• دوشنبه ۲۵ آذر ۱۳۹۸
  • |

آمار سایت

  • تمام بازديد‌ها: 1696957 بازدید
  • بازديد 24 ساعت قبل: 1456 بازدید
  • مهمانان حاضر در زیرپورتال: 12 کاربر
  • کاربران حاضر در زیرپورتال:0 کاربر

ورود به سایت

پایش ماهواره ای بهمن

ایران کشوری کوهستانی است و بهمن نیز یکی از پر مخاطره ترین حوادث کوهستان و نقاط برف‌گیر آن می باشد که با وقوع آن خسارات جبران ناپذیری به راه های ارتباطی وارد نموده و جان بسیاری از ساکنین همجوار مناطق کوهستانی و افرادی که از مسیرهای ارتباطی مناطق کوهستانی، عبور می کنند را به مخاطره می اندازد؛ بنابراین شناخت بهمن و راه‌های پیشگیری، مقابله و احیاناً گریز از بهمن، به خصوص برای ساکنین مناطق کوهستانی ضروری است.

تعریف بهمن
بطور کلی بهمن به معنای توده ای برف است که در اثر نیروی جاذبه به سمت پایین حرکت می کند. هنگامی که روی سطحی شیب دار، مقدار زیادی برف جمع شود، عاملی فیزیکی مانند حرکت انسان، صوت، گرما و... باعث حرکت برف و به وجود آمدن بهمن می گردد. حتی ممکن است بهمن کیلومتر ها حرکت کند. بهمن نه تنها برف بلکه سنگ، خاک و گیاهان را نیز با خود حمل می کند. بطور کلی بهمن ها براثر تعامل پوشش برف، آب و هوا و عوارض زمینی رخ می دهند و تابع شرایط محیطی از قبیل بستر برف، شدت و جهت باد، کولاک، میزان برف تازه باریده شده، عدم اتصال بلورهای برف جدید به برف قدیمی، گرم شدن برف در طول روز، شیب مناسب و غیره می باشد. تعامل این عوامل در کنار هم می تواند شدت بهمن را افزایش دهد.

انواع بهمن
  1. بهمن پودری (دارای قطعات نرم و سست)
این نوع بهمن که محتوی برف غیر متراکم است، چسبندگی اندکی بین دانه های پودری آن وجود دارد و زمانیکه شیب منطقه کوهستانی آنقدر زیاد باشد که اجازه چسبندگی به دانه های برف ندهد، ازیک نقطه یا سطح کوچکی شروع به حرکت می کند و برف های مسیر خود  را به پایین می برد؛ بنابراین قدرت تخریبی چندانی ندارد؛ اما اگر کسی دراین بهمن گرفتار شود دراثر خفگی جان خود را از دست می دهد.
شکل 1 : نمونه از بهمن پودری
  1.  بهمن تخته ای (دارای قطعات سفت)
بهمن تخته ای زمانی رخ می دهد که توده بزرگی از برف با چسبندگی زیاد شکسته شده و به سمت پایین حرکت می کند و همواره خط شکسته شدنش که به آن تاج بهمن می گویند قابل مشاهده است؛ بنابراین قدرت تخریبی زیادی دارد.
شکل 2 : نمونه از بهمن تخته ای
  1. بهمن آبکی
این بهمن مانند بهمن تخته ای دارای خط شکستگی است ولی در اینجا بسته برف در یک بستر صاف که معمولا از چمن یا تخته سنگ تشکیل شده، به سمت پایین سر می خورد. هر چه شیب تندتر باشد، احتمال سر خوردن برف نیز بیشتر است. این نوع بهمن که بصورت طبیعی رخ می دهد می تواند برای مسیرهای حمل و نقل به ویژه در زمستان های برفی، خطراتی ایجاد کند، ولی جدی گرفته نمی شوند. پیش شرط وقوع این بهمن اصطکاک اندک زمین و رطوبت آن است. در اواسط زمستان که بطور کلی بارش برف سرد و خشک است، بسته برف یا از زیر مرطوب شده و زمین گرم برف بالای خود را ذوب می کند و یا برف آب را از زمین مرطوب می کشد. در اواسط زمستان، این نوع بهمن در هر زمانی در شب یا روز رخ می دهد. در فصل بهار نیز که دمای بسته برف به بالای صفر درجه می رسد، برف ذوب شده و کل بسته آبدار می شود و فراوانی وقوع بهمن افزایش می یابد.
شکل 3 : نمونه از بهمن آبکی
سرعت بهمن
سرعت بهمن بسته به نوع آن متفاوت است. بهمن خشک و بزرگ سرعتی بین 50 و 200 کیلومتر بر ساعت داشته و بهمن های مرطوب چگال تر سرعت کندتر و بین 20 تا 100 کیلومتر بر ساعت، دارند.
 
اثرات زیان بار سقوط بهمن
  • تلفات جانی و تبعات ناشی از آن
  • تخریب جنگل ها و مراتع
  • خسارت مالی به کشاورزان و دامداران از طریق تخریب اراضی و مراتع
  • تهدید و تخریب مناطق مسکونی و سکونتگاه ها
  • افزایش بار رسوبی رودخانه ها و کاهش عمر مفید سازه های آبی شامل سدها و بندها
  • خسارات به دکل های برق
  • خسارت به تاسیسات
  • تخریب جاده ها
پارامترهای موثر در ایجاد بهمن
  1. عوامل زمینی
  • شیب
- مناسب ترین شیب برای ایجاد بهمن بین 30 تا 40 درجه می باشد که بیشترین تعداد بهمن ها در این شیب اتفاق می افتد.
- خطر شیب های محدب بیشتر از مقعر است.
- شیب هایی که بستر آنها از چمن و بوته ها و سایر رستنی هایی پوشیده شده که این رستنی ها پس از اولین بارش برف به سمت پایین خم می شوند، می توانند بستری برای مسیر وقوع بهمن فراهم کنند.
- عدم وجود پستی و بلندی در دامنه و یکنواخت بودن آن
- کیفیت بخش های زیرین توده برفی بسیار اهمیت دارد بدین صورت که هر چقدر سطح زیرین صاف تر و لغزنده تر باشد، خطر وقوع بهمن بیشتر است
  • جهت شیب - دامنه های جنوبی بیشتر در معرض گرم شدن سریع و آزاد کردن بهمن هستند.
  • ارتفاع
- ارتفاعات بالاتر برف بیشتری دریافت می کنند.
- مسیرهای بهمن خیز در مناطق کوهستانی، شامل سه بخش می شوند: منطقه شروع بهمن، مسیر حرکت آن و منطقه توقف. در حقیقت تشکیل بهمن در ارتفاعات بالای خط برف در زمستان رخ می دهد؛ این نواحی مرتفع دارای دامنه هایی در حدود 30 تا 45 درجه می باشند و معمولا بادپناه هایی در برابر جهت اصلی توفان ها هستند. برآمدگی های شیب دار و تبدیل نقاط امن و صاف به سراشیبی های تند نشان از آغاز تشکیل بهمن دارند. در امتداد دامنه های بهمن خیز، فرورفتگی هایی وجود دارد (مانند گودال ها و آبراهه ها) که شرایط را برای انباشته شدن برف های محلی فراهم می آورد. قسمت های پایین تر کوه که زاویه کمتری نیز دارند، مسیر حرکت و توقف بهمن بشمار می آیند. میزان نفوذ بهمن را می توان با بررسی اثرات آن بر پوشش های گیاهی منطقه و همچنین تغییرات احتمالی در شکل طبیعی سطح زمین تعیین و محاسبه نمود.
  • انحنای دامنه کوهستان - وقوع بهمن در دامنه هایی با مقطع معقر، بیشتر است ولی دامنه هایی که در جهت شیب محدب هستند بوسیله انسان از جمله حرکت اسکی بازان، ممکن است تحریک شوند.
  • نوع پوشش گیاهی- جنگل متراکم از تشکیل و آزاد شدن بهمن جلوگیری می کند. با این حال مقاومت و نوع و شکل گیاهان از جمله درختان بزرگ و تنومند، درختچه های کوتاه و بوته ها و گیاهان علفی، در مقابل بهمن، بسیار متفاوت است.
- گیاهان بزرگ و تنومند، هم می توانند تاثیر افزاینده و هم کاهنده در وقوع بهمن داشته باشند.
* تاثیر افزاینده درختان بزرگ - این درختان با تنه بزرگشان و فرو رفتن در لایه های برف می توانند ایجاد شکستگی کرده و باعث سست شدن پیوند لایه های برف شوند که خود می تواند عامل وقوع بهمن باشد. از طرف دیگر این درختان تبادلات انرژی و گرمایی بیشتری نسبت به گیاهان دیگر در اطراف خود از جمله خاک دارند و باعث می شود که جذب اشعه های خورشیدی و انتقال آن به بخش های پایین تر بهتر صورت گیرد و در نتیجه پیوند های لایه های برف سست شود. همچنین برگ این درختان بزرگ با جذب نور خورشید و عمل فتوسنتز، باعث تبادلات انرژی بیشتری می شود که به بخش های پایین گیاه و لایه های برف منتقل می گردد. شاخه های تنومند این درختان می تواند محل تجمع برف نیز باشد و با بارش زیاد برف و سنگین شدن درختان، به لایه های اطراف فشار وارد آورده و حتی با شکستن شاخه های آنها و سقوط توده های برف، شرایط وقوع بهمن را فراهم آورند.
 
شکل 4 : شکستن درختان بعد از وقوع بهمن
شکل 5 : درختانی که بهمن را متوقف کرده اند.
 
* تاثیر کاهنده درختان بزرگ - این درختان به علت تاج پوشش بیشتر و به ویژه بصورت درختان انبوه می توانند تشعشعات خورشیدی را جذب و باعث کاهش تابش مستقیم آفتاب به پوشش برفی شوند و مانند یک سایه بان عمل کنند، در نتیجه عمل ذوب و سستی برف را به تعویق می اندازند. از طرف دیگر این درختان در زمان بارش های ناگهانی می توانند مانند سدی در برابر وقوع بهمن عمل کنند. البته در زمان وقوع بهمن شدید ممکن است این درختان سنگین از ریشه در آمده و با سرعت همراه با بهمن به سمت پایین آمده و خسارات بیشتری را ایجاد نمایند؛ بنابراین در گذرگاه های عبور بهمن نباید از این درختان، استفاده نمود ولی در نواحی کم شیب که قدرت و سرعت بهمن کاهش یافته می تواند به عنوان سد عمل کند.
شکل 6 : مناطق دارای پوشش گیاهی مانع حرکت بهمن شده ولی نواحی بدون پوشش راه را برای سقوط بهمن فراهم کرده اند.
 
- درختچه های کوتاه، این نوع درختان نسبت به درختان بزرگ، بهتر می توانند از وقوع بهمن جلوگیری کرده و در صورت وقوع، سرعت آن را کم کنند. بدین صورت که برف را در طوقه خود نگه داشته و فشرده و متراکم می کنند و به علت ریشه سطحی خود می توانند آب و رطوبت برف را سریع تر جذب و باعث خشک شدن لایه های برفی شده و از سنگین شدن آنها جلوگیری کنند. همچنین به علت تنه کوچک خود تبادلات گرمایی زیادی با محیط ندارند و با داشتن شاخه های نازک خطر شکستگی کمتری دارند ولی در صورت شکسته شدن برف در لابلای شاخه های آن ها گیر کرده و سرعت ریزش بهمن را کاهش می دهند. با این وجود در برابر وقوع بهمن های عظیم بسیار ضعیف هستند.
شکل 7 : نقش درختچه ها در کاهش سرعت بهمن
  • جنس و بافت بستر بهمن - یکی از پارامتر های اصلی در وقوع بهمن، سنگ بستر است. وقوع بهمن در مناطقی با سنگ بستری که دارای زیری بسیار کمتری از یک سطح بستر یا پوشش خاک است، متفاوت می باشد.
  1. عوامل اقلیمی
  • بارش – بارش برف سه روز گذشته اهمیت زیادی در رخداد بهمن داشته و هر چه برف تازه تر باشد خطر بیشتر است. مطالعات نشان داده است که معیار سنجش ماکزیمم عمق برف سالانه، می تواند ملاک عمل برای پتانسیل بهمن خیز بودن یک منطقه باشد. اگر این ماگزیمم کمتر از 70 سانتی متر باشد، احتمال وقوع بهمن در آن منطقه وجود ندارد ولی بیشتر از 70 سانتی متر، احتمال وقوع را بالا می برد.
  • تغییر درجه حرارت - اولین روز آفتابی بعد از چند روز هوای برفی خطرناک ترین زمان برای رخداد بهمن است. همچنین افزایش زیاد دمای هوا، برف را شل کرده و برف استحکام خود را از دست می دهد.
  • فصل بارش - با وجود این که بیشتر بهمن ها در فصول زمستان و بهار رخ می دهند، ولی آب شدن ناگهانی برف ها هم عاملی است که نباید نادیده گرفته شود.
  • تابش های خورشیدی - دامنه های جنوبی کوهستان ها که در معرض تابش آفتاب هستند سریع تر گرم شده و وقوع بهمن را تسریع می کنند.
  • باد - باد در دامنه های باد پناه که در معرض برف انباشته شده قرار دارند، منجر به تشکیل بهمن می شود. باد بر تشکیل و تخریب لایه های ضعیف اثر می گذارد که تغییرات مکانی در پایداری برف ایجاد می کند. وقوع بهمن می تواند براثر رویدادهای توفانی نیز رخ بدهد بطوریکه آنها را با توجه به توفان ها می توان به دونوع بهمن براثر فعالیت مستقیم و بهمن اوجی تقسیم نمود. در نوع اول با توفان و مشخصاً با ریزش های سنگین برف آغاز می‌شود و تنها برف های تازه تر را با خود درگیر می کند، در حالیکه نوع دوم بیشتر وابسته به بافت های برفی سستی است که در طول دست کم چندین روز انسجام قبلی خود را از دست داده اند. ممکن است که  ریزش این بهمن ها به علت بارش برف آغاز شود، اما نه تنها برف های تازه، بلکه برف های کهنه نیز در این ریزش  سقوط می کنند. این نوع بهمن در فصل بهار رایج است، زمانی که مقدار قابل توجهی از توده های برف و یخ در کوهستان ها آب شده‌اند.  

- عوامل انسانی
  • کوهنوردان
  • اسکی بازان و افزایش پیست های اسکی - بسیاری از اسکی‌بازان، برف‌های سبک و نکوبیده را به دلیل حرکت راحت‌تر برای اسکی ترجیح می‌دهند اما مساله اینجاست که فشار بدن انسان می‌تواند به راحتی حجم عظیمی از برف را شکسته و بهمن پدید آورد.
  • عبور بالگرد
  • انفجار معادن در همجواری منطقه کوهستانی
  • قطع درختان جنگلی
البته هیچگاه نمی توان تمام این عوامل را در یک منطقه مشاهده کرد. در مناطق کوهستانی با ارتفاعی بالاتر از 2000 متر، برف ها رویهم انباشته شده و حجیم می گردد و در زمانی مناسب و با فراهم بودن سایر شرایط، ممکن است بهمن بزرگی روی دهد، ولی در ارتفاعات پایین تر بعلت گرمتر بودن هوا، برف فرصت انباشته شدن ندارد و خطر وقوع بهمن کمتر است.

نقش سنجش از دور در پایش مناطق بهمن خیز
 
براساس مطالعات انجام گرفته حدود 6 در صد آب های سطحی و 57 درصد آب های زیرزمینی کشور در مناطق برفگیر قرار داشته و از آب حاصل از ذوب آنها تغذیه می کنند. بخش بزرگی از بارندگی ها در مناطق کوهستانی به شکل برف است که مطالعه آنها با روش های زمینی بسیار پر هزینه است و شاید هم ناممکن باشد؛ بنابراین استفاده از فن آوری سنجش از دور برای پایش میزان برف، میزان و سرعت ذوب برف و احتمال وقوع بهمن، ضروری به نظر می رسد. با توجه به این که پوشش برفی بازتابندگی بسیار بالائی دارد، توزیع سطحی آن را می توان از طریق تصاویر ماهواره ای به آسانی تعیین نمود تا به ما در شناسایی مسیرهای پرخطر، کمک کرده و بتوان در مواقع خطر ساکنین مناطق مسکونی را به جای دیگری اسکان داد.
شکل 8 : تصویر ماهواره ای (سنجنده مادیس) پوشش برف ارتفاعات ایران (15 بهمن 1395)
برخی از مناطق کوهستانی ایران بهمن خیز هستند و هر ساله بیش از چند صد یا گاهی هزار بهمن کوچک و بزرگ در این مناطق و جاده های مجاور آن ها رخ می‌دهد.
 
نقشه خطر و ریسک بهمن با استفاده از تصاویر ماهواره ای

با استفاده از تصاویر ماهواره ای می توان نقشه خطر و ریسک بهمن را تهیه نمود که چه مناطقی دارای پتانسیل وقوع بهمن هستند. نقشه خطر وقوع بهمن نشان دهنده مناطقی است که بیشترین بهمن در آن مناطق رخ می دهد و آن را برحسب میزان و بزرگی خطر بهمن تقسیم بندی می کنند. این مناطق کوهستانی پرشیب، مرتفع، پوشیده از برف و بهمن خیز ممکن است از نظر جمعیتی، سازه ای، اقتصادی، خطرناکترین مناطق باشند. همچنین باید نقشه های کاربری اراضی مناطق اطراف این کوهستان ها تهیه شود تا مشخص شود چه کاربری هایی از جمله مدارس، بیمارستان ها، خانه ها و... تحت خطر هستند. برای تکمیل نقشه ها علاوه بر بازدیدهای میدانی گسترده در سطح منطقه خطر و جمع آوری اطلاعات از تاریخچه وقوع بهمن های رخ داده و ویژگی های آن ها، وضعیت ژئومورفولوژیکی، شرایط سطح خاک، سنگ شناسی، وضعیت اقلیمی، پوشش گیاهی، زمین شناسی،‌مدل ارتفاعی رقومی منطقه، مقدار و جهت شیب دامنه ها، نوع شیب از نظر محدب، مقعر یا یکنواخت بودن با تصاویر ماهواره ای، مورد بررسی قرار می گیرد و سپس گذرگاه های بهمن خیز از نظر شدت خطرزایی و احتمال سقوط بهمن، اولویت بندی می شوند.
 
شکل 9 : تصویر ماهواره ای لندست-8 (2019) علم کوه و گذرگاه های بهمن
 
علم کوه با ارتفاع 4840 متر، مرتفع ترین قله ایران بعداز دماوند است که در 20 کیلومتری جنوب غرب شهر کلاردشت وقاع شده است. یخچال های علم کوه در رشته کوه البرز غربی می باشد. وجود دامنه های سنگی شیب دار در منطقه بدون پوشش گیاهی مناسب و نگهدارنده که بتواند پوشش برف را در جای خود نگه داشته و از رها شدن بهمن جلوگیری کند، باعث شده که بیشتر دامنه های حوضه علم کوه مستعد تشکیل و رها شدن بهمن باشند. در نتیجه همه ساله در نقاط پر خطر این حوضه می توان شاهد سقوط بهمن بود.
شکل 10 : تصویر ماهواره ای سنتینل-2 (2019) منطقه بهمن خیز بین شمشک و میگون
علاوه بر تصاویر اپتیکی، می توان از تصاویر راداری برای مناطق بهمن خیر نیز استفاده نمود. قابلیت نفوذ امواج راداری درداخل یک توده برف در سرتاسر بخش گسترده ای از یک منطقه برفی و همچنین توانایی استخراج مشخصات هندسی و هیدرولوژیکی برف توسط امواج راداری، این تصاویر را مناسب جهت تحقیق در مورد بهمن ها، کرده است. تصاویر راداری، مشخصات فیزیکی یک توده برف را بصورت کمی نشان می دهد. با آنالیز این داده ها ما می توانیم تصاویری تولید کرده و با شناسایی ساختار مهم لایه های برفی احتمال وقوع بهمن را پیش بینی کنیم. ساختمان لایه بندی یک توده برف را می توان برحسب ویژگی های لایه برف، ویژگی های اصطکاک بین لایه های متفاوت و با نیروهای برشی که این لایه ها ایجاد می کنند بررسی کرد. سیستم های راداری توانایی جمع آوری داده های پراکنده در گستره منطقه وسیعی از یک منطقه برفی را دارد.

کلیدواژه ها: مقطع کاربرد | دوره دانشجویان | مدرسه سنجش از دور | سازمان فضایی ایران | بهمن |



CAPTCHA

دفعات مشاهده: 467 بار   |   دفعات چاپ: 2 بار   |   دفعات ارسال به دیگران: 0 بار   |   0 نظر