طوفان های گردوغبار

پدیده طوفان های گردوغبار از مهم ترین مخاطرات زیست محیطی جهان امروز است که هرساله خسارت های جبران ناپذیری را بر بخش های گوناگون، ازجمله محیط زیست و سلامت انسان ها وارد می کند. هدف از این مطالعه پایش و پیش بینی وقوع طوفان های گرد و غبار در جنوب و جنوب شرق ایران با استفاده از داده های سنجش از دور در تلفیق با اطلاعات ایستگاهی است. به این منظور، از 92 تصویر ماهواره ای سنجنده مودیس و نیز داده های سازمان هواشناسی ایران در 18 ایستگاه همدیدی جنوب و جنوب شرق کشور طی سال های 2001 تا 2009 استفاده شد. در این مطالعه، روزهای گردوغباری با دو منشأ نزدیک و خارج از ایستگاه های همدیدی استخراج شد. پس از پایش سالیانه و ماهیانه طوفان ها، با استفاده از عناصر اقلیمی و شاخص NDVI برای پیش بینی طوفان های گردوغبار، با استفاده از مدل رگرسیون مکانی چندمتغیره اقدام شد. نتایج نشان می دهد که در اوایل هر سال میلادی وقوع طوفان ها افزایش و پس از ماه های ژوئن و ژوئیه سیر نزولی پیدا می کند. همچنین، گردوغبار با منشأ نزدیک ایستگاه باعث ایجاد بیشترین روزهای گردوغباری در منطقه است، به طوری که بیش از 78 درصد از روزهای گردوغباری بر اثر وقوع این نوع گردوغبار ایجاد شده است. آزمون اعتبارسنجی روابط رگرسیونی نشان داد که این روابط فراوانی طوفان های گردوغبار را در ماه های گرم و پرغبار با دقت بالاتری پیش بینی می کنند. با توجه به اینکه عمده گردوغبار این منطقه با منشأ نزدیک ایستگاه هاست، می شود با اقدامات بیابان زدایی و مقابله با فرسایش بادی حجم قابل توجهی از این طوفان ها را کاهش داد

طوفان های گردوغبار بلایایی طبیعی اند که در زندگی انسان و محیط زیست تأثیر چشمگیری گذاشته اند. توسعه مدل هایی، به منظور پیش بینی مسیر حرکت این طوفان ها، در پیشگیری و مدیریت طوفان های گردوغبار نقش بسزایی ایفا می کند زیرا مسیر انتقال آنها را آشکار و مناطق آسیب پذیر بعدی در برابر طوفان را مشخص می کنند. به لطف امکانات روش های یادگیری عمیق در حل مسائل مبتنی بر سری زمانی و یافتن الگوهای پنهان از حجم داده کلان، در این پژوهش، یک مدل ترکیبی شبکه عصبی پیچشی (CNN) به منظور پیش بینی مسیر حرکت طوفان گردوغبار، براساس داده عمق نوری هواویز (AOD) محصول MERRA-2 برای دوازده ساعت آینده، توسعه داده شده است. همچنین چهل رویداد طوفان، شامل 2489 ساعت طوفان در منطقه ای خشک در مرکز و جنوب آسیا، به منظور آموزش مدل به کار رفته است. نتایج نشان می دهد که مدل پیشنهادی پیش بینی دقیقی از مسیر حرکت طوفان به دست می دهد؛ به گونه ای که درمورد گام های زمانی 3، 6، 9 و 12 ساعت آینده، مقادیر دقت کلی به ترتیب برابر با 9806/0، 9810/0، 9813/0 و 9790/0، مقادیر امتیاز F1 به ترتیب برابر با 8490/0، 8524/0، 8530/0 و 8384/0 و مقادیر ضریب کاپا به ترتیب برابر با 8387/0، 8424/0، 8431/0 و 8273/0 است.

امروزه یکی از مهم ترین مهاجرت ها، مهاجرت های مرتبط با تغییرات آب وهوایی است که با آشکار شدن بحران های آب وهوا و وارد آمدن خسارت ب ه محص ولات کشاورزی و دامی از اهمیت زیادی برخوردار شده و باعث مهاجرت روستائیان به سایر شهرها و کاهش نرخ رشد جمعیت سالیانه روستایی در منطقه سیستان نیز شده است. لذا این مسئله مدنظر قرار گرفت که آیا دید افقی حاصله از طوفان های گردوغباری به عنوان یکی از مخاطرات محیطی در سیستان باعث مهاجرت روستائیان می شود و این روند در سال های آینده ادامه دار است؟ بر این اساس جمعیت کل منطقه سیستان و درصد جمعیت روستایی آن در دوره های آماری 1335 تا 1395 از سالنامه های آماری درگاه ملی آمار ایران اخذ شد. سپس با استفاده از نرم افزار R و روش آماری رگرسیون فضایی-زمانی و بسته های نرم افزاری spdep, tseries, maptools  و alr3، برنامه نویسی لازم انجام شد. نتایج به دست آمده نشان داد میزان جمعیت روستایی در سال 1398 به 57/55%، در سال 1399 به 96/54% و در سال 1400 و 1401 به ترتیب به 26/54% و 47/53% می رسد که در طی سال های پیش بینی شده یعنی تا سال 1401، 99% مهاجرت روستایی مربوط به کاهش دید افقی و اثرات مخرب آن و تنها 1% مربوط سایر فاکتورهای مهاجرتی است. همچنین ضریب متغیّر آماره t در مدل رگرسیونی (865/2-) منفی است. این موضوع حاکی از آن است که با کاهش دید افقی مهاجرت روستایی در منطقه سیستان کاهش می یابد.

یکی از عوامل آلودگی هوا پدیده گردوغبار می باشد که باعث خسارات زیادی به منابع اقتصادی، اجتماعی و انسانی مختلف شده است. پدیده گردوغبار در بخش هایی از جهان ازجمله مناطق خشک و نیمه خشک رخ می دهد که از عوامل طبیعی و انسانی ناشی می شود. این پژوهش به شناسایی منشاء گردوغبار در محدوده شهرستان ایلام با استفاده از تنسور مکانی-زمانی عمق اپتیکی آئروسل (AOD) با داده های سنجنده مادیس در دوره زمانی ماه های مارس تا ژوئن 2022 پرداخته است. ابتدا از داده های هواشناسی، روزهایی پر گردوغبار استخراج شده و تنسور مکانی-زمانی عمق اپتیکی آئروسل تولید شد. دلیل استفاده از تنسور، بررسی تغییرات حجم عمده ای از داده ها به صورت مکانی وزمانی در یک دوره مطالعاتی به طور هم زمان بوده است. نتایج مقایسه تنسور مربوطه با داده های هواشناسی متناظر نشان داد که هرگاه عمق اپتیکی آئروسل از 5/0 بالاتر باشد، گردوغبار در آن محدوده وجود دارد. تحلیل تنسور مکانی-زمانی گردوغبار نشان داد که میزان گردوغبار با سرعت باد ارتباط مستقیم دارد و هرگاه سرعت باد از 15 متر بر ثانیه عبور کند، گردوغبار رخ می دهد. در نهایت با شناسایی تغییرات مکانی AOD چهار منبع گردوغبار (بلد، بین النهرین، میسان و واسط) در محدوده مطالعاتی وجود دارد که بین النهرین به عنوان یکی از مناطق بالقوه گردوغبار شناسایی شد. تحلیل الگوی زمانی AOD حاکی از روند افزایشی آن در ماه می است. بیشترین مقدار AOD با 85/3 در ماه می نشان دهنده میزان گردوغبار زیادی است. با بررسی همبستگی بین گردوغبار ایلام و مراکز شناسایی شده، مدل رگرسیونی شهرستان ایلام ارتباط بیشتری با منطقه واسط دارد و ضریب همبستگی آن 96/82 درصد است.