حراجاتمام موجودی
شبیه‌سازی اقلیمی، با تأکید بر مدل اقلیم منطقه‌ای RegCM4 ‬‬‬ - تصویر 1
بزرگنمایی تصویر

شبیه‌سازی اقلیمی، با تأکید بر مدل اقلیم منطقه‌ای RegCM4 ‬‬‬

قیمت اصلی 42000 تومان بود.قیمت فعلی 31000 تومان است.

نقش انسان در تغییر محیط‌زیست تا اواسط سده بیست و یکم، درخور توجه و بسی فراتر از تمام ۱۰ هزار سال گذشته خواهد بود. با وجود ابهام‌ها درباره جزئیات تغییرات آب و هوایی، این نکته مسلم است که فعالیت‌های بشر بی‌تردید از برخی جهت‌ها بر جو زمین موثر است. سوخت‌های فسیلی که در نیروگاه‌ها و اتومبیل‌ها می‌سوزند، ذرات و گازهایی را در هوا رها می‌کنند که به تدریج ترکیب جو را تغییر می‌دهد. غیر از استفاده از سوخت‌های فسیلی، فعالیت‌های دیگر بشر نیز آثار مخربی بر سیستم آب و هوایی دارد. برای مثال تبدیل جنگل‌ها به زمین‌های کشاورزی موجب نابودی درختانی می‌شود که می‌توانست کربن موجود در هوا را جذب کرده و از شدت اثر گلخانه‌ای بکاهد. درک و احساس نقش عوامل تغییردهنده وضعیت آب و هوا یک موضوع، و دانستن چگونگی این تغییرات در سطوح محلی و جهانی موضوع دیگری است. برای این منظور لازم است مدل‌های دقیق‌تری از آب و هوا در اختیار داشته باشیم.

از نظر دانشمندانی که به تهیه مدل‌های آب و هوایی می‌پردازند، باید سر از هزاران کنش و واکنش اقیانوس‌ها، جو و توپوگرافی زمین، به خصوص بیوسفر درآوریم تا بتوانیم متغیرهای بسیار دقیقی را در اختیار مدل‌ها قرار دهیم. این‌گونه واکنش‌ها بین اجزای مختلف سیستم اقلیمی طبق قوانین فیزیکی و بر اساس ده‌ها معادله ریاضی صورت می‌گیرد. مدل سازها برای هر قلمرو معادلاتی را (در یک شبکه سه بعدی دربرگیرنده کل زمین و هر آنچه در آن می‌گذرد) برای محاسبه در اختیار کامپیوتر قرار می‌دهند. چون طبیعت در چارچوب و محدوده این قلمروهای جداگانه باقی نمی‌ماند، نه تنها باید فرمول‌های مناسبی برای برهم‌کنش اجزای هر گروه از عوامل آب و هوایی داشته باشیم، بلکه باید بتوانیم چگونگی انتقال انرژی و جرم به داخل و خارج آن‌ها را به نحو مناسبی تشریح و توجیه کنیم. از این رو زمان لازم برای شبیه‌سازی، خود نوعی عامل محدودکننده این مدل ها به شمار می رود.

اما مهم تر از همه اینکه باید بتوانیم پیش از هر گونه اعتماد و اتکا به مدل های پیش‌بینی وضعیت آینده، نشان دهیم که مدل های ابداعی ما می‌توانند تغییرات آب و هوا در گذشته و حال را دقیقاً شبیه‌سازی کنند. برای این کار، به سوابق درازمدتی نیاز داریم و شبیه‌سازی تنها زمانی امکان‌پذیر است که با ثبت دائمی تغییرات در زمان وقوع آن‌ها همراه باشد. حتی پیچیده‌ترین مدل‌های کنونی ما نمی‌توانند مستقیماً شرایطی چون پوشش ابرها و تشکیل باران را شبیه‌سازی کنند. ابرهای توفان زای بسیار قدرتمند(که می‌توانند باران‌های سیل‌آسا را موجب شوند) اغلب در ابعادی کمتر از ۱۰ کیلومتر عمل می‌کنند و قطرات باران در مقیاس‌های کمتر از میلی‌متر فشرده می‌شود. از آنجا که هر یک از این رویدادها در مناطقی کوچک تر از حجم یک پیکسل شبکه رخ می‌دهد، خصوصیاتشان را باید با استفاده از تکنیک‌های آماری بسیار دقیق و سنجیده استنتاج کرد. موارد وقوع این پدیده ها می‌تواند از نقطه‌ای به نقطه دیگر متفاوت باشد، ولی بیشتر عواملی که(مانند افزایش غلظت گازهای گلخانه‌ای) بر آب و هوا تأثیر می‌گذارد، در تمام سطح کره زمین و همه نواحی آن کاملاً یکدست و یکنواخت عمل می‌کند. اگر بخواهیم نواحی هر چه کوچک‌تر را در نظر بگیریم، تفاوت و تنوع در آب و هوا، هر چه بیشتر بر فعالیت آب و هوایی کلان پرده خواهد افکند. به طور کلی ویژگی‌های آب و هوایی را که در تمام موارد شبیه‌سازی رخ می‌دهند، «سيگنال» و آن‌هایی را که تکرار نمی‌شوند، اغتشاش نامیده می­شود.

نکته دیگری که در باب شبیه‌سازی آب و هوایی وجود دارد، بحث داده­ها می‌باشد. اما این‌گونه شبیه‌سازی‌ها که فاقد مشاهدات دقیق است، عملاً از حیطه گمانه‌زنی‌های خوب و قابل‌قبول خارج‌اند. به عبارت دیگر برای آنکه بر تردیدهای موجود درباره میزان تأثیرگذاری فعالیت‌های بشر بر سیستم آب و هوا فائق آییم، لازم است بدانیم در گذشته چه تغییراتی را پشت سر گذاشته است. باید بتوانیم شرایط پیش از انقلاب صنعتی را (به ویژه از زمانی که انسان‌ها تأثیرات بازگشت‌ناپذیری بر ترکیب جو گذاشتند) به حد کافی شبیه‌سازی کنیم.

برای درک تغییرات آب و هوایی در زمانی که هنوز ماهواره‌ها و ابزارها و دستگاه‌های هواشناسی وجود نداشتند، متکی به نشانگرهایی چون هوا و مواد شیمیایی به دام افتاده در عمق قطعات عظیم یخ، حلقه‌های چوب در بدنه درختان کهن‌سال، جزایر مرجانی، و رسوب‌های نشسته بر کف اقیانوس‌ها و دریاچه‌ها هستیم. این‌گونه تصاویر لحظه‌ایی، اطلاعات سودمندی در اختیار ما قرار می‌دهد. در نهایت می‌توان با کنار هم گذاشتن تکه‌های مختلف دانسته‌ها (همچون قطعات پازل) به یک تصویر کلی از گذشته آب و هوایی زمین دست پیدا کرد. لیکن برای درک حقیقی آب و هوا در شرایط کنونی، لازم است تصاویر لحظه‌ایی بیشتری از صفات و کیفیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی کره زمین در اختیار داشته، یا به چیزی شبیه نوارهای ویدئویی طولانی از تحولات کنونی در آب و هوا نیازمندیم. اندازه‌گیری‌هایی که هم اکنون به طور مرتب از یخ دریاها، پوشش برف، رطوبت خاک، پوشش گیاهی و درجه حرارت و نمک موجود در آب اقیانوس‌ها صورت می‌گیرد، تنها برخی از متغیرها را شامل می‌شود. درعین‌حال، چشم‌انداز کنونی چندان دلگرم‌کننده نیست. در حال حاضر دانشمندان تنها تفسیرهای خود را از اطلاعات حاصل از شبکه‌های بزرگی از ماهواره‌ها و حسگرهای سطح زمین مانند گوی‌های شناور، کشتی‌ها، رصدخانه‌ها، ایستگاه‌های هواشناسی و هواپیماهایی که جهت مقاصد دیگری(مثلاً پیش‌بینی وضع هوا) به پرواز درآمده‌اند روی هم انباشته می‌سازند. نتیجه آنکه تصویر ما از تغییرات آب و هوایی در گذشته، غالباً، مبهم و دارای جاهای خالی بسیاری است.

تغییر آب و هوا هم اکنون در جریان است و تغییرات بیشتری نیز قطعاً در آینده رخ خواهند داد. ضروری است که بشر از شدت این تغییرات کاسته و  برنامه‌ریزی معقول و منطقی برای آن داشته باشد؛ ولی در حال حاضر هیچ یک از این دو کار از ما بر نمی‌آید. دانشمندان برای پیش‌بینی شکل و شمایل واقعی آب و هوا در آینده، باید بر موانعی که در بالا برشمردیم فائق آیند. رفع مشکل تهیه مدل با قدرت تفکیک بیشتر برای درک پیچیده‌تر ظرایف تعاملات در آب و هوا، نسبتاً ساده‌ است. بنابراین می‌توان گفت جهت پیشرفت اهداف علوم جوی بایستی این علم نیز در کنار سایر علوم و تکنولوژی، پیشرفت نماید. امروزه جهت پیشبرد این اهداف، فراگیری تکنولوژی‌های نوین از جمله سیستم‌عامل لینوکس بیش از پیش از سوی هواشناسان و اقلیم‌شناسان احساس می‌شود. در حال حاضر بسیاری از برنامه‌ها تحت سیستم‌عامل لینوکس پایه‌گذاری و ایجاد می‌شوند، ولی بیشتر دانشجویان اقلیم‌شناسی به دلیل آشنا نبودن با این سیستم‌عامل توان فراگیری و استفاده از بسیاری برنامه‌ها و مدل‌های سازگار با سیستم‌عامل لینوکس از جمله  RegCM، PRECIS ،GrADS  و WRF را پیدا نمی‌کنند. احساس نیاز به این سیستم‌عامل که زیرمجموعه لینوکس است ما را بر آن داشت که جهت رفع این نیازها اقدام به نگارش کتاب حاضر نماییم. جهت فهم دقیق تعاریف، دستورات و متغیرهای بکار رفته سعی شده است که تا حد امکان فرامین با زبانی ساده یا به قولی ((خودمانی)) نگاشته شود تا برای مخاطبین قابل درک باشد. در مجموعه پیش رو بیشتر به بخش دستورات، برنامه‌نویسی و اجرای صحیح مدلRegCM4  به روش سریال، که یکی از مشکلات دانشجویان در برنامه‌نویسی و اجرای این مدل ارزشمند است پرداخته شد. مباحث این کتاب مشتمل بر 6 فصل است. فصل اول: شرح مختصری از انواع مدل‌های آب و هوایی؛ فصل دوم تاریخچه‌ای از سیستم‌عامل لینوکس؛ فصل سوم شامل طریقه نصب و راه‌اندازی سیستم‌عامل لینوکس اوبونتو؛ فصل چهارم: آشنایی کلی با فرامین کاربردی اوبونتو؛ در فصل پنجم نیز تشریح مدل اقلیم منطقه‌ای ارائه می‌شود؛ و سرانجام در فصل ششم، اجرای صحیح مدل RegCM4 آموزش داده خواهد شد. همچنین در چاپ دوم بخش جدیدی تحت عنوان شبیه­سازی اقلیم آینده نیز به کتاب اضافه شده است که جای آن در چاپ اول خالی به نظر می­رسید.

نتایج حاصل از فراگیری این مدل به خواننده در فهم پیچیدگی مدل اقلیم منطقه‌ای  (RegCM4) کمک شایانی خواهد نمود. همچنین به مخاطبان اجازه می‌دهد که علاوه بر مدل RegCM4، به دلیل قرابت دستورات و برنامه‌نویسی با سایر مدل های فیزیکی- دینامیکی نظیر WRF، PRECIS و طیف وسیعی از انواع مدل های اقلیمی، با نحوه راه‌اندازی آن‌ها آشنا شده و با صرف کمترین زمان و هزینه بتوانند با اطمینان بالا به شبیه‌سازی آب و هوایی بپردازند. با عنایت به نوع مدل‌سازی، این کتاب برای دانشجویان مقطع کارشناسی، کارشناسی ارشد و دکتری، طیف وسیعی از رشته‌های فیزیک جو، اقیانوس‌شناسی، جغرافیای طبیعی و اقلیم‌شناسی، هواشناسی کشاورزی، هیدرولوژی، علوم زیست‌محیطی و سایر رشته‌هایی که با اتمسفر و آب و هوا سروکار دارند مناسب می‌باشد.

ناموجود

برای مقایسه اضافه کنید
افزودن به علاقه مندی
15 نفر در حال مشاهده محصول هستند
Categories: , Tags: ,
توضیحات

در معرفی مدل تعاریف زیادی ارائه شده است که می‌توان به چند دسته از آن‌ها اشاره کرد. در تعریف اولیه، مدل به معنای شبیه و نمونه است و مدل‌سازی به معنای شبیه‌سازی است؛ اما در تعریف دوم و از منظر علوم انسانی همچون معرفت‌شناسی و جامعه‌شناسی، از مدل به معنای یک دستگاه اندیشه یاد می‌شود و مدل‌سازی به معنای طراحی دستگاهی برای اندیشیدن یا نحوه‌ای از اندیشیدن است(نقره‌کار و همکاران، 1389). در تعریف سوم، مدل نمادی از یک واقعیت است که عمدتاً به زبان ریاضی بیان می‌شود(کولین به نقل از عباس زادگان، 1366). در تعاریف دیگر، مدل توصیف یا قیاسی است که براي درك بهتر پدیده­هایی که امکان دیدن آن‌ها وجود ندارد استفاده می‌شود. در یک تعریف کلی مدل عبارت است از نمادي از واقعیت که مهم‌ترین ویژگی‌های دنیاي واقعی را به صورت کلی و ساده بیان می‌دارد و برداشتی است از واقعیت که براي توضیح مفاهیم و کاهش پیچیدگی­هاي پدیده­هاي جهان به کار می­رود، به نحوي که قابل درك و ویژگی‌های آن به راحتی مشخص شود(نادری و سیف­نراقی، 1383). سیستمی است که مناسب با داده‌های ورودی(Input)  به ما خروجی(Output)  داده و هدف از ایجاد آن، یافتن تصویر و بازنمودي است که به سادگی نمایانگر حقایق و پدیده‌ها باشد(مول[1]، 2008).

 

2-1  انواع مدل

مدل انواع مختلفی دارد. از جمله:

مدل­های فیزیکی: شبیه­سازی فیزیکی است. معمولاً مدل­ها در مقیاس­های کوچک‌تر و محدودتر ساخته می‌شوند. مانند ماکت هواپیما، پالایشگاه­ها، ساختمان­ها.

مدل­های ذهنی: مدل هایی از مسایل واقعی که در ذهن ما شکل می‌گیرند که تصمیم گیری‌های ما بر اساس آن‌هاست. این مدل ها خیلی شفاف نیستند.

مدل­های زبانی : توصیف، تشریح و تفهیم مساله ای با استفاده از بیان است. تعریف یک حادثه و ایجاد یک فضای مشابهی در ذهن شنونده مانند شرح وقایع شبیه‌خوانی.

مدل­های شماتیک: مانند نقشه‌ها و کروکی‌ها، چراغ‌های اخطار اتومبیل، چرخه‌های انرژی و آب در کره زمین. شکل(1-1).

مدل­های گرافیکی: جایگزین کردن تصویر به جای واقعیت. مدل هایی که رابطه بین متغیرها و پارامترها را در قالب تصویر به نمایش می‌گذارد. مانند عکس­ها، نقاشی­ها (حافظ نیا، 1387).

مدل­های ریاضی: بیان مسایل واقعی با ریاضیات. معمولاً مدل های ریاضی برای حل مسایل دنیای واقعی ساخته می‌شوند. گاهی از این مدل ها برای بررسی و بیان شباهت‌ها و تفاوت پدیده‌ها و دسته‌بندی آن‌ها استفاده می‌شود. برای ساختن مدل های ریاضی مجبور به ساده‌سازی شرایط واقعی هستیم. مانند مدل­های اقلیمی و هواشناسی.

مدل­های پنداشتی (مفهومی): به ساخت ایده‌های عمومی (مفاهیم) و فرضیاتی که روابط بین آن‌ها را مشخص می‌کند می‌پردازند. یک مدل پنداشتی یک سری از مفاهیم مرتبط با هم است که به طور سمبولیک بیانگر تصویر ذهنی از یک پدیده می‌باشد.

مدل­های کاربردی: نظیر طرح­های تیپ، الگوهای برنامه­ریزی و رفتاری(حافظ نیا، 1387).

 

شکل (1- 1)  مدل شماتیک چرخه آب در کره زمین

3-1  علل نیاز به مدل‌سازی

براي درك ماهيت پيچيده اتمسفر و پيش­بيني تغييرات آن در آينده بایستی مدلي از اقليم با استفاده از قوانين و روابط رياضي بين پارامترهاي مختلف اتمسفر فراهم و سپس جواب سوالات مختلف را بررسي نمود. به علت پيچيدگي معادلات از نظر رياضي، تعداد زياد آن‌ها و نيز پيچيده بودن شرايط مرزي، حل اين معادلات به روش تحليلي امکان‌پذیر نيست. بنابراين دانشمندان براي حل اين معادلات به رو­ش­هاي عددي متوسل شدند(سیاری و همکاران، 1390). ريچاردسون در سال 1992 اولين مدل عددي اقليمي را معرفي كرد. تا قبل از آن اين معادلات با دقت پایین و به صورت دستي حل مي­شدند تا اينكه در دهه 1970 با ظهور رایانه‌ها تحول عظيمي در مدل‌سازی اقليم بوجود آمد(مسعودیان و غیور، 1375).

از میان اجزاء سیستم اقلیم، اولین مدل‌سازی بر روي جو انجام گرفت؛ زیرا جو نسبت به سایر اجزاء سیستم، کم تراکم­تر و پرتحرك­تر عمل می‌کند. هم اکنون این مدل ها اقلیم را در کلیه مقیاس­هاي زمانی- مکانی شبیه­سازي می­نمایند. یعنی فرایندهاي اقلیمی، تغییرپذیري آن، پاسخ اقلیم به عوامل مختلف از جمله فعالیت­هاي انسانی را براي آینده پیش­بینی و براي گذشته بازسازي و بازآفرینی می‌کند(عساکره ، 1386).

دانشمندان معتقدند، هر گونه مدل‌سازی باید داراي دو ویژگی عمده باشد:

1- از نظر ساختار استوار و منطقی باشد.

2- نتایج حاصل از آن بتواند توان پژوهشگر را نسبت به پیش‌بینی آینده‌ی سیستم، افزایش دهد(چیشولم، 1975).

 

4-1  ارکان اصلی مدل ها

  • مطلق بودن: مفهوم مطلق و انتزاعی، به عنوان جریان‌هایی بدون توجه به جزئیات غیر مهم تعریف می‌شود. فاست و دسوزا (1978)، معتقدند که مدل، نوعی مطلق بودن از واقعیت محسوب می‌شود و یک مدل هرگز تمام حقیقت را منتقل نمی‌کند، چون جهان واقعی خیلی پیچیده و پویاست.
  • ساختمان: هر مدل داراي یک ساختمان و ترکیب ویژه‌ای است که به صورت یک سیستم بسته عمل می‌کند. جغرافیدانان نه تنها بر متغیرهاي کلیدي که یک رویداد را نظارت می‌کنند، بلکه بر روابط بین متغیرها نیز تکیه می‌کنند.
  • قلمرو: هر مدلی داراي قلمرو یا در واقع مجموعه ي ویژه‌ای از شرایط یا تنگناهاي موجود هستند که مدل شاید با آن‌ها سروکار داشته باشد.
  • قیاس: هر مدل شامل یک قیاس یا توافق درباره‌ی یک رویداد است. در واقع ما مناطق رویداد واقعی را در چارچوب نظریه‌پردازی قرار می‌دهیم.

بر اساس مباحث فوق، مدل‌سازی یعنی تهیه‌ی یک کپی، تصویر یا معادل براي پدیده‌هاي واقعی و سپس مطالعه و انجام کار دلخواه بر روي آن. به عبارت دیگر فرایند ایجاد و انتخاب مدل ها را مدل‌سازی گویند. تبدیل یک مفهوم آماري به زبان ریاضی نوعی مدل‌سازی است. هرچه مفاهیم زبان ریاضی استفاده شده در آن ساده‌تر باشند، مدل‌سازی ارزش بیشتري دارد(امینی، 1390). به عنوان مثال در سیستم اطلاعات جغرافیایی(GIS  )، مدل، همان تلفیق لایه‌های اطلاعاتی است که وسیله‌ای براي درك سامانه‌هایی به شمار می‌آید که در شرایط دیگر، پیچیدگی یا مقیاس مکانی آن، خارج از درك ذهنی قرار می‌گرفت و مدل‌سازی یعنی انتقال عوارض سطح زمین به داخل رایانه می­باشد(شمسی‌پور ،1392).

 

5-1  انواع مدل های اقلیمی

مدل های اقلیمی در پی همانندسازی فرایندهای بسیار زیادی هستند که اقلیم را پدید می آورند. مقصود از مدل‌سازی آن است که این فرایندها را بشناسیم و اثر آن‌ها و روابط متقابلشان با یکدیگر را پیش‌بینی کنیم. عمل همانندسازی از راه توصیف دستگاه اقلیم بر مبنای قوانین فیزیک، شیمی و زیست‌شناسی انجام می‌شود؛ بنابراین هر مدل را می‌توان متشکل از مجموعه معادلاتی دانست که مبین این قوانین باشد(ای هندرسون و همکاران، به نقل از مسعودیان و غیور، 1380). به طور كلي می‌توان مدل هاي اقليمي را بر اساس ساختار و نوع عملكرد به چهار نوع تقسیم‌بندی نمود:

1- مدل هاي موازنه انرژی(EBMs)[2]

2- مدل هاي تابش- همرفتی (RCMs)[3]

3- مدل هاي دو بعدي آماري- دینامیکی(SDM)[4]

4- مدل هاي گردش عمومی (GCMs  )

 

1-5-1  مدل هاي موازنه انرژی(EBMs)

این مدل اثر تابش را بر دماي سطحی در معرض توجه قرار می‌دهد ولی قادر به نمایش محتویات دینامیکی دیگر سیگنال­هاي اقلیمی و تغییرپذیري عناصر اقلیمی نیست. همچنین به برخی فرآیندهاي موثر نظیر بازخورد حاصل از بخار آب، یخ­هاي دریایی توجهی ندارد. در اینگونه مدل ها تنها رابطه بین الگوي تابش و پاسخ دماي سطحی عرضه می‌گردد ولی فرآیندهاي چرخش اتمسفري که منجر به کاهش گرادیان دمایی می­شود، در این مدل ها نادیده گرفته می­شود. در این قبیل مدل ها اختلافات عمودي دما و جریانات تشعشعی زمین در نظر گرفته نمی‌شود؛ بنابراین بازآفرینی یا پیش‌بینی متغیرهاي اقلیمی بر اساس دماي سطحی و بر پایه فرمول استفان- بولتزمن انجام می‌گیرد(علیجانی، 1378). همچنین اینگونه مدل ها به ابر و نقش آن‌ها بر اقلیم کمتر توجه دارند. بنابراین مدل هاي مزبور ساده‌ترین مدل هاي فیزیکی اقلیم به شمار می‌آیند(حسن و همکاران[5]، 2015).

مدل هاي موازنه انرژي دو نوع هستند: یا صفر بعدی‌اند یا یک بعدي هستند. مدل صفر بعدي زمین را به عنوان نقطه‌ای در فضا در نظر می‌گیرد. (عساکره، 1386). در این مدل ها متوسط دماي جهانی به عنوان دماي موثر زمین به حساب می‌آید. شکل( 2-1). در مدل هاي یک بعدي دماي کره زمین و همچنین اقیانوس­ها در امتداد مدارات ملاحظه و تقسیم‌بندی می‌شوند، ولی مدل های موازنه انرژي تغییرات دماي سطح زمین ( اقیانوس­ها ) را در عرض­هاي جغرافیایی مختلف(قطب تا استوا) پیش‌بینی می­کنند(سیاری و همکاران، 1390).

 

شکل( 2- 1) مدل موازنه انرژی در کره زمین

 

2-5-1  مدل هاي تابش- همرفتی (RCMs)

مدل RCMs تکنیکی است که اکنون به خوبی در جامعه علمی برای مطالعات تأثیر تغییرات آب و هوایی و انطباق با آن، پذیرفته‌شده‌اند(جورجی و هویستون[6]، 2001 ؛ جونز و همکاران[7]، 2004 و پال و همکاران، 2007). مدل هاي تابشی- همرفتی، علاوه بر ویژگی‌های مدل های موازنه انرژی، بر اساس میانگین دماي کره زمین و به منظور بازسازي و پیش‌بینی آن بر اساس مقادیر فرآیندهاي تابش و همرفت محاسبه می­شود. شکل(3-1). به دلیل ویژگی ذاتی این قبیل مدل­ها، جریانات حرارت تابشی براي لایه‌های هم دماي اتمسفر برآورد می‌گردد(بروان و همکاران[8]، 2008). توضیح  اینکه در اینگونه مدل­ها، جو به لایه‌هایی تقسیم‌شده و مقادیر تابش خالص (خروجی- ورودي) بر اساس مقادیر ابرناکی و آلبدوي سطحی در میانه هر لایه محاسبه و در پایان نیمرخ دماي تابشی مشخص می­شود. این مدل ها معمولاً یک و دوبعدی هستند(سیاری و همکاران، 1390). مدل هاي تابشی- همرفتی نیمرخ عمودي دما را محاسبه می‌کنند که معمولاً به صورت میانگین سیاره‌ای محاسبه می­شوند(عساکره ، 1386). مدل هاي تابشی- همرفتی بر اساس قوانین بنیادي بنا نهاده شده‌اند. از جمله:

1- برابري مقادیر تابش ورودي (موج کوتاه) و خروجی (موج بلند) زمین در بلندمدت.

2-  توصیف ویژگی‌های رطوبتی در لایه‌های عمودي جو.

3-  عدم وجود انقطاع حرارتی بین لایه‌های عمودي جو.

4- عدم تجاوز مقادیر لپس­ریت از مقادیر بحرانی (این مقدار عمدتاً 5/6 درجه برای هر کیلومتر است).المعضوری[9]،2012).

شکل( 3- 1)  شمایی ساده از مدل تابش- همرفتی

3-5-1  مدل هاي دو بعدي آماري- دینامیکی(SDM)

در این مدل ها فرآیندهاي سطحی و دینامیک در قالب میانگین‌های ناحیه‌ای و در جهت قائم بررسی می‌شود. این مدل ها در واقع ترکیبی از مدل هاي موازنه انرژي و مدل هاي تابشی- همرفتی به شمار می­آیند. در این مدل ها انتقال ماده و انرژي بین مدارات محاسبه‌شده و بر اساس بنیادهاي تئوري و تجارب علمی جریانات چرخش­هاي بین مدارات برآورد می­شود. شکل(4-1). شناسایی و پیشرفت در شناخت موج­هاي باروکلینیک نتیجه مطالعه مدل هاي دو بعدي است؛ اما مهم‌ترین نقص این مدل ها در این است که به  تغییرات درون هر مدار توجه کمی معطوف می‌دارد(عساکره ، 1386).

شکل (4- 1)  نمونه‌ای از خروجی مدل های آماری-دینامیک

 

4-5-1  مدل هاي گردش عمومی (GCMs  )

مد­ هاي گردش عمومي، مدل هاي سه بعدي می­باشند كه به عنوان معتبرترين ابزار جهت توليد سناريوهاي اقلیمی مورد استفاده قرار می‌گیرند(اشمیدلی[10]، 2004). يكي از فراگيرترين روش‌ها براي ارزيابي اقليم آينده، استفاده از مدل­هاي گردش عمومي جو است. اين مدل­ها، ابزاري قوي براي مطالعه و ارزيابي خطر تغيير اقليم و بروز دوره‌های خشك، بارش‌های رگباري و وقوع سيلاب بوده و مبناي تصمیم‌گیری‌ها و برنامه­ريزي­هاي بلندمدت علوم مختلف هستند(سبحانی و فاطمی­نیا، 1393). همچنين توانايي ساخت سری‌های زماني درازمدت عوامل وضع هوا، مانند بارش، دما و تابش خورشيد در مقیاس‌های زماني معين( عمدتاً روزانه) با ویژگی‌های آماري مشخص را دارند(ريچاردسون، 1981 ؛ ريچاردسون و رايت[11]، 1984، راکسکو و همکاران[12]، 1991 و جانسون[13] و همکاران، 1996). در واقع، اين مدل ها معتبرترين ابزار براي بررسي آثار پديدة تغيير اقليم بر سيستم­هاي مختلف محسوب می‌شوند و می‌توانند پارامترهاي اقليمي را براي يك دورة طولاني مدت با استفاده از سناريوهاي تأييد شدة هيئت بين­الدول تغيير اقليم[14] مدل‌سازی كنند (ديبايك و كوليبالي[15]، 2005) و كيلسبي و جونز[16]، 2007). در این مدل­ها به غالب عوامل اقلیمی اثرگذار، در مدل هاي گردش عمومی جو منظور شده و  قادرند سيستم اقليمي را با لحاظ نمودن اكثر فرآيندها در مقياس جهاني و يا قاره­اي شبيه­سازي كنند  این مدل ها برای محاسبه هر يك از متغيرهاي اقليمي نيازمند محاسبه، ذخيره و تكرار محاسبات در هر يك از نقاط شبكه می‌باشند(شهابفر و قيامي باجگيراني، 1380). اين مدل­ها قابل استفاده در مطالعات كاربردي با ابعاد کوچک‌تر از خود نيستند؛ براي مثال اغلب مطالعات هيدرولوژيكي با فرآيندهاي كوچك مقياس و زير حوضه­اي سر و كار دارند كه مقياس آن‌ها بسيار کوچک‌تر از مقياسي است كه مدل­هاي گردش عمومي جو به ما مي­دهند، بنابراین برای استفاده از این مدل ها، بایستی از روش‌های ریزمقیاس استفاده کرد(ویلبی و ویگلی[17]، 1997).

به طور مثال توجه به سلسله مراتب و بر همکنش اقیانوس، جو، یخ‌های دریایی و سطوح خشکی­ها در این مدل ها سرلوحه مدل‌سازی است که خود بر سه نوع گردش عمومی جو(AGCM )[18] گردش عمومی اقیانوس(OGCM )[19] و مدل جفت شده اتمسفر-اقیانوس( AOGCM[20]) تقسیم می‌شوند. به‌کارگیری مدل هاي چرخشی عمومی جو براي بازسازي اقلیم گذشته یا پیش‌بینی اقلیم آینده، این قبیل مدل ها را به مدل هاي جهانی اقلیمGCM  معروف نموده است. شکل( 5-1).

 

شکل 5-1  مدلی از گردش عمومی جو

 

هدف مدل هايGCM

هدف مدل هايGCM  محاسبه شاخص­هاي سه بعدي اقلیم در شبکه‌های مشخص است. ابتدا در مدل هاي مزبور سطح زمین به شبکه‌های 5*5 و گاهی 2.5*2.5 درجه طول و عرض جغرافیایی تقسیم می­شود. هر شبکه از سطح زمین تا جو بالا به لایه‌های افقی افراز می‌گردد؛ بنابراین براي سطح زمین حدود 25920 شبکه به وجود می­آید. اين مدل ها بر پايه قوانين فيزيكي كه به وسیله روابط رياضي ارائه مي­شود استوار می‌باشد. روابط رياضي اين مدل ها در شبکه‌های سه بعدي، با مقياس مكاني افقي 250 تا 600 كيلومتر و 10 تا 20 لايه اتمسفري و 30  لايه در اقيانوس حل می‌شوند(آشفته، 1386).

 

1-4-5-1  مدل هاي گردش عمومی اتمسفر(AGCM)

قدرت تفکیک افقی مدلAGCM  بیش از 100 کیلومتر(8/2 درجه قوسی) و قدرت تفکیک عمودي 10 تا 30 متر است(عساکره، 1386). مدل هاي مزدوج با پیچیدگی بیشتر و در نظر گرفتن ابرهاي منفرد یا همرفت یا انتقال حرارت از مرزها در مقیاس متوسط با قدرت تفکیک 125 تا 250 کیلومتر و  قدرت عمودی 200 تا 400 متر طراحی می­شوند. گام­هاي زمانی برای مدل ها 30 دقیقه‌ای است. شکل( 6-1). ضعف­ عمده اين مدل ها قدرت تفكيك مكاني پايين آن‌هاست؛ براي فائق آمدن بر اين مشكل، لازم است خروجي اين مدل ها قبل از استفاده در مطالعات ارزيابي اثرات تغيير اقليم، ريزمقياس­نمايي آماري و ديناميكي شوند(عباسي و همکاران، 1388)؛ چرا كه روش­هاي آماري نسبت به روش­هاي ديناميكي به پارامترهاي كمتري نياز دارند و به همين دليل در مطالعات مربوط به علوم آب و هواشناسي بسيار مورد توجه قرار گرفته‌اند(علیزاده و همکاران، 1389). همچنين می‌توان مدل ها را با توجه به غلظت گازهاي گلخانه­اي در گذشته و حال، يا غلظت فرضي اين گازها در آينده اجرا كرد. پس از اجراي مدل ها و احراز شرايط اوليه، اين مدل ها تغييرات دما، تابش يا بارش را طي فاصله زماني براي هر یاخته[21] در شبکه جهاني محاسبه مي­كنند(خزانه‌داری و همکاران، 1386).

 

شکل (6-1)  نحوه شبکه­بندی مدل­های AGCM

2-4-5-1  مدل هاي جفت شده جوی-اقیانوسی(AOGCM)

این مدل ها بر پایه قوانین فیزیکی که به وسیله روابط ریاضی ارائه می‌شوند، استوار می­باشند. این روابط در یک شبکه سه بعدي در سطح کره زمین حل می­گردند(میل و همکاران[22]، 2007 و IPCC، 2013). به منظور شبیه‌سازی اقلیم کره زمین فرایندهاي اصلی اقلیمی (اتمسفر، اقیانوس، سطح زمین، یخ پوسته و زیست کره) در مدل هاي فرعی جداگانه شبیه‌سازی، سپس تمام مدل هاي فرعی مربوط به اتمسفر و اقیانوس با یکدیگر جفت شده و مدل هاي گردش عمومی اقیانوس- اتمسفر را تشکیل می داده که در برنامه‌های فرعی، جابجایی مومنتوم، گرما و رطوبت در مقیاس­هاي بزرگ، شبیه‌سازی می‌گردند(فلاتو[23]، 2005 و المعضوری[24]، 2016). شکل (7-1).

شکل( 7- 1 )  ساختار مدل جفت شده جوی – اقیانوسی

 

دقت مکانی افقی مدل ها در سطح خشکی­هاي کره زمین نوعاً 25 کیلومتر و دقت مکانی قائم آن حدود یک کیلومتر می­باشد؛ در حالیکه دقت مکانی قائم در اقیانوس­ها 200 تا 400 متر و دقت مکانی افقی آن 125 تا 250 کیلومتر می‌باشد(میل[25]، 2007). کمترین مقیاس زمانی براي حل معادلات 30 دقیقه است درحالی که فرایندهاي فیزیکی زیادي نظیر فرایندهاي مربوط به ابرها و اقیانوس­ها درمقیاس­هاي زمانی کمتري اتفاق می­افتند که بعضی از این فرآیندها را نمی‌توان به سادگی شبیه‌سازی نمود. در این حالت با در نظر گرفتن رابطه فیزیکی مربوط با متغیرهاي بزرگ مقیاس، به طور تقریبی اثرات میانگین آن‌ها، در مدل لحاظ می‌شود(رندال و همکاران[26]، 2007). نتایج حاصل از شبیه‌سازی مدل هاي AOGCM تحت سناریوهاي انتشار، سري زمانی متغیرهاي اقلیمی را تا سال 2100 ارائه می‌دهند.

5-5-1 محدودیت­های مدل های گردش عمومی جو

الف: وقت‌گیر بودن و حجم زیاد اعداد

به عنوان مثال براي محاسبه هر متغیر جوي در هر نقطه‌ای از شبکه نیاز به صد هزار عدد است که در هر مرحله زمانی باید محاسبه و ذخیره شود هم اکنون هر نقطه شبکه‌ای 3 تا 5 درجه طول و عرض جغرافیایی را در بر گرفته و در فاصله‌های 30 دقیقه‌ای محاسبه می‌شوند. براي کاهش حجم محاسباتی طبقه‌بندی عمودي هوا سپهر به شش تا پانزده (و عموماً ده) سطح محدود می‌شود؛ بنابراین قدرت تفکیک تا 100 کیلومتر و بیشتر خواهد بود، در نتیجه بایستی مدل هر چه بیشتر ساده شود که این امر خود از کیفیت شبیه‌سازی می‌کاهد.

 

ب:  اهمیت ندادن به برخی فرآیندهاي سطحی

این مدل ها به اثرات سرزمین­هاي یخ بسته(پرمافروست) که به طور فصلی در تسلط یخبندان است و به عملکرد یخ­هاي دریایی توجه کافی ندارند. دماي سطوح یخی، میزان و تأثیر حرکت یخ‌ها نیز اصولاً در این مدل ها در نظر گرفته نمی­شود.

 

ج: عدم توانایی در بکار گیري دقیق ابرهاي کوچک مقیاس در پیش­بینی و بازآفرینی اقلیم

مدل هاي اقلیمی پس از تشکیل مورد ارزیابی قرار می‌گیرند. یکی از این ارزیابی­ها، آزمونی براي روشن نمودن بیلان تابش و انتقال انرژي در سطوح مختلف و نیز آزمون میزان خطا است. به طوري که در یک آزمایش از بین 14 نمونهGCM  تنها به خاطر عدم توانایی در تشخیص مقادیر مربوط به ابرها 14 نتیجه متفاوت به دست آمد.

 

6-5-1  فرایندهای اساسی مدل های GCM

الف: فرایندهاي دینامیکی

شامل طرح‌های رقومی بزرگ مقیاس از هوا سپهر که به روش کارتزین (فضاي منظم شبکه‌ای) و یا فضاي طیفی محاسبه می­شوند. در سیستم کارتزین معمولاً شبکه‌ها افقی و منظم است درحالیکه در فضایابی عمومی مساحت شبکه‌ها در سطوح مختلف متفاوت خواهد بود. اختلاف بین شبکه‌ها در مراحل کوتاه زمانی مورد توجه قرار می­گیرند تا کمترین تغییرات درون شبکه­اي و بین شبکه‌ای مشخص شود. در روش طیفی فرآیندهاي تابش، انتقال عمودي ماده و انرژي و فرایندهاي سطحی براي کل سطح زمین و در قالب شبکه‌های چهارگوش شبیه‌سازی می‌گردد.

 

ب: فرآیندهاي فیزیکی

در این قسمت شش متغیر شامل فشار هوا، جهت و سرعت باد، دما، رطوبت و ارتفاع ژئوپتانسیل،بنیاد مدل ها را تشکیل می­دهد. هر شش متغیر مزبور به اقتضاي زمان یا مکان در زیرمجموعه‌های الگوي انتقال تابش، الگوي لایه مرزي و میانگین سطوح عمده زمین و نیز میانگین رطوبتی آن‌ها به منظور محاسبه و تعریف سطوح مزبور، مدل را همراهی می­نمایند.

 

ج: سطوح مؤثر بر اقلیم

سطوحی نظیر ابرها نیز در دو مقیاس ناحیه­اي و جهانی تعریف می‌شوند. ابرهاي همرفتی به علت اینکه کوچک تر از واحدهاي شبکه‌ایGCM  هستند، کمتر در مدل مورد توجه قرار می‌گیرند و بیشتر ابرهاي بزرگ مقیاس و فوق اشباع از اهمیت برخوردارند. سطوح دیگري همچون پهنه‌های یخی، آبی کوهستانی و غیره در مدلهايGCM  مورد توجه خاص قرار می­گیرند.

6-1  تفاوت مدل های گردش عمومی با مدل های منطقه‌ای

مدل های گردش عمومی جو مدل های سه بعدی می‌باشند که بر اساس سناریوهای مختلف اقلیمی به منظور شبیه‌سازی اثر گازهای گلخانه‌ای بر اقلیم حاضر کره زمین توسعه داده‌شده‌اند و قادر هستند تا تغییرات اقلیم آینده کره زمین را پیش‌بینی کنند(ژو[27]، 1999). این مدل ها در دهه شصت میلادی برای اولین بار بر اساس تحقیقات شخصی به نام فیلیپس معرفی و به کار گرفته شدند. مدل های گردش عمومی جو معادلات پیوستگی دینامیک سیال جو را در مقیاس‌های گسسته مکانی و زمانی حل می‌کنند(دهقانی پور و همکاران، 1390).

معادلات مورد استفاده در مدل های GCM به دو دسته اصلی معادلات تبادل انرژی و مومنتم، و بقای جرم و بخار آب تقسیم می‌شود. برای استفاده از مدل های GCM، جو، به شبکه‌ای از عناصر حجمی تقسیم‌بندی شده و سپس در هر یک از این احجام معادلات زیر حل می‌شود :

  • معادله بقای انرژی: مطابق با این معادله، نیرو برابر با افزایش انرژی داخلی به علاوه کار انجام شده است.
  • معادله بقای گشتاور: مطابق با این معادله، نیرو برابر با حاصل‌ضرب جرم در شتاب است.
  • معادله بقای جرم: این معادله بیان می‌کند که مجموع چگالی ضرب در سرعت باد ( برابر با جرم) در هر سه بعد برابر صفر است.
  • معادله قانون گاز کامل: طبق این قانون، حاصل‌ضرب فشار در حجم، برابر با ثابت گاز در دمای مطلق است.

از آنجا كه مدل­هاي جهاني پيش­بيني قادر به آشكارسازي رفتار اقليم در مقياس كوچك نيستند، لذا بايستي خروجي این‌گونه مدل­ها را به مقياس کوچک‌تر و منطقه­اي تبديل كرد تا بتوان با استفاده از آن‌ها فرآيندهاي كوچك مقياس و منطقه­اي را شناسايي، مطالعه و پیش‌بینی كرد(باباییان و همکاران، 1386). براي اين منظور دو روش شناخته‌شده وجود دارد: ریز گردانی با استفاده از روش­هاي آماري و ديناميكي. در روش اول روابط بين رفتار واقعي اقليم و خروجي مدل هاي جهاني در گذشته را به آينده تعميم داده و براي يك منطقه­ي خاص پيش­بيني اقليمي صادر مي­شود. اما در روش دوم خروجي مدل جهاني به عنوان ورودي به مدل اقليم منطقه­اي خورانده شده و مدل مذكور تحول زماني وضع هوا را از طريق حل معادلات حركت به دست مي­آورد(باباییان و همکاران، 2004).

مدل­های آب­وهوای منطقه­ای، پاسخ گردش عمومی به نیروهای بزرگ مقیاس را شبیه‌سازی می‌کنند. وضوح بسیار ضعیف مدل ها جهانی در رابطه با فرایندهای آب و هوای محلی و منطقه‌ای باعث شکل‌گیری و گسترش مدل­های منطقه‌ای شدند. مدل گردش عمومی، کل کره زمین را در حوزه مورد مطالعه خود قرار می‌دهد. یکی از محدودیت‌های اصلی در استفاده از خروجی‌های اقلیمی مدل های چرخه عمومی این است که دقت تجزیه مکانی و زمانی آن‌ها با دقت مورد نیاز مدل های منطقه‌ای و هیدرولوژیکی مطابقت ندارد. دقت مکانی این مدل ها در حدود 200 کیلومتر است، که این دقت خصوصاً برای بررسی مناطق کوهستانی و پارامترهای اقلیمی نظیر بارش و دما مناسب نمی‌باشد(ویلی و دتینگر[28]،2000). اما مدل هاي اقليم منطقه‌ای براي ريز مقياس نمايي ديناميكي سناريوهاي اقليمي و پیش‌بینی فصلي در نواحي مختلف كره زمين به كار گرفته می‌شوند. در چند سال اخير، روش مدل‌سازی يكسويه[29] در مطالعه اقليم و اثرات تغيير اقليم استفاده می‌شود. در اين روش، به عنوان شرايط مرزي و اوليه در مدل اقليم منطقه‌ای GCM [30]خروجي مدل هاي RegCM براي ريز مقياس نمايي استفاده می‌شود(کریمیان و همکاران، 1389). با استفاده از روش کوچک مقیاس کردن، می‌توان خروجی‌های این مدل ها را به متغیرهای سطحی در مقیاس حوزه مورد مطالعه تبدیل نمود(راجو[31]، 2015).

 

7-1  ریز مقیاس نمایی[32]

مدل های گردش عمومی هیچ گاه نمی‌توانند مستقیماً برای پیش‌بینی‌های منطقه‌ای یا نقطه‌ای استفاده شوند، آن‌ها نیازمند ریزمقیاس نمایی هستند تا با اعمال رفتارهای محلی در آن‌ها پیش‌بینی‌هایشان در مقیاس‌های محلی بهبود یابند. بایستی قبل از استفاده از این داده‌ها آن‌ها را ریز مقیاس کنید. کوچک مقیاس کردن در حقیقت به فرآیند حرکت از پیش‌بینی کننده‌های [33] بزرگ مقیاس به پیش‌بینی شونده‌ها[34] در مقیاس محلی اطلاق می‌شود(دینگ و کی[35]، 2013). شکل (8-1). روش‌های مختلفی جهت تولید سناریوهای اقلیمی از مدل های چرخه عمومی جو وجود دارد؛ از جمله این سناریو ها می‌توان روش­های ریز مقیاس نمایی را نام برد که به طور گسترده به دو گروه تقسیم می­شوند: ریزمقیاس نمایی دینامیکی و ریزمقیاس نمایی آماری. ریزمقیاس نمایی آماری مزایای بیشتری در مقایسه با ریز مقیاس نمایی دینامیکی دارد (سونیر و همکاران[36]، 2012). اگرچه مدل های ریزمقیاس نمایی دینامیکی یک مفهوم فیزیکی مشخص را در خود دارند(استورچ و همکاران[37]، 1999). آن‌ها شبهاتی در پیش‌بینی مدل به خاطر محاسبات پیچیده دارند جایی که ریزمقیاس نمایی آماری پیش‌بینی واقعی­تر و منطقی­تر براساس رابطه آماری فراهم می­کنند و نگهداشت این مدل برای اجرا آسانتر است(صمدی و همکاران، 2011، چن و همکاران[38]،2012).

[1] . Moll

[2].Energy Balance Model

[3]. radiative convective models

[4]. Statistical-dynamical models

[5]. Hassan et al

[6]. Giorgi & Hewitson

[7]. Junse et al

[8]. Brown

[9]. Almazroui

[10]. Schmidli

[11]. Richardson & Wright

[12]. Racsko et al

[13]. Janson et al

[14]. IPCC

[15]. Dibike & Coulibaly

[16]. Kilsby &  Jones

[17]. Wilby & Wigley

[18]. Atmospheric General Circulation Model

[19]. Oceanic General Circulation Model

[20]. Atmosphere-Ocean Global Circulation Model

 

[21] . pixel

[22]. Meehl et al

[23] . Flato

[24]. Almazroui

[25]. Meehl

[26] .Rendal  et al

[27].  Xu

[28] . Wilby & Dettinger

[29] . One way nesting

[30]. General Circulation Model

[31] . Raju

[32]. Downscaling

[33]. Predictors

[34] – Predict ants

[35] .Ding & ke

[36]. Sunyer  et al

[37]. Storch  et al

[38]. Chen et al

نظرات (0)
0 دیدگاه
0
0
0
0
0

نقد و بررسی‌ها

حذف فیلترها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “شبیه‌سازی اقلیمی، با تأکید بر مدل اقلیم منطقه‌ای RegCM4 ‬‬‬”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

شما باید وارد حساب خود شده باشید تا قادر به اضافه کردن تصاویر در نظرات باشید.

محصولات مرتبط

اتمام موجودی
برای مقایسه اضافه کنید

تحلیلی بر مقررات ملی ساختمان مبحث 21 (پدافند غیر عامل)

35000 تومان
مدیریت بحران علم پیشگیری، بازدارندگی، تطبیق، تلفیق و کنترل سیر انواع بحران­ها می­باشد. پدافند غیرعامل یکی از شاخه­های مدیریت بحران و سازوکاری برای کنترل مخاطرات می­باشد. پدافند غيرعامل به‌ سبب افزايش توان بازدارندگي، و بالا بردن قدرت ملی و قدرت‌سازی، نقش ممتازي در کاهش احتمالي مخاطرات و آغاز درگيري‌هاي نظامي داشته و در صورت پياده‌سازي صحيح، خواهد توانست آثار مخرب مخاطرات و جنگ‌هاي پيش‌رو، را تقليل دهد. بحث پدافند غيرعامل مخصوصاً بكارگيري ملاحظات پدافند غيرعامل در ساخت فضاهاي شهري و همچنين ساختمان­هاي عمومي و مدیریت ساخت تاريخچه­اي طولاني دارد. اما با توجه به پيشرفت تكنولوژي و تاثير آن در پيشرفت سلاح­هاي كشتار جمعي و در حالي كه هم اكنون شاهد جنگ­هاي نسل ششم هستيم، نياز به پيشرفت در ملاحظات پدافند غيرعامل در كاهش تلفات جنگ­ها بيش از پيش احساس مي­گردد. در ملاحظات پدافند غيرعامل در خلق فضاهاي شهري و ساختمان­ها از مكان­يابي و استقرار فضايي اين فضاها مي­توان به­عنوان مهم­ترين عوامل نام برد. ضوابط و استانداردهاي مشخص و تعریف شده در هر تخصصی، اولین و مهم­ترین عامل جهت نیل به سوي رشد و تعالی بوده و اجراي کامل و دقیق آنها در قالب مقرراتی تأیید شده توسط سازمان­هاي ذیربط، امکان شناسایی نواقص و تلاش در جهت رفع موانع و مشکلات پیش رو را میسر خواهد نمود. در حال حاضر در صنعت ساختمان کشورمان، مقررات ملی ساختمان به عنوان بالاترین معیار تشخیص ضوابط ساخت­وساز مطرح می­باشد و می­توان مساعی تمام دست­اندرکاران در این صنعت را اعتلاي مقررات ملی ساختمان و ارایه راهکارهاي لازم در اجرایی شدن تمامیت این مهم دانست. آثار شعله­ای برافروخته­ای پدافند غیرعامل، با تدوین مبحث 21 مقررات ملی ساختمان، در کنار 20 مبحث لازم الاجرا از ضوابط و استانداردهاي ساخت­وساز کشورمان، در حالی احساس می­گردد که پیش­بینی می­شود باتوجه به اهمیت جایگاه این موضوع، سایر مباحث این مجموعه مقررات نیز از تغییرات ناشی از این مبحث بی­نصیب نمانده و به میزان توسعه و اجراي مبحث 21، الگوهایی براي ویرایش کلی هر ضوابط و معیارها نیز در نظر گرفته شده و به مرور معرفی گردند. به منظور آشنایی جامعه­ای مهندسان کشور با پدافند غیرعامل در صنعت ساختمان و فراهم نمودن بستري مناسب جهت پذیرش و آمادگی هرچه بهتر ضوابط جدید با هدف طراحی سازه­هاي امن، در این کتاب سعی گردیده بخشی از توصیه­هاي ارائه شده در مبحث 21، باتوجه به برخی تأکیدات مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن در حوزه­هاي معماري و سازه به صورت مفهومی تبیین گردد.
افزودن به علاقه مندی
اطلاعات بیشتر
مشاهده سریع
اتمام موجودی
برای مقایسه اضافه کنید

زمین‌شناسی پزشکی (کتاب الکترونیک)

33000 تومان
بر اساس تعریف، می توان چنین عنوان کرد که زمین شناسی پزشکی دانشی است که ارتباط بین مصالح زمین شناختی، فرآیندهای زمین شناسی و عوامل آن بر سلامتی انسان و حیوان را برقرار می سازد (Centeno 2011).به اعتقادFiona Fordyce  زمین شناسی پزشکی مطالعه عوامل زمین شناسی زیست محیطی بر انسان، حیوان، سلامت گیاهان و کشاورزی است.زمین شناسی پزشکی به عنوان دانش بررسی کننده رابطه میان عناصر و کانی ها، مهاجرت، انتقال، تغییر شکل، میزان ترکیبات آلی و معدنی و پیامدهای مثبت و منفی که بر سلامت انسان، جانوران و گیاهان دارد شناخته شده است. دانش مذکور را می توان یک تخصص بین رشته ای دانست که به مطالعه عوامل طبیعی زمین شناختی که با پراکندگی جغرافیایی خاص خود بر سلامت موجودات زنده تأثیرگذار است. (Charlotte et al 2013)  زمین شناسی پزشکی را دانشی بین رشته ای می داند که  درک بهتر رابطه بین سلامت بشر و محیط زیست می اندیشد. (Silverman 1997) سلامت زیست محیطی را چنین تعریف می کند که عامل تنزل زیست محیطی بر جمعیت بشری است.به اعتقادFinkelman و همکارانش، زمین شناسی پزشکی به سرعت در حال رشد و توسعه بوده و توانایی مساعدت به جامعه پزشکی را در تمام مناطق دارد.زمین شناسی پزشکی دقیقاً رابطه بین مصالح زمین شناختی از قبیل: سنگ ها، مواد معدنی و سلامت بشری را مورد مطالعه قرار می دهد.دانش مذکور پیشگام موضوع بین علوم زمین و علوم پزشکی است. (Bencko and Vosta, 1999)  (Cronin and Sharp 2002) (Centeno et al 2002). تحقيقات زمين شناسي پزشكي در نتيجه كار علمي تيمي است. عضو اصلي اين تيم رشته زمين شناسي است. علم نوپاي زمين شناسي پزشكي كه برپايه اثبات علمي ارتباط بسياري از بيماري ها با زمين بنيانگذاري شده است، به بررسي ارتباط بين عوامل زمين شناسي با سلامت انسانها و جانوران و تأثير عوامل زيست محيطي بر پراكندگي جغرافيايي بيماري هاي مرتبط مي پردازد. زمین شناسی پزشکی، به عنوان دانش بررسی کننده رابطه بین عناصر و کانی ها، مهاجرت، انتقال، تغییر شکل، میزان ترکیب های معدنی و آلی و تأثیرات مثبت و منفی که بر سلامت انسان، جانوران و گیاهان دارند شناخته شده است. به علاوه این دانش به عنوان یک تخصص بین رشته ای، به بررسی عوامل طبیعی زمین شناسی که با پراکندگی جغرافیایی خاص خود بر سلامتی موجودات تأثیر می گذارد می پردازد. از نقطه نظر تاریخچه باید اذعان داشت که واژه زمین پزشکی یا زمین شناسی پزشکی برای اولین بار توسط Ziess مورد استفاده قرار گرفت که در آن زمان معادل پزشکی جغرافیایی بود اما امروزه آن را معادل روش های ژئوگرافیکی در اخذ نتایج بهداشتی و پزشکی می پندارند. علت مرگ ناپلئون بناپارت در سال 1821 میلادی ریشه در زمین شناسی پزشکی دارد نامبرده مدت مديدي در معرض آرسنيك بوده و براثر سرطان معده ،جان خود را از دست داده است؛ طبق نظر متخصصان علوم قضايي فرانسه ، سطح آرسنيك يافت شده در موهاي ناپلئون 38 بار بيشتر از مقا دير طبيعي اين ماده است و يك علامت واضح مسموميت به شمار مي رود. در سال های اخیر ارتباط میان محیط و سلامتی، مورد مباحثه بسیاری از رسانه ها و مجلات علمی پژوهشی بوده است. واژه هایی همچون فلزات سنگین و مواد آلاینده، موضوع بحث داغ محافل علمی سراسر جهان را تشکیل می دهد. ابتدا در این زمینه اصطلاح جغرافیای پزشکی مطرح شد سپس این اصطلاح به زمین شناسی پزشکی تغییر نام یافت و اکنون با تمام توان و به پشتوانه محققین مختلف در اقصی نقاط جهان در حال توسعه مفاهیم و محتوای علمی خود است.   1-2 تاریخچه اولین کسی که به وضوح نقش عوامل درونی را بر زمین و ایجاد تغییرات آن مطرح ساخت فیلسوف یونانی Empedocles  اهل آگرگنتوم بود که در 450 سال قبل از میلاد مسیح در این زمینه به فعالیت پرداخته است.نکته جالب آن است که این فیلسوف به علت علاقه فراوانی که به زمین شناسی و فرآیندهای آن داشت در هنگام انجام تحقیقات و مشاهده آتشفشان Etna  در آن سقوط کرد و جان باخت(Shengur 2005). در یونان باستان، ارسطوی استادگرایی شاگرد افلاطون، با الهام گرفتن از تئوری ها و نظریات استاد خود و بسط آرای وی، کتاب مشهور خود را با عنوانMeteorologica  نگاشت(Shengur 2005). این نوشته یکی از اولین آثار مبتنی بر تجربه و مشاهدات علمی در حوزه علوم طبیعی و زمین شناسی در دوران باستان بود که در آن ارسطو نظریاتی راجع به اثرات عوامل طبیعی بر رخداد حوادثی مثل بیماری، تعیین جنسیت جنین و امثال آن را مطرح ساخته است . به علاوه ارسطو برای اولین بار در تاریخ، به معضلاتی که از نظر سلامتی برای کارگران شاغل در معادن سنگ به وجود می آید اشاره کرده است(et al 2003 Bowman).موضوع ارتباط میان زمین شناسی و سلامت موجودات زنده مخصوصاً انسان، از مدت ها پیش شناخته شده بود. فیزیکدان ها، متخصصین علوم طبیعی و فلاسفه عهد باستان در کشورهایی مثل یونان، چین، ایران، مصر و هندوستان و سرخپوستان و مایاها از زمان های بسیار قدیم اهمیت این نکته که پدیده های رخ داده در روی زمین بر سلامتی انسان مؤثر هستند را درک کرده بودند، هر چند که این ارتباط تا قرن نوزدهم میلادی مبتنی بر منطق و علم نبود و تنها خرافات آن را بسط داده بودند. به هر حال به نظر می رسد که اولین نظریات رسمی در حوزه زمین شناسی پزشکی توسط حکیم یونانی Hippocrates ارائه شده که سیصدسال قبل از میلاد مسیح زندگی کرده است.او نشان داد که عوامل محیطی بر نحوه پراکندگی آسیب های جسمانی مؤثر هستد(Lag 1990)(Foster 2002).تمرکز اصلی حکیم هیپوکراتوس بر آب و هوا و مکان جغرافیایی بود. وی در قسمت هفتم رساله خود چنین می نگارد که : آبی که از خاک بر می خیزد آب هایی حاوی آهن، مس، نقره، طلا، قیر و نیترات هستند که برای هر مصرفی مضر بوده و عامل بیماری های متعددی هستند. مثال دیگر مربوط به ویتروویاس معمار رومی است که برای اولین بار نشان داد که آب های موجود در نزدیکی معادن و صنایع معدنی دارای اثرات نامطلوبی بر سلامتی انسان و حیوان هستند(Neriago 1985). فیزیکدان یونانی، گالن در دست نوشته های خود خطر فعالیت های معدنی از نقطه نظر وجود اسید و دیگر مواد مضر در آب های زیرزمینی نزدیک معادن فلزی را خاطر نشان کرد(Lindberg 1992).دانشمندان ایرانی نیز همچون ابوعلی سینا، ایوریحان بیرونی، زکریای رازی و جابربن حیان نظریات متعددی در رابطه با سلامتی انسان و مواد معدنی داشته اند. یکی از مهم ترین تحولات در تاریخ علم زمین شناسی پزشکی، تألیف کتاب بهار خاموش توسط (Carson 1961) بود که در رابطه با سم DDT  و انقراض نسل پرندگان مطالب تکان دهنده ای را عنوان کرد (Singh 2005).در سال 1996 میلادی در اجلاس اتحادیه جهانی زمین شناسی IUGS  با توجه به اهمیت عوامل زمین شناختی بر سلامت انسان و درک او از این موضوع، کمیته ای برای پژوهش های بین المللی در حوزه زمین شناسی پزشکی در کمیسیون برنامه ریزی برای زمین شناسی زیست محیطی تشکیل شد اما در سال 2000 میلادی یونسکو در قالب پروژه ای یا شماره 454 و با عنوان زمین شناسی پزشکی کار خود را در زمینه حاضر زودتر از IUGS  آغاز کرد.به هر حال در تخصص زمین شناسی پزشکی مشاهیر متعددی وجود دارند که از آن ها می توان به پرفسور چاندرا دیسانایاکه استاد دانشگاه پرادنیای سری لانکا اشاره کرد که حدود سی سال در حوزه زمین شناسی پزشکی و زمین شناسی زیست محیطی به انجام تحقیقات وسیع و جامع پرداخته و در گسترش علوم مذکور سهم بسزایی داشته است.علاوه بر وی می توان هاروانت سینگ از دانشگاه ساراواک مالزی و اوله سلینوس از سوئد را نام برد.پرفسور سلینوس بیش از 40 عنوان اثر علمی و پژوهشی در حوزه زمین شناسی پزشکی منتشر کرده است که یکی از مهم ترین آن ها کتاب زمین شناسی پزشکی است که توسط انتشارات معتبر Elsevier در سال 2005 منتشر شذه است. در ایران، اولین نظریات علمی و عقلی در باب زمین شناسی پزشکی را حکمایی چون ابن سینا، ابوریحان بیرونی و سایرین نگاشته اند. شاید بتوان به جرأت گفت که اولین نظریات علمی در حوزه زمین شناسی پزشکی در دنیا توسط حکمای ایرانی ارائه شده است. ابوعلی حسین بن عبد الله ابن سینا دانشمند مشهور و بزرگ ایرانی در کتاب معروف خود که با نام شفا تألیف شده بود مواد را در دسته های سنگريال ذابیات، کباریات و املاح طبقه بندی نمود. محمد بن ذکریای رازی، فیلسوف، طبیب و کیمیاگر برجسته ایرانی که در قرون وسطی می زیسته است مواد را به سه نوع معدنی، گیاهی و حیوانی تقسیم بندی کرده است. به هر حال دانشمندان ایرانی از دوران باستان به مباحث زمین شناسی و کانی شناسی توجه داشته اند و این توجه قابل بررسی و مطالعه بیشتر است. اکنون نیز با توجه به اهیمیت زمین شناسی پزشکی، سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور در سال 1383 واحد پژوهش های زمین شناسی پزشکی را ایجاد کرد که شامل کمیته های، بررسی ژئوشیمی، هیدروژئوشیمی، رادیونوکلوئیدهای طبیعی، ژئوبوتانی و پزشکی می باشد. امروز به علت آنکه کشور ما یکی از بالاترین نرخ های ابتلا به سرطان مری، معده و ریه را دارد و سایر بیناری ها می توانند از منشأ زمین شناختی به وجود آمده باشند، توجه بیش از پیش به مفاهیم و محتوای علمی زمین شناسی پزشکی در کشور امری غیر قابل انکار به نظر می رسد و باید در این زمینه بیشتر تلاش کرد و استراتژی های مدون تری را برای انجام تحقیقات زمین شناسی پزشکی تدوین کرد. زمین شناسی پزشکی با این هدف مورد توجه قرار گرفت که بتواند ضمن ایجاد درکی واضح، صحیح و منطقی از تأثیر مواد طبیعی بر حسم انسان، حیوان و گیاه، خطر آن ها را کاهش دهد. در کشورهای درحال توسعه بیشترین تمرکز مطالعات زمین شناسی پزشکی روی استفاده بهینه از زمین انجام می پذیرد که علاوه مطالعاتی نیز روی تأثیرات مخرب زغال سنگ و عناصری چون آرسنیک محلول در آب و نظایر آن انجام شده است.   1-3 حوزه مطالعاتی زمین شناسی پزشکی آنچه مسلم است آن است که زمین شناسی پزشکی تنها شامل مباحث مربوط به آلودگی نیست و در واقع بررسی کننده و ایجاد کننده ارتباط گسترده میان محیط و سلامتی یا رخداد آسیب ها در انسان، حیوان و گیاهانی است که در آن محیط زندگی می کنند. البته بسط این مسأله نیز حائز اهمیت می باشد. زمین شناسی پزشکی می تواند در دو عنوان اساسی عنصر و محیط تعریف شود. در عنوان اول ارتباط عناصر و رفتار موجودات زنده در مقابل عناصر و ترکیب های شیمیایی مورد بحث قرار می گیرد. در عنوان دوم، واکنشی که موجودات زنده در برابر حوادثی مانند سیل، آتشفشان، زلزله و نظایر آن دارند مورد توجه هستند. حوزه مطالعاتی زمین شناسی پزشکی در پنج بخش مطالعات کتابخانه ای، مطالعات میدانی، بررسی های آزمایشگاهی، تفسیر و نتیجه گیری و مطالعات پیشرفته خلاصه می شود. در مطالعات کتابخانه ای از نقشه های توپوگرافی، نقشه های زمین شناسی، جغرافیا، هیدرولوژی و خاک شناسی، عکس های هوایی و تصاویر ماهواره ای استفاده می شود لذا در این خصوص از نقشه های زمین شناسی با مقیاس 1:250000، 1:100000 و 1:25000 استفاده می شود. در مراحل بعدی از نقشه های ژئوشیمی آب و خاک و داده های ژئوفیزیک استفاده می شود. به علاوه در صورت امکان می توان از نقشه های زیست محیطی نیز استفاده کرد که غالباً در مقیاس 1:25000 تهیه می شوند. مطالعات میدانی یا به اصطلاح عملیات صحرایی در حوزه زمین شناسی پزشکی به بخش های، نمونه بردای ژئوشیمیایی، مطالعات هیدرولوژی و هیدروژئولوژی، مطالعات بهداشتی، ژئوبوتانی، میکروبیولوژی و قارچ شناسی، پزشکی، آمار، جامعه شناسی، روانشناسی، مردم شناسی و قوم نگاری، رادیومتری و مطالعه پرتوزایی در محیط، دانپزشکی و سنجش از دور تقسیم می شود. در برررسی های آزمایشگاهی، مطالعه کانی های سنگین، آنالیز شیمیایی به روش های مختلف تجزیه(به روش های XRF ، XRD وICP) و آرمایشات مربوط به مواد رادیواکتیو از اهمیت ویژه ای برخوردار است ضمناً نمونه برداری از خون، ادرار و در برخی اوقات نمونه بردای موضعی از بدن نیز کارگشا خواهد بود. در قسمت تفسیر و نتیجه گیری، تهیه نقشه نهایی و تهیه نقشه های ژئوشیمی منطقه مورد مطالعه و به علاوه تهیه نقشه های زمین شناسی پزشکی اهمیت ویژه ای دارد. نقشه های زمین شناسی پزشکی می توانند نشانگر آلودگی ها و نقاط پرخطر باشند. نفشه های زمین شناسی پزشکی نوعی از نقشه های ژئوشیمیایی هستند که در آن علاوه بر توزیع طبیعی مواد و عناصر، می توان تمرکزهای غیرعادی مانند فلزات سنگین و رادیواکتیو ناشی از فعالیت صنایع را نیز یاده کرد. نقشه های زمین شناسی پزشکی، اسناد مهم و معتبری هیتند که در پژوهش های بهداشتی و اپیدمولوژی1 می توان از آن ها بهره برد. مطالعات پیشرفته در حوره مطالعاتی زمین شناسی پزشکی، اغلب پس از انجام مراحل فوق و در موارد خاصی صورت می پذیرد. اگر مطالعات پیشین نتایج قابل قبولی را ارئه ندهند، در این قسمت مشکلات مهمی بروز خواهد کرد. به هر حال زمین شناسی پزشکی حوزه ضروری از علم است که برخی از مؤلفین با استفاده از آن ارتباط بین زمین شناسی زیست محیطی و مشکلات سلامت در انسان، حیوان و گیاهان را بررسی می کنند (Gomes and Silva 2007).عناصر شیمیایی، کانی ها و مواد معدنی، خاک ها و آب و هوا اجزای ضروری محیط زمین شناختی هستند.  

فصل دوم

عناصر و کانی ها   2-1 مقدمه عناصر مواد خالصی هستند که نمی‌توان آن ها را به دو ماده یا مواد بیشتر طوری تفکیک کرد که خاصیت مواد به دست آمده از ماده اصلی متفاوت باشد. بنابراین عنصر ماده‌ای است که به مواد خالص ساده‌تر از خود تجزیه نمی‌شود. طبیعت در جهان پیرامون ما از مواد گوناگونی ساخته شده است. این مواد دارای حالتهای فیزیکی مختلف می‌باشند، سنگها و کوهها جامدند، رودها و دریاها از آب مایع تشکیل شده‌اند و هوای اطراف به صورت گاز می‌باشد. پوسته زمین از ترکیبات مختلفی تشکیل شده است. کانی های مختلفی وجود دارند که با تجزیه آن ها عناصر سازنده آنها به دست می‌آید و انسان با یافتن شیوه‌های مختلف عناصر فراوانی را از پوسته زمین استخراج کرده و برای رفع نیازهای خود از آنها استفاده می‌کند. عناصر مختلف از لحاظ خواص فیزیکی و شیمیایی با یکدیگر متفاوت می‌باشند، اما در یک خاصیت مهم باهم مشترک هستند و آن عدم تجزیه آن ها به مواد ساده‌تر می‌باشد. از 90 عنصری که در طبیعت وجود دارد شش تای آنها  N2) و O2 و چهار گاز نجیب Ye ، kr، (Ar  به صورت عنصر در اتمسفر یافت می‌شوند. این شش عنصر را می‌توان با تقطیر جز به جز هوای مایع از یکدیگر جدا کرد. چهار عنصر دیگرNa) ، Mg ، Cl2 ، (Br2 را می‌توان از آب اقیانوس ها که در آن جا به صورت یون های تک اتمی وجود دارند، استخراج کرد و سپس با واکنشهای الکتروشیمیایی در سلول های الکتریکی به عناصر مربوطه تبدیل کرد. تقریباً تمام عناصر دیگر را می‌توان از ذخایر معدنی روی زمین یا زیر زمین بدست آورد. اما اکثر این معادن را نمی‌توان به عنوان منابع تهیه عنصر در نظر گرفت زیرا بسیاری ناخالص هستند. مواد معدنی نسبتا کمی وجود دارد که استخراج عناصر از آنها مقرون به صرفه است و اصطلاحاً آنها را کانه می‌نامند. فلزاتی مانند طلا و پلاتین را که به حالت عنصر وجود دارند، می‌توان با روشهای جداسازی فیزیکی ساده بصورت خالص بدست آورد. معمولا طلا را از طریق انحلال در جیوه جدا می‌کنند. گوگرد تنها جامد غیر فلزی است که بصورت ذخایر عظیم زیرزمینی با خلوص 99% یافت می‌شود. در سال 1864 جی نیولندز و درسال 1867 دیمتر مندلیف تدوین عناصر را در قالب جدولی شروع کردند. جدول نیولندز تا عنصر کلسیم کارایی داشت و بعد از آن اشکالات عمده‌ای داشت که در جدول مندلیف این اشکالات تا حدی بر طرف شده بود. مندلیف عناصر را برحسب افزایش وزن اتمی مرتب می‌کرد. شکل جدید این جدول امروزه برحسب افزایش عدد اتمی عناصر مرتب شده است و هر عنصر با نشانه اتمی که شامل یک یا دو حرف بوده و از اسم عنصر یا اسم لاتین آن عنصر و یا از اتم یکی از ترکیبات آن مشتق شده است، نمایش داده می‌شود. عناصر با خواص شیمیایی مشابه در زیر یکدیگر در یک گروه قرار می‌گیرند و هر دوره تناوب با یک فلز قلیایی آغاز و به یک گاز نجیب ختم می‌شود. به جز گروه یک که با هیدروژن آغاز می‌شود. جدول تناوبی، وسیله با ارزشی است که از روی آن می‌توان خواص عناصر مختلف را پیش بینی کرد. تصویر 2-1 جدول تناوبی عناصر شیمیایی 2-2 فلزات از 106 عنصر شناخته شده تقریبا 81 عنصر را می‌توان جزء فلزات طبقه بندی کرد. همه فلزات کم و بیش دارای خوص فیزیکی زیر هستند. رسانایی الکتریکی زیاد، رسانایی گرمایی زیاد، جلاپذیری و قابلیت مفتول شدن و چکش خواری و بارزترین خاصیت فلزات که آنها را از سایر عناصر متمایز می‌سازد، تمایل به از دست دادن الکترون می‌باشد. خصلت فلزی در جدول تناوبی از چپ به راست کاهش و از بالا به پایین افزایش می‌یابد. عناصری که معمولا فلز نامیده می‌شوند، شامل گروههای زیر هستند : تمام عناصر گروه های (A1 و A2) ، عناصر سنگین در گروه های A3 )Tl و In و Ga) و Al ) A4 ، ( Sn و A5 (Pb و  ( Bi ، تمام عناصر واسطه از زیر گروه های B ، تمام آکتنیدها و لانتانیدها.   2-3 غیر فلزات در گوشه راست بالای جدول تناوبی مجموعه 17، عنصری وجود دارد که معمولا غیرفلزات نام دارند. به جز سلنیوم و شکل گرافیت کربن بقیه آنها نارسانای الکتریکی می‌باشند. بلورهای غیرفلزات به جز چند استثناء از جمله الماس از نظر ظاهری کدر هستند و تمام جامدات غیرفلزی با چکش خوردن یا کشیده شدن ، خرد می‌شوند. از دیدگاه شیمیایی مهمترین خاصیت غیرفلزات تمایل آنها در بدست آوردن الکترون در واکنشهای شیمیایی است. به جز گازهای نجیب که برعکس سایر غیرفلزات تمایل کمتری به ترکیب با سایر عناصر نشان می‌دهند و برعکس سایر غیرفلزات که در حالت گازی مولکولهای چند اتمی تشکیل می‌دهند (مثل N2 و O2 و S8 و غیره) این گازها تک اتمی هستند.   2-4 شبه فلزات عناصری مانند بور ، سیلیسیم ، ژرمانیوم ، آرسنیک ، آنتیموان و تلوریوم که خواص آنها حد واسط فلزات و غیرفلزات می‌باشد، شبه فلز نامیده می‌شوند. همه آن ها جلای فلزی دارند ولی هیچ‌یک در واکنشهای شیمیایی یون مثبت تشکیل نمی‌دهند. شبه فلزات نیم رسانا هستند. اگرچه رسانایی الکتریکی آنتیموان و آرسنیک به فلزات نزدیک است. سیلیسیم و ژرمانیوم در ساخت ترانزیستورها کاربرد دارند. خاصیت بارز شبه فلزات این است که برعکس فلزات ، رسانایی الکتریکی آنها به دما بستگی دارد و با بالا رفتن دما رسانایی الکتریکی آنها بهتر می‌شود. دو عنصر بسیار سنگین پولونیوم و استاتین که هیچ یک در طبیعت وجود ندارند به طور قراردادی در گروه شبه فلزات طبقه‌بندی می‌شوند. در این قسمت به بررسی عناصر، کانی ها و خطرات آن ها از دیدگاه زمین شناسی پزشکی می پردازیم.   2-5 میکا ميکا اصطلاحي عمومي است که به گروهي از کاني هاي آلومينوسيليکات گفته مي شود. اين کاني ها ساختار ورقه اي شکل دارند و از ترکيبات فيزيکي و شيميايي مختلف تشکيل شده اند. كاني هاي خانواده ميكا از سيليكات هاي صفحه اي هستند كه شامل موسكوويت، بيوتيت، فلوگوپيت، لپيدوليت و ناترونيت مي گردند. موسكوويت، مهمترين و فراوانترين كاني صفحه اي به شمار مي رود. موسكوويت ورقه اي در پگماتيت ها و نوع پولكي در گرانيت، پگماتيت ها و شيست ها پيدا مي شود. ليپدوليت در پگماتيت هاي غني از ليتيوم تشكيل مي شود. فلوگوپيت به صورت رگه اي و توده اي در پيروكسنيت ها و اسكارن هاي منيزيم دار گزارش شده است. کاني هاي گروه ميکا که از نظر اقتصادي داراي اهميت هستند به صورت زير طبقه بندي مي گردند:
  • موسكوويت یا پتاسيم ميکا
  • بيوتيت یا منيزيم آهن ميکا
  • فلوگوپيت یا منيزيم ميکا
  • ليپيدوليت یا ليتيوم ميکا
سيستم بلوري اين کاني ها منوکلينيک است. اين گروه از کاني ها داراي ترکيبات مختلفي از سيليکات آلومينيم آهن، منيزيم و ميکا هستند. حضور فلوئورين، باريم، منگنز، واناديم نيز در اين کاني ها گزارش شده است. از بين اين کاني ها، موسکوويت به خاطر خواص فيزيکي، شيميايي، حرارتي و مکانيکي استثنايي که دارد، در صنعت کاربرد فراوان دارد. ورميکوليت و فلوگوپيت هم مانند ميکا از اهميت برخوردار هستند. از بيوتيت به ندرت در مصارف صنعتي استفاده مي شود. موسكوويت ورقه اي در پگماتيت ها و نوع پولكي در گرانيت، پگماتيت ها و شيست ها پيدا مي شود. ليپدوليت در پگماتيت هاي غني از ليتيوم تشكيل مي شود. فلوگوپيت به صورت رگه اي و توده اي در پيروكسنيت ها و اسكارن هاي منيزيم دار گزارش شده است. 2-6 سدیم سديم در گذشته در مواد مركب زيادي شناسايي شده بود اما تا سال 1807 استحصال نشده است. در اين سال Sir Humphry Davy‌ از طريق الكتروليز نمك خورنده اقدام به استحصال سديم نمود.  در اروپاي قرون وسطايي مواد مركب سديم دار با نام لاتين قرون وسطايي سديم براي درمان سردرد استفاده مي شد. در ايران قديم سولفات سديم را با نام مهره افسون يا حجرالسلوان مي‌شناخته‌اند. در كتاب جامع المفردات، ابن‌بيطار در مورد اين ماده معدني نوشته است كه: ابوالعباس ابن نباتي گفته است، سولفات سديم سنگ سفيدي است كه در آب حل مي‌شود و سپس رنگ شيري پيدا مي‌كند و به دو شكل است: يكي شبيه بلور و دومي داراي خاصيت سمي است، همچنين در ساير كتب ادويه آمده است كه حجرالسلوان شبيه بلور است و فرق آن با بلور در اين است كه اين ماده معدني در آب حل مي‌شود ولي بلور حل نمي‌شود. در فرهنگ ناظم اطبا اشاره شده است كه حجرالسلوان يا مهره افسون يك نوع داروي طبي است و خوردن آن اندوه را دور مي‌كند و آنرا مفرح هم مي‌خوانند، لذا مطابق مشخصاتي كه داده شده است اين كاني بايد تنارديت[1] باشد كه شكل متبلور آن يعني ميرابليت[2] شباهت به بلور كوارتز دارد و خوردن نوعي از آن به نام كاني گلابريت[3] به دليل همراه بودن با سولفات كلسيم، كشنده مي‌باشد. سولفات سديم طبيعي بدون هيچ دليل موجهي تا ابتداي قرن شانزدهم به عنوان يك ماده داروئي مورد استفاده قرار مي‌گفت و اغلب منابع شناخته شده، آشنايي با خواص اين ماده معدني و كاربرد و موارد مصرف آن در صنعت را حدوداً در سال 1650 ميلادي گزارش نموده‌اند. براي اولين بار در سال 1665 ميلادي دانشمندي به نام جي آر گلابر سولفات سديم را در ضايعات و پسمانده‌هاي حاصل از كارخانه‌‌هاي توليد اسيد كلريدريك كه در نتيجه اثر اسيدسولفوريك بر نمك طعام حاصل شده بودند، مورد شناسائي قرار داد و سپس آنرا به طور اصولي و دقيق شرح داد و با توجه به ماهيت داروئي آن (ملين) آنرا به نام ميرابل نامگذاري نمود و پس از آن در سال 1667 ميلادي اين نمك سولفاته از آب درياچه استخراج شد و با نام ملح فريدريك به بازارهاي مصرف جهاني ارائه گرديد وبه خاطر مطالعه و شناسايي اين ماده معدني توسط گلابر به افتخار وي، بلور هيدراته شده سولفات سديم، نمك گلابر ناميده شد و چنانچه آنرا از آب چشمه‌هاي معدني بدست آورند، مي‌جوشد و به همين علت به آن بلورهاي جوشان نيز مي‌گويند. در 50 سال اخير با پيشرفت دانش بشري و همچنين تكنولوژي، سولفات سديم در توليد فرآورده‌هاي شيميايي و كاربرد آن در صنايع مختلف و به ويژه درصنايع شيشه‌‌سازي، پودرهاي شوينده، كاغذ و نساجي اهميت روز افزوني پيدا كرده است، به طوري كه امروزه ميزان توليد جهاني سولفات سديم طبيعي به حدود 4 ميليون تن و سولفات سديم مصنوعي به بيش از 5/1 ميليون تن در (سال 1998) رسيده است و تقريباً 67% از سولفات سديم توليدي جهان از منابع طبيعي بدست مي‌آيد و ذخاير گزارش شده جهاني آن به بيش از 3/3 ميليارد تن مي‌رسد. سديم فلزي است ضعيف، نرم و موم مانند به رنگ سفيد- نقره اي با نماد Na، عدد اتمي 11، وزن اتمي 989/22، وزن مخصوص 971/0 گرم بر سانتي متر مکعب، سختي 5/0 در مقياس موس، نرم، نقطه جوش 883 درجه سانتي گراد و نقطه ذوب 72/97 درجه سانتي گراد. سديم در گروه يک جدول تناوبي به عنوان فلزات قليايي (آلكالي) خاكي بوده و در دوره 3 قرار دارد. سديم ششمين عنصر فراوان در زمين بوده و 85/2% پوسته زمين را مي سازد.سديم چهارمين عنصر فراوان در كل پوسته و فراوانترين فلز آلكالي مي باشد. اين عنصر واكنش پذير و سبك وزن هرگز درطبيعت به صورت خالص يافت نمي شود زيرا واكنش پذيري بالايي دارد و سريع در مجاورت آب يا هوا واكنش مي دهد. اين عنصر در مواد مركب طبيعي فراوان يافت مي شود (بخصوص در هاليت NaCl و آب شور). بعلاوه سديم در هوا اكسيد مي شود، در شعله به رنگ زرد مي سوزد و به طور ناگهاني با آب واكنش مي دهد و به علت خاصيت واكنش پذيري بالا، آن را در زير نفت نگهداري مي كنند. سديم به وسيله الكتروليز كاملاً خشك كلريد سديم به دست مي آيد (كلريد سديم يك نمك معمولي بوده و از مهمترين مواد غذايي جانوران مي باشد). اين روش ارزانتر از روش الكتروليز هيدروكسيد سديم (الكتروليز كلريد سديم مذاب، بوراكس و كريوليت) انجام مي شود. سديم در آب شناور مي شود و آن را به هيدروژن آزاد تجزيه مي كند و تشكيل هيدروكسيد را مي دهد. يكي از ويژگي هاي از بين بردن سختي آب[4] ، جايگزيني كلسيم و منيزيم توسط سديم است كه از طريق تبادل يوني و فرآيند آهك و سودا انجام مي شود. دريافت روزانه سديم در بين جوامع مختلف بشدت متغير است و در بعضي تا حدود کمتر از يک گرم در روز مي رسد، در حالي که در بعضي ديگر اين ميزان حدود 10 تا 12 گرم در روز است. ميزان دريافتي سديم از آب آشاميدني در اجتماعات مختلف تفاوت چنداني ندارد.سديم عنصري بسيار ضروري براي انسان است. اين فلز به طور معمول در هوا در زير دماي 388 درجه كلوين برافروخته نمي شود. سديم در ستاره ها و خطوط طيف D اين عنصر به فراواني وجود دارد و بيشترين مقداررا در نور ستاره ها دارد. سديم به مقدار زياد در كاني هاي  آمفيبوليت، كريوليت، نيترسودا، زئوليت و... يافت مي شود. مهمترين مواد مركب سديم دار در صنعت عبارتند از: نمك طعام (هاليت) NaCl، خاكستر سودا (Na2CO3) Soda Ash، baking Soda (NaHCO3)، سوداي خورنده NaOH ، نيترات سديم (NaNO3) Chile Saltpeter‌، فسفاتهاي سديم 2 و 3 ظرفيتي، تيوسولفات سديم (Na2S2O3. 5 H2O) و بوراكس (Na2B4O7. 10 H2O). كلريد سديم معمولي ترين نمک و معمولي ترين ماده مركب سديم دار كه از مهمترين مواد غذايي جانوران با نام معدني هاليت و فرمول شيميايي (NaCl) از کاني هاي طبيعي گروه هاليدها مي باشد. هاليت در طبيعت به صورت بلور يا محلول در آب درياچه ها، بركه ها و درياها پيدا مي شود. نمك فراوان‌ترين و ارزانترين منبع سودا (Na2O) و كلر است و به همراه كرومات سديم و هيدروكسيد سديم مهمترين تركيبات رايج سديم را شامل مي‌شوند. چگالي نمک 165/2 گرم بر سانتي متر مکعب و سختي آن 5/2 در مقياس موس است. نقطه ذوب نمک 806 و نقطه جوش آن 1465 درجه سانتيگراد مي باشد. بلور نمک داراي جلاي شفاف تا نيمه شفاف و رنگ سفيد تا بي رنگ است، در سيستم كوبيك متبلور مي شود و عناصر اصلي تشکيل دهنده آن سديم و کلر است. البته عناصر ديگري چون آلومينيوم، آهن، کلسيم و... به صورت ناخالصي ديده مي شوند. کلرايد سديم در آب، آب جوش و گليسرول محلول است ولي در الکل کمي محلول بوده و در الکل بدون آب غير محلول است. نمک در صورت قرار گرفتن در مسير اشعه ماوراء بنفش از خود حالت فلورسانس نشان مي دهد و با اشعه X ابتدا به رنگ آبي و سپس قهوه اي و با اشعه هاي راديواکتيو طبيعي رنگ ارغواني به خود مي گيرد. از 39 ميليون تن هاليت توليدي ايالات متحده امريكا در حدود 58 درصد آن به مصرف تهيه فرآورده هاي شيميايي از جمله كلر، اسيد كلريدريك، كربنات سديم، فلز سديم و... مي رسد. در كشورهاي پيشرفته سنگ نمك را به طريقه محلول استخراج مي نمايند. فضاهاي خالي ايجاد شده محل مناسبي براي ذخيره سازي تركيبات نفتي و مواد زائد راديواكتيو است. نیترات سدیم با فرمول شيميايي (NaNO3) در سيستم رمبوئدريک متبلور مي شود. نيترات سديم به صورت توده اي يا لايه اي همراه با آهک يافت مي شود. وزن مخصوص اين کاني 29/2 گرم بر سانتيمتر مکعب بوده و به آساني در آب حل مي شود. نيترات ها به علت محلول بودن در آب، بيشتر در مناطق خشک و کويري يافت مي شوند و از معروف ترين تمرکز هاي آن ها در جهان، کشور شيلي مي باشد. سولفات سديم نوعي تركيب شيميايي رايج است كه در طبيعت به فراواني يافت مي‌شود، كانسارهاي سولفات سديم معمولاً از تبخير آب‌هاي سطحي اشباع شده از نمك در درياچه‌هاي قليائي و پلاياها تشكيل مي‌شوند و در نتيجه تبخير آب‌هاي سطحي مقداري سولفات سديم همراه با ساير نمك‌ها در اينگونه از درياچه‌ها به اشباع مي‌رسد به طوري كه بخش عمده‌اي از سولفات سديم طبيعي از شورابه‌هاي غير دريايي و رسوبات تبخيري به دست مي‌آيد كه در درياچه‌هاي كويري وجود دارد و بر اين اساس بيشتر كانسارهاي تجارتي سولفات سديم داراي خاستگاه تبخيري هستند و بيشتر در مناطق خشك و نيمه‌خشك يافت مي‌شوند و بدين سبب اين كانسارها در رده سري‌هاي تبخيري قرار گرفته و افزون بر آن در سنگ‌هاي رسوبي نيز ذخاير آن ها ديده شده است. تمام نهشته‌هاي اقتصادي سولفات سديم از تبخير آب‌هاي سطحي در حوضه‌هايي كه نقاط پست حوضه آبريز را تشكيل مي دهد (پلايا) و بويژه در نواحي خشك و نيمه خشك بوجود مي آيند و لذا داراي خاستگاه تبخيري هستند ذخاير طبيعي سولفات سديم شامل دو رده بندي كلي مي‌باشد: گروه اول: شامل آن دسته از دخايري است كه به صورت چينه‌ها و لايه‌هاي بلورين ميرابليت و گلوبريت بوجود آمده و خاستگاه آنها شورابه‌هاي زيرين درياچه‌هاي پلايا است كه به صورت لايه‌هاي رسوبي كف درياچه‌هاي شور مي باشد. از اين نوع ذخاير مي‌توان به ذخاير Alberta و Saskatchwan در غرب كانادا، Great Salt  Lake  در ايالت يوتاي آمريكا، نهشته‌هاي بزرگ ميرابليت ـ گلوبريت در خليج Bogaz Gol در ساحل شرقي درياي خزر و ذخاير شورابه اي در غرب آمريكا و مكزيك اشاره نمود، لازم به ذكر است كه اين نوع ذخاير براي استخراج نياز به انباشته‌شدن داشته و استخراج به روش‌هاي پمپاژ و لايروبي كردن صورت مي‌گيرد. ب: گروه دوم: ذخاير سولفات سديم شامل لايه‌هاي پنهان تنارديت و گلوبريت همراه با كاني‌هاي ديگر است كه در زير ساير طبقات قرار گرفته و كاملترين و بزرگترين كانسارهاي اصلي سولفات سديم دنيا را تشكيل مي‌دهند كه به عنوان مثال مي‌توان كانسارهاي موجود در استان Borgos كشور اسپانيا را نام برد كه در آنجا روش‌هاي بهره‌برداري كلاسيك به كار گرفته مي‌شود. البته منابع سولفات سديم از نظر خاستگاه ممكن است به صورت‌هاي ديگري نيز در طبيعت قرار گيرد، بر اساس گزارش هاي موجود (احمد نبيان، 1378) كانسارهاي سولفات سديم در ايران را مي‌توان در گروههاي زير طبقه‌بندي كرد: الف: ذخاير سولفات سديم محلول در شورابه‌هاي لب شور حاشيه پلاياها و شورابه‌هاي بين‌ كريستالي موجود در خلل و فرج پوسته‌ها و لايه‌هاي نمكي. رسوبات درياچه‌اي پلاياها: اغلب آبخوان های  آب زيرزميني لب شور حاشيه پلاياهاي سولفات سديم در ايران، در زون سولفات سديم حاشيه آن داراي سولفات سديم با عيار نسبتاً كم مي‌باشند. مانند شورابه‌هاي زيرزميني لب شور حاشيه پلاياهاي ابرقو، قم، حوض سلطان و ميغان اراك كه به دليل عيار كم (چند گرم بر ليتر) و نياز به احداث حوضچه‌هاي استحصال مصنوعي جهت‌ بهره‌برداري از آنها، تا كنون مورد بهره‌برداري قرار نگرفته‌اند. شورابه‌هاي اشباع از سولفات سديم در گروه معدودي از پلاياهاي ايران وجود دارد كه تيپيك‌ترين اين ذخاير، شورابه‌هاي بين كريستالي پوسته نمكي پلاياي ميغان اراك است كه اشباع از سولفات سديم بوده و مي‌تواند منبع مناسبي جهت بهره‌برداري سولفات سديم باشد، از شورابه‌هاي اشباع از سولفات سديم، مي‌توان به پلاياهاي كوچك چمبورك در جنوب تهران كه در حال حاضر در حال بهره‌برداري است اشاره نمود. ب:  پهنه خاك سولفاته قشري از زون سولفات سديم حاشيه پلاياها و پائين دست دشت‌ها ذخاير شناخته شده از اين گروه در ايران شامل مواد زير است:
  • ذخاير سولفات سديم زون سولفاته حاشيه شمال‌غربي پلاياي قم و حاشيه جنوبي آن در شمال مرنجاب
  • ذخاير سولفات سديم زون سولفاته حاشيه جنوبي حوض سلطان
  • ذخاير سولفات سديم پلاياي كوير سگزي در 40 کيلومتري جنوب شرقي اصفهان
  • ذخاير سولفات سديم پهنه‌هاي رسي پائين دست دشت‌هاي جنوبي البرز كه مي‌توان ذخاير شناخته شده، كفه‌هاي رسي حاوي سولفات سديم غرب، جنوب غرب و جنوب شرق ورامين، كفه‌هاي سولفات‌دار جنوب‌غربي ايوانكي (گرمسار)، پلاياي كوچك منطقه چمبورك در دامنه شمالي كوه اراد (در اين منطقه علاوه بر اراضي سولفات‌دار يك درياچه نمك نيز وجود دارد)، اراضي سولفات‌دار منطقه ده نمك گرمسار، اراضي سولفات‌دار جنوب منظريه قم، پهنه‌هاي سولفات‌دار منطقه نجم‌آباد و محمدآباد در غرب كرج و پهنه‌هاي سولفات‌دار اراضي زرين آباد در جنوب جاده دامغان ـ شاهرود را نام برد.
پ: لايه‌هاي سولفات سديم جامد در پوسته نمكي پلاياهاهستند.از تيپيك‌ترين اين نوع ذخاير مي‌توان به پلاياي توزلوگل (ميغان اراك) در 19 كيلومتري شمال شرقي اراك اشاره نمود. اين ذخيره به صورت يك قشر كريستاله سولفات سديم، در پوسته نمكي اين پلايا و به صورت بين انگشتي با آن قرار گرفته است ت: لايه‌هاي سولفات به صورت واحدهاي بين لايه‌اي درسازندهاي تبخيري قديمي‌تر از كواترنر. ذخاير سولفات سديم تيپ چهارم تاكنون در ايران شناسائي نشده بود اما بررسي‌هاي انجام شده بر روي كانسار سولفات سديم گرماب (احمد نبيان، 1378) نشان داد كه اين آثار معدني از تيپ چهارم است كه به صورت لايه‌هاي نازكي متناوب و هم شيب با لايه‌هاي ژيپس در واحدهاي تبخيري سازند قم (ميوسن) قرار دارد. سديم يك جزء سازنده كلريد سديم NaCl مي باشد كه براي حيات بسيار ضروري است. سديم از عناصر پرمقدار روزانه در حد گرم مي باشد که غالباً به صورت املاح همراه با مواد غذايي وارد دستگاه گوارش مي شوند و پس از ورود به گردش خون و گذر از منافذ نسبتاً گشاد مويرگي وارد آب بين سلولي مي شوند و در مجاورت سلولها قرار مي گيرند. اين مواد معدني در آب به صورت يون در مي آيند. نمك طعام در آب بدن به صورت مولكول بدون بار NaCl كمتر يافت مي شود. سديم در شكل پودري در آب قابل انفجار است و توليد سم مي كند و با عناصر ديگر به مقدار زياد تلفيق نمي شود. اين فلز بايد با احتياط حمل شود. سديم در اتمسفر ساكن (بي اثر) حفظ مي شود و در تماس با آب و نمونه هاي ديگر، واكنش مي دهد كه بايد از اين تماس جلوگيري نمود. هر چند كربنات سديم به عنوان ماده سمي شناخته نشده ولي تماس آن با چشم و تماس طولاني آن با پوست مي‌تواند خطرناك باشد. در صورت بلعيده شدن، كربنات سديم باعث زخم معده مي‌شود. از مواجهه هم زمان با كربنات سديم و آهك مي‌بايست جلوگيري كرد چرا كه تماس آنها سود سوزآور توليد مي‌كند كه بسيار خطر ناك است. در دفع كلريد كلسيم مي بايست دقت كرد وآن را از كارخانجات دور كرد. بيشتر روندهاي منفي بازار سولفات سديم به دليل محدوديت‌هاي زيست محيطي است (كاهش زباله براي پاك‌كننده‌هاي جامد و مايع) مسبب تقويت بهينه‌سازي و بازيافت شده است (خميركاغذ و شيشه) و پراكنش گوگرد را كاسته است. بعلاوه سبب كاهش محصولات جانبي مانند زباله‌ها شده است.   2-7 کائولن واژه كائولن از سلسله جبال بلند كائولينگ به معني قله مرتفع در ناحيه جيان كسي در كشور چين گرفته شده است كه از خاك چيني سفيد رنگ تشكيل شده است. در اواسط دوران تانگ، قبل از ميلاد مسيح، صنعتگران چيني قدمهاي نخستين را در تصفيه و پاك نمودن مواد اوليه جهت توليد كالاهايي برتر و عاري از نقص برداشته بودند. اين تحولات ابتدا منجر به ساخت برخي ظروف سفالين با سنگ‌نما به رنگ سفيد شد كه در تهيه آنها از خاك كائولن استفاده مي‌گرديد. آميختن فلاسپاتها با كائولن منجر به تهيه ظروف مزبور گرديد. كه نوع بدنه آنها از استحكام، سفيدي متمايل به زرد و شفافيت متوسطي برخوردار بوده است. بعلت استقبال فراوان از اين ظروف، عرضه آنها در بازارهاي جهاني افزايش پيدا كرد. اولين كارخانجات صنعتي ظروف پرسيلن يا چيني در چينگ ته چن تأسيس شد كه صدها سال در اين زمينه فعاليت مي‌كردند. يكي از كشفيات قابل توجهي كه در آن زمان حاصل گرديد و بعدها مورد تقليد و دوباره سازي ساير صنعتگران قرار گرفت. استفاده از كبالت بخاطر رنگ آبي حاصل از آن در ترسيم نقوش بر روي ظروف مزبور بود. كبالت قبلاً بوسيله ايرانيان بر روي ظروف سفالين مورد استفاده قرار گرفته و از طريق آنها نيز به صنعتگران چين منتقل شده بود. بطور كلي تمام مراحل ساخت، اصول اوليه و فرمول چگونگي تهيه چيني آلات هميشه نزد چينيان مخفي نگهداشته مي‌شد و آن ها همواره اين اسرار را بصورت گنجي پاسداري مي‌كردند. كشور ژاپن را نيز از دير زمان مي‌توان جزء يكي از اولين و بزرگترين توليد كنندگان كالاهاي پرسيلن (چيني‌آلات) محسوب نمود. محصولات اين كشور هميشه به تعداد فراوان و با مرغوبيتي متوسط در سطح جهان عرضه مي‌شده است. فرآورده‌هاي ژاپن اغلب از نقوش و فرمهاي تقليدي برخوردار بودند و گرچه از جهات تكنيكي در سطح عالي قرار داشتند ولي به لحاظ عدم ابتكار توليدات نامحدود، محصولات چيني اين كشور به لحاظ اهميت در دوره دوم جهاني قرار دارد. در چين سفرهاي ماركوپلوو ديگران قطعاتي از چيني‌هاي ساخت وارد اروپا گرديد. در آن زمان اروپائيان ظروفي خشن و ابتدائي توليد مي‌كردند كه پس از مشاهده قطعات چيني كوشش فراواني در ساختن ظروف چيني بكار بردند. صنعتگران اروپائي با اضافه كردن گرد شيشه به خاكهاي سفيد رنگ سعي نمودند كه محصولات چيني مشابه محصولات كشور چين را توليد نمايند ولي اين كشف تا سال 1709 كه مقارن با شروع تحولات صنعتي در اروپا مي‌باشد، به وقوع پيوست. در آن زمان يعني اواخر قرن 18 ميلادي سفالگران با تجربه پي مي‌بردند كه تمام رازها در تركيب كائولن، سيليس و فلدسپات نهفته است و گفته مي‌شود كه اين كشف براي اولين بار توسط بانگر كه شاگرد يك دوافروش آلماني بود انجام گرفته است، ولي امروزه اين كشف را به گرافونت شرينهاس نسبت مي‌دهند. در برخي نوشته‌ها به چگونگي روش ساخت چيني و ورود آن بصورت مخفيانه به اروپا توسط ميسيونرهاي مذهبي اروپائي اشاره شده است. اين كشف به سرعت در تمام اروپا اشاعه پيدا كرد و كارخانجات چيني سازي در سرتاسر اين قاره احداث گرديد. در انگلستان خاك سفيدي كه از منطقه كورنوال استخراج مي‌شود پرسيلن ادت به معني خاك چيني مي‌نامند. در طي سالهاي اخير همراه با گسترش دانش و كشف خواص گوناگون كائولن، اين ماده جايگاه خاصي در صنعت كسب كرده و امروزه بعنوان ماده اوليه اصلي يا جنبي و كاتاليزور در بسياري از صنايع استفاده مي‌گردد. كائولن در ايران نيز از دير باز مورد توجه بوده و آثار حفريات قديمي از قبيل تونل و گودالهاي متعدد، حكايت بر شناخت آن نزد پيشينيان ايران زمين دارد. تاريخ معدنكاري بر روي كائولن در ايران به درستي معلوم نيست. در قرن نهم اين اشياء در بين ايرانيان بسيار رايج بوده و سفالگران سلاجقه و صفويه سعي فراوان در بازسازي آنها كردند. در عصر صفويان تعدادي از صنعتگران چيني نيز جهت تعليم و آموزش به ايران آمدند ولي از اين آموزش نتايج مطلوبي حاصل نشد. بجز آنكه ايرانيان بشدت تحت تأثير نقوش و رنگهاي هنرمندان چيني قرار گرفتند. از آن به بعد بتدريج پي به اهميت و خواص كائولن بردند و در صنايع مختلف از آن استفاده كردند. كائولن يك اصطلاح اقتصادي است كه براي كانسارهاي رسي تقريباً سفيد به كار مي رود و از نظر صنعتي به رسي هايي كه داراي مقدار قابل توجهي كائولينيت باشند،اطلاق مي‌شود. اين كانسارها اغلب شامل كاني كائولينيت و يا فرآورده هاي بدست آمده از آن مي باشند. در گذشته اصطلاح خاك چيني به عنوان مترادف كائولن استفاده مي شد. نام كائولن از كلمه كائولينگ چيني به معناي تپه سفيد مشتق شده است که از آن خاك كائولن استخراج مي شده است. كائولن از مجموعه كاني هاي رسي بوده و فرمول شيميايي آن H4Al2Si2O9  مي باشد.كاني هاي كائولن شامل كائولينيت، ديكيت، ناكريت و هالوزيت مي باشد. فراوان ترين كاني اين گروه كائولينيت مي باشد. همه اين كاني ها جزء كاني هاي آلومينو- سيليكات مي باشند كه در سيستم مونوكلينيك و يا تري كلينيك متبلور مي شوند. از مهم ترين خصوصيات كاني شناسي رس هاي كائولن نرمي و عدم سايندگي آنها مي باشد. سختي كائولن در مقياس موهر در حدود 2-5/2 مي باشد. اين نرمي در كاربردهاي صنعتي آن يك مزيت محسوب مي شود. رس هاي كائولن اكثراً از آلتراسيون كاني هاي آلومينيوم سيليكات در نواحي گرم و مرطوب بوجود مي آيند. فلدسپات ها از جمله كاني هاي عمومي منشاء پيدايش آنها مي باشد. پلاژيوكلاز فلدسپارها (سديم يا پتاسيم) معمولاً در ابتدا كائولينه مي شوند. فلدسپارهاي پتاسيك به كندي آلتره شده و توليد كائولن هاي مخلوط با سريسيت دانه ريز، ايليت يا هيدروموسكويت مي كند. كائولن يا خاك چيني به رنگ سفيد بيشترين كاربرد را در توليد چيني و سراميك دارد. آمريكا، روسيه، جمهوري چك و برزيل بزرگ ترين توليد كنندگان كائولن مي باشند. به طور خلاصه خصوصيات مهم كائولن، كه مصارف متعدد آن را سبب شده است مي توان به صورت زير نام برد :
  • از نظر شيميايي در گستره وسيعي از تغييرات PH بدون تغيير مي ماند.
  • داشتن رنگ سفيد كه آن را به صورت ماده رنگي قابل استفاده مي سازد.
  • دارا بودن خاصيت پوششي بسيار خوب
  • نرمي و غير سايشي بودن آن
  • قابليت اندك هدايت جريان الكتريسيته و گرما
  • قيمت ارزان
از نظر بلورشناسی، كائولن ماده‌اي نيمه بلوري و تا حدي بي‌شكل است. خمير آن با آب شكل‌پذير مي‌شود و در اثر پخته شدن شكل و رنگ آن تغيير نمي‌كند. ذرات كائولينيت معمولاً‌بصورت ورقه‌هاي شبه هگزاگونال است كه ابعاد آن از 5/0 تا 15 ميكرون تغيير مي‌كند و قطر متوسط آن5/0 ميكرون است. سيستم تبلور كائولن مونوكلينيك و سيستم تبلور كائولينيت تري‌كلينيك است. اجتماع بلوري آن غالباً‌ پودري تا پولكي است و يا متراكم ريزدانه و در حالت خلوص سفيد ولي اغلب خاكستري و متمايل به زرد تا بي‌رنگ با علامت نوري دو محوره منفي مي‌باشد. كليواژ آن در سطح (001) كامل است و در يك جهت رخ كامل دارد و رليف آن كم و بي‌‌رفرنژانس آن ضعيف مي‌باشد. سطح كليواژ آن داراي علامت مثبت مي‌باشد. واحد ساختاري گروه كائولن از انطباق صفحه وجهي بر روي صفحه هشت وجهي بوجود مي‌آيد. به چنين كانيهايي سيليكات هاي I : I لايه نام نهاده‌اند. اكسيژن رأس صفحه چهار وجهي با صفحه هشت وجهي مشاركت مي‌كند و در داخل واحد ساختاري تشكيل صفحه مشتركي از يون‌هاي اكسيژن مي‌دهد و در صفحه مشترك دو سوم يون‌هاي اكسيژن بين Si و Al شركت كرده‌اند و يك سوم بقيه يون‌هاي اكسژن بارهاي الكتريكي خود را به وسيله H+ در جهت تشكيل H خنثي و آن را تكميل مي‌كنند. سطح فوقاني كائولن يك ورقه از گروههاي OH- نزديك بهم است، اما سطح زيرين از اكسيژنهاي دو از هم و گروههاي OH- تشكيل شده است. كائولينيت يك كاني سيليكاته ورقه‌اي و معرفي از كائولنهاست. ظاهراً‌سيلسيوم تنها كاتيون موجود در صفحه چهار وجهي كائولينيت است. اما ممكن است +3Al و يا +2Mg مكان هاي هشت وجهي را اشغال كنند هنگامي كه +3Al در هم آرايي هشت وجهي باشد، آنگاه نوع كاني، كائولينيت يا يكي از پلي مورف هاي با درجه پايين تبلوري نظير ويكيت يا ناكريت است. اما اگر +2Mg درهم آرايي هشت وجهي باشد، كاني آنتي گوريت است. هالويزيت نوعي كائولينيت است كه بين واحدهاي ساختماني پايه‌اي آن آب قرار دارد و هنگامي كه كاملاً‌ هيدراته شده باشد، اندازه فضاي C برابر 10 است. اغلب واحدهاي ساختاري كائولن، درصفحه پايه‌اي و توسط پيوند ئيدوژني بين يونهاي اكسيژن صفحات چهار وجهي و بين يونهاي هيدوركسيد صفحات هشت وجهي به يكديگر متصل شده‌اند. خصوصيات نوري كائولن بسيار حائز اهم
افزودن به علاقه مندی
اطلاعات بیشتر
مشاهده سریع
اتمام موجودی
برای مقایسه اضافه کنید

کنترل غیرشیمیایی علف های هرز (کتاب الکترونیک)

32000 تومان
علف­های هرز یکی از مهمترین عوامل محدود­کننده تولید گیاهان زراعی به ویژه در سیستم­های کشت ارگانیک هستند. تحقیقات نشان می­دهد که اغلب، جمیعت علف­های هرز در سیستم­های کشت ارگانیک بیشتر از سیستم­های متداول تولید می­باشد که‌این امر باعث می­شود علف­های هرز با رقابت بیشتر با گیاهان زراعی و در نتیجه مصرف بیشتر منابع محیطی از جمله نور و رطوبت، باعث کاهش رشد و در نهایت تولید گیاهان زراعی شوند. بر‌این اساس، هدف اولیه مدیریت علف­های هرز در سیستم­های تولید، کاهش اثرات منفی علف­های هرز بر گیاهان زراعی می­باشد. اگر چه استفاده از علف­کش­ها، یک روش سریع در کنترل علف­های هرز می­باشد ولی افزایش علف­های هرز مقاوم به علف­کش­ها، سلامت عمومی و همچنین آسیب­های محیطی علف­کش­ها مانند آلودگی آب­های سطحی و آسیب رساندن به سایر موجودات زنده، از جمله عواملی هستند که نگرانی­هایی را در مورد افزایش استفاده از علف­کش­ها در سیستم­های تولید به همراه داشته­اند. به همین دلیل، تلاش برای استفاده از روش­های غیرشیمیایی کنترل علف­های هرز، روند رو به رشدی داشته است. با‌این حال، استفاده از برخی روش­های غیرشیمیایی دارای محدودیت­هایی می­باشد از جمله در روش مکانیکی، تکیه زیادی بر ماشین­آلات می­شود و یا وجین دستی، علاوه بر‌این­که در همه گیاهان قابل اجرا نمی­باشد، نیاز به نیروی کار فراوانی نیز دارد. بر‌این اساس، استفاده از روشی که بتواند رشد و توسعه گیاهچه­های علف­های هرز را با محدودیت مواجه کند و از قدرت رقابت آن‌ها بکاهد، مورد تأکید قرار گرفته است. یکی از مهمترین روش­ها جهت حصول‌این هدف، افزایش تنوع زیستی در سیستم­های تولید است که از جمله آنها می­توان به کشت مخلوط و تناوب زراعی اشاره کرد. با این حال،کنترل قابل قبول علف­های هرز نیاز به بکارگیری تلفیقی روش­های کنترل غیرشیمیایی علف­های هرز دارد که در کتاب حاضر به انواع این روش­ها پرداخته شده است.      در فصل اول، مهمترین ویژگی­های اکولوژیک علف­های هرز بیان شده است که توجه به آنها برای کنترل مطلوب علف­های هرز ضروری است. در فصل دوم، آللوپاتی (به عنوان یک روش زیستی کنترل علف­های هرز) معرفی شده است و برخی گیاهان زراعی که دارای خصوصیت آللوپاتی هستند نیز مورد اشاره قرار گرفته­اند. در فصل سوم، کنترل مکانیکی و فیزیکی علف­های هرز مورد توجه قرار گرفت و در فصل چهارم به کنترل زراعی (شامل مواردی همچون کشت مخلوط، تناوب زراعی، افزایش رقابت گیاهان زراعی) پرداخته شده است. در فصل پنجم نیز برخی از مهمترین علف­های هرز یکساله و چندساله معرفی شده­اند. فصل ششم نیز کنترل بیولوژیک علف­های هرز را مورد توجه قرار داده است.
افزودن به علاقه مندی
اطلاعات بیشتر
مشاهده سریع
اتمام موجودی
برای مقایسه اضافه کنید

مقدمه ای بر اقلیم آسایش حرارتی و شاخصهای آن

افزودن به علاقه مندی
اطلاعات بیشتر
مشاهده سریع
اتمام موجودی
برای مقایسه اضافه کنید

نفت؛ موهبت یا نفرین الهی؟ بازاندیشی در سیاست های اقتصاد کلانِ کشورهای غنی از منابع طبیعی

علاقه به مطالعه و پیگیری مطالب مرتبط با حوزه سیاست های اقتصادی مرتبط با نفت به طور خاص زمانی در من ایجاد شد که در تاریخ 18 تیر ماه 1387 برای کار وارد منطقه نفت خیز دشت عباس شدم. دشت عباس یک منطقه بزرگ در میان استان­ها ی ایلام و خوزستان است که یکی از بزرگترین ذخایر انرژی جهان به شمار می آید. وقتی روزهای متوالی کارم که مرتبط با حوزه منابع نفتی بود در دمای نزدیک به 50 درجه سانتی­گراد در بیابان­های منطقه در رفت و آمد بودم مدام این سوال ملکه­ی ذهنم می شد که چرا با این عظمت و ظرفیت بی نظیر منابع خدادادی، آن­طور که شایسته و بایسته است توسعه و پیشرفت اقتصادی عاید کشورم نشده است؟ آیا فشارهای خارجی و تحریم های بین المللی ناجوانمردانه علیه مردم سرزمینم، دلیل محکمی برای اثربخش نبودن این موهبت های الهی است؟ یا آیا آن­چنان که برخی معتقدند، منابع نفتی نه موهبت الهی بلکه یک نفرین الهی در مسیر توسعه و آبادانی کشور است؟ به تقریب در حضور چهار ساله­ام در میان منابع عظیم نفت و گاز منطقه دشت عباس، به طور مداوم این دغدغه با من بود... . جمهوری اسلامی ایران بدون اغراق ویژه­ترین کشور جهان است و تنها یک دلیل برای این ادعا نیز کافی است؛ چرا که علارغم نیاز تاریخی کشور به درآمدهای حاصل فروش نفت و گاز به خارجی ها اما بیشترین تقابل را نیز با آن‌ها داریم؛ رقابتی که هرچند اذعان دارم در آرمان بسیار مقدس است اما اگر نتواند بهره­وری از علم و تخصص را در استفاده از این ظرفیت الهی به کار برد، شاید در ادامه در آرمان مان منحرف شود. این­که جدای از انتقادهای همیشگی به مدیران کشور به ویژه در حوزه دغدغه­های مرتبط با استفاده از منابع نفت و گاز در مدیریت کشور، چه پیشنهادها و راهکارهایی می توان ارائه کرد، دغدغه اثر حاضر است؛ این اثر مجموعه­ای است از سخنرانی­های مهمترین متخصصان حوزه اقتصاد سیاسی انرژی که در کنفرانسی در همین رابطه در کشور الجزایر برگزار شده و مختصری از مهمترین ارائه­ها در این مجلد توسط مرکز تحقیقات سیاست اقتصادی انگلستان گردآوری شده و به اهتمام و دغدغه حقیر در یک کار گروهی، برای بهره برداری مدیران کشور ترجمه شده است. در اهمیت و ضرورت این اهتمام همین کافی است که مدیران کشور و به ویژه مدیران مرتبط با صنعت نفت کشور باید این فرضیه را که می بایست گزینه­های متعددی برای استفاده بهینه از منابع خدادادی کشورمان را مورد آزمایش قرار دهیم تنها به این دلیل واقعی کنار بگذارند که منابع موجود در کشور مادام­العمر نیست و دیر یا زود نه­تنها به پایان خواهد­رسید بلکه رشد و توسعه جهان، از آن‌ها عبور خواهد کرد. لذا استفاده بهینه از این منابع در اندک زمان موجود نباید فرصت آزمون و خطا قرار گیرد و قطعا می­توان با بررسی الگوهای موفق جهانی، آن‌ها را بومی کرده و ضررهای متعدد آزمون و خطا را به حداقل ممکن رساند. در این اثر الگوهای متنوع مدیریت صحیح منابع نفتی مورد اشاره و واکاوی قرار گرفته است و به کشورهای دارای این منابع این نکته را به طور ویژه گوشزد می­کند که موافقت‌نامه تاریخی کنفرانس تغییر اقلیم ملل متحد که در پاریس در سال ۲۰۱۵ برگزار شد، تعهد حفظ افزایش متوسط دمای سطح زمین در زیر ۲ درجه سلسیوس را از کشورها گرفت؛ این یعنی تنها می‌توان ۳۰۰ تا ۴۰۰ گیگاتن کربن دیگر را سوزاند، اما ذخایر عمده نفت و گاز به تنهایی حداقل سه برابر این مقدار است. به عبارتی دیگر، یک سوم از ذخایر نفت، نیمی از ذخایر گاز و ۸۰ درصد از ذخایر زغال سنگ باید برای ابد در زیر زمین باقی بمانند. این به معنای نسوزاندن یک­سوم از ذخایر نفت موجود در کانادا و قطب شمال، ۵۰ درصد از ذخایر گاز و ۸۰ درصد از ‌ذخایر زغال سنگ(عمدتا در چین، روسیه و آمریکا) است. در خاورمیانه، این ذخایر سه برابر بیش از «بودجه کربن» منطقه‌اند که حاکی از آن است که ۲۶۰ میلیارد بشکه از نفت خاورمیانه را نمی‌توان سوزاند. علاوه بر موارد فوق که از آن‌ها با عنوان «ذخایر به گل­نشسته» یاد می­شود، ساختارها و سرمایه به کار گرفته شده در استخراج و بهره‌گیری از سوخت‌های فسیلی هم می‌توانند به گل بنشینند. با این دارایی‌های به گل­­نشسته چه می‌توان کرد؟ پرواضح است که صادرکنندگان سوخت‌های فسیلی نگران نیاز به تنوع‌بخشی به اقتصادهای خود هستند و از ضروریات اداره بهتر یک کشور غنی از منابع هم­چون ایران است تا چشم انداز در حال تغییر در بازارهای نفت را که وابسته به شرایط جهانی است، مورد مطالعه، شناسایی و ارائه­ی راهکار قرار دهد. این اثر نیز در یک تلاش جمعی و در پاسخ به دغدغه فوق برای بهره برداری مدیران، کارشناسان، متخصصان و دانشجویان محترم مرتبط با منابع طبیعی مهیا شده است.
افزودن به علاقه مندی
اطلاعات بیشتر
مشاهده سریع