گنجینه علم و فن

ابتکارات واختراعات ، نظرات علمی وفنی

علت قلت نزولات درمناطق کویری وامکان افزایش بارندگی در یزد بروش جدید وانحصاری
ساعت ٢:٤٠ ‎ق.ظ روز ۱۳٩٥/٧/٢٥   کلمات کلیدی: بحران آب ،خشکسالی دریزد ،تاثیرکویردربارندگی ،برقراری موازنه انرژی محیطی

علت کاهش نزولات درمناطق کویری وامکان افزایش بارندگی در استان یزداز طریق برقراری موازنه انرژی حرارتی محیطی

Precipitation increase (Weather modification) in Yazd province through equalization of environmental thermal energy

سید مهدی کمال الدینی عزآبادی1

 چکیده مقاله

کویر حاوی انواع نمک های فلزی و غیرفلزی است لذا ضریب جذب حرارتی آن  نسبت به خاک معمولی بسیار بیشتر است.با طلوع خورشید حتی درصورت ابری بودن آسمان سطح کویر متدرجا با جذب حرارت خورشید خصوصا در فصول سرد نسبت به هوای محیط گرمتر شده گرمای خود را به  هوای مجاور منتقل  وآن را به بالامی راند. بدیهی است اگرابری در حال گذر از آن منطقه باشد نیز به بالا رانده می شود.

اثر رانش حرارتی کویر که چون ابر دیوی به پشت خوابیده وهوارا ازسطح به بالا می دمد می تواند  تاثیر خود را کیلومتر ها دورتر بر ابرهای در حال گذر اعمال و باعث اوج گیری آن ها شود ویا با برهم زدن تعادل انرژی محیطی موجب طوفان های شدید شن در مناطق همجوارگردد.متاسفانه مالچ پاشیهای گسترده به برهم خوردن توازن انرژی گرمائی سطحی کمک میکند.

با اافزایش فاصله قاعده ابرتا زمین حتی اگر آن ابر ببارد به علت پائین بودن میزان رطوبت محیط قطرات باران یا برف قبل از رسیدن  به زمین  تبخیر شده در زیر آن ابر ابر دیگری را  با تراکم کمتر ایجاد که معلوم نیست کی و کجا  ببارد. باانجام عملیاتی چند در روی سطح زمین امکان خفه کردن نسبی دیوهای کویری وکاهش تاثیرات سوء مترتب بر نفس شوم آنها ورفع مانع بارش طبیعی ابرهای عبوری از یزد ودرحقیقت گرفتن حق ترانزیت از ابرهای عبوری از استان یزد میسر است.در این مقاله راه حل هایی جهت کاهش اثرات تخریبی دمش ابر دیو های کویری ارائه می شود.

واژه های کلیدی:خشکسالی،بارندگی،کمبود آب در یزد،تغییرات مصنوعی آب و هوایی،علل کاهش بارندگی،اثرات سوءکویردربارندگی،توازن انرژی حرارتی محیطی

 1 مدیرعامل شرکت فن آوری های پیشرفته سالارکویرezzabady@yahoo.com

  مقدمه

 براساس شواهد موجود اعم ازتاریخی یامعاصر وبویژه شهادت افراد مسن حی وحاضر ساکن در یزد این استان درسالهائی نه چندان دور ازنظر بارندگی وضعی عادی داشته وازجنبه پوشش گیاهی نیزبا توجه به وجود جنگلهائ قابل توجهی از گیاهان محلی چون طاق وغیچ ودرختانی ازقبیل بنه، سنجد، توت وگردو( هرچند که با جنگل های فشرده شمال قابل قیاس نبوده) وضع مناسبی داشته است 1.

نگارنده خوددرکودکی درحدود سالهای1334-1336 شاهد بارندگی های شدیدی درپائیز وزمستان ویابهار بوده به نحوی که مردم ازترس ریزش مساکن اغلب خشتی ویا آجری سنتی خویش به مساجد پناه برده برای قطع بارندگیهای شدید وممتدچندروزه دست به دعا برداشته اند .

جریان سیل ناشی از بارش های شدید هرازچندگاه در شهر ویا روستاهای یزد موجب خرابی می شد ، وسعت خرابی ها و متاسفانه تلفات انسانی بعضاً به حدی بود که عالی ترین مقامات وقت کشوری را برای دلجوئی وصدور دستورات در جهت جبران خسارات به یزد کشانیده بود .

هم چنین دردوران تحصیلات ابتدائی ومتوسطه شاهد بارش چند باره برف با ارتفاعی تقریباً 1متر بوده کلاً تا حدود 50 سال پیش به یاد ندارد درمورد کم آبی یزد خبری شنیده ویا در مورد اثرات سوء همسایگی باکویر سخنی به میان آمده باشد.

اکنون متاسفانه با توجه به خشکسالی های متوالی 17 ساله یزدکه در سال آبی گذشته منجر به کسب رکورد کم باران ترین استان شده است ،خشک شدن قنوات وچشمه ها ، افت شدید آب در چاه هاتی عمیق روستائی ، وضع رقت بارآب در روستاهای دور ونزدیک که آب شرب اهالی آنها با تانکر تامین میشود ،کوچ اجباری روستائیان واز همه بدتر وابستگی حتی آب شرب مردم استان به آب انتقالی است که بر اساس تجارب گذشته  نسبت به تداوم آن اطمینانی نیست . با در نظر گرفتن احتمال وقایع سوء در این باب مساله آب برای یزد به مرحله پیش بحران رسیده وجدا ازلزوم مدیریت صحیح منابع آب فعلی استان، نیازمند اقدامات اساسی وعملی عاجل مشترک عامه مردم ودولت مخصوصاً مسئولین محترم محلی می باشد.

*نگارنده درجلسه شرفیابی نخبگان به حضور مقام معظم رهبری حضرت آیت الله خامنه ای درمسجدحظیره   درتاریخ 1510/1386 پیرامون علت کاهش نزولات در استان یزد بطور خلاصه مطالبی بیان نمود که مورد توجه معظم له قرار گرفت ، متن سخنان  معظم له جهت استحضار به پیوست تقدیم میشود (تصویر 1).

 چرا نزولات در یزد متدرجاً کم وکمتر شده است؟

 در این مقاله ضمن ارائه دلائل علمی برچگونگی وقوع این پدیده نامطلوب برای تغییر شرایط نیز راه حل هائی مطرح می گردد .

قبل از هر چیزلازم است بدانیم ابر برای بارش به شرایطی وابسته است که از آن میان عبارتند از -دارا بودن رطوبت نسبی 100% - داشتن ارتفاع وضخامت مناسب – برخورداری ازهسته های ریز بلور یخ  به میزان کافی به منظور شروع باروری ودمای حداقل حدود 10 درجه سانتیگراد زیرصفر 2 .

عوامل مهم تاثیر گذار در امر ناباروری ابرها در حین عبور از استان یزد

عبارتند از الف : دمش کویری ب : دمش مناطق مالچ پاشی شده ج : جذب رطوبت هوا توسط نمک های کویری د: جذب رطوبت هوا توسط درختان گز

الف : دمش کویری

کویر حاوی انواع نمک های فلزی و غیرفلزی بویژه نمک های قلیائی است لذا ضریب جذب  وذخیره حرارتی آن  نسبت به خاک معمولی بسیار بیشتر است . .به عبارتی دیگربا تابش خورشید نسبت به مناطق همجوار زودتر گرم شده و با غروب خورشید نیز سریعتر سرد می شود. در(تصویر 2) میزان انرژی تابشی خورشیدبر زمین نشان داده شده است.

با طلوع خورشید سطح کویر متدرجا با جذب حرارت خورشید(اعم از اشعه مرئی یا نامرئی) خصوصا در فصول سرد نسبت به  هوای محیط گرمتر شده گرمای خود را به هوای مجاور منتقل وآن را به بالامی راند. بدیهی است اگرابری در حال گذر از آن منطقه باشد به بالا رانده می شود.

اثر رانش حرارتی می تواند تاثیر خود را کیلومتر ها دورتر بر ابرهای در حال گذر اعمال  و باعث  اوج گیری وحتی پراکندگی نسبی آن ها شود.

به علت قابلیت ذخیره انرژی حرارتی در نمک های کویری این پدیده متاسفانه حتی درشب نیزمعمولاً تداوم می یابد .

شایان ذکر آن که اگرآسمان منطقه چندروز پی درپی ابری باشد انرژی حرارتی درمنطقه تقریباً متوازن گردیده دمش کویری بر ابرها کمابیش متوقف می شود.

با اافزایش فاصله قاعده ابرتا زمین حتی اگر آن ابر ببارد به علت پائین بودن میزان رطوبت محیط قطرات باران یا برف قبل از رسیدن به زمین تبخیر شده در زیر آن ابر ابر دیگری را با تراکم کمتر ایجاد که معلوم نیست کی و کجا ببارد.

علاوه بر این قلت رطوبت درمناطق خشک باعث میشود ابردرحین عبور با اصطکاک کمتری مواجه شده با سرعت نسبتاً بیشتری منطقه را ترک وبدین ترتیب فرصت بارش احتمالی از دست برود.

درحقیقت طبیعت نیز زبان ارتباطی خودش را داردوقتی منطقه ازنظرپوشش گیاهی فقیر باشد خواه ناخواه میزان رطوبت نیز در آن پائین خواهد بودلذا ابر بروش خود آن را احساس ودرک نموده ومنطقه را بی نیاز ازبارش تشخیص میدهد که یا اصلاً نمی بارد یا خساست به خرج می دهد.

به زبان عامیانه " تا نگرید طفل کی نوشد لبن".

این مساله را ازنظر علمی می توان چنین توضیح داد که با توجه به حرکت طبیعی ابرها که از غرب به شرق است قاعده تحتانی آنها دارای بار منفی بوده زمین با بار مثبت با واسطه بخار آب موجود درهوا روی آن ها تاثیر گذاشته با برقراری کشش فیمابین ضمن کاهش ارتفاع سرعت آن راتقلیل داده ابردر اثر فشردگی ناشی از حرکت ابرهای پشت سر متراکم ترشده احتمال باروریش  افزایش می یابد .

برهم ریزی توازن انرژی در اینگونه مناطق نه تنها باعث کاهش نزولات می شود بلکه با ایجاد جریانات سطحی موجبات حرکت شن های روان را نیز  در این مناطق  فراهم میسازد.

 افزایش نزولات  با ایجاد توازن انرژی محیطی

استان یزد با چند کویر کوچک و بزرگ همجوار است و به شدت تحت تاثیرجریانات حرارتی  ناشی ازوجودآن هاست (تصویر3).

به عبارتی ساده تر می توان گفت چند غول عظیم الجثه پیرامون یزد آرمیده گاه وبیگاه هوا وطبعاً ابرهای در حال عبور را بادمش به سمت بالامی رانند.ونه تنها  فاصله آنها را با زمین افزایش می دهند بلکه با پراکندگی آنها تراکمشان را کاهش می دهند وبه علاوه بلورهای ریز یخ  موجود در ابررارا که هسته های اصلی باروری ابر هستند با افزایش قابل ملاحظه دمای ابر تقلیل می دهند.

ابرهای عبوری از  یزد چه از نوع سودانی(ورودی ازجنوب غربی) وچه ازنوع مدیترانه ای(ورودی ازشمال غربی )  با دمش کویرها مواجه شده در بهترین شرایط حداقل میزان بارش آنها دریزد کاهش مییابد. ابرهای غیرمعمول ابرسرد پرفشار سیبری از شمال شرق وارد شده ومعمولاًعلیرغم تاثیرات کویری باعث بارندگی میشوند.(تصویر4) . با توجه به تصویر ماهواره ای حرارت سطحی بدواًکویرسیاهکوه ودردرجه بعدی کویردره انجیر(بافق) بیشترین تاثیر حرارتی را روی ابرهامی گذارند ودر وهله اول شایسته است  با دمش کویر سیاه که با وسعتی درحدود800 کیلومترمربع درفاصله40 کیلومتری شهر اردکان قرار دارد مقابله وتا حد ممکن خنثی شود(تصویر5). قابل ذکر آن که سطحی از این کویر که در دمش موثر می باشد حدود  150کیلومتر مربع وسعت دارد .

همین عوامل در اوائل پائیز و اوائل بهار که هوا در حال سرد شدن  یا گرم شدن است و تاثیر  حرارتی کویر شدیدتر می شودبا ایجاد جریانات  سطحی طوفان  پدید آورده ریگ ها را در هوا  پراکنده و جابجا می کنند ومنجر به جابجائی شن های روان می شوند .

طوفانهای فصلی یزد که هر ساله  توسعه و شدت  بیشتری می یابد خود موید این تاثیرات است

جا بجائی شنهای روان که حرکت آنها  در ایام اوائل پائیز و بهارقبل از ظهربا حرکت از جنوب به شمال و بعد از  غروب افتاب با حرکت ضعیفتراز شمال به جنوب دربین  یزد واردکان  با  عبور از روی جاده اسفالته مشهود  هستند نیز گواه دیگری  بر این مدعاست .

چنانچه  عوامل پدید آورنده این عدم توازن انرژی حرارتی محیطی  به طریقی حذف یا بی اثر گردند تبعات  ناشی از آن نیز متدرجا طی چند سال بر طرف ومنطقه از نظر نزولات  وضع بهتری یافته حرکت شنها  نیز تقریبا متوقف می گردد.

قابل ذکر آن که رشد کویر های یزد خود ناشی از قلت بارندگی بوده  چنانچه  میزان بارش افزایش یابد کویر عقب نشینی نموده از وسعت آن کاسته خواهد شد.

ب : دمش ناشی از پاشش گسترده مالچ واثرات سوء زیست محیطی آن

 پاشش گسترده مالچ با رنگ تقریباً سیاه روی نپه های شن روان (ماسه بادی) به منظور تثبیت آن ها با جذب حرارت خورشید وذخیره آن در لایه شن زیرین خود همان اثر نمک های کویری را روی هوا وابرها خواهد داشت.  در حقیقت مالچ ها ممکن است به جای تثبیت شن های روان با برهم زدن توازن حرارتی منطقه هوارا به حرکت در آورده تپه های دیگری از شن را که فاقد پوشش  هستند جا به جا کند. بدیهی است که مالچ ها تحت تاثیر طوفان ها متدرجاً ساییده شده بعد از مدتی کلاً با آلودن هوای محیط اطراف ،آلودن آب های سطحی وتاثیر سوء روی درختان از طریق برگشان  وهم چنین آلودن آبهای زیر زمینی از میان خواهند رفت 3.

ج : جذب رطوبت هوا توسط نمک های کویری

نمک های کویری عمدتاً از نوع نمک های قلیائی بوده قابلیت جذب رطوبت بالائی دارند . بدین ترتیب با جذب رطوبت هوا وانتقال آن به لایه های زیرین  موجب کاهش رطوبت نسبی هوای محیط شده همانگونه که قبلاً تشریح شد احتمال بارندگی ابرها را کاهش میدهند.

در بسیاری موارد اگر لایه رویین سطح کویر ها خیس نباشد لایه های زیرین آنهاحتی در عمق کم خیس وگاه آبدار است.

د : جذب رطوبت هوا توسط درختان گز

برگهای سوزنی درختان گز با مواد قلیائی کرک مانندی پوشیده شده اند لذا رطوبت هوارا در خشکترین ایام جذب و در اختیار گیاه می گذارند. پرواضح هست که این گیاه هرچند نقش موثری در تثبیت تپه های شن روان ایفا میکند ولی اگر در سطح وسیع کاشته شده باشد همزمان با کاهش رطوبت نسبی هوا شانس بارندگی ابرها را کاهش می دهد . شایان ذکر آن که این گیاه با توجه به رنگ نه چندان سبز ونا چسب برگها که خود ناشی از جذب رطوبت توسط کرگهای قلیاییست از نظر روحی روانی  مریضی  وخمودگی را درانسان تداعی نموده اثر سوء روانی دارد .

مقابله با دمش کویری

برای خفه کردن ابر دیوهای کویری پیشنهاد  میشود سطح موثر حرارتی کویر ها با لایه ای از سنگ وخاک به ضخامت حدود 10 سانتیمتر پوشانیده شود. بدواً برای پوشاندن سطح موثر کویر سیاه کوه که حدود150 کیلومتر مربع وسعت دارد تقریباً به 15 میلیون متر مکعب خاک وسنگ ترجیحاً از نوع پوشش مناطق هم جوار کویر نیاز می باشد . البته این کاری است بزرگ وآشکار است که حل مشکلات بزرگ اقدامات بزرک را می طلبد.

کاشت گیاه جوجوبا درمناطق کویری با استفاده از ماده معدنی ورمیکولیت جهت کاهش اثرات سوء کویرها ازطریق سایه اندازی و افزایش رطوبت هوای مناطق کویری

جوجوبا گیاهی است درختچه مانند بومی مکزیک که نسبت به شوری مقاوم بوده دارای روغنی بسیار مفید با کاربردهای گسترده در دارو سازی وصنعت می باشد. این روغن مشابه روغن حاصل از کبد نهنگ عنبر است که شکار آن در سطح بین المللی ممنوع است ، لذا  ضمن داشتن بازاردر سطح بین المللی  از نظر مادی نیزارزشمند است .

پیشنهاد میشود این ماده در گلدان هایی متخلخل حاوی ماده معدنی ورمیکولیت برای استفاده از آب های کویری بدواً به صورت آزمایشی در سطح نیم هکتار کاشته شده در صورت رضایتبخش بودن نتایج در سطح وسیع کشت شود. شایان ذکر آن که در  صورت امکان شایسته است از نوع تراریخته آن که در مقابل شوری مقاومت بالایی داشته محصول مرغوب تری دارد استفاده گردد.

ورمیکولیت ماده معدنی ارزشمندی است که در صنعت ، ساختمان وکشاورزی ( بویژه برای افزایش محصول وکاهش مصرف آب )کاربرد های ارزشمند دارد ومتاسفانه در ایران چندان شناخته شده نیست . نوع مرغوب این ماده در چند منطقه از کشور موجود ودر دسترس است 4.

ایجاد شبکه های مولد میدان الکتریکی جهت یونیزاسیون هوادر مناطق کویری یا غیرکویری به منظورجذب وباورسازی ابرها

 این روش نسبتاً جدید بوده هم اکنون بی سروصدا در مناطقی از جهان بطور مثال( کالیفرنیا 5 – مکزیکوسیتی 6 )جهت افزایش بارندگی در حال استفاده می باشد .

 

تصویر1

 بیانات مقام معظم رهبری در جمع نخبگان یزدی در تاریخ 15/10/86 در مسجد روضه محمدیه حظیره در رابطه با توضیحات اینجانب پیرامون موضوع مقاله(صفحه 87 از مجموعه سخنرانی های مقام رهبری در جریان مسافرت به یزد در دیماه 86 تحت عنوان سخن یار جلد 20)


تصویر2

میزان تابش خورشیدی بر زمین

  

تصویر3

کویرهای چندگانه استان یزد

 

تصویر4

مسیرابرها

  

 

تصویر5

حرارت سطح زمین مناطق استان یزد در روز 19ام اردیبهشت ماه 1394

که با استفاده از تصویرماهواره ای حاصل از سنجشگر مادیس  تهیه شده و صرفاً جنبه قیاسی دارد

دراین تصویر درجه حرارت کویرسیاه کوه با محیط اطرافش حدود 15 درجه سانتیگرادتفاوت دارد

 منابع

 1-http://yazdhistory.persianblog.ir/post/33/دکترعلیرضا آیت اللهی

2-B.J. Mason Director General , Metrological Office, Bracknell , England

Clouds , Rain and Rainmaking  Second Edition

Cambridge University Press

3-http://ekhteraat.persianblog.ir/post/21/ اثرات سوء پاشش مالچ نفتی برمحیط زیست

4-http://ekhteraat.persianblog.ir/post/16  معرفی ماده معدنی ورمیکولیت

5-http://bmn.ir/uploads/SARAMAD_24_FINAL_small_53689.pdf   Pg. 124

6-http://spectrum.ieee.org/energy/environment/electric-rainmaking-technology-gets-mexicos-blessing