امروزه به دلیل رشد بی رویه جمعیت و نیاز به سکونت، ایجاب کرده است که ساختمانهای بلند هر روز همانند قارچ از گوشه و کنار شهر سر به فلک زنند قبلا” در یک محله 8 متری شاید به زور 20 خانوار وجود داشت،امّا اکنون در همان محله با توجه به مجوز های شهرداری و نظام مهندسی حداقل 80 خانوار سکونت دارند و این فرآیند در تمام کلان شهر ها بچشم می خورد. حال این مسئله باعث می شود که تولید آلایندگی ها در شهرها افزایش یابد. چراکه افزایش جمعیت باعث افزایش خودروهای تک سرنشین و مسایلی دراین باب می شود. در سالهای قبل آب و هوا در منطقه آذر بایجان، دل نشین و خنک بود، ولی افزایش آلودگی ها به مرور زمان باعث تغییراتی در اقیلم منطقه شده است و اکنون افزایش دما باعث شده است که دیگر آب و هوا ی سابق وجود نداشته باشد. بارشهای برف و باران کاهش یافته و حتّی وزش بادها نیز کاسته شده است. امّا حجم آلایندگی ها هرروز نسبت به روز قبل بیشتر می شود. ساختمان سازیها، فضای سبز موجود در شهر را کاسته و بی آبی درختان موجود در شهر را خشکانده است.
تمام آلاینده های هوا که از منابع نقطه ای و سطحی منتشر می شوند توسط شرایط جوی و توپوگرافی انتقال، پراکنده یا متمرکز می شوند. سیکل انتقال آلاینده ها توسط هوا با انتشار آلاینده ها آغاز و به دنبال آن انتقال و پخش آنها در سرتاسر اتمسفر صورت می گیرد. این سیکل وقتی تکمیل می شود که آلاینده ها به فضا رها شوندوباز ازطریق باران بر سطوح گیاهان، حیوانات، خاک، آب و دیگر اشیاء ترسیب یابند. در بعضی موارد این آلاینده ها ممکن است توسط باد دوباره وارد اتمسفر شوند. در مناطقی مانند کلان شهر ها که شرایط توپوگرافی و جوی سبب تراکم و تجمع آلاینده ها می شوند، آلاینده ها ممکن است تخریب ساختمانها را تسریع و اثرات مضری بر سلامت عموم و هم چنین گیاهان منطقه داشته باشند.
در طی زمانی که آلاینده ها توسط جریان هوا منتقل می شوند، ممکن است دستخوش تغییرات فیزیکی یا شیمیایی شوند. اسماگ فتو شیمیایی که سبب تحریک چشم می شود، در اثر برهم کنش اکسید های نیتروژن هیدرو کربنها و انرژی خورشیدی در اتمسفر تشکیل می شود. نتایج چنین تغییر شکلهایی همواره مضر نبوده بلکه بعضی اوقات مفید می باشند. بعضی از نمکهای معدنی که برای زندگی گیاه ضروری اندنمونه ای
از چنین حالتی است.
در مناطق شهری بزرگ آلاینده ها ی منتشره، حاصل از منابع متعدد، متمرکز و نیز منابع سطحی بر فراز تمام منطقه جغرافیایی پراکنده می شوند. هر محل معینی در منطقه شهری آلاینده ها را از منابع مختلف در مقادیر متنوعی دریافت می نماید. لذا میزان انتقال یا انتشار آلاینده ها در هر منطقه بستگی به سرعت بادهای غالب و وجود ساختمانهای بلند دارد. درصورتی که غلظت یک آلاینده در یک ناحیه از حد مجاز تجاوز نکند، سهم هر کدام از منابع مجزا و منابع سطحی می بایست تعیین شود .
در این پایان نامه سعی شده است که با توجه به موقعیت جغرافیایی منطقه شهرستان تبریز جهت کاسته شدن از تمر کز آلاینده ها در فضای شهر به بررسی چیدمان ساختمانها و برجها جهت جلوگیری از تمرکزآلودگی هوا در سطح شهر پرداخته شود. سئوالی که در این پایان نامه مطرح می باشد این است که آیا می توان با چیدمان منظم و مشخص در ساختمانها و برجها به وزش باد اجازه داد، آلودگی را از بالای شهر تبریز دورکند؟ فرضیات مسئله چیست؟ در این پایان نامه تلاش شده است که نحوه چیدمان ساختمانهای بلند و برجها طوری در کنار هم قرار گیرند که باد یا نسیمی که در شهر می وزد بتواند در سطح شهر پیمایش بیشتری داشته باشد و با این پیمایش بتواند میزان انتقال، انتشار و پراکندگی آلودگی بهینه ای داشته باشد. برای این منظور ابتدا بافت کهنه و بافت جدید شهر بررسی می شود و سپس الگوهای مناسب را پیدا و آنها شبیه سازی می شوند تا نتیجه مناسب بدست آید امّا پیش از آن، یک نگاه اجمالی به فرآیند تولید باد و عوامل موثر در حرکت آن بررسی می شود، چرا که فرآینده اصلی در این تحقیق جریان باد و آرایش ساختمان ها می باشد. ]1[
اشعه خورشیدی 1-2
در مرز فوقانی اتمسفر زمین، میزان اشعه عمودی خورشید که ثابت خورشیدی نامیده می شود، 16/8 می باشد . حداکثر شدت بیشینه در طول موج های بین µm 4/0 و µm 8/0اتفاق می افتد که اساس قسمت مرئی طیف الکترو مغناطیسی است.
تقریبا” 42درصد این انرژی توسط اتمسفر فوقانی جذب می شودیا از طریق ابرها به فضا بازتابش می شود یابوسیله اتمسفر به سمت بالا پراکنده می شود یاتوسط سطح زمین باز تابش می گردد یانهایتا”بوسیله بخار آب وابرها جذب می شود . تقریبا” 47درصداشعه خورشید توسط سطوح آبی و خشکی زمین جذب می شود. زمین بعنوان یک جسم در درجه حرارت تقریبا” 17 درجه سانتی گراد پرتو با طول موج بلند را ساطع
می کند که حداکثر شدت آن بینµm4 وµm12(نزدیک ناحیه مادون قرمز)قرار دارد.مقدار زیادی از این اشعه توسط بخار آب و دی اکسید کربن در اتسمفر نزدیک سطح زمین جذب می شود. از آنجایی که بخار آب و دی اکسید کربن بخشی از اشعه خورشیدی را جذب می کند، اشعه های با طول موج بلند ساطح شده از سطح زمین را جذب می نمایند. لذا اثر کلی باعث گرمایش اتمسفر می شود که به آن اثر گل خانه می گویند.
از سوی دیگر یکی از نتایج صنعتی شدن جهان افزایش چشمگیر انتشار ذرات منتشره می باشد. مواد معلق در اتمسفر مانع عبور اشعه خورشیدی بطرف سطح زمین می شود. این اثر برعکس اثر غلظت های افزایش یافته دی اکسید کربن و بخار آب در اتمسفر است. این بدان معناست که این اثر باعث کاهش متوسط درجه حرات اتمسفری می شود . در صورتیکه آلاینده های منتشره توسط انسان بطور اساسی کنترل نشوند،پیش بینی اینکه کدامیک از این دو عامل در دهه های آینده درجه حرارت های اتمسفری را تحت الشعاع قرار می دهد مشکل است. ]1[
1-3 گردش باد
خورشید، زمین و اتمسفرزمین یک سیستم دینامیکی عظیمی را تشکیل می دهند. اختلاف درجه حرارت هوا منجر به گرادیانهای افقی فشار می شود که این امر به نوبه خود سبب حرکت افقی درجو زمین می گردد. بنابراین اختلاف درجه حرارت بین اتمسفر قطبین و استوا و همچنین اتمسفر موجود بر فراز قاره ها و بالای اقیانوسها باعث حرکت هوا در مقیاس بزرگی می شود. اگر زمین در حال چرخیدن نبود هوا تمایل داشت بطور مستقیم از نواحی پر فشار به نواحی کم فشار جریان یابد. پارامتر دیگری از باد که در هوا شناسی مد نظراست ،گرادیان باد است که در ارتباط با منحنی های هم فشار می باشد. در مسیر های منحنی گونه حرکت باد در اتمسفر زمین ودر حدود نواحی پرفشاروکم فشار،سرعت باد ثابت نبوده وهمواره دارای یک شتاب مرکز گرابنام ac برای باد مشهوداست. چنین مسیرهای قوس داری بخصوص در حدود نواحی پرفشاروکم فشار مشاهده می شوند. در نیم کره شمالی حرکت هوادر جهت خلاف عقربه های ساعت در مرکز کم فشار را سیلکون و حرکت در جهت عقربه های ساعت در حوالی مرکز پرفشار را آنتی سیلکون می نامند. شکل1-1بردار ac شتاب مرکز گرا به سمت داخل رادر یک انحنا به شعاع rنشان می دهد. در لبه های برجسته پر فشار و فرورفتگی کم فشار در اتمسفر (جایی که خمیدگی چشمگیری در مسیر بسته هوایی رخ داده است )، سرعت باد گرادیان تقریب بهتری نسبت به سرعت باد ژئوستروفیک برای وضعیت باد واقعی می باشد.
