دکتر عباس مفیدی، اقلیم شناس، عضو هیئت علمی گروه جغرافیای دانشگاه فردوسی مشهد-طی چند سال گذشته مخاطرات جوی و اقلیمی همواره یکی از چالش‌های بزرگ محیطی در کشور بوده است. از یک سو، افزایش بارش‌های بسیار سنگین سبب بروز سیل های مهیبی چون سیل آبان 1394 (سیل ایلام)، نوروز 1399 و مرداد 1401 شده و از سوی دیگر، خشکسالی‌های گسترده و شدید، بنیان‌های طبیعی این سرزمین کهن را به‌طور جدی به چالش کشیده و نفس محیط زیست این مرز و بوم را به شماره انداخته است.
در کنار پدیده‌های مذکور، بروز مداوم توفان‌های گردوغباری در استان‌های مختلف غربی و شرقی و امواج گرمایی در تابستان می‌رود تا به یک ویژگی طبیعی و مخاطره جوی دایمی در کشور مبدل شود. با این حال و به رغم افزایش انواع مختلف مخاطرات جوی در کشور، طی سال های اخیر شاهد هستیم که برخلاف گذشته، از شدت سرمای سخت و گزنده زمستان خبری نبوده، به گونه ای که با کاهش وقوع این پدیده می رفت تا سرمای سخت و گزنده زمستانی از ذهن مردم پاک شود و تصویری از سوز و سرمای زمستانی، به‌ویژه برای نسل جوان شکل نگیرد.
اما سرمای سخت و نسبتاً فراگیر در دی ماه 1401 نه تنها خاطره زمستان های سرد و سخت گذشته را به خوبی در ذهن مردم زنده کرد،بلکه سیاست گذاران، برنامه ریزان و دولتمردان را در مقیاس ملی کاملاً غافلگیر کرد. علاوه بر مشکلات، خسارت ها و محدودیت هایی که سرمای دی ماه 1401 در کشور یا در مقیاس کوچک تر در استان های شرقی و شمالی ایجاد کرده، در اذهان عمومی این سوال شکل گرفته که جایگاه موج سرمای دی ماه 1401 در میان چند اَبَرسرمای نیم قرن گذشته چه بوده و در عین حال، دلیل اصلی وقوع چنین موج های سردی در یک اقلیم جنب حاره ای خشک در عرض های پایین جغرافیایی چه می تواند باشد؟ به عنوان یک اقلیم شناس علاقه مند به موضوع، سعی می کنم پاسخی را برای این چند سوال کلیدی در این باره ارائه دهم.
جایگاه موج سرمای دی ماه 1401 در میان چند اَبَرسرمای نیم قرن گذشته چیست؟
بررسی ها نشان می دهد پایین ترین دمای کشور در درجه اول در دی ماه (ژانویه) و در مواردی در بهمن ماه (فوریه) به وقوع می پیوندد. بررسی دمای کمینه ایران برای 63 سال گذشته (2023-1960) با استفاده از چند پایگاه داده نشان می دهد پنج اَبَرسرمای ایران به ترتیب عبارت اند از: ژانویه 1964 (دی ماه 1342)، ژانویه 2008 (دی ماه 1386)، ژانویه 1973 (دی ماه 1351)، فوریه 1972 (بهمن 1350) و ژانویه 1989 (دی ماه 1367)، (شکل 1).اگرچه اَبَرسرمای دی ماه 1342(ژانویه 1964) با فاصله زیاد سردترین ماه ایران در طول 63 سال گذشته بوده است، اما اطلاعات چندانی از آن در دسترس نیست. تنها به این جمله می توان اکتفا کرد که در برخی روزنامه های آن زمان از «سرمای سیبری بر سر ایران» سخن به میان آمده است [1]. در مقابل، بر اساس گزارش های موجود هم در بهمن ماه 1350 و هم دی ماه 1386 شرایطی بسیار نادر و متفاوت بر کشور حاکم شده است. از جمله در بهمن ماه 1350 به واسطه وقوع دمای بسیار پایین همراه با پدیده «بوران» (Blizzard) مداوم، بسیار فراگیر و شدید در بخش گسترده ای از کشور، ارتباط بین بسیاری از شهرها و روستاها برای مدتی طولانی قطع شد. ارتفاع برف در برخی از مناطق مرتفع تا 8 متر رسید.
شدت سرما و بارش برف به گونه ای بود که روزنامه ها لقب «دیو سفید مرگبار» را برای زمستان سخت 1350 برگزیدند[ 1و2]. این رخداد با وجود تلفات بیش از 4000 نفر در رکوردهای جهانی به عنوان سهمگین ترین و خسارت زا ترین بوران تاریخ ثبت شده است[ 4و5]. از سوی دیگر، در دی ماه 1386 علاوه بر دمای بسیار پایین، شدت بارش برف به اندازه ای بود که در برخی مناطق از جمله در استان گیلان برای مدت طولانی ارتباط برخی از روستاها با شهرهای اطراف به دلیل بارش برف بسیار سنگین قطع شده بود. ارتفاع برف در بندر انزلی در ساحل دریای خزر به 170 سانتی متر بالغ شد[3]. بر اساس گزارش ها، در این رخداد، بر اثر دمای بسیار پایین، خسارت زیادی به بخش های مختلف اقتصادی کشور وارد شد. همچنین تعداد 926 تن در افغانستان جان خود را از دست دادند [6]. مقایسه موج سرمای دی ماه 1401 (ژانویه 2023) با وضعیت 65 سال گذشته بیانگر آن است که به رغم ثبت دمای بسیار پایین در مناطقی از شمال شرق کشور ، با در نظر گرفتن گستره جغرافیایی ایران این ماه جزو ماه های بسیار سرد قرار نمی گیرد. مقایسه وضعیت متوسط حداقل دما بین دی ماه 1401 و دی ماه 1386 به خوبی این نکته را یادآور می شود (شکل 1). در واقع، در قیاس با دی ماه 1386، در دی ماه 1401 دمای حداقل به طور محسوسی در مناطق مختلف کشور بالاتر بوده است.
دلیل اصلی وقوع موج سرمای دی ماه 1401 چه بوده است؟
در پاسخ به این پرسش باید دو جنبه اقلیمی از وقوع پدیده، یعنی جنبه مقیاس منطقه ای و جنبه بزرگ مقیاس را از هم تفکیک کرد. در مقیاس منطقه ای، روزهای بسیار سرد دی ماه 1401 در نیمه شرقی کشور نتیجه مستقیم شکل گیری یک سامانه پرفشار بسیار قوی در حدفاصل شمال دریای خزر و کوه های اورال بوده است. این سامانه پرفشار در بازه زمانی روزهای 19 تا 25 دی ماه در محدوده ای بین دریای خزر تا آسیای مرکزی استقرار یافته و سبب ریزش هوای بسیار سرد قطبی روی کشورهای آسیای مرکزی و نیمه شرقی ایران و افغانستان شده است. در برخی از روزها، فشار در مرکز این سامانه به طور کاملاً استثنایی و نادر از مرز 1050 هکتوپاسکال فراتر رفته و سبب شکل گیری جریان های شمالی بسیار سرد روی منطقه شده است. نکته جالب توجه آن که، سامانه پرفشار یادشده در مراحل تکوین خود با یک پرفشار با ماهیت محلی موسوم به «پرفشار سیبری» یکی شده و در برخی از روزها موجب تشکیل یک کمربند پرفشار شرقی-غربی در محدوده سیبری جنوبی و آسیای مرکزی شده است.
در لایه های بالاتر جو، شکل گیری پدیده ای موسوم به «سامانه بندال» (Blocking) تشکیل این سامانه پرفشار بسیار قوی در سطح دریا را به دنبال داشته است. سامانه بندال در جو آزاد با شکلی شبیه حرف اُمگای یونانی جریان های هوا را روی سیبری غربی، آسیای مرکزی و شرق اروپا به طور کامل دستخوش تغییر کرده و ضمن ایجاد جریان های سرد شمالی از شمالگان و عرض های بالای جغرافیایی به آسیای مرکزی، به طور همزمان نقش اصلی را در تشکیل پرفشار سطحی در شمال دریای خزر ایفا کرده است.در نگاه دوم (بزرگ مقیاس)، دلیل اصلی ناهنجاری جریان هوا در محدوده سیبری غربی و شکل گیری سامانه بندال، تغییراتی است که از اواخر ماه دسامبر 2022 (10 روز اول دی ماه 1401) در لایه استراتوسفر در محدوده قطب شمال به وقوع پیوسته است. گفتنی است که لایه استراتوسفر دومین لایه جو زمین است که در ارتفاع متوسطی بین 20 تا 50 کیلومتر جای گرفته است. به طور مشخص در روزهای آغازین دی ماه 1401 پدیده ای موسوم به «ورتکس قطبی» که ظرفیت آن را دارد تا شرایط جوی یک نیمکره را از خود متاثر سازد، یک ناهنجاری قابل توجه را در رفتار خود در استراتوسفر قطب شمال تجربه کرده است.
ورتکس قطبی حجم عظیمی از هوای بسیار سرد محسوب می شود که در داخل یک نوار تقریباً پیوسته از بادهای بسیار شدید محصور شده و این حجم هوای سرد به همراه نوار باد قوی دور آن (موسوم به جت شب قطبی)، یک حرکت هماهنگ غرب به شرق را در استراتوسفر قطبی تجربه می کند. در شرایط طبیعی، ورتکس قطبی در طول ماه های سرد به شکل متقارن درست بالای قطب شمال مستقر می شود. در دی ماه 1401 با خارج شدن ورتکس قطبی از جایگاه طبیعی خود و جابه جایی ورتکس به سمت نیمکره شرقی و اوراسیا، به طور همزمان شاهد هجوم هوای بسیار سرد قطبی به عرض های جغرافیایی پایین تر در قطاع اوراسیا و تغییر الگوی جریان بادهای غربی در عرض های میانی در مقیاس نیمکره ای بوده ایم (شکل 2). در واقع، شکل گیری سامانه بندالی در محدوده اوراسیا نتیجه جابه جایی ورتکس قطبی استراتوسفری و کشیده شدن آن به عرض های پایین تر در نیمکره شرقی بوده است. بدین ترتیب، در دی ماه 1401، جابه جایی جنوب سوی ورتکس قطبی و کشیده شدن آن به قطاع اوراسیا، هم امکان ریزش هوای بسیار سرد قطبی به عرض های جغرافیایی پایین تر را ممکن ساخت و هم موجب بی نظمی در حرکت امواج غربی در اوراسیا و به طور کلی نیمکره شمالی شد.
شکل1: بالا، متوسط پهنه ای دمای حداقل ایران در ماه های ژانویه و فوریه با استفاده از داده های پایگاه CRU و MSWX. پایین، مقایسه وضعیت متوسط ماهانه دمای حداقل ایران در دو ماه ژانویه 2023 (چپ) و ژانویه 2008 (راست).
شکل2: وضعیت متوسط دما (رنگ ها) و ارتفاع (کنتورهای ارتفاعی برحسب متر) در استراتوسفر در ارتفاع حدود 20 کیلومتری از سطح دریا (تراز 50 هکتوپاسکال) برای زمان اوج دوره سرد در دی ماه 1401. ورتکس قطبی در محدوده داخلی کنتور 20280 ژئوپتانسیل متر جای گرفته که با دمای بسیار پایین قابل تشخیص است.
