کاوه محمدپور

گردوغبار، تحت تاثیر تعامل سیستم اتمسفر – زمین بوده و با تغییر در انرژی تابشی، شیمی و فیزیک اتمسفر، اقلیم یک منطقه را تحت تاثیر قرار می دهد. بنابر ضرورت نقش گردوغبارها و پراکنش فضایی-دینامیکی گسترده آنها و نیز وجود تکنیک های پیشرفته سنجش از دور و مدلسازی در شبیه سازی گردوغبار، در پژوهش حاضر سعی در مقایسه، کمی سازی و شبیه سازی رفتار گردوغبار با استفاده از عمق نوری آئروسل ( AOD ) MODIS و MACC گردید. میزان همبستگی پیرسون بین داده ها نشان داد که در منطقه مورد مطالعه بین سنجنده و مدل ارتباط معنی داری وجود دارد و کمترین همبستگی در استان همدان مشاهده شد. توزیع سالانه AOD نمایان ساخت که مقدار گردوغبار دارای دو دوره فعال (2000-2010) و غیر فعال (2010-2018) بود. همچنین، توزیع ماهانه AOD نشان داد که منطقه مورد مطالعه در ماههای آوریل تا آگوست دارای بیشترین غلظت گردوغبار است؛ که همخوانی ماهانه AOD بین مدل و سنجنده به تفکیک استان در ماه های مرطوب (دسامبر تا مارس) بیشتر از ماه های خشک (آوریل تا نوامبر) است. توزیع مکانی گردوغبار در هر دو سنجنده و مدل دارای الگوی کلی مورب مکانی جنوبی-شمالی است و با افزایش عرض جغرافیایی از مقدار آن کاسته می شود، اما این تغییرات در MODIS منظمتر از MACC است.

یش بینی تعداد افراد مراجعه کننده به بیمارستان ها در ارتباط با پارامترهای اقلیمی از موضوعات قابل بحت و تأمل است که با تغییرات اقلیمی و گسترش شهرنشینی و آلودگی هوا در دهه های اخیر دامن گیر بسیاری از جوامع بشری شده است. استفاده از مدل های پیش بینی می تواند بعنوان ابزاری کارآمد در مدیریت و کنترل بیماری ها، کاهش مرگ و میر و برنامه ریزی ها مورد توجه قرار گیرد که در این پژوهش دو مدل شبکه عصبی مصنوعی و رگرسیون لوجستیک (لاجیت) به عنوان ابزاری کارآمد در پیش بینی فرآیندهای غیرخطی و پیچیده جهت پیش بینی میزان مراجعه کنندگان بیماری آسم در شهر سنندج در ارتباط با پارامترهای اقلیمی مورد بررسی قرار گرفت. داده های مورد بررسی در بازه زمانی 8 ساله (2008-2001) از ایستگاه هواشناسی سینوپتیک سنندج و بیمارستان های توحید و بعثت در سطح شهر سنندج اخذ گردید. سپس، پارامترهای اقلیمی به عنوان ورودی و میزان مراجعه کنندگان بیماری آسم بعنوان خروجی مدل ها در نظر گرفته شدند. نتایج حاصل از بررسی نشان داد که مدل شبکه عصبی با ورود پارامترهای متوسط فشار QFE و میانگین های حداقل و حداکثر دمای ماهانه و همچنین میانگین دمای ماهانه با دقت قابل قبولی میزان مراجعه کنندگان بیماری آسم را پیش بینی می کند به طوری که ضریب همبستگی داده های واقعی و پیش بینی شده برابر با 99/0 است که در سطح 01/0 معنی دار هستند. پارامترهای ورودی در روش لاجیت نیز نشان می دهد که میزان مراجعه کنندگان بیماری آسم از پارامترهای میانگین حداقل دما، متوسط فشار QFF و متوسط سرعت باد (نات) تأثیر می پذیرند. نسبت لگاریتمی هر کدام از پارامترهای فوق بر روی تعداد مراجعه کننده به ترتیب با ضریب بتای 517/0-، 734/0- و 977/0- معنی دارند و از میان پارامترهای اقلیمی نیز عنصر باد به مراتب بیشتر از سایر پارامترها بر روی میزان تعداد افراد مراجعه کننده به بیمارستان تأثیر گذار است. در مجموع از بین دو مدل غیرخطی مورد بررسی، مدل شبکه عصبی مصنوعی، قابلیت و دقت بیشتری را نسبت به مدل لاجیت نشان داد.

گردوغبارهای معدنی تحت عنوان عمده ترین نوع از هواویزه های وردسپهر هستند که تحت تأثیر تعامل سامانه جو- زمین هستند و اغلب درنتیجه شرایط آب و هوایی خشک و سرعت بالای باد ایجاد می شوند و مناطق حومه را تحت تأثیر قرار می دهند. در تحقیق حاضر، با استفاده از داده های روزانه عمق نوری گردوغبار در 550 نانومتر بر روی گستره ایران، سعی شد مناطق همگن گردوغباری بر روی ایران با استفاده از روش تحلیل مؤلفه های اصلی مدل سازی و طبقه بندی شود. بر پایه روش تحقیق، ایران به شش منطقه مجزای شمال شرق، غرب- شمال غرب، جنوب شرق، جنوب غرب، فلات مرکزی، و شرق ایران تفکیک شد که از مراکز عمده تحت تأثیر گردوغبارند. پراکنش رخدادهای حدی نیز نشان داد که شکل گیری هر کدام از مناطق شناسایی شده به دوری و نزدیکی آن ها نسبت به مناطق مختلف منبع گردوغبار بستگی دارد و شکل گیری هر منطقه بر روی جو ایران تابع رشد، گسترش، و طغیان رژیم های گردوغباری در سطح منطقه ای است. درنهایت، تکنیک های به کارگرفته شده موجب شد تا گردوغبار در قالب ساختارهای ساده و معنی دار فیزیکی ارائه و درک روشنی از مفهوم پراکنش جغرافیایی پدیده نمایان شود.

گرد و غبارها، تحت عنوان عمده ترین نوع از آئروسلها نقشی بنیادی مستقیم و غیرمستقیمی بر روی هوا و اقلیم دارند. بدین منظور در پژوهش حاضر به بررسی قابلیت و توانمندی مدل MACC با استفاده از صحت سنجی MODIS برای بارزسازی پدیده های حدی گرد و غبار در استان کردستان طی دوره 2003-2012 پرداخته شد. جهت تحلیل داده های ماهواره ای و مدل شده از آزمون های آماری و روند یابی من-کندال استفاده شده است. یافته های حاصل از توزیع سالانه نشان داد که میانگین بیشترین عمق نوری آئروسل (AOD) مربوط به سال 2008 با 36/0 و کمترین مقدار با 294/0 مربوط به سال 2004 می باشد. همچنین، میانگین بیشترین AOD این سال مربوط به شهرستانهای سنندج، سقز، قروه، کامیاران و مریوان به ترتیب با 356/0، 353/0، 358/0، 371/0 و 368/0 می باشد. توزیع مکانی میانگین AOD در فصول مختلف نیز نشان داد، زمستان و پاییز دارای کمترین مقدار و فصل بهار و تابستان دارای بیشترین مقدار AOD بوده است. توزیع زمانی-مکانی ماهانه AOD نشان داد که گردو غبار در طی آوریل تا آگوست سرتاسر پهنه منطقه مورد بررسی را می پوشاند. نتایج آزمون روند من-کندال نشان داد که فصل بهار در سرتاسر استان و فصل تابستان در شرق استان دارای روند مثبت معنی دار است؛ بر همین اساس، فصل بهار در منطقه مورد مطالعه به غنوان فصل فرین گردوغبار شناخته شد؛ و در بین پنج روز حدی گرد و غبار در فصل مربوطه، روز 19 ژوئن 2009 با میانگین مقدار AOD روزانه 16/1 و دید افقی کمتر از 2000 متر دارای بیشترین و گسترده ترین گردوغبار تحت عنوان روز فرینِ حدی است. در مجموع، نتایج حاصل از رویکرد چند بعدی MACC در بارزسازی گرد و غبار نشان داد، عمق نوری (AOD،DOD ) معیاری مناسبتر از دید افقی در تعیین روزهای فرین گردوغبار می باشد.

در مطالعه حاضر با استفاده از داده های روزانه ماهواره ای شبیه سازی شده از عمق نوری آئروسل (AOD) در 550 نانومتر بر روی گستره ایران سعی شد تا مناطق همگن آئروسل بر روی ایران با استفاده از تکنیک های چند متغیره مدلسازی و آشکار گردد. تکنیک های بُرداری با کاهش حجم متغیرها به بُردارهای ویژه و صدک 85، شش الگوی مجزای مکانی را منطقه بندی و تفکیک کرد که از پهنه های عمده تحت تاثیر آئروسل بر روی پهنه ایران هستند. جزئیات پراکنش رخدادهای حدی بر پایه صدک 95 بی هنجاری روزانه ی سیگنال ها نشان داد که انتشار و دوری و نزدیکی مناطق منبع آئروسل از مناطق شتاسایی شده ی روی ایران موجب شکل گیری الگوهای غالب مکانی آئروسل در گوشه و کنار کشور شده است. زیرا، رشد و گسترش فرین های آئروسل و انتشار آنها از مناطق منبع آئروسل در سطح خاورمیانه و آسیای مرکزی نمایان کرد که تفکیک جغرافیایی آئروسل به ساختارهای فضایی-مکانی ساده و همگن با شباهت های درون گروهی زیاد در حین تفاوت آشکار برون گروهی تایید می کند که هر کدام از مناطق همگن ایران تحت تاثیر جریان و پراکنش مکانی فرین های منطقه ای متفاوتی تشکیل شده است. بنابراین، تلفیق معیارهای ماهواره ای با نکنیک های کاربردی بُرداری در علوم جوی-دینامیکی، نه تنها خلاء داده های مشاهداتی سطحی را پر کرده است، بلکه رویکردی به مراتب جغرافیایی تر از مخاطرات محیطی را در فالب شکلی ساده تر نشان داده و آن اشکال همگنِ تفکیک شده ی جغرافیایی را قابل تفسیرتر کرده است.

طوفان گرد و غبار فرایند پیچیده ای است که تحت تاثیر تعامل سیستم اتمسفر–زمین بوده و از نظر اقلیم شناسان و هواشناسانی که تغییرهای اقلیمی و اتمسفری را بررسی می کنند، پایش پوشش گرد و غبار یک پدیده دینامیکی مهم است. در این مطالعه با استفاده از داده های دید افقی و سنجش از دور ماهواره ای (MODIS) و شاخص NDDI به آشکارسازی گردوغبار در نیمه غربی ایران پرداخته شده است. طبق بررسی های انجام شده، نقشه میانیابی تعداد روز غبارآلود در نیمه غربی ایران نشان داد که محدوده مورد مطالعه غرب ایران از لحاظ فراوانی وقوع پدیده گرد و غبار و چگونگی روند آن دارای نظام همگنی نیست و تعداد روزهای گرد و غباری از شمال به سمت جنوب افزایش می یابد. هسته بیشینه وقوع پدیده گرد و غبار در بخش جنوبغربی منطقه و بر روی اهواز، امیدیه و بوشهر قرار دارد که با منشاٌ مناطق بیابانی در عراق-سوریه و عربستان است. نتایج پراکنش فضایی دید افقی ایستگاه های زمینی با آشکارسازی شاخص NDDI بر روی تصاویر مطابقت دارد و نشان داد که بیشترین سطح پوشش گردوغبار بر روی اتمسفر استان های فارس و بوشهر و کمترین مقدار آن در سطح استان های آذربایجان غربی و شرقی، قم و مرکزی مشاهده می شود.