امروز:جمعه, ۱۰ فروردین , ۱۴۰۳
زمان انتشار : سه شنبه, آذر 11ام, 1393 | پرینت مطلب |جلیل هلالی| بازديد: 3,506 بار

مقدمه ای بر شناخت یخبندان و سرمازدگی- بخش اول-مقدمه و انواع یخبندان

از دیدگاه هواشناسی وقتی دمای حداقل هوا به کمتر از صفر درجه سلسیوس کاهش یابد، گیاهان حساس تحت تأثیر قرار گرفته، آسیب دیده و این آسیب باعث کاهش محصول آن­ها خواهد شد. بنابراین رخداد پدیده یخبندان و سرمازدگی اثرات مخربی بر اقتصاد بخش  شاورزی می­گذارد. از طرف دیگر وقوع این پدیده تنها بر بخش کشاورزی اثرات سوء نمی­گذارد بلکه بر سایر بخش­ها از جمله حمل و نقل، محیط زیست، منابع آب و . . . نیز تاثیرگذار است ولی تاثیر آن بر بخش کشاورزی به ویژه باغبانی ملموس­تر می­باشد.

۱-۱-چکیده

از دیدگاه هواشناسی وقتی دمای حداقل هوا به کمتر از صفر درجه سلسیوس کاهش یابد، گیاهان حساس تحت تأثیر قرار گرفته، آسیب دیده و این آسیب باعث کاهش محصول آن­ها خواهد شد. بنابراین رخداد پدیده یخبندان و سرمازدگی اثرات مخربی بر اقتصاد بخش کشاورزی می­گذارد. از طرف دیگر وقوع این پدیده تنها بر بخش کشاورزی اثرات سوء نمی­گذارد بلکه بر سایر بخش­ها از جمله حمل و نقل، محیط زیست، منابع آب و . . . نیز تاثیرگذار است ولی تاثیر آن بر بخش کشاورزی به ویژه باغبانی ملموس­تر می­باشد. با وجود بدیهی بودن اهمیت موضوع، آگاهی درباره چگونگی حفاظت گیاهان از یخبندان و سرمازدگی تا حدود نسبتاً زیادی محدود است. به این دلیل نیاز به منابع اطلاعاتی ساده­ای است که با استفاده از آن بتوان مشکلات متعدد کشاورزان در این زمینه را برطرف نمود. در این فصل ابتدا تعریفی از پدیده یخبندان و سرمازدگی ارائه شده است و انواع یخبندان از دیدگاه هواشناسی معرفی گردیده است. سپس وضعیت یخبندان و سرمازدگی در نقاط مختلف جهان بررسی شده است. در ادامه خلاصه­ای مفید از روش­های مبارزه با یخبندان ارائه گردیده و در نهایت عوامل موثر بر وقوع و تشدید یخبندان و سرمازدگی معرفی شده­اند.

۱-۲- تعریف سرمازدگی و یخبندان

کلمه یخبندان (Frost) بیان کننده نوعی پدیده هواشناسی است که در اثر آن محصولات زراعی و دیگر گیاهان، در معرض خسارت قرار می­گیرند. کشاورزان از کلمه یخبندان و سرمازدگی (Chilling) با یک تعریف نامشخص و مبهم که به صورت “دمای هوای کمتر یا برابر با صفر درجه سلسیوس” می­باشد، استفاده می­کنند ولی بطور علمی می­توان آن را در قالب سه تعریف زیر ارائه نمود :

– پدیده حرارتی کمتر یا مساوی صفر درجه سلسیوس در جعبه استیونسن در ارتفاع ۱/۲۵ تا ۲ متری.

– وقوع دمایی کمتر از صفر درجه سلسیوس بدون تعریف ارتفاع و جعبه هواشناسی.

– کاهش دمای هوا به کمتر از صفر درجه سلسیوس بدون اشاره به تشکیل بلور یخ که باعث خسارت یا مرگ گیاه شود.

محققان هواشناسی یخبندان را در اصل به دو صورت یخبندان فرارفتی و تابشی تقسیم می­کنند ولی در برخی موارد نوع سوم آن که ترکیبی از هر دو نوع یخبنان تابشی و فرارفتی می­باشد نیز وجود دارد که به یخبندان مختلط معروف است. در یخبندان فرارفتی پدیده­هایی از قبیل ورود توده هوای سرد بزرگ مقیاس، باد شدید و دمای زیر صفر درجه حتی در ساعات روز وجود دارد. در یخبندان­های تابشی یخبندانی که به وجود می­آید به دلیل اتلاف انرژی از طریق تبادل تابشی در شب­های صاف، بدون باد و وارونگی دمایی (افزایش دما با ارتفاع) می­باشد و در نهایت در بعضی حالات ترکیبی از این دو نوع یخبندان نیز روی می­دهد. بر اساس منابع موجود یخبندان در دمای هوای صفر درجه سلسیوس یا کمتر رخ می­دهد که در ارتفاع بین ۱/۲۵ تا ۲ متری بالای سطح خاک و در درون ایستگاه­های هواشناسی اندازه­گیری می­شود. در این حالت یخ زدن یا نزدن آب فضای بین سلولی در گیاه بستگی به چندین عامل مهم از جمله فوق تبریدی و غلظت باکتری­های مولّد هسته یخی بستگی دارد. سرمازدگی وقتی روی می­دهد که آب فضای بین سلولی درون گیاه یخ بزند (تغییر از فاز مایع به جامد). یخبندان وقتی تبدیل به سرمازدگی می­شود که یخ زدگی فضای بین سلولی در درون گیاهان ایجاد گردد. خسارت یخ­زدگی وقتی ایجاد می­شود که دمای بافت گیاه به زیر مقدار دمای آستانه برسد که از لحاظ فیزیولوژی غیرقابل برگشت بوده و باعث مرگ سلول­های گیاهی می­شود. این دمای خسارت زننده به بافت گیاه با دمای هوایی که دماهای بحرانی نامیده می­شود همبستگی داشته و در پناهگاه­های استاندارد اندازه­گیری می­شود.

۱-۳- انواع یخبندان

۱-۳-۱- یخبندان تابشی

شایع­ترین نوع یخبندان، یخبندان تابشی می­باشد. یخبندان تابشی بنا به ماهیت خود تحت شرایط هوای پایدار و شب­های صاف به وجود می­آید. در این حالت، سطح خاک و گیاه در اثر تشعشع و از دست دادن حرارت سرد شده و هوای مجاور سطح زمین نیز در اثر برخورد با این سطوح، سردتر شده و به علت سنگین بودن در سطح زمین باقی می­ماند. از ویژگی­های بارز یخبندان تابشی می­توان به آسمانی صاف، هوایی بدون باد شدید، وارونگی دمایی، دمای نقطه شبنم پایین، دمای هوای زیر صفر درجه در شب و بالای صفر درجه سلسیوس در روز اشاره نمود. وقوع این پدیده در اقلیم­های قاره­ای که رخداد دمای زیر صفر درجه امری عادی است طبیعی می­باشد. در شب­هایی که آسمان کاملاً صاف است گرمای خروجی از سطح زمین نسبت به گرمای دریافتی بیشتر شده و دما کاهش می­یابد. اُفت سریع­تر دما در نزدیک سطح تابش کننده موجب ایجاد وارونگی دمایی می­شود. عمق و ارتفاع وارونگی دمایی متغیر بوده و به توپوگرافی و شرایط آب­و­هوایی محل بستگی دارد ولی معمولاً دامنه آن ۹ تا ۶۰ متر می­باشد. اگر دمای هوا در یک ارتفاع مناسب از سطح خاک اندازه­گیری شود به نقطه­ای می­رسیم که دما با ارتفاع کم می­شود (اُفتاهنگ). ترازی که نیمرخ دما از شرایط وارونگی به شرایط اُفتاهنگ تغییر می­کند را سقف می­گویند. وارونگی ضعیف (بیشینه ارتفاع) وقتی رخ می­دهد که دمای ارتفاعات بالاتر تا حدودی بیشتر از نزدیک سطح زمین باشد و وارونگی شدید (حداقل ارتفاع) هم وقتی اتفاق می­اُفتد که دما نسبت به ارتفاع سریع­تر افزایش می­یابد. روش­های حفاظت مبتنی بر تجمع انرژی در شرایطی که وارونگی دمایی شدید و حداقل ارتفاع وجود دارد مؤثر خواهد بود. یخبندان­های تابشی به دو گروه یخبندان سفید و یخبندان سیاه طبقه بندی می­شوند. ژاله یا یخبندان سفید موقعی روی می­دهد که بخار آب بر روی سطوح قرار گرفته و تشکیل پوششی سفید از یخ دهد که معمولاً یخبندان نامیده می­شود. نوع دوم یخبندان تابشی یخبندان سیاه بوده و وقتی رخ می­دهد که دما سریعاً به زیر صفر درجه سلسیوس اُفت کرده و هیچ پوشش یخی بر روی سطوح تشکیل نشود. اگر رطوبت کم باشد در آن صورت حرارت سطح به دمای نقطه یخی نرسیده و پوشش یخی نیز تشکیل نخواهد شد، اما وقتی رطوبت به اندازه کافی باشد به احتمال زیاد یخ رسوب کرده و می­تواند یخبندان سفید تشکیل شود. به دلیل اینکه در طی فرآیند یخ­زدگی گرما آزاد می­گردد یخبندان­های سفید معمولاً باعث خسارت کمتری نسبت به یخبندان سیاه می­شوند. از ویژگی بارز دمای هوا در شب­هایی که یخبندان تابشی به وجود می­آید اُفت دما در چند ساعت نزدیک طلوع آفتاب است یعنی زمانی که تابش خالص سطح زمین سریعاً از مثبت به منفی تغییر می­کند. این تغییر سریع در تابش خالص به این دلیل است که تابش بیشینه خورشید در هنگام ظهر به کمترین مقدار خود در زمان طلوع آفتاب رسیده و تابش خالص خورشیدی با طول موج بلند همیشه منفی می­گردد.

۱-۳-۲- یخبندان فرارفتی

یخبندان فرارفتی زمانی رخ می­دهد که جبهه هوای سرد از یک منطقه عبور نماید. توده­های هوایی که از مناطق سرد منشاء می­گیرند هنگام عبور از روی یک ناحیه باعث کاهش دما، ایجاد یخبندان و تشدید سرما می­گردند. مدت زمان و برودت سرمای ناشی از ورود توده هوای سرد به یک منطقه، به سرعت باد، شدت اُفت دما و دمای توده هوا بستگی دارد. یکی از مشخصه­های بارز یخبندان فرارفتی، وزش باد است که به شدت سرما می­افزاید. علاوه بر این یخبندان فرارفتی با شرایط ابری، بدون وارونگی دمایی و رطوبت کم همراه بوده و در اغلب موارد به کمتر از نقطه انجماد افت نموده و در تمام طول روز ثابت باقی می­ماند. همانگونه که پیشتر بیان شد به علت وزش بادهای سرد در این نوع یخبندان، گیاهان به سرعت حرارت خود را از دست داده و خسارت وارده بر آن­ها افزایش می­یابد. چون بیشتر روش­های حفاظت از یخبندان در جایی که وارونگی دما وجود دارد بیشترین تأثیر را دارند لذا مبارزه با یخبندان فرارفتی مشکل است. نکته مهم وقوع دوره­ای یخبندان­های فرارفتی است در حالی که یخبندان­های تابشی در اغلب موارد رخ می­دهند.

۱-۳-۳- یخبندان مختلط

در یخبندان­های مختلط هر دو نوع یخبندان تابشی و فرارفتی متوالیاً مشاهده می­شوند. در این وضعیت، یخبندان­های تابشی معمولاً پس از عبور یک جبهه سرد رخ می­دهند. یخبندان فرارفتی ممکن است در طول روز یا شب اتفاق افتد اما یخبندان تابشی لزوماً به هنگام شب به وقوع می­پیوندد. این پدیده معمولاً با یک مرکز پرفشار و هوای سرد و خشک و پایدار همراه خواهد بود. تفکیک یخبندان مختلط از سایر یخبندان­ها بسیار مشکل می­باشد اما انتظار می­رود که اغلب در شب اتفاق افتد (آهرنس، ۲۰۰۹).

 

 


نویسنده : الهه Iran (ISLAMIC Republic Of)
تاریخ : جمعه, مرداد ۳۰ام, ۱۳۹۴
ساعت : ۰۴:۱۹

بسیار عالی بود

نویسنده : الهه Iran (ISLAMIC Republic Of)
تاریخ : جمعه, مرداد ۳۰ام, ۱۳۹۴
ساعت : ۰۴:۵۵

در مورد پارامترهای موثر بر سرمازدگی و روش های پیش بینی آن اگر ممکن است منبع معرفی کنید و توضیح بیشتری بدهید.








avatar

نویسنده: جلیل هلالی