گرد و غبار

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.

غرب ایران هرساله به طور مکرر تحت تأثیر پدیده گرد و غبار قرار می گیرد. این پدیده در سال های اخیر جنبه های مختلفی از زندگی مردم را در این منطقه متأثر ساخته است. هدف این تحقیق شناسایی منشأ گرد و غبارهای وارد شده به نیمه غربی ایران و ردیابی مسیر حرکت آن ها می باشد. روش تحقیق ترکیبی از بررسی های مدلی و سنجش از دوری می باشد. داده های مورد استفاده دوره زمانی 30 ساله از 1979-2008 را پوشش می دهد و شامل: داده های ساعتی گرد و غبار ایستگاه های سینوپتیک (8 نوبت در شبانه روز)، دمای درخشایی طول موج های 11 و 12 میکرومتر برای بارزسازی گرد و غبار در تصاویر MODIS، و داده های GDAS (امانه یکپارچه سازی داده های جهانی)، برای ردیابی مسیر ذرات در محیط مدل HYSPLIT می باشند. نتایج تحقیق نشان می دهد که ایستگاه های دزفول و بوشهر به عنوان دو مرکز بحرانی گرد و غبار در نیمه غربی ایران هستند. فصل بهار بیش ترین رخداد گرد و غبار را دارد. ماه های ژوئیه، مه و ژوئن بیش ترین و ماه دسامبر کم ترین رخداد را دارند. در طول شبانه روز نیز بیش ترین رخداد گرد و غبار بین ساعت های 9 صبح تا 6 بعدازظهر ثبت شده است. منطقه مرزی بین سوریه و عراق، غرب و جنوب غرب عراق به ترتیب دو کانون اصلی گرد و غبار برای منطقه مورد مطالعه هستند. هم چنین در موارد محدودی منطقه ی شرق و شمال شرق عربستان نیز یکی دیگر از کانون های گردوغبار شناسایی شد. نتایج حاصل از ردیابی نشان می دهد که دو مسیر اصلی برای انتقال گرد و غبار به منطقه مورد مطالعه قابل تشخیص است، 1- مسیر شمال غربی – جنوب شرقی 2- مسیر غربی- شرقی و در موارد محدودی مسیر شمالی – جنوبی است. بر اساس نتایج به دست آمده از پردازش تصاویر و خروجی های مدل منطقه ی مرزی بین سوریه و عراق و مسیر شمال غرب – جنوب شرق به ترتیب منشأ و مسیر اصلی ورود گرد و غبار برای نیمه غربی ایران محسوب می شوند.

معضلات ناشی از تغییرات اقلیمی از مهم ترین بحران ها و تهدیدات محیط زیست حال حاضر جامعه بشری به خصوص در محیط های شهری است. در شهر تبریز و در سال های اخیر، به علت رشد جمعیت، مهاجرت فراوان از شهرهای دیگر، ترافیک، توسعه صنایع و مراکز تولیدی باعث افزایش تولید و پراکنش آلاینده ها شده است. بر این اساس، در این پژوهش به ارزیابی کیفیت وقوع گرد و غبار در سال های 1399 و 1400مورد توجه قرار گرفته است. میزان غلظت ذرات گرد و غبار در مناطق مختلف مکان های مورد مطالعه بسته به موقعیت جغرافیایی، شرایط توپوگرافی، اقلیمی و هم چنین منشا آن ها اعم از داخلی و خارجی متفاوت است. براساس نتایج به دست آمده از تحلیل نتایج آزمایشگاهی و مطالعات میدانی، در منطقه تبریز و در دوره انجام تحقیق، تراکم فلز سرب در گرد و غبار برای بزرگسالان متوسط و برای کودکان شدید و خطر فلز جیوه هم برای افراد مسن و هم برای کودکان هر دو شدید بوده است. اثرات نامطلوب فلز کادمیوم در کودکان و بزرگسالان نیز بسیار شدید بوده است. از طرف دیگر بالا بودن دمای هوا در مرکز شهر و تشکیل جزایر حرارتی در آن باعث ایجاد بادهای محلی از حومه به طرف مرکز شهر می شود. با انتقال آلودگی ها از حومه به مرکز شهر توسط این بادها، وضعیت آلودگی در مرکز شهر نیز افزایش می یابد.

از عوامل موثر بر ایجاد گردوغبار مناطق خشک، فراوانی وزش باد به دلیل توپوگرافی نسبتاً هموار، فقر پوشش گیاهی و کمبود رطوبت است. در این پژوهش به بررسی خصوصیات باد، ویژگی گردوغبار، رطوبت خاک و تأثیرات آن بر رخداد گرد و غبار در منطقه زابل پرداخته می شود. برای بررسی سرعت و جهت باد ، داده ه ای ایس تگاه بادسنجی زابل در نرم افزارWrplotارزیابی شد. سپس نمودار گلماسه به منظور بررسی شاخص های جابجایی ماسه در نرم افزار SandRose- Graphترسیم شد. تغییرات گردوغبار و شاخص AOD منطقه در سامانه گوگل گوگل ارث انجین و تصاویر ماهواره ای MODIS در بازه زمانی 2012 تا 2023 استخراج شد. تغییرات شاخص رطوبت خاک منطقه نیز با استفاده از تصاویر ماهواره ای smap در گوگل ارث انجین مورد پایش قرار گرفت. نتایج نشان می دهد جهت باد غالب ایستگاه زابل شمال غربی_جنوب شرقی است که شرایط برای گسترش فرسایش بادی و گردو غبار منطقه را فراهم می کند. همچنین تحلیل نمودار شاخص AOD نشان می دهدکه جولای 2018 بیشترین حد گردوغبار در منطقه رخ داده و وابستگی متقابلی با میزان گرد و غبار و وزش بادهای 120 روزه در زابل دارد. نتایج شاخص رطوبت خاک نیز نشان می دهد بیشترین درصد رطوبت خاک(رطوبت 100 درصد) در ماه فوریه تا آپریل است که موجب کاهش سرعت باد و رخداد گردو غبار در منطقه می شود، همچنین کمترین درصد رطوبت خاک (رطوبت 5 درصد) مربوط به ماه جولای تا سپتامبر است که منطبق با رخداد بادهای 120 روزه منطقه زابل است. همچنین بررسی جهت باد غالب و حمل ماسه در نقشه های گلباد و گلماسه نشان می دهد منبع اصلی گردوغبار در غرب شهر زابل (دریاچه خشک شده هامون) است که با کاهش ورودی آب از رودخانه هیرمند به این دریاچه، رسوبات ریزدانه کف دریاچه به صورت گردوغبار باعث کاهش کیفیت هوای منطقه زابل می شود.

روش شناسی: عوامل و عناصر اقلیمی، در توان آبی و نوع خاک نقش داشته ودر ایجاد و توسعه گرد و غبار بسیار موثر می باشند. دیتاهای 13 ایستگاه (کلیماتولوژی و باران سنجی و سینوپتیک)، در دوره33 ساله از سال 1368 تا 1400 استفاده شد و با استفاده از روش تورنث وایت بیلان آبی استان برآورد گردید. دو ایستگاه منجیل و قلعه رودخان با جهت تولید گرد و غبار بعنوان الگو انتخاب شدند. مساحت استان گیلان 5/ 13790 کیلومتر مترمربع می باشد و موقعییت جغرافیایی قلعه رودخان 37°06'N 49°16'E و ارتفاع از سطح دریا m 1677 مساحت آن km28/1052 و منجیل 36°46'N 49°30'E ارتفاع از دریا 263 ومساحت2 km29/1072 است. استان گیلان در شمال ایران با طول جغرافیایی 35/50 تا 32/48 و عرض 27/38 تا 33/36 در شمال با دریای خزر، و در شرق با استان مازندران، از جنوب با استان قزوین و در غرب با آذربایجان و اردبیل همسایه است. یافته ها: مصرف نم خاک در محیط GIS توسط روش کرجینگ در سراسر گیلان درون یابی و نقشه آن ارائه گردید و دو نقطه مورد نظر (منجیل، قلعه رودخان) با حداکثر و حداقل مصرف در نقشه مشخص شد. تغییرات مصرف نم خاک، مهمترین آیکون تاثیرگذار در تولید گرد و غبار می باشد.نتیجه گیری: درمناطق اقلیمی خشک تر – منجیل- مصرف نم خاک افزایش می یابد و شرایط برای جداشدگی ذرات خاک بیشتر فراهم می گردد. با وجود وزش باد در اکثر مواقع از سال در منجیل، موجب تولید گرد و غبار شده و در فصل گرم تشدید می گردد.

هدف این پژوهش بررسی ارتباط بین رخداد طوفان های گرد و غبار با شاخص نوسان اطلس شمالی (NAO) در ایستگاه های منتخب غرب و جنوب غرب ایران (آبادان، بستان، ایلام، دهلران، کرمانشاه و سرپل ذهاب) است. برای این منظور، از کدهای سینوپ روزهای توأم با طوفان گرد و غبار، دید افقی کمتر از ۱ کیلومتر، داده های مربوط به مقادیر شاخص (NAO) طی دوره آماری ۲۰۲۲-۱۹۸۷ و داده های ماهواره ای شامل شاخص عمق نوری هواویز (AOD) حاصل از تولیدات سنجنده های دوره های ۲۰۱۷-۲۰۰۰ MISR و ۲۰۲۲-۲۰۰۲ MODIS استفاده شد. نتایج ضرایب همبستگی نشان داد که ارتباط نسبتاً قوی و معکوس بین شاخص NAO در فاز منفی و ارتباط مستقیم ضعیف در فاز مثبت با گرد و غبار وجود دارد و بین ۵۱ تا ۷۰ درصد رخدادهای گرد و غبار با فاز مثبت هم زمان بوده است. نمودار تغییرات سری زمانی شاخص ها در دو فاز منفی و مثبت نشان داد از سمت غرب به سمت جنوب غرب مقدار شاخص AOD افزایش یافته که این افزایش در ایستگاه آبادان مشهود است. مطابق با شاخص حاصل از تولید سنجنده MISR سال های ۲۰۱۱ و ۲۰۱۵ در فاز مثبت و سال ۲۰۰۸ در فاز منفی اوج فعالیت طوفان گرد و غبار در تمامی ایستگاه ها بوده و کمترین مقدار آن نیز مربوط به ایستگاه های سرپل ذهاب و کرمانشاه به ترتیب در سال های ۲۰۰۲ و ۲۰۰۴ است. مطابق با شاخص دیپ بلو حاصل از سنجنده MODIS در فاز مثبت سال ۲۰۲۲ و در فاز منفی سال ۲۰۰۹ را می توان به عنوان اوج طوفان های گرد و غبار تفکیک کرد.