خبر بد پدر علم هواشناسی به ایران

به گزارش مجله خبری نگار،حسین اردکانی، پدر علم هواشناسی ایران با تحلیل وضعیت بارش‌ها و تغییرات اقلیمی کشور، خشکی تالاب‌ها و کاهش بارندگی پاییز را عامل تشدید بحران آب دانست و تأکید کرد که تنها مدیریت علمی و حفاظت از منابع آبی می‌تواند ایران را از کم‌آبی نجات دهد و یادآور شد که مدل‌های اجرا شده در یکی از دانشگاه‌های آمریکا نشان می‌دهد که از دهم آذر به بعد، میزان بارندگی به سمت حد نرمال حرکت خواهد کرد و تا پایان بهار ممکن است به نرمال نزدیک شویم، اما با توجه به خشکی شدید پاییز، انتظار بارش بالاتر از حد نرمال واقعی نیست.

ایران کشوری است که آسمان و زمینش روایتگر قصه‌ای دیرپا از بارش‌های کم و خشکی‌های گسترده است؛ رود‌ها و تالاب‌ها آرام و بی‌صدا در انتظار روز‌هایی هستند که باران دوباره به زندگی بازگردد و زمین خشکیده را زنده کند. در این میان، صدای یک استاد پیشکسوت و عاشق هواشناسی، دکتر حسین اردکانی، همچون فانوسی روشن می‌درخشد؛ کسی که سال‌ها با نگاه دقیق علمی و قلبی سرشار از تجربه، جریان‌های جوّی و چرخه‌های آب و هوا را دنبال کرده و اکنون هشدار می‌دهد که بحران آب ایران دیگر قابل چشم‌پوشی نیست.

گفت‌و‌گو با او، شنیدن داستان بارش‌های فراموش‌شده، تالاب‌های خشکیده و چشم‌انداز نگران‌کننده آینده آب در کشور است، اما در عین حال دریچه‌ای به راه‌حل‌های علمی و امید برای احیای زمین و بازگرداندن باران به سرزمین‌های خشکیده ایران.

اردکانی با اشاره به پیچیدگی‌های دینامیکی و فیزیکی اقلیم ایران به ما گفت که ایران کشوری با شرایط خاص جوی و بارش‌های محدود است و هر میزان بارشی که داریم باید به‌طور دقیق و مدیریت‌شده مصرف شود. اگر این منابع به درستی مدیریت نشوند، بحران آب تشدید خواهد شد. وی یادآور می‌شود که «حتی یک لیوان آب در ایران ارزشمند است».

وی توضیح داد که مدلی که در یکی از دانشگاه‌های بزرگ آمریکا اجرا شده نشان می‌دهد که از دهم آذر به بعد، میزان بارندگی به سمت حد نرمال حرکت خواهد کرد و تا پایان بهار ممکن است به نرمال نزدیک شویم، اما با توجه به خشکی شدید پاییز، انتظار بارش بالاتر از حد نرمال واقعی نیست.

این استاد پیشکسوت هواشناسی درباره ارتباط خشکسالی با وضعیت تالاب‌ها و منابع آب با ما سخن گفت و تاکید کرد که خشک شدن تالاب‌ها و کاهش رطوبت سطحی تأثیر مستقیم بر تشکیل ابر و بارش دارد. تالاب‌ها با تأمین بخار آب، هم بر مقدار و هم بر نوع بارش اثر می‌گذارند. اگر تالاب‌ها خشک یا نیمه‌خشک باشند، این توانایی کاهش می‌یابد.

اردکانی به تجربه خود در زمینه احیای تالاب‌ها اشاره کرد و از ارائه طرح احیای دریاچه ارومیه خبر داد و با ابراز تاسف گفت که به دلیل‌عدم حمایت اجرا نشد و اکنون این تالاب به منبعی گرمایی و بادی تبدیل شده و در حال مرگ است، اما امیدوار است که اگر دولت مصمم باشد، هنوز می‌توان وضعیت این دریاچه را بهبود داد.

متن زیر بخش اول مصاحبه با پدر علم هواشناسی ایران است:

تغییر اقلیم مقصرتر است یا سوءمدیریت

حسین اردکانی، پدر علم هواشناسی ایران، وضعیت کنونی بارش در کشور را «خیلی اسف‌انگیز» توصیف کرد و افزود: سد‌های ایران اکثرشان خالی شده و این برای من بسیار نگران‌کننده است.

وی با اشاره به تجربه و تحصیلات خود در زمینه هواشناسی، تاکید کرد که قصد دارد روشن کند آیا کاهش بارندگی‌های اخیر ناشی از تغییر اقلیم است یا عوامل دیگری در آن دخیل است و اظهار کرد: تغییر اقلیم به یک کلید برای توضیح هر پدیده ناگهانی تبدیل شده است. مثلاً وقتی هجوم هوای سردی در زمستان رخ می‌دهد، عده‌ای می‌گویند این ناشی از تغییر اقلیم است و این در حالی است که برخی استادان دانشگاه‌های آمریکا حتی تعریف متفاوتی از تغییر اقلیم ارائه داده‌اند.

اردکانی با بیان اینکه تغییر واقعی اقلیم زمانی رخ می‌دهد که تغییرات گسترده‌ای در نیمکره شمالی یا جنوبی ایجاد شود، گفت: اگر تغییر اقلیم واقعاً عامل اصلی بود، باید مناطقی مانند کالیفرنیا یا آریزونا که از نظر شرایط فیزیکی شبیه ایران هستند نیز با کم‌آبی محسوس مواجه می‌شدند، اما مشاهده می‌کنیم که پاییز در این مناطق به موقع آغاز می‌شود، ولی در ایران طی چند سال اخیر، بارش‌ها در مهرماه تقریبا قطع شده و حتی در آبان نیز بسیار دیر آغاز شده است.

این محقق هواشناسی با تاکید بر اینکه امسال نیز تا اوایل آذر هیچ بارشی نداریم و شاید بارندگی‌ها از دهه اول آذر شروع شود، اضافه کرد: بنابراین، عوامل دیگری به غیر از تغییر اقلیم در این کم‌آبی مؤثر هستند. کم‌آبی اخیر در ایران تنها ناشی از تغییر اقلیم نیست، بلکه عوامل محلی و پارامتر‌هایی مانند «شار گرمایی» تابستانی تأثیر قابل‌توجهی بر وضعیت بارش دارند و سازمان هواشناسی باید آنها را بررسی کند.

اردکانی اضافه کرد: تغییر اقلیم تنها یکی از عوامل اثرگذار است و نمی‌تواند به تنهایی وضعیت بحرانی بارش‌ها را توجیه کند، چرا که اگر تغییر اقلیم عامل اصلی بود، باید تغییرات مشابهی در مناطق دیگر نیز دیده می‌شد، اما در ایران و خاورمیانه شرایط متفاوت و حاد شده است. برای درک دقیق این وضعیت، باید عوامل و پارامتر‌های محلی دیگری نیز مورد بررسی قرار گیرند و مسئولیت این تحقیقات بر عهده سازمان هواشناسی کشور است.

پدر علم هواشناسی ایران خاطر نشان کرد: یکی از پارامتر‌هایی که شخصاً روی آن تحقیق کرده‌ام و معتقدم تأثیر قابل توجهی داشته، یک عامل فیزیکی به نام «شار گرمایی» یا Heat Flux است که در طول تابستان در مناطق مختلف ایجاد می‌شود و یا به آن تزریق شده است و می‌تواند نقش مهمی در تغییر الگوی بارش داشته باشد. بررسی دقیق این عوامل محلی، همراه با تحلیل تغییرات اقلیمی جهانی، می‌تواند به درک بهتر وضعیت کم‌آبی و مدیریت منابع آب در کشور کمک کند.

به گفته وی، تمرکز صرف بر تغییر اقلیم بدون در نظر گرفتن شرایط و پارامتر‌های منطقه‌ای، تصویری ناقص از بحران کم‌آبی ارائه می‌دهد.

شکل‌گیری کمربند کم‌فشار از ایران تا شمال آفریقا

پدر علم هواشناسی ایران با اشاره به نقش اساسی پدیده «شار گرمایی» (Heat Flux) در شکل‌گیری کم‌فشاری‌های تابستانی، تأکید کرد که این عامل فیزیکی در تغییر الگو‌های جوی و بارشی منطقه خاورمیانه، ایران و شمال آفریقا تأثیر تعیین‌کننده دارد و باید توسط سازمان هواشناسی کشور به‌طور دقیق مورد مطالعه قرار گیرد.

وی در این باره وضیح داد: شار گرمایی یا Heat Flux یکی از پارامتر‌های مهم فیزیکی است که نقش قابل توجهی در الگوی گردش کلی جو دارد. این پدیده مقدار گرمایی را نشان می‌دهد که در واحد زمان، سطح یا حجم از جو عبور می‌کند و برای محاسبه آن باید معادلات پیچیده فیزیکی در کل اتمسفر اجرا شود. این مطالعات باید توسط سازمان هواشناسی کشور انجام گیرد.

اردکانی با اشاره به تحقیقات بین‌المللی در این زمینه گفت: پروفسور فلون، دانشمند آلمانی، حدود ۶۰ تا ۷۰ مقاله درباره شار گرمایی منتشر کرده است. بررسی این پژوهش‌ها نشان می‌دهد که در مناطق کوهستانی مانند تبت، هیمالیا، هندوکش و رشته‌کوه البرز، تمرکز شار گرمایی تأثیر مستقیمی بر گردش عمومی جو دارد.

وی افزود: نتایج این مطالعات نشان می‌دهد که در صورت افزایش شار گرمایی، کمربندی از فشار کم در سطح زمین از ایران و عربستان تا شمال آفریقا شکل می‌گیرد و به سمت هند و پاکستان امتداد پیدا می‌کند. در مناطق جنوبی آسیا، به دلیل بارش‌های مانسونی، این اثر تا حدی تعدیل می‌شود، اما در ایران این فشار کم به‌طور مستقیم از گرمای تابستانی ناشی می‌شود.

پدر علم هواشناسی ایران ادامه داد: در لایه‌های بالایی جو، حدود سه‌هزار متری تا ده‌هزار پایی، گردش هوا جهت خود را تغییر داده و از حالت مخالف عقربه‌های ساعت به موافق آن تبدیل می‌شود. این تغییر، بر اساس معادلات فیزیکی، موجب تقویت گردش کلی جو تا ارتفاع حدود ۱۸ کیلومتری می‌شود و تأثیرات قابل‌توجهی بر سامانه‌های جوی منطقه دارد.

به گفته وی، شدت یا ضعف این شار گرمایی تعیین می‌کند که جریان‌های جوی تا چه اندازه نیرومند باشند و کدام مناطق بیشتر تحت تأثیر قرار گیرند. کل منطقه خاورمیانه، هند، پاکستان، مصر و شمال آفریقا تحت تأثیر این سلول‌های جوی ناشی از شار گرمایی قرار می‌گیرند.

اردکانی بر ضرورت توجه سازمان هواشناسی کشور به این پدیده تاکید کرد و گفت: بررسی علمی و دقیق آن می‌تواند در درک بهتر الگو‌های کم‌بارشی و تدوین راهبرد‌های مقابله با بحران خشکسالی نقش کلیدی ایفا کند.

اردکانی اضافه کرد: وقتی شار گرمایی روی منطقه ایران گسترش پیدا می‌کند، حتی تا شرق مدیترانه، رم و ترکیه نیز اثر می‌گذارد. اگر شدت این پدیده زیاد باشد، اجازه نمی‌دهد سامانه‌های بارشی که از دریا تغذیه می‌شوند، از پاییز وارد ایران شوند.

وی توضیح داد: این سامانه‌ها ممکن است از شمال اروپا یا شمال شرق روسیه حرکت کنند، اما به دلیل قدرت بالای شار گرمایی، تنها امواج بسیار کوتاه می‌توانند در شمال ایران اثرگذار باشند و از مرکز کشور عبور نمی‌کنند. برای مثال، از ابتدای مهر امسال، سامانه‌های شمالی تنها در شمال غرب ایران، آذربایجان غربی، دریای مازندران و شمال شرق کشور بارش ایجاد کرده‌اند، در حالی که تهران و مرکز ایران هیچ بارندگی قابل توجهی نداشته‌اند. تنها بارش‌هایی که در شرق کشور رخ داده، مربوط به بارش‌های مانسونی بوده است.

اردکانی افزود: شار گرمایی باعث حرکت نزولی سیستم جوی می‌شود و هوای پایدار را در اکثر نقاط کشور ایجاد می‌کند. بنابراین، سامانه‌های غربی نمی‌توانند به سمت ایران نفوذ کنند. تاکنون سازمان هواشناسی هیچ محاسبه‌ای برای اندازه‌گیری و بررسی این شار گرمایی انجام نداده است.

وی ادامه داد: برخی محققان، با انجام محاسبات دقیق و مدل‌سازی‌های فیزیکی، نشان داده‌اند که شدت این شار گرمایی به قدری بوده که الگوی بارش کشور را به شکل فعلی ایجاد کرده است. اگر سازمان هواشناسی کشور این پارامتر را بررسی و محاسبه می‌کرد، درک بهتری از وضعیت کم‌بارشی حاصل می‌شد. بررسی علمی و دقیق شار گرمایی تابستانی، کلید درک بهتر پدیده‌های جوی ایران و برنامه‌ریزی برای مدیریت منابع آب و مقابله با خشکسالی است.

اردکانی، درباره نقش پدیده «شار گرمایی» در تغییرات اقلیمی منطقه‌ای، اظهار کرد: هیت فلاکس یا شار گرمایی، مفهومی فیزیکی است که بیانگر مقدار گرمایی است که در واحد زمان، سطح یا حجم از جو عبور می‌کند. محاسبه دقیق آن نیازمند انجام معادلات پیچیده در کل اتمسفر است و این مطالعات باید از سوی سازمان هواشناسی کشور انجام گیرد.

وی با اشاره به تحقیقات گسترده در این حوزه افزود: «پروفسور فلون، دانشمند آلمانی، حدود ۶۰ تا ۷۰ مقاله در زمینه شار گرمایی منتشر کرده است. نتایج این تحقیقات نشان می‌دهد که تمرکز شار گرمایی بر روی مناطق کوهستانی مانند تبت، هیمالیا، هندوکش و البرز، تأثیر قابل‌توجهی بر گردش کلی جو در منطقه دارد.»

اردکانی ادامه داد: اگر میزان شار گرمایی زیاد باشد، در سطح زمین کمربندی از فشار کم در تابستان شکل می‌گیرد که از ایران و عربستان و عراق تا شمال آفریقا امتداد دارد و حتی تا هند و پاکستان کشیده می‌شود. در جنوب آسیا به دلیل بارندگی‌های مانسونی، اثر این کم‌فشاری تا حدی تعدیل می‌شود، اما در ایران این پدیده ناشی از گرمای شدید تابستانی است.

به گفته وی، در سطوح بالاتر جو، حدود سه هزار متری تا ده هزار پایی، جهت گردش هوا تغییر کرده و از حالت مخالف عقربه‌های ساعت به موافق آن تبدیل می‌شود. اردکانی گفت: این تغییر، مطابق معادلات فیزیکی، موجب تقویت گردش کلی جو تا ارتفاع حدود ۱۸ کیلومتری می‌شود و لایه‌های بالایی جو را درگیر می‌کند.

وی خاطرنشان کرد: شدت یا ضعف شار گرمایی، میزان قدرت گردش جو را تعیین می‌کند. در صورت افزایش، این گردش تقویت شده و کل منطقه خاورمیانه، هند، پاکستان و شمال آفریقا تحت تأثیر آن قرار می‌گیرند. اما اگر مقدار شار گرمایی کاهش یابد، گردش جو ضعیف‌تر می‌شود و تأثیرات اقلیمی نیز محدودتر خواهند بود.

اردکانی با تاکید بر این‌که شناخت دقیق و علمی این پدیده برای تحلیل الگو‌های آب‌وهوایی ایران و منطقه ضروری است، افزود: سازمان هواشناسی کشور باید مطالعات دقیق‌تری درباره نقش شار گرمایی در ایجاد کم‌بارشی‌ها و الگو‌های فشار تابستانی انجام دهد.

استاد پیشکسوت علوم جوی و اقلیم‌شناسی، با اشاره به اهمیت پارامتر‌های مختلف در بررسی تغییرات اقلیمی، گفت: در زمستان‌هایی که بر روی کوه‌های هیمالیا، تبت، هندوکش یا البرز میزان برف بیشتر است، اثر آن در الگو‌های دمایی و بارشی ایران در فصول بعدی کاملاً قابل مشاهده است. امروزه با پیشرفت فناوری ماهواره‌ای، امکان اندازه‌گیری روزانه عمق و سطح پوشش برف فراهم شده است؛ قابلیتی که در گذشته وجود نداشت. این داده‌ها می‌توانند در تحلیل‌های اقلیمی نقش تعیین کننده‌ای داشته باشند.

اردکانی با اشاره به مشاهدات تجربی خود طی بیش از ۶۰ سال فعالیت علمی، گفت: در سال‌هایی که در این مناطق برف بیشتری وجود داشت، معمولاً تابستان‌ها خنک‌تر و طولانی‌تر بود، زیرا ذوب تدریجی برف باعث تأخیر در گرم شدن دما می‌شد. به همین دلیل، پاییز نیز زودتر آغاز می‌شد و بارندگی‌ها معمولاً از اوایل یا اواسط مهرماه شروع می‌شد. در مقابل، زمانی که حجم برف در این مناطق کاهش می‌یافت، زمین، گرمای بیشتری را جذب می‌کرد و در نتیجه اتمسفر سریع‌تر گرم می‌شد. این پدیده موجب تأخیر در آغاز پاییز و کاهش زودهنگام بارش‌ها می‌شد.

این استاد علوم جوی تأکید کرد: اکنون می‌توان با اندازه‌گیری دقیق میزان برف در این ارتفاعات، ارتباط یا «دورپیوند» (teleconnection) میان مقدار برف زمستانی در رشته‌کوه‌های بزرگ منطقه و وضعیت آب‌وهوایی ایران در تابستان و پاییز را تحلیل کرد. در کشور‌های توسعه‌یافته، از جمله کانادا، پژوهشگران در حال بررسی همین نوع ارتباط میان حجم برف مناطق مختلف و تغییرات جوی هستند تا بتوانند الگو‌های اقلیمی را با دقت بیشتری پیش‌بینی کنند.

وی افزود: این نوع دورپیوند‌ها در اقلیم ایران نیز وجود دارند و مطالعه آنها می‌تواند برای درک بهتر تغییرات اقلیمی کشور بسیار راهگشا باشد.

اثرات دور پیوند MJO بر اقلیم

این استاد برجسته هواشناسی و اقلیم‌شناسی، با اشاره به پدیده‌های دورپیوندی (Teleconnection) تأثیرگذار بر اقلیم ایران گفت: یکی از شناخته‌شده‌ترین این پدیده‌ها ال‌نینو و لانینا هستند که تغییرات گسترده‌ای در الگو‌های بارندگی جهان ایجاد می‌کنند. در سال‌های اخیر بار‌ها از آمدن ال‌نینو و رفتن لانینا سخن گفته شده است، ولی تغییر فاز این پدیده‌ها می‌تواند شرایط بارشی مناطق مختلف از جمله ایران را دستخوش نوسان کند، اما این تنها عامل نیست و باید سایر پیوند‌های جوی نیز بررسی شوند.

اردکانی یکی از مهمترین این دورپیوند‌ها را پدیده نوسان مادن–جولیان (Madden–Julian Oscillation) یا MJO دانست و توضیح داد: این پدیده نوعی موج گرانشی–همرفتی است که از غرب اقیانوس هند آغاز می‌شود و با رعد و برق‌های شدید و بارش‌های سنگین در عرض حدود ۱۵ درجه شمالی همراه است. این موج در مسیر خود به سمت شرق اقیانوس هند، سپس اقیانوس آرام و در نهایت از روی آفریقا عبور می‌کند و به‌صورت یک کمربند ناپیوسته از طوفان‌ها در سراسر کره زمین حرکت می‌کند.

وی ادامه داد: نتایج پژوهش‌های ما نشان داده است که هر زمان فعالیت MJO در غرب اقیانوس هند تقویت شود، بخار آب بیشتری به سمت منطقه ما انتقال می‌یابد. از آنجا که بارش در ایران به تزریق رطوبت وابسته است، این پدیده می‌تواند یکی از عوامل اصلی بارندگی‌های سنگین در کشور باشد.

اردکانی با اشاره به محدودیت پیش‌بینی این پدیده گفت: پیش‌بینی نوسان مادن–جولیان بیش از ۱۵ روز امکان‌پذیر نیست، برخلاف برخی دیگر از شاخص‌های اقلیمی که می‌توان آنها را تا چند سال آینده برآورد کرد. با این حال، تحقیقات یکی از اساتید برجسته دانشگاه کلرادو نشان می‌دهد که بارندگی‌های بسیار شدید جهان اغلب با فاز فعال MJO همزمان است.

وی با یادآوری سیلاب‌های گسترده سال‌های ۱۳۹۷ و ۱۳۹۸ در ایران، افزود: در آن دوره، فاز فعال MJO دقیقاً بر فراز مناطقی قرار گرفته بود که بخار آب قابل‌توجهی را از دریای عرب، خلیج فارس، اقیانوس هند، دریای عمان و حتی مدیترانه به ایران تزریق می‌کرد. این تزریق رطوبت، در ترکیب با موج‌های بارشی موجود، موجب بروز بارندگی‌های کم‌سابقه و در نهایت سیلاب‌های فراوان شد.

اردکانی در ادامه با ابراز تأسف از بی‌توجهی به پیامد‌های اقلیمی در کشور، گفت: من واقعاً ناراحت می‌شوم وقتی می‌بینم به موضوعات حیاتی مانند تالاب‌ها بی‌توجهی می‌شود. چند سال پیش در سمیناری در شیراز، مقاله‌ای علمی را درباره نقش تالاب‌ها در تعادل اقلیمی منطقه ارائه دادم و با محاسبات دقیق فیزیکی و ریاضی نشان دادم که اگر مجموعه تالاب‌های ایران، عراق و سوریه — که در مجموع حدود ۵۰ هزار کیلومتر مربع وسعت دارند — پر از آب باشند، چه میزان بخار آب می‌توانند وارد چرخه اقلیم کنند و تا چه اندازه می‌توانند در تعدیل تغییرات آب‌وهوایی منطقه مؤثر باشند.