آستانه های هواشناسی در ترابری جاده ها

کلیه وسایل نقلیه باید بگونه ای طراحی شوند که در هر گونه شرایط جوی قادر به ادامه مسیر باشند.روشن نشدن برخی از اتومبیل ها  در صبح های زود و کارکرد نامناسب آنها در هوای مرطوب و لغزندگی روی سطح جاده اغلب ناشی از طراحی ناصحیح  آنها بدون توجه به شرایط آب و هوایی منطقه می باشد.گرچه طراحی ها جدید  در موتور اتومبیل ها و اعمال اصلاحات در قطر و ضخامت و عاج چرخها تا حدودی این نقایص را بر طرف می سازد اما این پارامتر ها خود مشکلات ثانوی را ایجاد می کنند مثلا استفاده از زنجیر چرخ و چرخهای عاج دار در طولانی مدت سبب تخریب سطح جاده ها می شود.

آستانه های هواشناسی بر جاده ها

A.دمای هوا و دمای سطح جاده

در دمای کمتر از 15- درجه سانتیگراد گازوئیل یخ می زند و در دمای کمتر از 10- درجه سانتیگراد سنگ نمک کارایی خود را در ذوب یخ از دست می دهد و در دمای کمتر از 5 - درجه سانتیگراد اوره کارایی خود را در ذوب یخ از دست می دهد و در دمای بالاتر از 35 درجه سانتیگراد عملیات تعمیر و روکش آسفالت متوقف می گردد زیرا آسفالت با سرعت مناسبی خنک نمی شود.در دمای کمتر از 10- درجه سانتیگراد آسفالت و بتون ریزی با اشکال مواجه می شود زیرا زود سرد شدن سطح آن ترک برداشته و عمر مفید آن به شدت کاهش می یابد بویژه اگر آسفالت ریزی در دمای کم و با وزش بادهای بالاتر از 13 متر بر ثانیه (26نات،47 کیلومتر در ساعت)همراه باشد کیفیت بسیار پایین می آید.

B.برف

اگر ارتفاع برف بیش از 6متر باشد باید از برف روب استفاده کرد و اگر ارتفاع برف از این مقدار کمتر باشد پاشیدن نمک برای ذوب آن کافی  استو رفت و آمد عادی اتومبیل ها این میزان برف را پراکنده می کند.

C.باد

اگر سرعت باد بیش از 3 متر بر ثانیه(6 نات،11کیلومتر در ساعت)باشد عملیات آسفالت با اشکال مواجه می شود. اگر  سرعت باد بیش از 15 متر بر ثانیه(30نات،54کیلومتر در ساعت)باشد برای پلهای معلق و کامیونهای مرتفع کانتینربر خطرناک است و از طرفی امکان دارد سبب قطع درختان اطراف جاده شود.

D.باران

باران با توجه به خاک جاده و میزان شیب سبب ایجاد در رواناب می شود که این رواناب علاوه بر ایجاد نقص در توقف اتومبیل و لغزندگی جاده سبب تخریب بستر جاده می گردد.

E.دید

کاهش دید افقی عملیات تعمیر را متوقف می سازد و هر گاه دید افقی زیر 100 متر باشد سرعت اتومبیل می بایست محدود شود.

F.رطوبت

اگر رطوبت نسبی محیط بیش از 80 درصد باشد.نمکی که برای یخ زدایی در سطح جاده استفاده می شود مشکل زا می گردد زیرا وجود نمک درجاده سبب مرطوب ماندن جاده شده و سطح جاده لغزنده می ماند از طرفی پاشیدن این نمک سطح شیشه اتومبیل بویژه هنگامی که خورشید به افق نزدیک می شود دید راننده را بسیار کم می کند.

ترابری آبی

در دماهای 20- درجه سانتیگراد ریل سوم یا کابل برق رسانی قطارهای برقی یخ زده و قطار از کار می افتددر دماهای 18- درجه سانتیگراد گازوئیل یخ می زند و در دمای 30- درجه سانتیگراد بارگیری زغال سنگ خیلی خطرناک است ،در دماهای بالای 32 درجه سانتیگراد به دلیل داغ شدن و منبسط شدن ریلها سرعت قطار محدود می شود.

ارتفاع برف بلای 5 سانتیمتر برای ریلها خطرناک است اما عملا هنگامی که ضخامت برف 15 سانتیمتر بالاتر از ریل باشد حرکت قطارها محدود می شود

باد بالاتر از 17 متر بر ثانیه(34 نات،61کیلومتر در ساعت) و باد گستی(باد متغییر) با سرعت 30 متر بر ثانیه(60نات ،110کیلو متر در ساعت)سبب قطع کابلهای برق و کندن درختان در اطراف ریلها می شود

اگر ارتفاع آب باران در اطراف ریل 5 سانتیمتر بالاتر از ریل باشد حرکت قطارها محدود شد و قطار از بخشهای آب گرفته با احتیا ط عبور می کند اگر ارتفاع آب باران بیش از 10 سانتیمتر بالاتر از ریل باشد حرکت قطار متوقف می شود و از طری انباشته شدن باران سبب لغزش زمین جابجایی ریلها و تخریب ریل می شود البته آستانه بارش در منطقه تابعه شرایط جغرافیایی است.

کاهش دید افقی سبب عدم رویت علامت و تابلوها توسط لکوموتیوران است.

اگر هوا سرد و مرطوب باشد سبب چگالش بخار آب روی بدنه قطار می شود که این امر روشن شدن و کار کردن موتور قطار را تحت تاثیر قرار می دهند.

طراحی اقلیمی فرودگاهها و باند پرواز

فرودگاهها باید طوری طراحی شود که در هر نوع شرایط جوی قابل استفاده باشد.باند اصلی فرودگاه در جهت وزش باد غالب منطقه شاخته می شود زیرا بادهای جانبی برای نشست و برخواست (landing &take off )هواپیما مشکل ایجاد می کنند از طرفی عدم وجود باد غالب در یک فصل یک محدودیت اقلیمی ایجاد می کند.زدودن برف و یخ از باند و از بدنده هواپیما خود یک محزل محسوب می شود زیرا استفاده از مواد شیمیایی از جمله اوره و گلیکول سبب وارد شدن این مواد به رودخانه ها شده و حیات آبزیان را به خطر می اندازد.ترکیب آب با اوره سبب تشکیل آمونیم و نیترات بوده که تراکم این ماده در آبهای جاری سبب رشد جلبکها و کاهش اکسیژن محلول در آب می شود.

آستانه های اقلیمی بر هواپیما و باند پرواز

A.دما

از آنجا که پرواز هواپیما ها  در محدوده دمایی 70- تا بالای 50 درجه سانتیگراد می باشد چهار آستنه دمایی می تواند تفکیک شود.

الف.در دماهای 50- درجه سانتیگراد مصرف سوخت بالا می رود

ب.در دماهای 30- درجه سانتیگراد مواد شیمیایی یخ زدا قادر به زدودن یخ از روی بال و بدنه هواپیما نمی باشد.

ج.در دماهای صفر درجه سانتیگراد در صورت وجود رطوبت لایه ای از یخ نازک روی بدنه هواپیما تشکیل می شود که قطعات متحرک روی بال و بدنه متوقف ساخته و سبب تاخیر در امر پرواز می باشد.

د.در دماهای بالای 25 درجه سانتیگراد بدلیل کم شدن چگالی هوا برخواستن هواپیما با مشکل مواجه می شود.

B.برف

در هنگام نشست و برخواست هواپیما سبب کاهش دید افقی می باشد و از طرفی ارتفاع بیش از 5سانتیمتر روی باند ،جاروب کردن یا پاکسازی کف باند با مواد شیمیایی را ضروری می کند.که خود باعث آلودگی محیط زیست می گردد.

C.وزش باد

چون مقاومت باد در نشست و برخواست هواپیما سودمند است هوای آرام را می توان یک محزل بحساب آورد.بادهای عرضی با سرعت حدود 7 متر برثانیه(14نات،25کیلومتر در ساعت) برای هواپیماهای سبک و باد های عرضی بیش از 12 متر بر ثانیه(22نات،40کیلومتردر ساعت) برای هواپیماهای سنگین مشکل ساز هستند اگر سرعت باد عرضی از 17 متر برثانیه(34نات،61کیلومتر در ساعت) بیشتر باشد نشست و برخواست هواپیما با مشکل مواجه شده و می بایست از باندی با جهت دیگر استفاده شود.

D.باران

ریزش باران دید افقی را کم می کند

E.دید افقی

دید افقی زیر 800 متر نشست وبرخواست هواپیما را با مشکل ماجه می سازد.

F.ابرهای پایین

ابرهایی که فاصله کف آنها تا سطح زمین کمتر از 60 متر باشد برای نشست و برخواست هواپیما خطرناک است. همچنین ابرهای CB تایپ 9 در صورت مقدار زیاد در آسمان سبب خطرات و حتی لغو پرواز می گردد.

G.رطوبت

نم نسبی بالای 98 درصد در صورتی که دما هم نسبتا پایین باشد سبب تراکم بخار آب روی بدنه هواپیما و ایجاد یک لایه نازک یخی روی آن می شودکه این امر حرکت سکانها و قسمتهای متحرک بال را با مشکل مواجه ساخته و بر روشن شدن موتور هواپیما تاثیر منفی خواهد داشت.

آستانه های هواشناسی در طراحی باند فرودگاه

A.دما

اگر دمای باند به زیر صفر درجه برسد و رطوبت کافی مجود باشد احتمال یخ زدن سطح باند وجود دارد.اگر دمای سطح باند تا 5- درجه سانتیگراد باشد برای یخ زدن از ماده شیمیایی بنام اوره استفاده می شود و در دماهای کمتر از C.M.A استات منیزیم کلسیم و یا از انواع گلیکولها استفاده می شود. از آنجایی که هزینه اقتصادی این مواد بالا می باشد و کاربرد آنها نیز اثرات زیانباری بر آبهای زیر زمینی و آبهای جاری دارد می بایست به موقع و در مواقع ضروری استفاده شود.مثلا اگر این مواد زود روی باند پاشیده شوند ممکن است توسط بالش شسته و اثر آن از بین برود. در ضمن ترکیب این مواد با آسفالت کف باند و کیفیت آسفالت را تحت تاثیر قرار می دهند.

B.برف

برف نشسته روی باند باید کنار زده شود که در حالت عادی توسط جاروبهای مخصوص این عمل صورت می گیرد

C.باران

با توجه به وضعیت ناهمواری زمین و نوع زهکشی آستانه تحریک هیدرولوژیکی محدود باندها متفاوت است یعنی مقدار بارانی که لازم است تا سیلاب ایجاد شود ،در محدوده باند فرودگاه بایست هیدرولوژیست ها تعیین کنند که با مطالعات آمار بلند مدت بارندگی منطقه مورد نظر و تجزیه و تحلیل  ،PMP(Probable Maximum Precipitaion)یا بعبارتی بزرگترین بارندگی محتمل را بدست می آورند(در بخش هواشناسی و هیدرولوژی بیشتر به آن می پردازیم)

D.باد

اگر سرعت باد عرضی بیشتر از 15 متر بر ثانیه(30 نات ،54 کیلومتر درساعت) تجهیزات اضطراری فرودگاه باید به حال آماده باش باشد.

E.دید افقی

اگر دید افقی زیر 200 متر باشد خدمات پشتیبانی را با اشکال مواجه می سازد.

F.رطوبت

اگر مواد شیمیایی یخ زدا که در سطح باند مصرف می شود ،آبدوست باشند سطح باند و جاده های در دسترس مرطوبت مانده و سبب کاهش اصطحکاک است.

بیشترین دیدگاههای نو در هواشناسی کاربردی توسط تورنت وایت در سال 1953 میلادی ایجاد گردید و این دیدگاههای نو با معرفی اقلیم شناسی ناهمواری (Top Climatology) توسط وی تداوم پیدا کرد.

1.دانش اقلیم شناسی ناهمواری (Top Climatology) مستقیما در حیطه کار و فعالیت زارعین ،جنگلبانان ،حمل ونقل و امور ساختمانی قرار داشت.

تحقيقات پژوهشگران كشورمان نشان داد، روزهاي باراني فصل بهار لذت‌بخش‌ترين و نيروافزاترين روزهاي سال هستند و افراد در فصل بهار بيش از ساير فصل‌ها و در شرايط باراني بيش از ساير شرايط آب و هوايي وضيت خلقي مثبت(خوش‌كامي و برانگيختگي نيروافزا) را تجربه مي‌كنند.«هواشناسي زيستي» يكي از رشته‌هاي وابسته به دانش پزشكي و در برگيرنده چند رشته علمي است كه تاثير رويدادهاي هواشناسي را بر زندگي بررسي مي‌كند.اين رشته ارتباط ميان تاثير رويدادهاي هواشناسي و پاسخ‌هاي زيست شناختي به آنها، مانند فرا رسيدن زمستان و افسردگي مزمن، سرما و حمله‌هاي آسم، آب و هواي داغ و پرخاشگري، نوسانات مغناطيسي زمين و فعاليت خورشيدي و حمله‌هاي قلبي را بررسي مي‌كند.هواشناسان زيستي دريافته‌اند كه رفتار، خلق و بهداشت افراد با تغييرات آب و هوايي ارتباط دارند.اين تغييرات رسيدن اكسيژن به سلول‌ها را تغيير مي‌دهند و موجب تغيير در تركيبات و فشار خون مي‌شوند.هواشناسان زيستي بر اين باورند كه فراواني بيش از اندازه‌ يون‌هاي مثبت (مسوول الكتريكي مولكول‌هاي اكسيژن در هوا) مي‌توانند عامل ضعف بدني، تحريك پذيري، سردردها، اضطراب، بي‌خوابي، كابوس‌هاي شبانه، بي‌تفاوتي ، تهوع و افسردگي باشد.به نظر مي‌رسد كه يون‌هاي منفي، اثر ضعيف‌تري را ايجاد مي‌كنند ،به لحاظ نظري، اين يون‌ها با سروتونين كه يك پيام رسان عصبي مغز است ارتباط داشته و تغيير خلق، آرامش بدن و خواب آلودگي را موجب مي‌شوند.

دكتر حسين كاوياني، دانشيار دانشگاه علوم پزشكي تهران و متخصص روان‌شناسي باليني و همكارانش طي تحقيقي با بررسي 115 آزمودني در فصل‌هاي چهار گانه سال و نيز در وضعيت‌هاي آب و هوايي مختلف و با استفاده از فهرست صفات خلقي، مقياس اضطراب بك و پرسشنامه افسردگي الگوي تغييرات خلقي مثبت (خوش‌كامي و برانگيختگي نيروافزا) به ترتيب داراي روال كاهش در بهار، زمستان، پاييز و تابستان است، يعني افراد مورد بررسي در بهار بيشترين احساس خوش‌كامي (لذت از امور مختلف و سرگرمي‌ها) و احساس انرژي سرشار در امور مختلف زندگي و خستگي‌پذيري پايين را تجربه كرده‌اند كه اين احساس‌ها به ترتيب در زمستان و پاييز كاهش پيدا كرده و در تابستان به كمترين سطح خود رسيده است.

اين روند براي تغييرات خلقي منفي (برانگيختگي عصبي، اضطراب و افسردگي) به صورت وارونه است به طوري كه روند كاهش خلق منفي به ترتيب تابستان، پاييز، زمستان و بهار بود. به بيان ديگر افراد مورد بررسي در تابستان از نظر عصبي بر انگيخته‌تر بودند و علايم اضطرابي و افسردگي بيشتري را تجربه نموده بودند، اما در فصل بهار از اين نظر وضعيت بهتري داشتند.نتايج اين بررسي همچنين حاكي است: احساس خوش‌كامي در شرايط باراني (صرف‌نظر از پاييزي يا باراني بودن آن) بيشتر است و وضعيت‌هاي برفي و آفتابي در رده‌هاي بعدي قرار دارند. همچنين افراد در وضعيت باراني و برفي بيشتر از وضعيت آفتابي و باران پاييزي احساس انرژي و نيرومندي مي‌كنند.براي سطح افسردگي - قطب مخالف خوشكامي - الگوي تغييرات تقريبا وارونه است يعني افراد در وضعيت آفتابي به ترتيب بيش از وضعيت برفي، باران پاييزي و باران بهاري افسردگي را تجربه مي‌كنند.

تجربه برانگيختگي عصبي در وضعيت آفتابي و سپس برفي بيشتر و در وضعيت باراني كمتر است.يافته‌ها همچنين گوياي آن است كه آزمودني‌هاي پژوهش در وضعيت باران بهاري و برفي كمترين احساس اضطراب را تجربه كرده‌اند.

مجريان اين طرح همچنين خاطرنشان كرده‌اند كه در اين تحقيق برخلاف برخي بررسي‌هاي مشابه خارجي، هيچ تفاوتي بين زنان و مردان در ميزان حساسيت نسبت به تغييرات فصلي و آب و هوايي مشاهده نشده است.