کلانشهر: نیما فریدمجتهدی(دکتری آب و هواشناسی)، سمانه نگاه(دکتری هواشناسی)، یوسف شجاعی(کارشناس ارشد آب و هواشناسی)

اشاره:

علم کوه؛ واقع در در مجموعه قلل کم نظیر و مرتفع تخت سلیمان در استان مازندران، تاجِ سر قله های کوهستان های ایران است. دلایل زیادی را می توان برای آن بَرشمرد. دومین قله مرتفع ایران، تنها یکی از ویژگی های بارز این مجموعه است. در مجموعه ۸۶ قله بالای ۴۰۰۰ متر ایران در مجموعه تخت سلیمان واقع شده است تازه اگر برآورد دقیقی از آن وجود داشته باشد.

فنّی ترین و سخت ترین مسیرهای سنگ نوردی و دیواره نوردی در ایران است. ۱۴ زبانه کوچک و بزرگ یخچالی در این منطقه وجود داشته و تا حدودی دارد که میانگین سرعتِ حرکتِ سالانه زبانه یخچالی آن، ۲ الی ۳ متر در سال است. حداکثر گسترش زبانه یخچالی در آخرین دورۀه یخچالی  در دامنۀ شمالی ۲۸۰۰ متری و در دامنه جنوبی ۳۱۰۰ متری بوده است. زبانۀ فعلیِ پیشانیِ یخچالی در ارتفاع ۳۷۰۰ متری قرار گرفته است. به همه این دلایل بود که علم کوه، در منطقه تخت سلیمان با مساحتی بالغ بر ۴۰۷۷  هکتار طی مصوبه شماره ۲۲۲ مورخ ۲۱/۳/۸۱ شورای عالی محیط زیست به مجموعه مناطق تحت مدیریت سازمان محیط زیست پیوست و ثبت ملی شد. گرمایش جهانی در روندهای داده های دمایی بسیاری از مناطق جهان قابل مشاهده است.
تأثیر این افزایش دما در سامانه های مختلف آب و هوایی انکارناپذیر است. شواهد محیطی نیز، ازجمله آب شدن یخچال های قاره ای و کوهستانی، آن هم به شکل قابلِ ِ توجه و با سرعتی زیاد، نشان از اثرهای عمدۀ پدیدۀ گرمایش جهانی دارد. به دلیلِ کمبود و عدم پراکنش مناسب ایستگاه های هواشناسی در مناطق کوهستانی جهان و به ویژه در ایران، پایش روند دمای مناطق کوهستانی، عملاً کاری دشوار است.

هرچند، در ایران نیز، شرایط محیطی موجود، ازجمله ذوب پهنه های برفی و یخچال ها ، شواهد شاخصی از گرم شدن مناطق کوهستانی را به نمایش می گذارد. میزان تغییرات آب و هوایی در مناطق کوهستانی از اهمیت قابلِ توجه ای برخوردار است، به ویژه به این دلیل که کوه ها به عنوانِ «نقاط داغ» آب و هوایی در نظر گرفته می شوند که در آن تغییرات می توانند آنچه را که در جاهای دیگر اتفاق می افتد پیش بینی یا تقویت کنند.
از اواخر قرن ۱۹، میانگین دمای زمین در حدودِ ۱ درجه سلسیوس افزایش داشته است. این روند پیوسته نبوده و تغییرهای قابلِ توجه ای بین مناطق مختلف وجود دارد در نواحی کوهستانی، بیشتر ایستگاه های اندازه گیری در دره ها و تعداد کمی در ارتفاع بالای ۵۰۰ متر و تعداد بسیار کمتری در ارتفاعی بالاتر از ۲۰۰۰ متری واقع شده اند. با وجود این محدودیت ها، داده های در دسترس مناطق کوهستانی نشان می دهند که این مناطق خیلی سریع تر از میانگین جهانی در قرن گذشته گرم شده اند. گرمایش جهانی و تغییر آب وهوا، پیامدهای مهمی برای مناطق کوهستانی دارند که به شدت کالا و خدمات این مناطق را متاثر می کند.
ازجمله می توان به اثرهای آن بر رژیم آب شناختی، زیست کره و مخاطره های طبیعی اشاره کرد. کاهش حجم رواناب سطحی، بی نظمی در رژیم آبدهی رودخانه ها، تاثیر بر تولید انرژی برق آبی، افزایش ارتفاع مرز برف، مهاجرت و انقراض گونه های گیاهی، افزایش فراوانی رخداد، ابعاد مخاطره های کوهستانی و... از جمله تبعات گرمایش جهانی در مناطق کوهستانی جهان است.

علم کوه

قلّه علم کوه در واقع بلندترین بخش های یک تودۀ نفوذی گرانیتی هستند که با بریدن لایه های قدیمی تر از خود در میان آن ها جایگزین شده است. سن این توده به دورۀ ترشیاری یعنی ۶۳ تا ۲ میلیون سال قبل نسبت داده شده است. توده گرانیتی باتولیت مانند، با قطر ۷ کیلومتر، هاله دگرگونی به شعاع ۲ کیلومتر در سازندهای پیرامون خود پدید آورده است.  جنس این تودۀ عظیم آذرین «لوکوگرانیت ریزدانه غنی از کوارتز» است. لوکوگرانیت (Leucogranite) سنگی روشن است که تقریباً فاقد کانی های تیره رنگ است. این سنگ ها عموماً در کوهزایی های ناشی از برخورد دو صفحۀ قاره ای شکل می گیرند. در کمربند کوهزایی آلپ-هیمالیا که البرز نیز جزئی از آن به حساب می آید، به وفور از این توده های لوکوگرانیتی دیده می شود.  دیواره های عظیم و بلند این کوه، به دلیلِ سختی و استحکام سنگِ آن، در برابر عوامل طبیعی از جمله فرسایش است. در نتیجه توده کوهستانی علم کوه یک باتولیت است که در نتیجه نفوذ در سازندهای اطراف شکل گرفته و جنس سنگ های آن از گرانیت است. جغرافیای این توده کوهستانی عظیم، هم تابع جنس سازندِ شکل دهنده اش و هم تابعِ ساخت زمین شناسی اش است.

گرمایش جهانی و علم کوه

نبود ایستگاه های هواشناسی در منطقه مهمی چون علم کوه یکی از نقاط منفی عملکرد دستگاه های اجرایی متولی، مراکز تحقیقاتی و دانشگاهی در طی سالیان اخیر بوده است.
عدم توجه به تنها یخچال نیمه محتضر ایران و یکی از مهم ترین کانون های مهم کوهستانی کشور، متاسفانه سایه ای پررنگ در مطالعات یخچال شناسی، تغییر آب وهوا، ژئومورفولوژی یخچالی بر منطقه تابانده است. بنابراین نبود ایستگاه های هواشناسی حداقل با بازه قابل قبول سبب شده مطالعه در این زمینه ناکام بماند. با این حال برخی منابع جهانی چون اطلاعات اداره ملی اقیانوسی و جوی (NOAA) و سازمان ملی هوانوردی و فضایی (NASA) تا حدودی می تواند این کاستی ها را جبران کند. مطالعه رفتار و روند نابهنجاری دمایی طی ۱۷۰ سال اخیر بر مبنای داده های نووا (NOAA) و براساس روش های سنجش از دور، نشان از روند افزایشی دما در تمامی مناطق کوهستانی عمده ایران است. در منطقه کوهستانی شمال، روندهای در تمامی ماه های سال افزایشی بوده است. نرخ بیشترین میزان افزایش دما در یک دهه برای ماه ژانویه برابر با ۰/۱ سلسیوس بوده است. میانگین نرخ افزایش دما در طی هر دهه در طی دوره آماری برابر با ۰۸/۰ درجه سلسیوس بوده است. بیشترین ناهنجاری دمایی مثبت برای منطقه شمال مربوط به ماه مارس سال ۲۰۱۸ برابر با ۴/۲ درجه سلسیوس است. منبع آماری ناسا نیز بیانگر اتفاقاتی مشابه در منطقه کوهستانی البرز است. مطابق داده های بانک اطلاعاتی ناسا (NASA) روند و نابهنجاری دمایی در مناطق کوهستانی ایران به طورِ مشخصی طی ۱۴۳ سال اخیر افزایشی و شدت یافته بوده است. فصل زمستان از لحاظ روند دمایی بیشترین افزایش دما را میان فصول داشته است. روند نابهنجاری ها نشان از افزایش بی رویه فراوانی نابهنجاری های مثبت طی دوره بوده است. نکته قابلِ توجه اینکه علاوه بر افزایش فراوانی طی یک دهه اخیر، شدت نابهنجاری از رشد قابلِ توجه ای برخوردار بوده است. 

روایتِ سردآب رود از گرمایش جهانی

سردآب، یکی از رودخانه هایی است که از توده کوهستانی علم کوه منشاء می گیرد. اهمیت این رودخانه در این است که بخش بزرگی از دامنه شمالی علم کوه و مناطق برفی و یخچالی آن، در حوضه آبریز آن واقع شده است. با توجه به اینکه منطقه از شرایط به نسبه بکری برخوردار است رفتار رژیم آب رودخانه می تواند گویای نقش شرایط جوی و تغییرات در بالادست آن باشد. اهمیت رودخانه ها و در اینجا رودخانه سردآب رود در این است که بیش از نیمی از آب شرب دنیا از رودخانه ها و منابع تغذیۀ رودخانه ای منشاء می گیرند. سهمِ روان آب که مناطق کوهستانی به این رودخانه ها توزیع می کنند، قابلِ توجه است. محدودۀ آن ها از ۴۰ تا ۹۵ درصد، بسته به منطقه تغییر می کند. روا ن آب حوضه های آبریز کوهستان، عمدتاً توسط بارش و دمای هوا کنترل می شود. سهمِ روان آب که مناطق کوهستانی به این رودخانه ها توزیع می کنند، قابلِ توجه است. محدودۀ آن ها از ۴۰ تا ۹۵ درصد، بسته به منطقه تغییر می کند. روا ن آب حوضه های آبریز کوهستان، عمدتاً توسط بارش و دمای هوا کنترل می شود. حال آنکه، تغییرها در مقادیر بارش هر دویِ مقادیر سالانه و فصلیِ روان آب را متاثر می سازد، دما، رفتارِ فصلی روان آب را توسط تغییرات میزانِ بارش برف و ذوب برف کنترل می کند. افزایش دما معمولاً منجر به روا ن آب بیشتر در زمستان، ذوبِ برف زودهنگام بهاره و در نتیجه کاهش روان آب تابستانه می شود.

اما در مورد رودخانه سردآب رود ما چه می دانیم و چه اطلاعاتی به ما می دهد؟ خوشبختانه پیشینه پایش و اندازه گیری آبدهی رودخانه سردآب رود به ۱۳۳۶ شمسی می رسد. یعنی اینکه تا سال ۱۴۰۲، ما فرصت مطالعه روی روند آبدهی این رودخانه را داریم یعنی طول دوره ای ۶۶ ساله در اختیار ماست. بررسی روند آبدهی روخانه سردآب رود به ما نشان می دهد که میزان آبدهی این رودخانه در ماه های سرد سال کاهشی و همچنین معنی دار است این کاهش تا ماه های اسفند و فروردین نیز ادامه دارد . این مسئله ناشی از دو اتفاق است؛ یکی کاهش بارش در منطقه مورد مطالعه است نکته مهم و جالب توجه، روند افزایشی دبی در ماه های ذوب یعنی اردیبهشت، خرداد و تیر است که البته در ماهِ دبیِ اوج، یعنی خرداد این افزایش، شاملِ معنا داری آماری قابلِ توجه ای است. یکی از تاثیرهای مهمِ گرمایش جهانی بر یخچال های کوهستانی و در نتیجه  آبدهی رودها، تاثیر بر رفتار رژیم آبدهی ماهانه است که این عمدتاً ناشی از افزایش نرخ ذوب و عقب کشیده شده شدنِ دبیِ پیک به سمت فصل سرد سال یا ابتدای فصل ذوب است. در رودخانه سردآب رود با توجه به نقش یخچال و برف در تامین بخش مهمی از آب آن، دبیِ اوج ماهانه در شرایط بلندمدت در ماه خرداد اتفاق می افتد. مقایسه عدد روزِ دبیِ اوج در دوره آماری ۶۶ ساله با فقط میانگین ده سال اخیر نشان از عقب گردی یک هفته ای در آن است هرچند در برخی سال ها، از جمله سال ۱۴۰۰، این مسئله تا دو هفته خود را نشان می دهد. با توجه به روندهای دمایی مورد مطالعه در طی ۱۷۰ سال اخیر که همگی نشان از افزایش ۲ درجه ای دما در طی دوره آماری داشته است و همچنین شواهد میدانی که نشان از کاهشِ مشخصِ پهنه های یخچالی در منطقه علم کوه است؛ و همچنین بررسی روند رودخانه سردآبرود به عنوانِ یکی از نشانگرهای مشخص محیطی، که نماینگر کاهش مشخص دبی در فصل سرد سال و همچنین افزایش دبی در فصل گرم و موسمِ ذوب است. می توان نتیجه گرفت افزایش زودهنگامِ دما در ابتدای فصل ذوب و همچنین افزایش شدت گرایش، منجر به تسریع و افزایش ذوب و همچنین تغییر یک هفته ای زمان دبی اوج از اواسط  خرداد به اوایل ماه خرداد است.

شواهد محیطی مشخص است. داده های دمایی و در پیامد آن رودخانه ای منطقه نشان از روند گرمایش جهانی و همچنین تاثیر مشخص آن بر کاهش وسعت پهنه های برفی و حجم و وسعت یخِ یخچال های علم کوه دارد.
تاثیر مستقیم این اتفاق در روند آبدهی رودخانه سردآب رود است. کاهش حجم آب رودخانه سردآ برود که به طورِ مشخص از پهنه های برفی و یخچالی منطقه متاثر می شود نقش مهمی در تامین منابع آبِ کشاورزی مناطق پایین دست از مزارع برنج کرانه جنوبی دریای کاسپین تا باغ های مناطق بالادست دارد. بهم خوردن رژیم آبدهی رودخانه سردآب رود، برآوردهای تامین آبِ بهنگام و موثر را در کشت و زرع منطقه نه تنها متاثر کرده بلکه در آینده نه چندان دور با شدت بیشتری خواهد کرد.

مسئله دیگری که گرمایش جهانی و رابطه اش با یخچال علم کوه می تواند برای مناطق سکونتگاهی پایین دست ازجمله شهر کلاردشت خطرساز باشد سیلاب های ناگهانی یخچال های کوهستانی، پدیده ای رایج در مناطق کوهستانیِ یخچالی جهان که البته با توجه به ضعیف بودن زبانه های یخچالی در علم کوه، هرچند پتانسیل آن وجود دارد و برخی سیلاب های چند سال اخیر، نشان هایی از آن دارد ولی در مجموع خطرزایی آن نسبت به موارد مشابه در همیالیا و آلپ کمتر است. تمامی اینها فارغ از اختلالاتی است که در نظام اکوسیستم کوهستانی منطقه دراثر تحولاتی که در رژیم آب وهوایی منطقه بعد از ناپدید شدن پهنه های برف و یخ به وجود خواهد آمد. علم کوه، یخچال هایش، میراثی بوده و هستند که شاید گریزی به پایانِ سپیدی یخ هایش نباشد اما، آب، نه تنها میراث، بلکه ذات حیات است که نمی توان زدوده شدندش را ندیده گرفت. ما به آب زنده ایم و آب به کوه.     

مقایسه تغییرات میانگین دبی بلند مدت (دوره آماری۱۴۰۰-۱۳۳۶) با مقادیر دبی سال ۱۴۰۰ رودخانه کلاردشت در طول سال زراعی