وثيقة
Characterization of long term analysis of climate change and global warming in the arabian gulf countries: determination of low-level temperature inversions using radiosonde temperature measurements
الناشر
Sultan Qaboos University
ميلادي
2009
اللغة
الأنجليزية
الموضوع
الملخص الإنجليزي
Of all weather conditions, inversion is probably the most important wherever atmospheric pollution is discussed. The inversion layer generally acts as a blanket of air warmer than the air immediately below it, which is a reversal of the normal. The net result of inversions from an air quality perspective is a very stable atmosphere characterized by little mixing which may result in an imbalance between pollution generation and pollution dissipation. As very little vertical mixing of polluted air takes place in an inversion layer, pollutants released become trapped under or within the stable layer of air. Pollutants continue to be emitted into the atmosphere but are not transported away and the air quality will be affected. The objective of this study is to examine the characteristics of the low-level tropospheric temperature inversions to a height of 4 km above a suburban site in different Arabian Gulf Countries by using 10-year records of daily upper-air meteorological data. The temperature profile data included in this study was derived from the radiosonde data collected by the Meteorology Department from different stations in the Arabian Gulf Countries. The study addresses the statistical analysis of inversion parameters and investigates whether changes in these parameters (i.e., depth and strength) have occurred during the last decade. Both surface-based and elevated inversions are investigated. The study is important since it is the first investigation that addresses the statistical analysis of the thermal inversion layers in the Gulf region. The study indicated monthly changes in inversion frequency, height, depth, and strength. The frequency of the occurrence of all inversions seems to be slightly stable through out the period of the study. Since the frequency of the elevated inversions is the complement of the surface-based inversions, the highest frequency of surface-based inversions in some months corresponded to the time of minimum elevated inversions in the others. Overall, most of the inversions tended to be surface-based in all stations of the study areas in the Gulf Countries. The surface-based and elevated inversions vary from winter to summer months depending on the changes of the atmospheric weather parameters in all stations of the study areas. The elevated inversions were generally lower and weaker than the surface-based inversions. The study also indicated annual variations in the thermal inversions associated with inversion depth, height, temperature and strength across both the surface-based and elevated inversions through out the 10-year period at some of the selected stations of the study areas in the Gulf Countries (Saudi Arabia Station No. 41024, Kuwait Station No. 40582, Abu Dhabi Station No. 41217, Salalah Station No. 41316). Most of the relationships between the atmospheric parameters associated with both surface based and elevated inversions showed positive correlation at all stations of the study areas in the Gulf Countries. The results generally showed a positive correlation between all atmospheric parameters, such as temperature, relative humidity, dew temperature, wind direction and speed for both surface-based and elevated inversions. The relationships between the inversion depth and temperature difference across the elevated inversion indicated strong and positive correlation (r> 0.60), but weak and positive correlation (r< 0.60) across the surface-based inversion at all stations of the study areas, except for the State of Kuwait (Station cutanate of iman Salalah Station na 4131 No. 40582) and the sultanate of Oman (Salalah Station No. 41316), which both showed the correlation which hoth showed the correla coefficients of (r = 0.570) and (r = 0.514), respectively across the elevated inversions. The results also indicated that the bottom and top heights across the elevated inversion were associated strongly and positively with each other (r> 0.95) at all stations of the study areas in the Gulf Countries. The outcomes of this research will help the decision makers of different sectors in the Gulf Countries to review and establish rules, regulations, and strategies for the mitigation of climate change and global warming which are projected to compound the pressures on natural resources and the environment, associated with rapid urbanization, industrialization and economic development in the Gulf Countries. Extensive studies should be highlighted for the comparison of the results of the present study areas with the observations of inversion layer in other Middle East countries and other regions in the world to explore the link between the thermal inversions, the phenomenon of larger-scale global warming, climate change, and the causes of cyclones and natural disasters.
المجموعة
URL المصدر
الملخص العربي
إن من بين كافة الظروف الجوية، تعد طبقة الأنعكاس الحراري احد اهم تلك الأمور متى ما تم مناقشة التلوث الجوي. حيث تعمل طبقة الانعكاس الحراري بشكل عام كغطاء للجو الحار بصورة أكثر من الهواء الموجود تحته مباشرة وهذا يعد مخالفا لما هو موجود في الحالة الطبيعية. أن النتيجة المستخلصة لتلك الانعكاسات من منظور جودة الهواء تكون جوا مستقرا تماما يتصف بالخليط القليل والذي يمكن أن يؤدي الى حالة من عدم التوازن بين أحداث التلوث وتبديده. وحيث ان جزء يسيرا فقط من الخليط العمودي للهواء الملوث بتكون ضمن طبقة الانعكاس الحراري، فان الملوثات المنطلقة تنحصر تحت او ضمن طبقة الهواء المستقر، فيما تستمر الملوثات بالانبعاث الى الجو الا انها لا تنتقل بعيدا وتتعرض نوعيتها للتأثر تهدف هذه الدراسة الى اختبار خصائص طبقة الانعكاس الحراري التروبوسفيرية ذات المستوى الأوطا الى ارتفاع يصل الى 4 كم فوق المناطق السكنية في بعض دول الخليج العربية باستخدام السجلات اليومية لطبقات الهواء العليا التي تمتد لعشر سنوات من بيانات الأرصاد الجوية. كما أن سجلات بیانات درجة الحرارية الموجودة في هذا البحث قد تم أخذها من بيانات المسبار اللاسلكي والتي قامت إدارة الأرصاد الجوية بجمعها من محطات مختلفة لبعض مناطق دول الخليج العربية تبحث الدراسة الحالية في التحليل الإحصائي لقياس طبقة الانعكاس الحراري، حيث نقوم بالبحث عن امكانية حصول تلك التغيرات في القياسات (بمعنى التغيرات في العمق والقوة) خلال العقد الماضي. وسيتم استخدام تحليل بيانات طبقة الأنعكاس الحراري والتي جمعت خلال السنوات الماضية بصورة غير مباشرة لتحديد التغيرات التي طرات على درجة حرارة الارض السطحية وبذلك تمكننا من تقييم ظاهرة تغير المناخ. وتعد الدراسة الحالية مهمة جدا كونها تمثل الدراسة الأولى التي تعالج التحليل الاحصائي لطبقات الانعكاس الحراري في منطقة دول الخليج العربية.
وقد أشارت الدراسة إلى التغيرات الشهرية في التردد وارتفاع و عمق وقوة طبقة الإنعكاس الحراري. ويتضح ان ترند حصول
طبقات الأنعكاس الحراري مستقرا يشكل قليل خلال الفترة التي أجريت فيها الدراسة، وحيث إن تردد حالات طبقة الانعكاس الحراري المتصاعدة يكون متمما لحالات الانعكاس الحراري المتمركزة على السطح، فإن أعلى تردد للحالات المتمركزة على السطح قد ساري في بعض الأشهر للحد الأدنى من حالات طبقة الانعكاس الحراري المتصاعدة. وبشكل عام، فقد مالت معظم حالات الانعكاس الحراري الى ان تكون متمركزة على السطح في كل المحطات لمناطق الدراسة في دول الخليج العربية. ويتراوح التغير في حالات طبقة الانعكاس الحراري المتمركزة على السطح وحالات طبقة الأنعكاس الحراري المتصاعدة حسب أشهر الشتاء وأشهر الصيف معتمدة على التغيرات التي تطرا على القياسات الجوية في كافة المحطات الموجودة في مناطق الدراسة. وقد كانت طبقة الأنعكاس الحراري المتصاعدة أوطا بشكل عام وأضعف من طبقة الانعكاس الحراري المتمركزة على السطح. كما أشارت الدراسة أيضا إلى التغيرات السنوية في الانعكاسات الحرارية المرتبطة بعمق وارتفاع ودرجة حرارة وقوة طبقة الانعكاس الحراري عبر كل من الانعكاسات المتمركزة على السطح والانعكاسات المتصاعدة خلال فترة ۱۰ سنوات ضمن بعض المحطات التي تم اختيارها لمناطق الدراسة في دول الخليج العربية كمحطة المملكة العربية السعودية (رقم ۶۱۰۲۶ )، ومحطة دولة الكويت (رقم ۹۰۰۸۲) ومحطة إمارة أبو ظبي (رقم ۶۱۲۱۷) ومحطة سلطنة عمان (صلالة رقم ۱۳۱۹).
ولقد أظهرت معظم العلاقات بين القياسات الجوية المرتبطة بكل من الانعكاسات المتمركزة على السطح والمتصاعدة ترابطا إيجابيا ضمن كافة المحطات المناطق الدراسة في دول الخليج العربية. حيث أوضحت النتائج بشكل عام ترابطا إيجابيا بين كافة القياسات الجوية، مثل درجة الحرارة والرطوبة النسبية ودرجة حرارة الندی واتجاه وسرعة الرياح لكل من الانعكاسات المتمركزة على السطح والمتصاعدة. وأشارت العلاقات بين عمق الإنعكاس وفروقات درجة الحرارة عبر الانعكاس المتصاعد الى ترابط قوي و ايجابي ( 0 . 60 <r) وترابطا "ضعيفا وإيجابيا" ( 0 . 60 >r) عبر الانعكاس المتمركز على السطح في كافة محطات الأرصاد الجوية المناطق الدراسة باستثناء محطة دولة الكويت (رقم 4۰۰۸۲) ومحطة سلطنة عمان (صلالة رقم ۶۱۳۱۹) والتي أظهرت معامل ارتباط ( 0 . 570 = r و( 0 . 514 = r على التوالي عبر الانعكاسات المتصاعدة. كما أشارت النتائج الى إن أقصى واوطا الارتفاعات عبر الانعكاس المتصاعد تكون مرتبطة بقوة وبايجابية مع كل منهما ( 0 . 95 <r) في كافة محطات الأرصاد الجوية المناطق الدراسة في دول الخليج العربية.
وستساعد نتائج هذه الدراسة صانعي القرار في مختلف القطاعات الاقتصادية والاجتماعية والبيئية والأرصاد الجوية في دول الخليج العربية على مراجعة وتطوير القوانين والتشريعات والاستراتيجيات للتخفيف من التغيرات المناخية والاحتباس الحراري العالمي واللذان سيشكلان ضغوطات مشتركة على البيئة والموارد الطبيعية من خلال النمو العمراني السريع والتطور الصناعي والاقتصادي التي تشهده كافة دول الخليج العربية كما يتوجب القيام بالكثير من الدراسات الشمولية والبحثية عن الانعكاس الحراري في دول الخليج العربية خلال فترات مختلفة وفي محطات أرصاد جوية متعددة، حيث أن كافة دول الخليج العربية تشهد نسبة متسارعة في النمو الحضري والصناعي. كما يجب تسليط الضوء على الدراسات المعمقة لمقارنة نتائج الدراسة الحالية مع نتائج الدراسات مماثلة حول قياسات طبقة الانعكاس الحراري في دول منطقة الشرق الأوسط والمناطق والقارات الأخرى في العالم لاكتشاف الترابط بين الانعكاسات الحرارية وظاهرة الاحتباس الحراري العالمي على المدى البعيد وعلاقتها بالتغيرات المناخية وحدوث الأعاصير والكوارث الطبيعية.
وقد أشارت الدراسة إلى التغيرات الشهرية في التردد وارتفاع و عمق وقوة طبقة الإنعكاس الحراري. ويتضح ان ترند حصول
طبقات الأنعكاس الحراري مستقرا يشكل قليل خلال الفترة التي أجريت فيها الدراسة، وحيث إن تردد حالات طبقة الانعكاس الحراري المتصاعدة يكون متمما لحالات الانعكاس الحراري المتمركزة على السطح، فإن أعلى تردد للحالات المتمركزة على السطح قد ساري في بعض الأشهر للحد الأدنى من حالات طبقة الانعكاس الحراري المتصاعدة. وبشكل عام، فقد مالت معظم حالات الانعكاس الحراري الى ان تكون متمركزة على السطح في كل المحطات لمناطق الدراسة في دول الخليج العربية. ويتراوح التغير في حالات طبقة الانعكاس الحراري المتمركزة على السطح وحالات طبقة الأنعكاس الحراري المتصاعدة حسب أشهر الشتاء وأشهر الصيف معتمدة على التغيرات التي تطرا على القياسات الجوية في كافة المحطات الموجودة في مناطق الدراسة. وقد كانت طبقة الأنعكاس الحراري المتصاعدة أوطا بشكل عام وأضعف من طبقة الانعكاس الحراري المتمركزة على السطح. كما أشارت الدراسة أيضا إلى التغيرات السنوية في الانعكاسات الحرارية المرتبطة بعمق وارتفاع ودرجة حرارة وقوة طبقة الانعكاس الحراري عبر كل من الانعكاسات المتمركزة على السطح والانعكاسات المتصاعدة خلال فترة ۱۰ سنوات ضمن بعض المحطات التي تم اختيارها لمناطق الدراسة في دول الخليج العربية كمحطة المملكة العربية السعودية (رقم ۶۱۰۲۶ )، ومحطة دولة الكويت (رقم ۹۰۰۸۲) ومحطة إمارة أبو ظبي (رقم ۶۱۲۱۷) ومحطة سلطنة عمان (صلالة رقم ۱۳۱۹).
ولقد أظهرت معظم العلاقات بين القياسات الجوية المرتبطة بكل من الانعكاسات المتمركزة على السطح والمتصاعدة ترابطا إيجابيا ضمن كافة المحطات المناطق الدراسة في دول الخليج العربية. حيث أوضحت النتائج بشكل عام ترابطا إيجابيا بين كافة القياسات الجوية، مثل درجة الحرارة والرطوبة النسبية ودرجة حرارة الندی واتجاه وسرعة الرياح لكل من الانعكاسات المتمركزة على السطح والمتصاعدة. وأشارت العلاقات بين عمق الإنعكاس وفروقات درجة الحرارة عبر الانعكاس المتصاعد الى ترابط قوي و ايجابي ( 0 . 60 <r) وترابطا "ضعيفا وإيجابيا" ( 0 . 60 >r) عبر الانعكاس المتمركز على السطح في كافة محطات الأرصاد الجوية المناطق الدراسة باستثناء محطة دولة الكويت (رقم 4۰۰۸۲) ومحطة سلطنة عمان (صلالة رقم ۶۱۳۱۹) والتي أظهرت معامل ارتباط ( 0 . 570 = r و( 0 . 514 = r على التوالي عبر الانعكاسات المتصاعدة. كما أشارت النتائج الى إن أقصى واوطا الارتفاعات عبر الانعكاس المتصاعد تكون مرتبطة بقوة وبايجابية مع كل منهما ( 0 . 95 <r) في كافة محطات الأرصاد الجوية المناطق الدراسة في دول الخليج العربية.
وستساعد نتائج هذه الدراسة صانعي القرار في مختلف القطاعات الاقتصادية والاجتماعية والبيئية والأرصاد الجوية في دول الخليج العربية على مراجعة وتطوير القوانين والتشريعات والاستراتيجيات للتخفيف من التغيرات المناخية والاحتباس الحراري العالمي واللذان سيشكلان ضغوطات مشتركة على البيئة والموارد الطبيعية من خلال النمو العمراني السريع والتطور الصناعي والاقتصادي التي تشهده كافة دول الخليج العربية كما يتوجب القيام بالكثير من الدراسات الشمولية والبحثية عن الانعكاس الحراري في دول الخليج العربية خلال فترات مختلفة وفي محطات أرصاد جوية متعددة، حيث أن كافة دول الخليج العربية تشهد نسبة متسارعة في النمو الحضري والصناعي. كما يجب تسليط الضوء على الدراسات المعمقة لمقارنة نتائج الدراسة الحالية مع نتائج الدراسات مماثلة حول قياسات طبقة الانعكاس الحراري في دول منطقة الشرق الأوسط والمناطق والقارات الأخرى في العالم لاكتشاف الترابط بين الانعكاسات الحرارية وظاهرة الاحتباس الحراري العالمي على المدى البعيد وعلاقتها بالتغيرات المناخية وحدوث الأعاصير والكوارث الطبيعية.
قالب العنصر
الرسائل والأطروحات الجامعية