. نتیجه&lrm;گیری: با پیدا کردن ویژگی مشترک مشاهده شد که برای رخداد بارندگی سنگین در کل حوزه بابلرود، با توجه به اقلیم هر منطقه باید شروطی چون، نفوذ مستقیم ناوه به سواحل مرکزیِ جنوب دریای کاسپین، نفوذ زبانه‌های پرفشار مهاجر از غرب و شمال و غرب به منطقه، حاکم شدن جریانات شمالی-شمال غربی به شکل همگرا در کل حوزه بابلرود، صعودی بودن هوا در تمام لایه‌ها، استقرار تاوایی مثبت در تراز 500 میلی بار و منفی در لایه‌های زیرین و حاکمیت وزش باد نسبتا شدید در دریا جهت شارش رطوبت و بیشترین رطوبت نسبی در لایه‌های تحتانی برقرار باشد. بررسی ها نشان داد که حین نفوذ زبانه های پرفشار از غرب و شمال غرب، در سطح زمین و ترازهای تحتانی، هرچه جریانات آنتی سیکلونی بر جریانات سیکلونی غلبه داشته باشد ، اوج ریزش‌ها از سواحل به سمت دامنه‌ها تا ارتفاعات میان‌دست کشیده می‌شود. بالعکس حین اوج ریزش‌ها در ساحل، جریانات آنتی‌سیکلونی تضعیف می‌شود و در تراز 500 میلی‌بار واگرایی و صعود هوا با تقویت همراه است. زمانی که اوج ریزش‌ها از ارتفاعات و دامنه‌ها به سمت ساحل منتقل می‌شود، مرکز کم‌ارتفاع قوی‌تر و عمق نفوذ ناوه به عرض‌های پایین‌تر، کمتر می‌شود. Introduction and Objective: The purpose of this research is to investigate the synergistic and dynamic causes of heavy rainfall in the Babolroud river basin in Mazandaran province.  To achieve the outcomes, the knowledge of the climate of the region and the frequency of floods in this area is essential. The other effective variable is precipitation which its type, amount and intensity is different and it would be changed by changing the place and the time. The occurrence of heavy Precipitation is a manifestation of these changes, which is a dangerous factor in the occurrence of natural disasters such as floods. Floods are one of the most important risks in the world, which cause a lot of damage to agriculture, fisheries, houses and infrastructures and severely affect economic and social activities. So, the floods include about 41% of the deaths caused by natural disasters and only in the last decade of the 20th century, the death of about 100 thousand people and the lives of about 1.4 billion people were affected. With the increase in the intensity and frequency of flood events, global concerns about the increase in deaths and the resulting economic losses have increased. In addition to environmental factors, the first factor in causing floods is the intensity of Precipitation, and the biggest floods are related to heavy Precipitations with the maximum momentary peak that occurs at a certain point in time. Knowing the regime and pattern of these rains will help a lot in identifying and predicting these floods. Materials and methods: Babolsar, Quran Talar and Alasht stations were studied in order to investigate the cause of heavy rains in Babolroud river basin. Precipitation over the 90th percentile in at least 1 station and the occurrence of precipitation in other stations are the main conditions for the selected days. After determining the selected days, the average and anomaly of the height of 500 mb level and the sea level pressure and the omega index for the levels of 850 and 500 mb were obtained from the website (NCEP/NCAR). Divergence, relative humidity, temperature, zonal and meridional wind, relative humidity, vertical velocity and geopotential height parameters for levels 1000 to 500 mb in 20 days selected from ERA5 reanalysis model and then using GIS software numerical data for the coordinates of 3 stations were extracted. Results: The obtained results of the Pearson's correlation coefficient indicated no significant relation between the selected three stations. Moreover, the out-puts indicated that there is a divers relation between the highest and lowest zone of the river basin. Investigations show that the event of heavy rainfall occurs simultaneously in the entire Babolrud basin, and the heaviest widespread rainfalls in the Babolrud basin follow the synoptic to private pattern; Therefore, revealing this pattern and the conditions of simultaneous occurrence of heavy rainfall in this area increases the importance of this research. The selected days as the 90th percentile of Babolsar station are 10 days, Quran Talar station: 7 days, Alasht station: 1 day, among which 2 days are common days of Babolsar and Qur'an Talar stations. After analyzing the data, 2 systems date 17th-22th July 2015 and 17th-23th March 2019 were selected under the title of the systems related to the heaviest rainfall occurred simultaneously in the entire Babolrud area, and both was the same in the selected legal conditions. In the system from 17th-22th July 2015, the highest rainfall of this system among these 3 stations was from Babolsar station at the rate of 107.2 mm and the lowest was at Quran Talar station at the rate of 68 mm. On average, a trough from northern latitudes penetrates the region in a meridian and direct manner, and its waves are located in the vicinity of the high-altitude or Bandali system, and also high-pressure tongues penetrated from the west on the surface of the earth. In the system of 17th-23th March 2019, the highest rainfall was 120 mm from Quran Talar station and the lowest was 97.5 mm from Babolsar station. They crossed the surface of the region, and on the surface of the earth, there were high-pressure tongues in the west, and in the center, low pressure in the east of Turkmenistan. Conclusion: By finding a common feature, it was observed that for the occurrence of heavy rainfall in the entire Babolroud basin, according to the climate of each region, conditions such as the direct penetration of the trough to the central coast of the southern Caspian Sea, the penetration of high-pressure tongues from the west and north and west into the region must prevail. The convergence of north-northwest currents in the entire Babulrud area, the rising air in all layers, the vorticity of positive at the level of 500 mb and negative in the lower layers, and the dominance of relatively strong winds in the sea for the flow of moisture and the highest relative humidity in the lower layers are intact. The studies showed that during the penetration of high-pressure tongues from the west and northwest, on the surface of the earth and lower levels, as long as the anticyclonic currents prevail over the cyclonic currents, the peak of rainfall extends from the coasts to the slopes to the middle elevations. On the contrary, during the peak of rainfall on the coast, the anticyclonic currents are weakened and at the level of 500 mb, the divergence and ascent of the air is accompanied by strengthening. When the peak of rainfall moves from the highlands and slopes towards the coast, the low-altitude center becomes stronger and the depth of trough penetration to lower latitudes becomes less.   حوزه بابلرود, اقلیم, بابلسر, قران تالار, آلاشت Basin of babolroud, Climate, Babolsar, Quran Talar, Alasht 0 0 http://jwmr.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1979-1&slc_lang=fa&sid=1 hematolah roradeh همت اله رورده h.roradeh@umz.ac.ir 100319475328460016145 100319475328460016145 Yes university of MAZANDARAN دانشگاه مازندران iman falahatpisheh ایمان فلاحت پیشه imanfp76@gmail.com 100319475328460016146 100319475328460016146 No university of MAZANDARAN دانشگاه مازندران