دید افقی

فرآیندهای جوّی خاص و برهمکنش آن ها با سطح زمین، عامل شکل گیری و تکامل یک توفان گردوغبار سنگین بشمار می آیند و در شناسایی مسیرهای انتقال توفان حائز اهمیت هستند. توزیع زمانی و مکانی غبار، در یک رخداد گردوغباری شدید در طول روزهای 4 تا 8 جولای 2009، با استفاده از شبیه سازی، به وسیله مدل WRF/Chem ، مشاهدات ایستگاهی و تصاویر ماهواره ای مورد تجزیه وتحلیل قرارگرفته است. آنالیز وضعیت جوی شبیه سازی شده نشان داد، در صورتی بیشینه غلظت گردوغبار در تراز پایین اتفاق می افتد که در ناحیه منشأ غبار، گرادیان فشاری افقی قابل قبول با همرفت قوی در توده هوای مستقر در سامانه های چرخندی همراه باشد. در مورد انتخابی وضعیت جوی باعث ایجاد یک برش باد سطحی قوی روی مناطق انتشار غبار شناخته شده روی عراق شده بود. چرخند جبهه ای در مورد مطالعه شده، خاک را مجبور به فرسایش و باعث پراکنش و انتقال گردوغبار تا مسافت های بسیار حتی تا صدها کیلومتر کرده است. نتایج شبیه سازی نشان می داد که ذرات گردوغبار با شعاع کمتر از یک میکرومتر و با غلظت قابل ملاحظه، از رشته کوه های زاگرس عبور کرده و در 6 جولای 2009 ایران مرکزی و حتی کلان شهر تهران را تحت تأثیر قرار داده و دو روز بعد ایران را از جهت شمال شرق ترک کرده است. غلظت های شبیه سازی شده، اعتبار خوبی را از توزیع زمانی و مکانی غلظت گردوغبار با توجه به تصاویر مرئی ماهواره ای از سنجنده مودیس و گزارش های ساعتی دید افقی در شبکه ایستگاه های همدیدی نشان داده بود. با توجه به اعتبارسنجی های انجام شده، کارایی مدل برای شبیه سازی توزیع زمانی و مکانی توفان گردوغبار در طول منطقه تحت تأثیر در دوره شبیه سازی مورد تأیید قرار گرفت. مدل عددی WRF/Chem می تواند جهت پیش بینی شکل گیری و تکامل این پدیده عملیاتی شود.

یکی از مشکلات زیست محیطی کشور ما وقوع رخداد توفانهای گردوغبار به ویژه در استانهای غربی و جنوبغرب کشور است. در این مطالعه، به بررسی توفان شدید و فراگیر مرداد ماه 1384 می پردازیم که در آن بخش وسیعی از کشور تحت تأثیر این توفان قرار گرفت. ملاک انتخاب روزهای گرد و غباری شاخص، گزارش گرد و غبار در اکثر ایستگاهها، حداقل دید و حداکثر تداوم می باشد. ابتدا جدول حداقل دید افقی روزانه با کمک داده های سازمان هواشناسی در 5 شهر غربی کشور ارائه می شود. سپس نقشه های همدیدی مربوط به این پدیده از وبگاه NOAA استخراج می شود و تفسیر همدیدی و دینامیکی آنها انجام می شود. سپس تصاویر سنجده MODIS ماهواره Aqua و میانگین غلظت جرمی ذرات گردوغبار این سنجنده در پدیده مورد نظر مورد بررسی قرار می گیرد. سپس با کمک مدل لاگرانژی HYSPLIT مسیر ذرات گردوغبار ردیابی می شوند. پس از مسیریابی پس گرد ذرات گردوغبار، مناطق بیابانی کشور سوریه بعنوان کانون شکل گیری گردوغبار شناسایی شدند. در آخر، خروجی های غلظت گردوغبار مدل WRF-Chem مورد بررسی قرار می گیرد. به منظور صحت سنجی، خروجیهای مدل در شهر تبریز این خروجیها با داده های غلظت سازمان محیط زیست و داده های دید افقی سازمان هواشناسی کشور مقایسه می شود. نتایج خروجیهای مدل به خوبی روند افزایش گردوغبار و روز حداکثر گردوغبار را نشان می دهد، اما این خروجیهای غلظت گردوغبار تفاوت چشمگیری با مقادیر واقعی دارد

گردوغبار اتمسفر و تعاملات آن با بارش؛ در آب وهوای مناطقی که سرزمین های خشک و نیمه ]شک وسیعی در آن وجود دارد؛ تأثیرات زیادی برجای می گذارد. ابهامات بسیاری درمورد علت تفاوت مقدار بارندگی از محلی به محل دیگر و از زمانی به زمان دیگر وجود دارد؛ به طوری که حتی با گسترش دانش و فناوری، هنوز علت این نوسان ها کاملاَ مشخص نشده است. امروزه به منظور پایش تأثیر رخدادهای گردوغبار بر تغییرات بارندگی، از تصاویر ماهواره ای  استفادة گسترده ای می شود. هدف از اجرای این تحقیق بررسی روند تغییرات بارندگی، با درنظرگرفتن فراوانی رخدادهای گردوغبار، با استفاده از روش های آماری خوشه بندی، سنجش از دور و پهنه بندی در محیط GIS، در منطقة جنوب غرب ایران است. این پژوهش تلاشی است برای بارزسازی ارتباط بین فراوانی روزهای همراه با گردوغبار و تغییرات مقادیر بارندگی در ایستگاه های منطقة جنوب غرب ایران. در این تحقیق، مجموعة داده های روزانة رخدادهای گردوغبار و مقادیر بارندگی روزانة 45 ایستگاه هواشناسی طی سی سال گذشته (2016- 1986) تحلیل شد. دو دسته اطلاعات شامل مجموعه داده های روزانه، ماهانه ، فصلی و سالیانة وقایع گردوغبار و بارش و محصول ضخامت طیف نوری AOD ذرات گردوغبار سنجندة  MODISپردازش شدند. درمورد دستة نخست، اطلاعات با استفاده از روش تحلیل خوشه ای از ب ین وق ایع گ ردوغبار، م وارد گ ردوغبار همراه با بارش، در یک روز مشخص شده، پردازش و محاسبه و سپس تحلیل شد. سپس نقشه های بارندگی و فراوانی روزهای گردوغبار، در جنوب غرب ایران، با استفاده از روش میان یابی فاصلة وزنی (IDW) تهیه شد. در گام بعدی، به منظور بارزسازی و مشاهدة شدت غلظت گردوغبار، خروجی محصول AOD با استفاده از تصاویر سنجندة MODIS الگوریتم ترکیبیDeep Blue  وDark Target، کد 064 در تاریخ های استخراج شده در محیط ArcGIS تبدیل به نقشه شد و مورد تحلیل قرارگرفت. نتایج نشان داد که روش مورد نظر به خوبی قادر به شناسایی پدیدة گردوغبار در منطقة مورد مطالعه است و می تواند تغییرات غلظت گردوغبار را با داده های زمینی مورد سنجش قرار داده و مقایسه کند. همچنین، بین پارامتر ضخامت نوری هواویزه ها و اطلاعات تاریخی مربوط به فراوانی رخدادهای گردوغبار در گزارش های سازمان هواشناسی، انطباق بسیار منطقی و روشنی وجود دارد.

ذرات معلق با قطر کوچک تر از 10 میکرون (PM10) و دید افقی، به عنوان دو فراسنج مهم در پژوهش های مرتبط با ریزگردها و گرد و غبارهای تروپوسفری شناخته می شوند که آلودگی هوا تا اندازه ی زیادی وابسته به مقدار این دو فراسنج در زمان است. این پژوهش، رابطه ی میان فراسنج های PM10 و دید افقی را با کاربست الگوریتم تکاملی ژنتیک واکاوی کرده است. منطقه ی مورد بررسی شهر یزد در جایگاه نماینده ی ایران مرکزی بوده است. دیدهای افقی به تفکیک شرایط همدیدی 05، 06، 07 و 09 در یک بازه زمانی پنج ساله (2010 تا 2015) از دفاتر سینوپتیک اداره کل هواشناسی استان یزد و داده های PM10 از ایستگاه های پایش آلودگی هوا وابسته به اداره کل محیط زیست استان یزد گرفته شده است. برای رسیدن به روابط ریاضی گفته شده، معادله خط رگرسیون و چندین گونه تابع نامی دیگر مورد هم سنجی قرار گرفتند؛ که تابع گوسین به عنوان مناسب ترین تابع برازندگی گزینش گردید. دست آوردهای این پژوهش، روابط ریاضی میان PM10 و دید افقی در حالت فراگیر، PM10 و دید افقی هنگام رخداد کد همدید 05 و PM10 با دید افقی هنگام رخداد کد همدید 09، با کاربست تابع گوسین با دوره ی 1؛ و رابطه میان PM10 و دید افقی در هنگام رخداد شرایط همدید با کد 06 و 07 با کاربست تابع گوسین با دوره 2 می باشند.

رشته کوه زاگرس به واسطه قرار داشتن در مجاورت نواحی خشک و نیمه خشک کشور های عراق، سوریه و عربستان همواره در معرض طوفان های گردوغبار قرار دارد. هدف از این تحقیق بررسی نحوه رفتار طوفان گردوغبار در رویارویی با رشته کوه زاگرس در غرب کشور است. بدین منظور دو رویداد طوفان گردوغبار رخ داده در 12 الی 14 آوریل سال 2011 (23 الی 25 فروردین سال 1390) و 16 الی 18 ژوئن سال 2016 (27 الی 29 خرداد سال 1395) با بررسی داده های دید افقی ایستگاه های همدیدی غرب کشور انتخاب شده است. مدل WRF/Chem جهت شبیه سازی طوفان گردوغبار برای دو رویداد طوفان یاد شده به کار گرفته شده است. جهت اطمینان از نتایج مدل، غلظت گردوغبار شبیه سازی شده توسط مدل با داده های دید افقی دریافت شده از سازمان هواشناسی کشور مقایسه شده است که در مجموع نتایج مقایسه نشان می دهد که گردوغبار شبیه سازی شده با داده های دید افقی همخوانی دارد. به منظور بررسی تأثیر رشته کوه بر طوفان گردوغبار، مدل در سه حالت مرجع، کاهش ناهمواری های رشته کوه زاگرس به هزار متر و حذف ناهمواری ها اجرا شده و نتایج هر سه حالت با هم مقایسه شده است. نتایج حاصل از مدل نشان می دهد که رشته کوه زاگرس مانع پیشروی بیشتر گردوغبار به نواحی مرکزی کشور شده است اما گردوغبار در نواحی پست مجاور و دامنه های غربی رشته کوه زاگرس تجمع دارد. حذف ناهمواری ها موجب انتشار گردوغبار بیشتری به سمت شرق رشته کوه شده و از غلظت گردوغبار در نواحی رو به باد کاسته شده است.

دید افقی از مهم ترین ویژگی های نوری جوّ به شمار می رود و پیش بینی آن از جنبه های گوناگون اهمیت دارد. هدف از مقاله حاضر، پیش بینی کاهش دید ناشی از مه و بارش با استفاده از مدل WRF در منطقه تهران است. دو مطالعه موردی در 7 مارس 2013 و در11 ژانویه 2014 با کاهش دید افقی به دلیل رخداد بارش برف و مه برای بررسی انتخاب شده اند. برای پیش بینی دید از چهار روش پارامترسازی SW99 ، FSL ، AFWA و UPP1 استفاده شده است این چهار روش پس از کدنویسی، در مدل پیش بینی عددی WRF پیاده سازی می شوند و مقادیر پیش بینی شده در نهایت با دید مشاهداتی مقایسه می شوند. نتایج نشان می دهند که تمام روش ها، رخداد کاهش دید را پیش بینی می کنند، اما به نظر می رسد کارآیی روش به نوع پدیده مورد مطالعه بستگی دارد؛ به طوری که پیش بینی دید در هنگام رخداد برف نسبت به رخداد مه از دقت بیشتری برخوردار است. نتایج بررسی عوامل ایجاد خطا نشان می دهد که در پیش بینی مربوط به دما و دمای نقطه شبنم فرابرآورد وجود دارد. هم چنین خطا در تخمین رطوبت نسبی در بسیاری از موارد مثبت است که متعاقباً منجر به ایجاد خطا در پیش بینی دید، به ویژه در هنگام رخداد مه، می شود.

هدف از این تحقیق بررسی پدیده گردوخاک خراسان بزرگ واقع در شمال شرق و شرق ایران است. این مطالعه در دو بخش آماری و همدیدی در دوره 20۰۰-20۱۷ انجام شد. داده های سازمان هواشناسی کشور و داده های بازتحلیل ERA_Interim و همچنین مدل HYSPLIT به کار گرفته شد. نتایج نشان داد روند تغییرات میانگین روزهای گردوخاک در استان خراسان جنوبی نسبت به خراسان رضوی و شمالی متفاوت است. بیشترین گردوخاک در خراسان رضوی و شمالی در ژوئن و در خراسان جنوبی در مه و ژوئیه رخ می دهد. بیشترین فراوانی طوفان شدید گردوخاک در گناباد و فراوانی تعداد روزهای گردوخاک در طبس و سرخس است. روند تغییرات دید افقی در نهبندان در فصل بهار و تابستان با 34/0+ و 27/0+ افزایشی و در طبس با 28/0- و 3/0- کاهشی است. تغییر دید افقی در بجنورد (خراسان شمالی) در هر دو فصل روند معناداری نشان نمی دهد. در فصل بهار گسترش پُرفشار در غرب و کم فشار در شرق ایران به توسعه بادهای غربی با میانگین سرعت 10 متر بر ثانیه منجر شده و گردوخاک را از مناطق مرکزی به خراسان بزرگ انتقال می دهد. در تابستان توسعه پُرفشار افغانستان همراه با بادهای شمالی 18 متر بر ثانیه گردوخاک را از بیابان های ترکمنستان و افغانستان انتقال می دهد.

در این مقاله چشمه های بحرانی گردوخاک در استان ایلام شناسایی و عوامل محیطی مؤثر بر فعال سازی هر یک از آن ها تعیین شده است. با بررسی الگوی تغییرات مکانی و زمانی وقوع گردوخاک در این استان مناطق تحت تأثیر آن ها مشخص شده است. داده های مورد استفاده شامل داده های دیدبانی ایستگاه های همدیدی استان ایلام، ضخامت نوری هواویزها که محصول سنجنده MODIS، تصویر RGB ماهواره MSG، داده های بازتحلیل شده Era5 هستند. برای انجام این مطالعه شاخص توفان گردوخاک، شاخص بادناکی و شاخص خشکسالی در بازه زمانی 1396-1381محاسبه شده است. همچنین مدل GOCART به منظور تعیین میزان شار گردوخاک و مدل لاگرانژی HYSPLIT برای تعیین مسیر انتقال ذرات گردوخاک به کار گرفته شده اند. نتایج حاکی از آن است که چشمه گردوخاک واقع در جنوب استان ایلام در همه فصول با شدت زیاد فعال بوده و دو استان ایلام و خوزستان را تحت تأثیر قرار می دهد. چشمه گردوخاک واقع در جنوب غربی استان ایلام در فصول بهار، تابستان و پاییز فعال است و گردوخاک را به استان های ایلام و خوزستان و در بهار و تابستان علاوه بر این دو استان، به غرب استان لرستان نیز وارد می کند. همچنین بررسی سالانه فعالیت چشمه های گردوخاک نشان داد که در سال 1392 با شدت بیشتری نسبت به سال های دیگر فعال بوده اند.

قابلیت دید یعنی توانایی مشاهده دورترین فاصله از یک جسم سیاه است که در برابر افق آسمان قرار دارد. قرار گرفتن شمال غرب ایران در منتهی الیه حوضه جریان بادهای گردوغبارزای معروف به باد شمال که گردوغبارهای بیابان های سوریه و عراق را به جنوب غرب ایران منتشر می کنند باعث کاهش مکرر دید افقی در این منطقه می شوند. هدف پژوهش حاضر این است که با استفاده از داده های دید افقی، مقادیر میانگین عمق اپتیکی آئروسل و محاسبه ضریب خاموشی روند تغییرات دید افقی در این مناطق بررسی و مطالعه شود. داده های به کاررفته در تحقیق حاضر، شامل داده های روزانه دید افقی ایستگاه های سینوپتیک استان های ایلام، خوزستان، چهارمحال بختیاری، کهگیلویه و بویراحمد و لرستان در بازه زمانی 1998 تا 2020 است. برای تجزیه وتحلیل داده های دید افقی از روش آماری Ridit استفاده گردید. افق دید در ایستگاه های موردمطالعه در پنج دسته گروه بندی شد و فراوانی هر دسته مشخص گردید و مقدار Ridit و ضریب خاموشی محاسبه شد. سپس نمودارها و نقشه های مربوطه ترسیم گردید. همچنین نوسانات میانگین AOD ماهانه در دوره آماری موردمطالعه در موقعیت جغرافیایی ایستگاه های هواشناسی محاسبه گردید. مقایسه نمودارهای ایستگاه های موردمطالعه مشخص می کند که به غیراز ایستگاه های یاسوج، مسجدسلیمان، الیگودرز، دهلران و خرم آباد در همه ایستگاه ها منطقه موردمطالعه افق دید کاهش می یابد.

به منظور بررسی روند زمانی- مکانی دید افقی در سواحل جنوبی دریای خزر، داده های ساعتی دید افقی و پارامترهای اقلیمی (رطوبت نسبی، بارش، دما و سرعت باد) در ۱۳ ایستگاه هواشناسی در دوره ۱۹۵۱-۲۰۲۰ اخذ گردید. بعد از غربالگری داده ها، تغییرات زمانی دید افقی بررسی شد و آماره Ridit روی داده های ساعتی و ضریب همبستگی روی پارامترهای اقلیمی اجرا شد. نتایج حاکی است که تغییرات میانگین سالانه دید افقی در ایستگاه های موردمطالعه ۴ دوره (دوره اول سال های 1951 تا 1976 دوره افزایش؛ دوره دوم سال های 1977 تا 1985 دوره کاهش محسوس؛ دوره سوم سال های 1986 تا 2002 دوره ثبات (بدون تغییر اساسی) و دوره چهارم سال های 2003 تا 2020 دوره افزایش نسبی بوده اند. بیشترین اختلاف مقادیر Ridit در بابلسر (8/0 تا 2/0) و کمترین اختلاف آن در مراوه تپه (5/0) مشاهده شد. بررسی ضریب همبستگی دید افقی و رطوبت نسبی نشان داد که در هر دو مقیاس سالانه و ماهانه منفی و معکوس بوده است و بیش ترین ضریب همبستگی منفی را آستارا (47/0-) و کمترین مقدار آن را ساری (07/0-)، ضریب همبستگی دید افقی با بارش که بیشینه همبستگی منفی معنی دار در منجیل (15/0-) و کم ترین آن در مراوه تپه (012/0-)، همبستگی دید افقی با دما در بیشتر ایستگاه ها مستقیم و مثبت بوده و بیشینه همبستگی مثبت را آستارا با مقدار 38/0 به خود اختصاص داده است. همچنین همبستگی سرعت باد بادید افقی منفی نشان داد دامنه بیشینه و کمینه همبستگی معکوس بین 28/0- در ساری و 08/0- در بابلسر در نوسان است

نوسانات دید افقی نمایانگر تغییرات کیفیت هواست. با هدف مطالعه روند تغییرات دید افقی و ضریب خاموشی در شمال غرب کشور؛ داده های ساعتی دیدافقی دیدبانی شده در 27 ایستگاه منتخب در بازه زمانی 1985 تا 2020 از سازمان هواشناسی کشور اخذ شد. بعد از غربالگری و انتخاب سری داده های مطمئن، ضریب خاموشی اتمسفر با استفاده از رابطه کشمایدر محاسبه شد. برای روندیابی دید افقی از آماره ridit، و برای ضریب خاموشی از روند خطی و آزمون من-کندال استفاده شد. جهت بررسی تغییرات درون گروهی دید افقی، 5 کلاسه کیفی دید تعیین شد و پراشیدگی درصد فراوانی هر کدام مطالعه شد. میانگین منطقه ای دید افقی (ضریب خاموشی) سالانه در دوره مورد مطالعه 11/4~ (0/173) کیلومتر محاسبه شد. بررسی پراشیدگی سالانه مقادیر ridit نشان داد بهبود و تضعیف دیدافقی متناسب با شرایط محیطی هر ایستگاه در دوره های زمانی متفاوتی مشاهده می شود بطوری که نمی توان دوره های هم زمان مشخصی برای منطقه مورد مطالعه تشخیص داد. با وجود حاکمیت رفتارهای متفاوت در درصد فراوانی کلاسه های کیفی دیدافقی در ایستگاه های مختلف؛ روند افزایشی دیدافقی اغلب از طریق کاهش درصد فراوانی دیدهای متوسط؛ افزایش دیدهای خوب و خیلی خوب و نهایتاً ثبات در دیدهای بد و خیلی بد شکل گرفته است. بیشترین (کمترین) ضریب خاموشی فصلی مربوط به زمستان (تابستان) با 0/179 (0/168) کیلومتر می باشد. انطباق کاملی بین تغییرات مقادیر ridit با ضریب خاموشی از لحاظ دوره های نوسانی و روند تغییرات و حتی پراکندگی مکانی با جهت عکس هم مشاهده شد. به طوری که بالاترین (پایین ترین) مقادیر ridit (ضریب خاموشی) در چند ایستگاه واقع در شمال منطقه مورد مطالعه بدست آمد. در 18 ایستگاه از 27 ایستگاه مورد مطالعه روند افزایشی (کاهشی) ridit (ضریب خاموشی) تشخیص داده شد که هر دو از روند افزایشی میدان دیدافقی در شمال غرب ایران حکایت دارد.

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.