بارندگی یا بارش (Precipitation) شامل کلیه نزولات جوی مانند باران و برف و تگرگ می باشد که برحسب اقالیم مختلف، باران و یا برف قسمت عمده ای از آن را تشکیل می دهند. بارندگی، ورودی سیکل هیدرولوژی در یک ناحیه بوده بنابراین از مهم ترین عواملی است که باید مورد مطالعه دقیق قرار گیرد.
ریزش نزولات آسمانی به قطر ۰. ۵ میلیمتر را باران میگویند و قطر حداکثر قطرات۶. ۴ میلیمتر میباشد. (حیدری، ۱۳۸۸)
میزان بارندگی متوسط سالانه در روی کره زمین ۸۶۰ میلی متر بر آورد شده که دارای تغییرات فراوانی در نقاط مختلف است و از صفر در بعضی از کویرها مانند کویر سودان تا بیش از دوازده متر در ارتفاعات هیمالیا و در منطقه چراپونچی و یا جزایر هاوایی نوسان دارد. در هر یک از این نقاط، نیز پراکنش زمانی خاصی دارد، به عنوان مثال در حالی که بارندگی در مناطق مرطوب دارای پراکنش نسبتاً منظم بوده و تقریباً در تمام طول سال می بارد بارندگی در مناطق خشک و نیمه خشک پراکنش بسیار نامنظمی داشته و ممکن است در یک بارندگی بیش از ۵۰ درصد بارندگی سالانه به زمین برسد. ۷۸ % از بارش دنیا در اقیانوس ها و ۲۲ % روی خشکی ها اتفاق می افتد.
در ایران نیز چنین تغییراتی کاملاً مشهود است و فقط دامنه نوسان آن فرق می کند. حداقل بارندگی سالانه در کویر لوت چند میلی متر و یا حتی در بعضی سال ها صفر بوده و حداکثر آن در بندرانزلی و بیش از ۱۵۰۰ میلی متر می باشد. از نظر پراکنش زمانی نیز بیشترین مقدار بارندگی در فصل سرد سال بوده که در ارتفاعات البرز و زاگرس به صورت برف نازل می شود. به طور عمده بارندگی ها مربوط به جبهه های سرد سال بوده که در ارتفاعات البرز و زاگرس به صورت برف نازل می شود. به طور عمده بارندگی ها مربوط به جبهه های سرد سیبری و جبهه های موسمی در جنوب می باشند. بیشترین مقدار بارندگی در شیب شمالی البرز بوده که تحت تاثیر جبهه مدیترانه ای واقع می شود، ناحیه مرکزی و جنوبی که فاقد ارتفاعات کافی بوده و در پناه رشته کوه های البرز و زاگرس قرار می گیرند دارای بارندگی کمی بوده و مناطق خشک و بیابانی را به وجود می آورند. متوسط بارندگی در ایران تقریباً ۲۴۰ میلی متر در سال می باشد و همان طوری که ذکر شد پراکنش نامنظمی دارد. حدود بیش از ۵۰ درصد بارندگی در ۲۵ درصد سطح کشور و ۲۷ درصد بارندگی در ۴ درصد سطح کشور می بارد و جمعاً حجمی در حدود ۴۰۰ میلیارد متر مکعب در سال دارد. ۲۸ درصد از کشور دارای بارندگی سالانه ای کمتر از ۱۰۰ میلی متر بوده و ۴۷ درصد از مساحت کشور نیز دارای بارندگی بین ۱۰۰ تا ۲۵۰ میلی متر می باشد. مساحتی که دارای بارندگی بین ۲۵۰ تا ۵۰۰ میلی متر می باشد ۱۶ درصد را شامل شده و فقط ۸ درصد از مساحت کشور دارای بارندگی بین ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ میلی متر بوده و سطحی کمتر از یک درصد دارای بارندگی سالانه بیش از ۱۰۰۰ میلی متر است.
۲-۶-۲-۱. طرز پدید آمدن بارندگی
میزان حداکثر رطوبتی که می تواند در یک حجم معین از هوا وجود داشته باشد، بستگی به درجه حرارت آن داشته و با آن نسبت مستقیم دارد. هوای مرطوب در اثر صعود کاهش فشار یافته و در اثر انبساط سرد میشود و در نتیجه دمای هوا ابتدا به نقطه شبنم (Dew Point) رسیده و پس از آن قسمتی از رطوبت هوا دیگر نمی تواند به صورت بخار آب باقی بماند، در این حالت بخار آب در اطراف ذرات ریز موجود در اتمسفر که به نام هسته های تقطیر نامیده می شوند به شکل قطرات ریز آب در می آیند که در این حالت قطری کمتر از ۵۰ میکرون دارند و سرعت متوسط سقوط آنها بسیار کم است. این پدیده دیفوزیون نامیده می شود. از به هم پیوستن این ذرات ریز، قطرات باران به وجود می آید که معمولاً قطری بیش از ۵/۰ میلی متر دارند و یا انواع دیگر نزولات، مانند برف و تگرگ تشکیل می گردد. هسته های تقطیر به طور عمده شامل بلورهای ریز یخ و ذرات بسیار کوچک نمک و اکسیدهای ازت و ذرات ریز رسی است. در نواحی ساحلی ، ذرات نمک هستههای تقطیر را تشکیل داده و بنابراین ممکن است بارندگی باعث شور شدن اراضی گردد، مانند آنچه که در غرب استرالیا می توان دید. ذرات ریز نمک اثر بسیار زیادی در تمرکز مولکول های آب داشته به طوری که حتی در رطوبت های حدود ۷۵ درصد نیز عمل تمرکز صورت می گیرد. در ایجاد باران های مصنوعی و باروری ابرها، از یخ خشک یا دی اکسید کربن جامد و یدورنقره استفاده می شود که بر خلاف کریستال های یخی که از آب خالص در منهای ۶۰ درجه سانتی گراد تشکیل می شوند می توانند این بلورهای یخ را در درجه حرارت های بالاتر بوجود آورند. بطوریکه برای دی اکسید کربن در زیر صفر درجه سانتی گراد و برای یدورنقره در منهای ۴ درجه سانتی گراد بلورها تشکیل می شوند. در جمهوری آذربایجان، با شلیک گلوله های توپ محتوی یدورنقره به طرف ابرهای تیره ای که احتمال ریزش تگرگ دارند تمرکز مولکول های آب را تسریع کرده، و تگرگ را تبدیل به باران نموده و از وارد آمدن خسارات احتمالی به محصولات کشاورزی جلوگیری می کنند. (مهدوی، ۱۳۸۹، ۱۴۴-۱۴۱)
بارش در حالت های مختلف وجود دارد. بارندگی را به عنوان هر رطوبتی که متراکم شده و به سطح زمین ریزش می کند تعریف می کنند. بارش زمانی اتفاق می افتد که هوای مرطوب و عامل صعود، هر دو با هم در منطقه ای وجود داشته باشند ؛ به عبارت دیگر، هوای مرطوب باید تا ارتفاع معینی بالا رود تا بر اثر سرد شدن آدیاباتیک، به نقطه اشباع برسد و در مرحله بعد، ابر بارش را پدید آورد. نبود هر یک از این دو عامل مانع وقوع بارش می شود. (کاویانی، علیجانی، ۱۳۸۰، ۲۳۹)
۲-۶-۲-۲- بالاترین مقادیر بارش در دنیا
بیشترین مقدار بارندگی ۲۴ ساعته در دنیا در تاریخ ۷ژانویه ۱۹۶۶ در جزایر رئونیون با بارشی معادل ۱۸۵۲ میلیمتر در روز رخ داد. رکورد هفتگی و ماهانه بیشترین مقدار بارندگی در دست چراپونچی در ارتفاعات هیمالیاست. در فاصله زمانی ۱۲ تا ۱۹ مارس ۱۹۵۲ مقدار بارش در چراپونچی به ۵۰۰۳ میلیمتر گزارش گردید. در ماه ژولای ۱۸۶۱ ارتفاع بارش در چراپونچی به ۹۳۰۰ میلیمتر رسید. این میزان بارش ماهانه تقریباً ۴۰ برابر بارش سالانه ایران است.
میانگین بارندگی در سطح کره زمین ۷۰۰ تا ۹۰۰ میلیمتر اعلام شده، اما تغییرات بارندگی در جهان به گونهای است که در برخی بیابانها چندین سال هیچ بارشی رخ نمیدهد، به نحوی که مردمان آن کلمهای معادل باران در زبان خود وضع نکردهاند و در برخی مناطق چون چراپونچی در خلیج بنگال حدود ۲۶۴۰۰ میلیمتر میباشد.
۲-۶-۲-۳- تغییرات بارندگی در ایران
متوسط بارندگی در ایران ۲۴۰ میلیمتر گزارش شده، اما این بارش توزیع بسیار نامنظمی از نظر زمانی و مکانی دارد: بیش از نیمی از بارش در ۲۵ درصد از مساحت کشور رخ می دهد. در ۲۸ درصد کشور بارندگی کمتر از ۱۰۰۰ میلیمتر، ۴۷ درصد از مساحت بارندگی بین ۱۰۰ تا ۲۵۰ میلیمتر و ۱۶درصد مساحت کشور بارندگی بین ۲۵۰ تا ۵۰۰ ملیمتر دارند. فقط ۸ درصد کشور دارای بارندگی بین ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ میلیمتر (در دامنه متوسط جهانی) قرار دارد. سطحی معادلی یک درصد کشور نیز بارندگی بیش از ۱۰۰۰ میلیمتر دارد. در یک جمع بندی کلی دیگر آمده است که ۷۵ درصد کشور بارندگی کمتر از ۲۵۰ میلیمتر دارد. در هر حال دامنه تغییرات بارندگی در ایران از صفر (برخی سالها) در کویر لوت تا ۱۵۰۰ میلیمتر در بندر انزلی تغییر می کند. عمدتاً بارشها در اواخر پائیز، فصل زمستان و اوایل بهار انجام می شود.
تگرگ عموماً از بارندگیهای کنوکسیون و ابرهای کومولونیمبوس ایجاد میشود. در برخی از کشورها با شلیک گلولههای توپ حاوی یدور نقره یا سایر هستههای مصنوعی تراکمی به ابرهای فوق تمرکز مولکولهای آب را سرعت میبخشند تا از خسارات احتمالی ناشی از ریزش تگرگ جلوگیری کنند. یدور نقره باعث میشود که کریستالهائی که در منفی ۶۰ درجه تشکیل میشوند در منفی ۴درجه سانتیگراد ایجاد بلور کنند.
باران را برحسب شدت به انواع ملایم (با شدت کمتر از ۲. ۵ میلیمتر در ساعت)، باران متوسط (۲. ۵ تا ۷. ۵ میلیمتر در ساعت) و باران شدید (بیش از ۷. ۵ میلیمتر بر ساعت) تقسیم بندی می کنند. (حیدری، ۱۳۸۸)
۲-۶-۲-۴- اشکال مختلف بارش
باران – نم باران – یخچه – تگرگ – برف – مه و شبنم می باشد.
۲-۶-۲-۵- انواع بارش
از نظر کانون تشکیل، بارش را به چند دسته اصلی تقسیم می کنند :
الف) – بارشهایی که حاصل مستقیم ابرهای مختلف اند و به آنها بارشهای ابری می گویند.
ب) – بارشهایی که از تراکم یا تصعید در سطح عوارض مختلف زمین به وجود می آیند و به بارشهای غیر ابری موسومند.
ج) – بارشهایی که ابتدا از ابرها سرچشمه گرفته اند، اما در سطح زمین تغییر شکل داده، به صورت یخ کدر یا یخ شفاف در آمده اند، این پدیده ها را بارش ثانوی می گویند.
بارشهای ابری خود شامل بارشهای مایع (شامل : باران، ریز باران و رگبار) و بارشهای جامد (شامل : برف، دانه یخ، سنجاقهای یخی، برفدانه ریز، تگرگ نرم، تگرگ ریز و تگرگ. )
بارش های غیر ابری شامل : مه تر، شبنم، ژاله، یخ پوشه، یخ قندیلی است
بارش های ثانوی شامل : مانده برف، یخ شیشه
۲-۶-۲-۶- اندازه گیری بارندگی
در اندازه گیری بارندگی، ارتفاع آب حاصل از انواع مختلف بارندگی به میلی متر یا اینچ در یک سطح افقی اندازه گیری می شود که می تواند در سطوح مختلف ضرب شده و حجم آب باریده شده معلوم گردد. از آنجایی که اندازه گیری بارندگی در سطحی بسیار کوچک صورت گرفته و سپس برای سطوح وسیعی تعمیم داده می شود لذا باید در انتخاب محل مناسب اندازه گیری ها نهایت دقت را اعمال کرده و از وسایلی استفاده نمود که کاملاً دقیق و استاندارد باشند و تعداد ایستگاه ها نیز کافی باشند. دستگاه های اندازه گیری به صورت ساده و یا ثبات بوده که بر حسب نیاز و امکانات مالی و پرسنلی از آنها استفاده می شود. امروز حتی از رادار و ماهواره نیز در این زمینه کمک گرفته می شود. (مهدوی، ۱۳۸۹، ۱۵۱)
۲-۶-۲-۶-۱. انواع وسایل و امکانات اندازه گیری باران :
باران سنج ها :
۱ – باران سنج های ساده ۲ – باران سنج های ۱۸ اینچی ۳ – باران سنج های تجمعی یا توتالیزاتور
باران نگارها یا باران سنج های ثبات :
۱ – باران نگار سیفونی ۲ – باران نگار ترازویی
اندازه گیری با بهره گرفتن از رادار
استفاده از ماهواره ها
۲-۶-۲-۶-۲. بررسی مشخصات بارندگی و روابط بین آنها :
مطالعه بارندگی ها نشان می دهد که می توان مشخصات مختلفی را برای آنها ذکر نمود :
مقدار بارندگی :
این مقدار می تواند ارتفاع آب حاصل از یک بارندگی و یا ارتفاع بارندگی روزانه، ماهانه و یا سالانه باشد. بعلاوه هر یک از آنها، یک متغیر تصادفی بوده و دارای فرکانس وقوع مشخصی می باشند که براساس قوانین آماری می توانند مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرند.
شدت بارندگی :
مقدار متوسط شدت بارندگی از نسبت بین ارتفاع بارندگی به مدت زمان مورد نظر به دست می آید و یکی از عوامل مهم در بررسی سیلاب ها می باشد. در این مورد نیز، احتمال وقوع هر یک از شدت های مورد بررسی می تواند با بهره گرفتن از قوانین آماری تعیین گردد.
مدت بارندگی :
در مورد رگبارها و بارندگی های با مدت زمان چند دقیقه بوده ولی در بارندگی های جبهه ای و کوهستانی چند ساعت تا یکی دو شبانه روز می باشد. بررسی آماری آن می تواند از روی کاغذ باران نگارها صورت گیرد، ولی مطالعه آن اهمیت کمتری نسبت به مقدار و شدت بارندگی دارد.
فواصل بین دو بارندگی :
این عامل روی خشک بودن و یا مرطوب بودن و یا مرطوب باقی ماندن خاک ها اثر داشته و در نتیجه میزان رواناب های سطحی را تغییر میدهد. این عامل نیز در مطالعه رواناب ها به صورت عامل رطوبتی خاک از طریق جمع ارتفاع بارندگی در مدت ۵ روز مورد بررسی قرار می گیرد.
سطح بارش :
این سطح در مورد باران های شدید معمولاً محدود بوده و در باران های با شدت کم، وسعت بیشتری دارد.
(مهدوی، ۱۳۸۹، ۱۷۵)
فصل سوم : مواد و روش ها
۳-۱. مقدمه
۳-۲. محدوده تحقیق
۳-۳. داده های تحقیق
۳-۴. دوره آماری مورد مطالعه
۳-۵. بازسازی داده ها
۳-۶. روش کار
۳-۷. روش ها و تکنیک های مورد استفاده در تحقیق
۳-۸. روش های پارامتری و ناپارامتری
۳-۹. محاسن و معایب روش های ناپارامتری
۳-۱۰. آ زمون گرافیکی من کندال
۳-۱. مقدمه
منابع تحقیقاتی برای پایان نامه : بررسی روند تغییرات دما و بارش در نیم قرن ...