باران های موسمی تابستانی چگونه بوجود می آیند؟

جریان هوای برخاسته در روی شبه قاره هند، محیطی با فشار کم را ایجاد می‌کند. این هوا نخست منبسط شده سپس سرد می‌شود، آنگاه رطوبتی را که با خود حمل می‌کرده به ابر و سرانجام باران تبدیل می‌گردد. فرآیند میعان نیز گرمای نهان (latent heat) ذخیره شده در مولکول‌های آب را آزاد می‌کند. این منبع عظیم گرما به نیروی شناوری برای ایجاد چرخه مانسون افزوده می‌شود. رشته کوه‌های Ghats در ساحل غربی هند و رشته کوه‌های سترگ هیمالایا در فلات تبت در شمال شبه‌قاره هند، نیروی مکانیکی بالارونده‌ای تولید می‌کنند که این نیرو به فرآیند میعان و بارش بسیار کمک می‌کند. بقیه در ادامه مطلب...

زکات علم در نشر آن است. امام علی (ع)

باران


توفان‌های موسمی (Monsoon)

نوشته: جعفر سپهری - کارشناسی ارشد هواشناسی - JSepehri@Aeoi.Org.IR

از زمان باستان، دریانوردانی که در شمال اقیانوس هند کشتی‌رانی می‌کردند، با واژه‌ای خطرناک آشنائی داشتند. باران‌های موسمی تابستان که پیرامون شبه‌قاره هند، به ویژه خلیج بنگال را توفانی و نا امن می‌ساخته و دامنه آن، حتی در برخی موارد به قلب دریای پارس هم کشیده می‌شده و در چند مورد مرکز ایران را هم تحت تاثیر قرار داده است. (سیل امام‌زاده داوود
1336)

در خردادماه و در حالی‌که نیم‌کره شمالی به سوی تابستانی سوزنده پیش می‌تازد، در شبه قاره هند گوئی زمستان آغاز می‌شود. گرمائی دهشتناک و مرگ‌آور توسط بارانی سیل آسا به نام مانسون یا توفان‌های موسمی قطع شده و زندگی در این سرزمین را امکان پذیر می‌سازد.

خط استوای هواشناسی ITCZ که بر خلاف استوای جغرافیایی ثابت نیست و به شدت متغیر است، بر روی فلات تبت مستقر شده و شبه قاره هند را که از دیدگاه جغرافیایی در نیم‌کره شمالی قرار دارد، از دیدگاه هواشناسی در نیم‌کره جنوبی قرار می‌دهد.

سرچشمه اصلی نیروی مانسون


همانند کلیه سیستم‌های اقیانوس‌شناسی و هواشناسی در سیاره زمین، مانسون‌ها هم نیروی اصلی خود را از خورشید می‌گیرند. کم‌وبیش حدود 30% از انرژی خورشیدی که به سطوح بالای جوی می‌رسد، به‌وسیله سطوح فوقانی ابرها و سطح زمین به فضا بازتاب می‌شوند. مقدار بسیار کمی از آن نیز به‌وسیله جو جذب می‌شود. تضاد و تقابل فصل‌ها در دو نیمکره شمالی و جنوبی، موجب حرکت آرام هوا از نیمکره زمستانی به سوی نیمکره تابستانی، به وسیله گرادیان افقی فشار و نیروی عمودی شناوری از اختلاف درجه حرارت، می‌شود.

اما آب و خشکی، به مقدار یکسان انرژی دریافتی از خورشید، دو واکنش متفاوت نشان می‌دهند. دودلیل برای این تفاوت ذکر شده است. نخست اینکه دمای ویژه آب دو برابر دمای ویژه خاک است، یعنی با مقدار مساوی انرژی دریافتی، خاک دو برابر آب گرم می‌شود. دلیل دوم، ‌که از دلیل نخست بسیار مهم‌تر است این‌است‌که، گنجایش مؤثر دما، (توانایی یک ماده برای نگه داشتن گرما)، برای اقیانوس‌ها بسیار بیشتر از قاره‌هاست.

در فصل زمستان، خشکی بیش از انرژی که از خورشید دریافت می‌کند، انرژی به هوا گسیل می‌کند. گرمائی که در تابستان پیش در ژرفای خاک ذخیره شده بود، اینک به سطح زمین می‌آید. ازآنجاییکه در اقیانوس، گرمای بیشتری ذخیره می‌شود، در زمستان سطح آن کمتر سرد می‌شود.

چرخه تابستانی
مانسون هند

در فصل تابستان در هر نیم‌کره، انرژی دریافتی خورشید، بیش از انرژی بازتابشی است. همچنین خشکی گرمای خود را زودتر از دست می‌دهد. این خصوصیت به‌ویژه بر روی بیابان ربع‌الخالی، یکی از بزرگترین بیابان‌های جنب‌حاره، و فلات تبت، با ارتفاع متوسط 4 کیلومتر از سطح دریا، در میانه قاره آسیا، نمایان است. این گرمای از دست رفته، حد غربی و شمالی مانسون هند را توجیه می‌کند. در خردادماه هندوستان شمالی از چندین ماه پیش همچنان خشک است و دما در آن به بیش از 40 درجه سانتیگراد می‌رسد. همزمان در نیم‌کره جنوبی، زمین سرد است. در هر نیم‌کره، تبادل انرژی میان خشکی و دریا برقرار می‌شود. نتیجه کلی، بالا رفتن گرمای هندوستان و شمال افریقا در برابر پایین آمدن گرمای اقیانوس هند است.

در هنگامی‌که ناحیه مانسون آسیا به بیشینه دمای خود می‌رسد، گرادیان افقی فشار بر فراز خشکی و دریا شدت می‌یابد. گرادیان فشار و نیروهای شناوری که به وسیله گرمای هوا ایجاد می‌شوند، موجب حرکت همگرائی در نزدیکی سطح زمین می‌گردند. این خود موجب حرکت هوای مرطوب-سنگین از سوی استوا و اقیانوس هند به سوی منطقه کم‌فشار جنوب آسیا می‌شود. به دلیل وجود شتاب کوریولیس، مسیر واقعی حرکت بادها منحنی است. پادساعت‌گرد روی شبه قاره هند و ساعت‌گرد بر روی فلا تبت.

باران‌های
موسمی

جریان هوای برخاسته در روی شبه قاره هند، محیطی با فشار کم را ایجاد می‌کند. این هوا نخست منبسط شده سپس سرد می‌شود، آنگاه رطوبتی را که با خود حمل می‌کرده به ابر و سرانجام باران تبدیل می‌گردد. فرآیند میعان نیز گرمای نهان (latent heat) ذخیره شده در مولکول‌های آب را آزاد می‌کند. این منبع عظیم گرما به نیروی شناوری برای ایجاد چرخه مانسون افزوده می‌شود. رشته کوه‌های Ghats در ساحل غربی هند و رشته کوه‌های سترگ هیمالایا در فلات تبت در شمال شبه‌قاره هند، نیروی مکانیکی بالارونده‌ای تولید می‌کنند که این نیرو به فرآیند میعان و بارش بسیار کمک می‌کند.

باران‌های موسمی تابستانی آسیا، برای حدود یکصد روز، تقریبا همزمان با بادهای 120 روزه سیستان، از روزهای پایانی خرداد ماه آغاز شده و در روزهای آغازین مهرماه به پایان می‌رسد. روز آغازین این باران‌ها برای هر سال متفاوت از سال‌های دیگر است، اما این روز در یک محدوده یک ماهه قرار دارد. در Kerala، که در عرض جغرافیایی 8 درجه شمالی قرار دارد، این باران‌ها در روز 12 خرداد، با تقریب یک هفته‌ای، آغاز می‌شود. سپس مانسون به آهستگی به سوی شمال‌غربی پیش‌روی می‌کند. روز 21 خرداد در بمبی، 19 درجه شمالی، و روز 26 خرداد در دهلی، 28.5 درجه شمالی، خود را نشان می‌دهد. در نیمه نخست تیرماه، تمامی شبه قاره هند زیر نفوذ مانسون قرار می‌گیرد. تعادل آب در هندوستان چنان موبه‌مو و تنگاتنگ است که فقط یک هفته تاخیر در باران به فاجعه‌ای بزرگ منجر می‌شود. هرچند تاریخ آغاز این باران‌ها اغتشاشی یک‌ماهه دارد، اما پژوهش‌ها نشان می‌دهد که مقدار باران موسمی، ربطی به تاریخ آغاز آن ندارد. بیشینه این بارش‌ها در Cherranpunji با میانگین 425 اینچ در سال است، اما در یک مورد حتی 1024 اینچ بارندگی هم ثبت شده است.

بررسی و مطالعه باران‌های موسمی نشان می‌دهد که این جریان در حدود اواخر مرداد و اوایل شهریور، یک وقفه 3 الی 21 روزه دارد.

از مهرماه تا خردادماه در شبه‌قاره هند، به‌جز منطقه تامیل‌نادو و رشته‌کوه‌های Ghats، به ندرت بیش از چند میلی‌متر باران می‌بارد. در مهرماه باران‌های موسمی به سوی جنوب‌شرقی هند حرکت می‌کند. در آبان‌ماه جبهه مانسون به تامیل‌نادو رسیده و تقریبا در همین زمان مانسون زمستانی در جنوب هند به آرامی آغاز می‌شود.

در این زمان، دیگر مناطق شبه‌قاره هند به سوی خشکی پیش می‌رود، بادهای گرم‌و‌مرطوب جنوب‌غربی به بادهای سردوخشک شمال‌شرقی، و مانسون تابستانی به مانسون زمستانی تبدیل می‌شود. در زمستان بادهای شمال‌وز، هوای سرد و خشکی را بر روی شبه‌قاره حاکم می‌کنند. این فرآیند موجب ایجاد هوایی سرد، خشک و بدون ابر، به ویژه در ماه‌های بهمن و اسفند می‌شود. از میانه‌های اسفند ماه تا آغاز باران‌های موسمی در خرداد‌ماه، توفان‌های تندری پیش‌درآمد مانسون، گهگداری این گرمای دهشتناک را می‌شکند. در اواخر خردادماه، کرانه‌های هند شاهد ظهور دوباره باران‌های موسمی خواهند بود. این چرخه هوائی زندگی مردم در این منطقه را به شدت تحت تاثیر خود قرار می‌دهد.

باران‌های موسمی در
مالزی-استرالیا

جنوب‌شرقی آسیا و شمال استرالیا تحت تاثیر سیستم مانسون واحدی قرار دارند که در دو سوی خط استوا گسترده شده و به این دلیل با مانسون‌های دیگر متفاوت است. البته مانسون شمال‌شرقی استرالیا از این سیستم مجزاست و جداگانه عمل می‌کند. حجم عظیم آب میان استرالیا و آسیا تاثیر شگرفی بر آب‌وهوای منطقه حاره و مانسون تابستانی آن دارد. جزایر فراوان، اندونری، فلیپین، ملانزی، پلی‌نزی، پلی‌پونزی و ...، آب‌وهوای متنوع حاره‌ای را در خود جای داده است. توفان‌های پیچندی تایفون که در فصل مانسون ایجاد می‌شوند به پیچیدگی آن می‌افزایند.

شمال چین، کره و ژاپن را، به دلیل فصول، آهنگ بارش در عرض‌های میانی، هوای سرد قاره‌ای در زمستان، جبهه زائی، نوسان باران و سیستم‌های پرفشار خشک در فصل گرم، از این گروه جدا می‌کنیم. در حقیقت این مناطق، بیشتر در زیر نقوذ سیستم مانسون هندوستان قرار دارند. مرز طبیعی منطقه حاره، مابین ناحیه غیر مانسون و سرزمین‌های جنوبی مانسون‌دار به شدت به چشم می‌خورد.

حد شمالی مانسون حاره‌ای، حتی به عرض 25 درجه شمالی هم می‌رسد. در مناطق شمالی‌تر، مانسون نیروی چندانی ندارد که با سیستم پرفشار جنب حاره‌ای مقابله کند. به این ترتیب باران‌های موسمی در تیرماه و شهریورماه، که به وسیله واچرخندهای پرفشار در مردادماه از هم دیگر جدا می‌شوند، رخ می‌دهد. در جنوب چین و فلیپین، بادهای تجارتی حاره‌ای شرق‌وز، از مهرماه تا اردیبهشت‌ماه وزیده و اغلب به وسیله سیستم پرفشار ایجاد شده در منطقه سیبریه تقویت می‌شوند. جایگزینی این باد در ماه‌های خرداد تا شهریور به وسیله بادهای جنوب‌غربی، در اثر مانسون ایجاد می‌شود.

در هندوچین مانسون‌های تابستانی بسیار نیرومندترند. جریان رسیده از جنوب‌غربی از خردادماه تا آبان‌ماه، با ابرهائی به ضخامت 4 الی 5 کیلومتر، بارانی فراوان را به همراه می‌آورد. ماه‌های آذر و دی، فصل سرد و خشک، و ماه‌های فروردین و اردیبهشت فصل بسیار گرم منطقه است. در شرق و جنوب‌شرقی مانسون زمستانی باران‌زاست.

در اندونزی به دلیل گسترش آب‌ عرض جغرافیائی پایین منطقه، مانسون بسیار ضعیف عمل می‌کند. به دلیل کوچکی ابعاد و سادگی زمینه، استرالیا ساده‌ترین الگوی مانسون را دارد. شمال آن دارای یک برش باد میان تابستان (شمال‌غربی) و زمستان (جنوب‌شرفی) است. اما دو تفاوت نیز با دیگر مانسون‌ها دارد. نخست اینکه باد شمال‌شرقی، مانسونی است که با حود باران را به ژرفای قاره می‌برد و دوم اینکه حتی در تابستان بادهای تجارتی جنوب‌شرقی به دلیل واچرخندهای پرفشار گذری، چشمگیر هستند.

مانسون غرب
آفریقا

در حدود 200 سال است که باران‌های موسمی غرب افریقا شناخته شده‌اند. در زمستان این باران‌ها از جنوب‌غربی به جایی می‌آیند که بادهای تجارتی شمال‌شرقی که از صحرا و کرانه‌های شرقی افریقا می‌وزند، گرمای دهشتناک به همراه توفان شن را با خود به آنجا می‌آورند. منطقه‌ای با شب‌های سرد و روزهای بسیار گرم. در چنین شرایطی مراکز پرفشار واچرخنددر عرض جغرافیایی 20 درجه شمالی به همراهی رودبادهای شرقی (Jet stream) در عرض جغرافیایی 10 درجه شمالی، که از شبه قاره هند به خط استوا بسیار نزدیک‌تر هستند، باران‌های موسمی را ایجاد می‌کنند. مانسون غرب افریقا از نظر مکانی تقریبا میان بادهای جنوب‌غربی و بادهای سطحی خشک زمستانی کرانه‌های غربی افریقا harmattan قرار دارد. وجود این باران‌های موسمی از نفوذ هوای خشک از عرض 20 درجه شمالی به پایین‌تر جلوگیری می‌کند. هوای گرم و خشک در حدود عرض 8 درجه شمالی به‌طور کامل ناپدید می‌شود.

مانسون در
اروپا و امریکای شمالی

مانسون‌های تکامل
نیافته

باران‌های موسمی تاثیر فراوانی در اروپای مرکزی دارد. جاییکه جهت باد از سوی اقیانوس اطلس حدود 30 الی 40 درجه تغییر می‌کند و نه به‌طور پیوسته اما بسیار زیاد با دگرگونی‌های جبهه‌ای، سرما، هوای ابری، باران و توفان تندری را همراه است. از دیدگاه اقلیم‌شناسی این باران‌ها موسمی هستند، اما فقط مراحل بدوی و نخستین یک مانسون، که پی‌آمد هوایی منحصر به فرد است. این حالات تا تبدیل شدن به یک مانسون واقعی راه زیادی در پیش رو دارد.

در عرض‌های پایین جغرافیایی امریکای شمالی و در کرانه‌های خلیج مکزیک، فضای مناسبی برای گسترش مانسون وجود دارد. در طول تابستان، بر روی مناطق گرم، بارها سیستم‌های کم فشار چرخندی ایجاد می‌شوند. بادهای تجارتی شمال‌شرقی، به بادهای شرقی، جنوب‌شرقی و حتی جنوبی تبدیل می‌شوند. ایالت تگزاس و کشورهای پیرامون خلیج مکزیک،‌تحت تاثیر هوای مرطوب اقیانوسی، که تا حد زیادی داخل خشکی نفوذ می‌کنند، قرار دارند. البته باران‌ها، ویژگی‌های یک مانسون را نشان نمی‌دهند. در کل بارش‌ها 2 یا 3 و یا حتی 4 نقطه اوج بارش وجود دارد. در زمستان جریان‌های شمالی که اغلب به وسیله سیستم‌های پرفشار واچرخندی ایجاد می‌شوند، سرما را با خود به داخل خشکی می‌آورند. اگرچه بارش‌های تابستانی و زمستانی، ویژگی‌های باران موسمی را از خود نشان می‌دهد، اما هیچکدام آنچنان توانمند نیستند که در گروه مانسون طبقه‌بندی شوند.

در امریکای مرکزی یک مانسون واقعی در بین عرض‌های جغرافیایی 5 و 12 درجه شمالی، در منطقه کوچکی از اقیانوس آرام رخ می‌دهد. نه فقط بادهای فصلی آن، بلکه بارش آن هم کاملا مانسون است. فصل زمستان آنجا بسیار خشک است. فصل بارش آن خرداد ماه در شمال خلیج مکزیک و تیرماه در جنوب مکزیک آغاز می‌شود و در مهرماه در شمال و آذر ماه در جنوب به پایان می‌رسد. این روند در جنوب مکزیک حدود 3 ماه و در کستاریکا حدود 7 ماه به طول می‌کشد. این مانسون در حقیقت نمونه کوچکی از مانسون هند است.