گنبد گرمایی (Heat Dome)

نوشته خانم دکتر فرزانه بهار

گنبد گرمایی یا Heat Dome پدیده‌ای جوی است که در آن یک سامانهٔ پرفشار در لایه‌های بالایی جو، هوای گرم را در زیر خود به دام می‌اندازد. این وضعیت باعث تشدید و تداوم گرمای هوا در سطح زمین در یک ناحیهٔ جغرافیایی می‌شود و در نتیجه می‌تواند موج‌های گرمایی Heat wave شدید و طولانی‌مدت از چندروز تا چندهفته را در یک منطقه ایجاد کند.

در این شرایط، هوای گرم نمی‌تواند به لایه‌های بالاتر جو صعود کند و از آنجا که به‌طور مداوم تحت تأثیر تابش خورشید گرم‌تر می‌شود، دمای سطح زمین و هوای مجاور آن به‌تدریج افزایش می‌یابد.

برای درک بهتر این پدیده، ابتدا باید بدانیم که کرهٔ زمین در حرکت وضعی خود از غرب به شرق به دور محور خود می‌چرخد. جو یا هوایی که اطراف زمین را فرا گرفته است با متابعت از جهت چرخش زمین ، از غرب به شرق حرکت می کند .  افزون بر این، اختلاف دمای میان استوا و قطب‌ها سبب شکل‌گیری گردش عمومی جو و جابه‌جایی توده‌های هوا از عرض‌های پایین به عرض‌های بالاتر و بالعکس می‌شود.

این جابه‌جایی‌ها در لایه‌های بالایی جو، جریان‌های بسیار سریع و باریکی از هوا را پدید می‌آورند که به آن‌ها رودباد ،تونل باد ، تندباد یا (Jet Stream) گفته می‌شود. این جریان‌ها مانند رودخانه‌هایی از هوا با سرعتی گاه بیش از ۳۰۰ کیلومتر بر ساعت، عمدتاً از غرب به شرق در حرکت‌اند.

زمین چهار جریان اصلی تندباد دارد؛ دو جریان در نیمکرهٔ شمالی و دو جریان در نیمکرهٔ جنوبی. در هر نیمکره، یک رودباد قطبی (Polar Jet Stream) وحود دارد و یک رودباد جنب‌حاره‌ای (Subtropical Jet Stream) که بین استوا وتندباد قطبی  قرار دارد. رودباد قطبی معمولاً در ارتفاع حدود ۷ تا ۱۲ کیلومتری و رودباد جنب‌حاره‌ای در ارتفاع حدود ۱۰ تا ۱۶ کیلومتری از سطح زمین حرکت می کنند.

این رودبادها معمولاً در مرز میان توده‌های هوای گرم و سرد شکل می‌گیرند و مسیر آنها اغلب حالت موجی و مارپیچ دارد. گاهی این جریان‌ها به دلایل مختلف، ضعیف‌تر یا کندتر می‌شوند ، متوقف می شوند ، تغییر مسیر می دهند ، دوشاخه می شوند یا موج‌های آنها دامنهٔ بیش تری پیدا می‌کند . در چنین شرایطی، یک سامانه‌ پرفشار در بالا ایجاد می شود که به مدت طولانی‌ باقی می ماند . استمرارو ثابت ماندن این منطقه پرفشار همچون درپوش یک قابلمه ، موجب می شود که هوای گرم در زیر آن بدام بیفتد و به سمت پایین رانده شده و فشرده و متراکم گردد . این فشردگی و تراکم هوا خودش به تشدید گرمای منطقه و زمین کمک می کند . هوای گرم به دام افتاده بالا می رود اما به سد هوای فشرده یا در قابلمه برخورد می کند و دوباره به سمت زمین باز می گردد . هوای گرم در هربار بالا رفتن و سپس پایین آمدن گرم ترو گرم تر می شود . این امر مانع تشکیل و همچنین ورود ابرها به منطقه می شود . احتمال بارندگی به صفرمی رسد . آسمان صاف و آفتابی باقی می ماند . تابش مستقیم خورشید به سطح زمین افزایش می‌یابد. شدت تابش فرابنفش (UV) نیز بیشتر می شود . هوا و خاک خشکتر و خشکتر می شود  پوشش گیاهی کم و رشد گیاهان متوقف می شود میزان تبخیر در خاک و گیاه بالا می رود . منابع آبی بخصوص منابع آبی روباز ، بعلت تبخیر بالا ، بشدت تحلیل می روند . گنبد گرمایی باعث تشدید آلودگی هوا در سطح زمین نیز می شود .

تا زمانی که این «درپوش» جوی از بین نرود و سامانهٔ پرفشار تضعیف یا جابه‌جا نشود، هوای گرم محبوس‌شده در زیر آن به گرم‌تر شدن سطح زمین ادامه می‌دهد. گنبد گرمایی ممکن است چند روز یا حتی چند هفته پایدار بماند.

در این شرایط، سامانهٔ پرفشار مانند یک سد جوی عمل کرده و مانع ورود سامانه‌های کم‌فشار، توده‌های هوای خنک و مرطوب و ابرهای باران‌زا به منطقه می‌شود. در نتیجه، احتمال بارندگی وجود ندارد و هوا به‌تدریج خشک‌تر می‌شود.

از مهم‌ترین پیامدهای گنبد گرمایی می‌توان به افزایش دمای هوا، خشکسالی، کاهش رطوبت خاک، افت منابع آبی ، خشک شدن پوشش گیاهی، کاهش محصولات کشاورزی، افزایش خطر آتش‌سوزی جنگل‌ها و مراتع، تشدید آلودگی هوا و افزایش شدت تابش خورشید و پرتو فرابنفش (UV) اشاره کرد.

البته هرچه رطوبت خاک و پوشش گیاهی منطقه بیش تر باشد، شدت گرمایش تا حدودی کاهش می‌یابد. گیاهان با فرآیند تبخیر و تعرق، بخشی از انرژی خورشید را صرف تبخیر آب می‌کنند و به این ترتیب، دمای محیط را تا اندازه‌ای کاهش داده و کنترل می کنند . به همین دلیل، مناطق دارای پوشش گیاهی انبوه معمولاً نسبت به مناطق خشک و فاقد پوشش گیاهی، گرمای کم تری را تجربه می‌کنند.

گنبد گرمایی یک سیستم بسته تولید و بازتولید گرما با ماندگاری بالا است که ارتباطش با سیستم های آب و هوایی اطراف برای مدتی قطع می شود و در واقع گویی هوای گرم به دام افتاده برای مدت طولانی در زیر درپوش مهرو موم می شود . این نقاط بزرگ گرمایی برای حیات بر روی کره زمین اثرات ویرانگری دارد .

پیامدهای این پدیده می‌تواند بسیار گسترده باشد؛ از خشکسالی، کاهش منابع آب و خسارت به کشاورزی، جنگل‌ها و حیات وحش گرفته تا افزایش آتش‌سوزی‌های گسترده، تهدید سلامت انسان، افزایش مصرف انرژی و خسارات اقتصادی.

افزایش فراوانی، شدت و ماندگاری بسیاری از موج‌های گرمایی در دهه‌های اخیر را گروهی ناشی از افزایش غلظت گازهای گلخانه‌ای و تغییر اقلیم و گروهی دیگر ناشی از دستکاری های عمدی آب و هوایی geoengineering  و گروهی دیگر ترکیبی از این دو می دانند .