بررسي منشأ و نحوه گسترش مكاني غلظت هاي بالاي گردوغبار و تحليل همديدي آن در حوزه گاوخوني

پيشينه و هدف در سال‌هاي اخير، بحران ناشي از ورود گرد وغبارها در مناطق جنوب شرقي كشور يكي از ملموس‌ترين حوادث طبيعي-انساني مؤثر بر زندگي روزمره شهروندان و همچنين اقتصاد اين منطقه بوده است. افزايش دسترسي به منابع مختلف پردازش داده، موجب گسترش مدل سازي گردوغبار در سطوح مختلف ازجمله سطوح محلي، منطقه‌اي و جهاني شده است و باعث درك سازوكار سيستم هاي پيچيده طبيعي مي‌شود. مدل‌سازي پديده گردوغبار، به شناسايي عوامل اصلي ايجاد آن در يك منطقه و ميزان اهميت هر عامل كمك بسزايي مي‌كند. يكي از اين مدل‌ها كه براي تشخيص غلظت و شدت گردوغبار موجود در جو و نمايش محدوده داراي اين پديده و تعيين منشأ آن استفاده مي‌شود مدل گردوغبار (NMMB/BSC) است. هدف اين مقاله نيز شناسايي و پايش گردوغبار مؤثر و متأثر از حوزه تالاب گاوخوني از دو روش تفسير بصري و رهگيري در تصاوير ماهواره‌اي با استفاده از مدل مذكور است. شناسايي مناطق مستعد وقوع پديده گردوغبار با اين مدل و بررسي همديدي آن مي‌تواند گامي در جهت مديريت اين پديده در منطقه باشد. مواد و روش ها جهت تعيين مناطق مستعد وقوع غلظت‌هاي بالاي گردوغبار در منطقه ابتدا در دوره زماني سال هاي 2014-2016 طوفان‌هاي فراگير در منطقه به ‌صورت ماهانه براساس پارامتر عمق نوري ذرات معلق در هوا (AOD) تعيين گرديد و سپس توسط پارامتر ميدان ديد حداقل و تداوم وقايع گردوغبار حاصل از اطلاعات ايستگاه هاي سينوپتيك سازمان هواشناسي، روزهاي با كمترين ميدان ديد و بيشترين تداوم در بازه ماه هاي تعيين‌شده (ماه هاي با بيشترين غلظت AOD) انتخاب گرديد عمق نوري ذرات معلق در هوا با استفاده از حسگر موديس و الگوريتم ديپ بلو محاسبه گرديد. به ‌منظور تعيين شناسايي مناطق با بيشترين استعداد وقوع گردوغبار در حوزه آبخيز گاوخوني از مدل MMB/BSCDust استفاده گرديد. با استفاده از اين مدل مسيرهاي انتقال غلظت‌هاي گردوغبار تا 72 ساعت بعد از وقوع به ‌صورت بازه‌هاي سه‌ ساعته رصد گرديد. براين اساس درگام بعدي از بين 25 نقشه خروجي مدل براي هر مقطع زماني، يك نقشه با بيشترين غلظت گردوغبار به وقوع پيوسته در حوزه مشخص گرديد. سپس با نقشه‌هاي همديدي و تصاوير طوفان‌هاي گردوغبار سنجنده موديس حاصل از پايگاه وردويو (worldview) مقايسه گرديد. تا ارتباط اين پارامترها بر غلظت‌هاي بالاي گردوغبار به وقوع پيوسته آزموده شود. در مطالعات همديدي، هدف تبيين روابط كليدي ميان جو و محيط است. به‌منظور تعين الگوهاي جوي حاكم بر حوزه در تاريخ‌هاي موردبررسي، محدوده جغرافيايي 20 تا 50 درجه شمالي و 40 تا 65 درجه شرقي براي دريافت داده‌هاي رقومي تعيين شد. در ادامه داده‌هاي ساعتي رقومي بادهاي منطقه‌اي ترازهاي مختلف جوي 100،500،700 و 850 هكتوپاسكال براي روزهاي با بالاترين غلظت گردوغبار از مركز ملي پيش‌بيني محيطي آمريكا/ مركز ملي پژوهش هاي جوي (NCEP/NCAR) دريافت گرديد و نقشه‌هاي به ‌دست‌آمده با هركدام از الگوهاي غلظت گردوغبار مورد مقايسه و تحليل قرار گرفت. نتايج و بحث تصوير منتخب از بازه 72 ساعته در تاريخ 6.4/2014 نشان از متأثرشدن حوزه از مناطق جنوب غربي كشور و به‌خصوص كانون هاي گردوغبار خوزستان و عراق است كه در طي حركت به سمت مناطق مركزي كشور به‌تدريج حوزه را متأثر مي سازد. تصاوير سنجنده موديس نيز وجود اين توده گردوغبار برروي نواحي جنوب غربي كشور در اين تاريخ و متأثر كردن حوزه را به اثبات رساند. تصوير متعلق به تاريخ 4.25/2015 وجود يك توده متراكم گردوغبار در نواحي جنوب غرب كشور و متأثر شدن حوزه گاوخوني از اين توده را به اثبات رساند. در اين تاريخ بخش هايي از حوزه ازجمله بخش شرقي تالاب گاوخوني و مركز حوزه خود چشمه كوچك توليد گردوغبار بوده اند. واقعه گردوغبار رخ‌ داده در تاريخ 10.1/2016 نشان از متأثر شدن حوزه از چشمه هاي گردوغبار در كوير مركزي دارد به‌طوري‌كه با حركت توده‌هاي متراكم گردوغبار از سمت كوير مركزي و كوير سياه شاهد تحت تأثير قرار گرفتن حوزه بوده‌ايم. و نواحي مركزي حوزه خود به‌صورت چشمه گردوغبار عمل كرده و در تشديد غلظت گردوغبار نقش داشت. به‌منظور بررسي ميزان انطباق غلظت هاي گردوغبار با وضعيت بادهاي منطقه از ميان 25 تصوير در بازه 72 ساعت يك تصوير با بيشترين غلظت گردوغبار در منطقه انتخاب گرديد و با وضعيت بادهاي منطقه در فشارهاي مختلف 100، 500، 700 و 850 پاسكال موردبررسي قرار گرفت. همان‌طوري كه در تحليل همديدي گردوغبار مشاهده گرديد به دليل قرارگيري يك‌كم فشار در مركز ايران با توجه به چرخش سيكلوني (پادساعتگرد در نيمكره شمالي) در سمت شمالي و جنوبي به ترتيب باد شرقي و باد غربي تسلط يافته است. تسلط باد غربي با حركت مداري در وقايع گردوغباري رخ‌داده حوزه در بيشتر تاريخ‌هاي شناسايي‌شده به اثبات رسيده است. در آخرين واقعه در سال 2016 شاهد گسترش يك مركز پرفشار برروي كشور و تغيير اين جريان و غالبيت باد شرقي در ترازهاي بالايي جو بوديم. بررسي وضعيت بادهاي رخ‌داده در تاريخ 3.13/2014 در ساعت 0 تا 06 به‌وقت گرينويچ نشان‌دهنده تشكيل مراكز با سرعت‌هاي بالاتر از 12 متر بر ثانيه در محدوده شكل‌گيري كانون‌هاي گردوغبار است. جهت وزش بادها از غرب به شرق است و گردوغبار عبوري از حوزه از نواحي غربي كشور ازجمله كانون‌هاي گردوغبار استان خوزستان و عراق منشأ گرفته است. در اين واقعه شاهد حاكميت مراكز كم‌فشار ناپايدار بر روي سطح حوزه بوده‌ايم كه خود مي‌تواند يكي از عوامل اساسي در تشديد پديده گردوغبار بر روي سطح حوزه باشد. بررسي بادهاي امگا (بادهاي عمودي در سطح زمين) نشان از شكل گيري يك مركز صعود هوا بر روي محدوده شكل‌گيري هسته پرسرعت باد و كانون‌هاي گردوغبار دارد. دومين واقعه موردبررسي در تاريخ 2.2/2015 در ساعت 3 به ‌وقت گرينويچ به وقوع پيوسته است. بررسي نقشه هاي جهت باد نشانگر شكل‌گيري مراكز با سرعت بالاتر از 25 متر بر ثانيه با جهت غرب به شرق بر روي سطح مناطق غربي كشور و حوزه گاوخوني بوده ايم كه اين وضعيت باعث تشديد توليد گردوغبار در كانون هاي حساس منطقه ازجمله خوزستان و حركت آن به سمت حوزه گاوخوني و متأثر كردن حوزه است. بررسي وضعيت باد تا ترازهاي بالايي جو نيز نشان از ثابت بودن رژيم باد در عين افزايش سرعت آن در تمامي ترازهاي جو داشت. بررسي نقشه‌هاي بادهاي امگا (بادهاي عمودي در سطح زمين) و فشار سطح دريا نشان از شكل‌گيري يك مركز صعود هوا (كم‌فشار) و ناپايدار بر روي منطقه درنتيجه كمك به تشديد وضعيت گردوغبار منطقه دارد. بررسي واقعه گردوغبار رخ‌داده در تاريخ 10.1/2016 در ساعت 18 به‌وقت گرينويچ نشان از شكل‌گيري هسته‌هاي با سرعت‌بالاي باد بالاتر از 17 متر بر ثانيه در مناطق شرقي كشور داشت كه در تراز 850 هكتو پاسكال داراي جهت شرقيغربي است شكل‌گيري اين هسته‌هاي پرسرعت و وزش بادها از سمت شرق به حوزه سبب متأثر شدن حوزه گاوخوني از گردوغبار توليدشده از كوير مركزي و كوير سياه شده است. بادهاي عمودي نيز نشان‌دهنده تقابل جريان صعودي و نزولي در يك راستا و حركت از سمت پرفشار (شرق) به سمت كم‌فشار (غرب) و شكل‌گيري جريان شرقي غربي دارد. نتيجه گيري نتايج اين تحقيق نشان داد كه منشأ وقوع گردوغبار در حوزه گاوخوني كانون‌هاي توليد گردوغبار خوزستان و عراق، كوير مركزي و بخش‌هاي كوچكي از مركز حوزه و اطراف تالاب گاوخوني است. علاوه بر اين بررسي همديدي مناطق مستعد گردوغبار نشان داد كه در تاريخ‌هاي وقوع گردوغبار مناطق كم فشار و هسته‌هاي با سرعت‌هاي بالاي باد (غالباً با سرعت‌بالاي 12 متر بر ثانيه) در ترازهاي مختلف جو بر روي منطقه تشكيل‌شده است كه با جهت بادها و به حركت درآمدن توده‌هاي متراكم گردوغبار به سمت حوزه و درنتيجه وقوع طوفان گردوغبار همراه است.