تعریف یخ زدگی و یخبندان و تاثیر آن بر درختان
از لحاظ فنی، واژه یخبندان ،دلالت بر تشکیل کریستالهای یخ بر روی سـطوح دارد کـه ایـن حالت ممکن است در نتیجه یخ زدن شبنم و یا تغییر فاز آب از حالـت بخـار بـه حالـت یـخ روی دهـد).
بالنکس و همکاران، 1963؛ بتن کوت، 1980 و موتا،1981 و 1982(، اما این واژه عموماً برای توصـیف یـک رویـداد هواشناسـی بـه کـار مـیرود کـه بـا وقـوع آن گیاهـان زراعـی و سـایر گیاهـان خسارت هایی را در نتیجه یخ زدگی متحمل میشوند.
زارعان غالبـا دو اصـطلاح یخبنـدان و یخزدگی را به صورت معادل یکدیگر به کـار مـیبرنـد، بـه طـوری کـه هـر دو تعریـف دو پهلویی شامل دمای هوای برابر یا کمتر از صفر درجه سانتیگراد دارند.
یخبندان در مناطق مختلف چگونه است؟
مثالهایی از تعاریفی کـه بـرای یخبندان در منابع مختلف ارائه شده است عبارتند از وقوع دمای هوای کمتر از صفر درجه و بدون ارائه تعریف خاصی برای نـوع محفظـه انـدازه گیـری دما و ارتفاع نصب آن.
راپوسو 1967 و هیووت 1971( نزول دمای سطح به زیر صفر درجه) کونا 1952 (پایین بودن دمای هوا بـه انـدازه ای کـه باعـث آسـیب دیـدگی و از بـین رفـتن گیـاه صـرف نظـر از نـوع گیـاه و تـشکیل یـا عـدم تـشکیل یـخ شود) وتسکوییچ 1958 وقوع دمای کمتر یا برابر با صفر درجه که در یک محفظه نوع stevensen – screen نـصب شده در ارتفاع 1/25 و 2 متری اندازه گیری شده باشـد (هـاگ 1950 و 1971 و فـرالورنس 1952).
اشنایدر ، پاویو و تامـسون (1987) و کلمـا و همکـاران(1992) یخبنـدان را بـه دو صـورت انتقـالی و تشعشعی تقسیم بندی کرده اند. یخبندان انتقالی عبارت است از هجوم توده های هـوای سـرد در مقیـاس وسـیع در یـک جـو مـتلاطم و بادخیز و دمایی که حتی در طول روز نیز کمتر از صفر درجه است.
یخبندان تشعشعی چیست و چگونه بوجود می آید؟
یخبندان تشعشعی عبارت است از سرد شدن هوا در نتیجه هدر رفتن انـرژی از طریـق تبـادل انـرژی تشعشعی در شبهای آرام و آسمان صاف که معمولا با وارونگی دمایی همراه است ) یعنی با افـزایش ارتفاع دما هم افزایش می یابد.
در برخی از موارد هم تلفیقی از یخبندان های انتقالی و تشعشعی روی می دهد. مثلا بعید نیست که در شرایط یخبندان انتقالی، یک توده هوای سرد به یک منطقه وارد شود و منجـر به ایجاد یخبندان انتقالی گردد و یک یخبندان انتقالی در مقیاس کوچک در نظر گرفته میشود.
این شرایط هنگـامی روی مـی دهـد کـه دریک ناحیه یخبندان تشعشعی روی دهد و زهکشی مقطعی و محلـی هـوای سـرد منجـر بـه نـزول سریع دما در قسمت کوچکی از ناحیه یخبندان تشعشعی میشود.
تعاریفی که در لغت نامه ها و منابع علمی برای یخزدگی و یخبنـدان ارائـه شـده اسـت بـسیار متغیـر و گمراه کننده است. با این حال در سطح جهانی اصطلاح حفاظت در برابر یخبندان اسـت و بـه همین دلیل در اینجا نیز از همین اصطلاح استفاده خواهد شد.
تعریف علمی یخبندان در کشاورزی
یخبندان عبارتست از وقوع دمای هوای صفر درجه سانتیگراد یا کمتر کـه در ارتفـاع 1/25 تـا 2 متـر بالای سطح خاک و در داخل یک محفظه مناسب اندازه گیری شده باشد. آب موجود در داخل گیاهـان ممکن است در نتیجه یخبندان، یخ بزند یا یخ نزند که این به فاکتورهای اجتناب از یخ زدگـی بـستگی دارد ) مانند قابلیت فرا سردی آب یا تجمع باکتری هایی هسته یخ (یخزدگی عبارت است از تشکیل یخ خارج سـلولی در داخـل بافـتهـای گیـاهی.
آسـیب هـای ناشـی از یخزدگی هنگامی روی میدهد که دمای بافتهای گیاهی به پایینتر از یک حـد بحرانـی نـزول کنـد و یک شرایط فیزیولـوژیکی برگـشت ناپـذیری ایجـاد شـود کـه منجـر بـه مـرگ یـا اخـتالل در فعالیـت سلولهای گیاهی میشود.
این دمای خسارتزا برای بافت های گیاهی، به دمای هوای موسوم به دمای بحرانی هم بستگی دارد که در محفظه های استاندارد و به وسیله ابزارهـای اسـتانداردی انـدازه گیـری میشود.
دمای هوای پایینتر از صفر درجه معمولا ناشی از کاهش ظرفیـت گرمـایی محـسوس هـوا در نزدیکی سطح زمین است که نتایج زیر را در پی دارد: (هدر رفت انرژی خالص از طریق تشعشع از سطح زمین به آسمان) یعنی یخبندان تشعشعی، (وزش باد در هوای سرد برای جایگزینی هوای گرم) یخبندان انتقالی، (ترکیبی از شرایط فوق) یخبندان تشعشعی و انتقالی.
آیا یخبندان تشعشعی در ایران رایج است؟
یخبندان های تشعشعی در کشور ما پدیده بسیار رایجی هستند. این نـوع یخبنـدان معمـولا بـا آسـمان صاف، هوای آرام و بدون باد، وارونگی دمایی، دمای پایین نقطه شـبنم و دمـای هـوا کـه در طـول شـب معمولا پایین تر از صفر درجه و در طول روز بالاتر از صفر درجه است، مشخص می شـود.
نقطـه شـبنم نقطه ای است که در آن رطوبت نسبی هوا بـه صـد در صـد مـیرسـد و معیـار مناسـبی بـرای تـشخیص ظرفیت بخار آب هوا به شمار میرود. در شب هایی که آسمان کاملا صاف باشد، گرمای بیـشتری از طریـق تـابش از سـطح زمـین، بـه هـدر میرود و گرمای کافی برای جایگزینی این گرمای از دست رفته تأمین نمیشود و در نتیجه دمـای هـوا کاهش مییابد.
دمای هوا در نزدیکی سطح تابش کننده گرما، کاهش مییابـد و یـک وارونگـی دمـایی شکل میگیرد. (یعنی با افزایش ارتفاع از سطح زمین، دما نیز افزایش مییابـد). هنگـامی کـه انـرژی از طریق تشعشع از سطح به هدر میرود، ظرفیت گرمایی محسوس خاک سـطحی و هـوای مجـاور سـطح نیز کاهش مییابد.
در این شرایط یک جریان گرمایی محسوس از لایه های بالایی هوا به سـمت پـایین و از داخل خاک به سمت بالا برقرار میشود تا از این طریق گرمای هدررفته جبران گردد. ارتفاع اولیه وارونگی دمایی نیز متغیر است و به وضعیت توپوگرافیکی منطقه و شرایط آب و هـوایی بـستگی دارد، اما عموما در حدود 9 تا 60 متر است.
سقف وارونگی چیست و انواع آن؟
پری،(1993) اگر دمای هوا در ارتفاع مناسبی از سطح خاک اندازه گیری شود، با افزایش ارتفاع به نقطـه ای خـواهیم رسید که از آن به بعد دما با ارتفاع شروع به کـاهش مـی کنـد. (شـرایط معمـولی) ارتفـاعی کـه در آن پروفیل دمایی از حالت وارونگی به شرایط معمول تغییر می یابد را سقف وارونگـی مـینامنـد.
وارونگـی ضعیف (سقف بلند) هنگامی روی میدهد که دمـای لایه های بـالایی هـوا تنهـا انـدکی بـالاتر از هـوای نزدیک سطح باشد و وارونگی قوی (سقف کوتاه) هنگامی است که با افزایش ارتفـاع، دمـا بـه سـرعت افزایش مییابد.
روشهای حفاظتی که نوعی از انرژی مصرف میکننـد، در شـرایط وارونگـی شـدید و پایین بودن سقف وارونگی که معمولا شاخصه یخبنـدانهـای تشعـشعی مـیباشـد، حـداکثر کـارایی را دارند. یخبندانهای تشعشعی خود به دو نوع تقسیم مـیشـوند.
نـوع اول یخبنـدان سـفید نـام دارد و هنگامی اتفاق میافتد که بخار آب بر روی سطوح یخ میزند و یـک لایـه سـفیدرنگ یـخ کـه اصـطلاحا یخبندان نامیده میشود را تشکیل میدهد. نوع دوم یا »یخبندان سیاه« هنگامی اتفاق میافتـد کـه دمـا به زیر صفر درجه نزول میکند، اما هیچ یخی بر روی سطوح تشکیل نمیشود.
در واقع اگر رطوبت هوا به اندازه کافی پایین باشد، دمای سطوح به حدود نقطه انجماد آب نمیرسد و یخبندانی تشکیل نخواهد شد. اما اگر رطوبت بالا باشد، یخ تشکیل میشود و یک یخبندان سـفید روی مـیدهـد. از آنجـا کـه در زمان تشکیل یخ مقداری گرما آزاد میشود، این باعث میشود که یخبنـدانهـای سـفید خـسارتهـای کمتری را در مقایسه با یخبندانهای سیاه به همراه داشته باشند.
دما در حدود ساعات غروب آفتاب اتفاق میافتد که تشعشع خالص از سطح زمین به سرعت از حالـت منفی تغییر مییابد. این تغییر سریع در میزان تشعشع خالص، به آن دلیل اتفـاق مـیافتـد کـه گرمـای آفتاب که در اواسط روز حداکثر مقدار خود را دارد، در هنگام غروب خورشید به صفر مـی رسـد ودر نتیجه میزان تشعشعات خالص با طول موج بلند, همواره منفی خواهد بود.
یخبندان انتقالی چگونه بوجود می آید؟
یخبندانهای انتقالی هنگامی روی میدهند که توده هوای سرد به یـک ناحیـه وارد شـود تـا جـایگزین هوای گرمی شود که قبلا دراین ناحیه وجود داشته است. شرایط وقـوع ایـن نـوع یخبنـدان معمـولا شامل آسمان ابری, باد مالیم تا شدید، عدم وجود وارونگی دمایی و رطوبت نسبی پـایین اسـت.
دمـای هوا غالبا به پایین تراز نقطه ذوب کاهش مییابد و در تمام طول روز در همان حدود باقی میمانـد. بـا توجه به اینکه اغلب روشهای حفاظتی فعال در شرایط وجود وارونگی دمایی عمکلرد و کارآیی بهتری دارند، بنابراین مقابله با یخبندان های انتقالی که در آنهـا وارونگـی دمـایی وجـود نـدارد، بـسیار مـشکل است.
در بسیاری از موارد، دمای هوا به مدت چند شب به صورت یخبندان انتقـالی کـاهش مـییابـد و پس از این چند شب شرایط یخبندان تشعشعی حاکم میشود. مثلا یخبندان های سـالهـای 1990 و 1998 کالیفرنیا هر دو به صورت یخبندان انتقالی آغاز شدند. در آن سالها اگر چه سرعت بـاد خیلـی پایین بود، اما آسمان از 18 تا 20 دسامبر 1990 و از 18 تا 22 دسامبر 1998 کـاملا ابـری بـود.
بـا این وجود دمای حداقل در طی این دوره هنوز کاملا زیر صفر درجه بود. پس از آن که آسمان صـاف شد. یعنی 21 تا 25 دسامبر 1990 و 23 تا 25 دسامبر 1998 دماهای زیـر صـفر در نتیجـه شـرایط یخبندان تشعشعی ایجاد شد و انتقال هوای سرد دیگر نقشی نداشت.
یخبندان های انتقالی در کجا رخ می دهند؟
یخبندانهای انتقالی عمدتا در اقلیم های مدیترانه ای روی میدهند اما در قسمتهای غربی قاره ها که معمولا توده های هوای سرد قاره ای از نواحی قطبی به سمت نواحی نیمـه اسـتوایی منتقـل مـی شـوند، یخبندان تشعشعی بیشتر شایع است. چند نمونه از این یخبندانها در مناطق تولید مرکبـات فلوریـدای ایاالت متحده روی داده است.
اتاوی (1997) با مراجعه به گزارش ارائه شده توسط جان لی ویلیـافر، اولین یخبندان خسارت بار این منطقه را که در سال 1835 روی داده بود توصیف کرده است. ویلیـامز در گزارش خود ٓآورده است که 10 روز بود که بادهای بسیار سردی از سمت شمال غرب مـیوزیـد ودمای هوا تا 13/9- کاهش یافت.
حتی رودخانه محلی هم یخ زد و تمامی انواع درختان میوه تا عـرض جغرافیایی 28 از بین رفتند و به زمین می ریختند. مـسلما حفاظـت در برابـر دماهـای زیـر صـفر درجه در هوای بادی و در شرایطی که وارونگی دمایی وجود ندارد در مقایسه با حفاظت در برابـر یـک یخبندان تشعشعی نسبتا ملایم، بسیار مشکلتر است.
تنها نقطه امیدواری آن است که یخبنـدانهـای انتقالی با فراوانی کم و به ندرت اتفاق میافتند و اغلب یخبندانها از نوع تشعشعی هـستند و مـیتـوان برای مقابله با آنها اقداماتی را انجام داد.
مشاهده تمامی محصولات فروشگاه
-_1_350x350.jpg)
11-(1)_350x350.jpg)
