زهرا خیراندیش

گرد و غبار یکی از رویدادهای جوی مناطق خشک و نیمه خشک جهان است که در سال های اخیر افزایش قابل توجه ای داشته و آثار و پیامدهای نامطلوبی را در بخش های مختلف بر جای گذاشته است. در این پژوهش از تصاویر سنجنده مودیس به منظور شناسایی و انتخاب بهترین الگوریتم تشخیص گرد و غبار استفاده شد. بدین منظور سه رویداد گرد و غبار جنوب غرب ایران در سال 2012 با استفاده از پنج الگوریتم مختلف شناسایی شامل BTD آکرمن، شاخص گرد و غبار، میلر، TIIDI و DUST RGB ، بارزسازی شدند و روش ها مورد مقایسه قرار گرفتند. بررسی های به عمل آمده نشان داد که روش های BTD آکرمن، شاخص گرد و غبار و میلر نیازمند تنظیم آستانه برای هر رویداد هستند؛ از این رو آستانه های مناسب برای هر رویداد با استفاده از روش هیستوگرام تعیین و ریزگردها شناسایی شدند. روش TIIDI نیز قابلیت تفکیک گرد و غبار از سایر پدیده ها را بر روی زمین داشت ولی نتوانست گرد و غبار روی آب را به خوبی بارزسازی کند. در روش DUST RGB به خوبی گرد و غبار از بقیه عوارض قابل تشخیص بود. همچنین نتایج طبقه بندی و ارزیابی صحت تصاویر نشان داد که در هر سه رویداد گرد و غبار، روش DUST RGB بالاترین صحت کلی را در میان سایر روش ها دارا می باشد. بنابراین بر اساس نتایج به دست آمده از ماتریس خطا و ارزیابی صحت، روش مذکور به عنوان بهترین الگوریتم شناسایی گرد و غبار انتخاب گردید.

وسعت بسیار زیاد مناطق خشک و بیابانی در کشور و فرکانس بالای پدیده های گرد و غبار در آن باعث شده است، شناسایی دقیق کانون های تولید گرد و غبار همواره یکی از اهداف اصلی پیش نیاز عملیاتهای احیائی و بیابان زدایی به شمار آید. هدف از مطالعه حاضر، اعتبارسنجی کانون های شناسایی شده تولید گرد و غبار در استان البرز با استفاده از سری زمانی داده های ماهواره ای و داده های ایستگاه های هواشناسی می باشد. بدین منظور داده های TRMM سنجنده TMI، داده ی 16 روزه پوشش گیاهی، داده ی 8 روزه درجه حرارت سطح زمین و عمق اپتیکی هواویز مودیس و همچنین اطلاعات زمینی گرد و غبار ایستگاه های سینوپتیک و پایش آلودگی هوا دریافت شدند. تجزیه و تحلیل روند تغییرات رطوبت خاک، درجه حرارت و پوشش گیاهی در یک دوره زمانی 15 ساله صورت پذیرفت. همچنین عمق اپتیکی هواویز در رویدادهای ریزگرد با غلظت بالا برای کانون های محتمل مورد بررسی قرار گرفت. علاوه بر این مناطقی که در طی دوره زمانی، عمق اپتیکی گرد و غبار بالاتری نسبت به نواحی دیگر داشتند، مشخص شدند. درنهایت با استفاده از اطلاعات زمینی گرد و غبار، عمل واسنجی برای کانون های شناسایی شده انجام گرفت. نتایج تجزیه و تحلیل روند تغییرات، نشان دهنده کاهش معنی دار پوشش گیاهی، رطوبت خاک و دمای سطح زمین در محل کانون های محتمل تولید ریزگرد در طی دوره زمانی مورد مطالعه بود. کاهش درجه حرارت در بخش جنوبی استان البرز و غرب تهران با فرکانس بالای غبار در ناحیه در ارتباط بود که این تکرار رویداد گرد و غبار در بررسی سری زمانی داده های عمق اپتیکی هواویز نیز نشان داده شد. بررسی سری زمانی عمق اپتیکی هواویز نشان داد که تمرکز ریزگرد در نزدیکی یا بر روی کانون های شناسایی شده وجود دارد و بالا بودن مقدار غلظت در این نواحی، نشان دهنده صحت کانون های شناسایی شده گرد و غبار می باشد. همچنین بررسی عمق اپتیکی در رویدادهای با غلظت بالا و بررسی همزمان جهت حرکت هوا نشان داد کانون های شناسایی شده به درستی انتخاب گردیده است. تلفیق اطلاعات زمینی گرد و غبار با جهت حرکت باد نیز صحت کانون های ریزگرد شناسایی شده را تایید نمود. در کل یافته های تحقیق نشان دهنده قابلیت بالای سری های زمانی داده های سنجش از دور در اعتبارسنجی کانون های شناسایی شده تولید ریزگرد می باشد. نتایج تحلیل سری های زمانی داده های ماهواره ای نشان داد که درجه حرارت سطح زمین به عنوان یک پارامتر اقلیمی مهم در شناسایی و اعتبارسنجی کانون های گرد و غبار به شمار می رود. بر اساس نتایج تحلیل در جایی که فرکانس وقوع گرد و غبار بالا است، کاهش معنی دار درجه حرارت سطح زمین مشاهده می شود.