پديد آورندگان :
روحاني، نيما دانشگاه قم - گروه مهندسي عمران، قم , رجايي، طاهر دانشگاه قم - گروه مهندسي عمران، قم , مجردي، برات دانشگاه علم و صنعت - دانشكده مهندسي عمران، تهران , جباري، احسان دانشگاه قم - گروه مهندسي عمران، قم , حيدري بني، مهران اداره كل هواشناسي استان قم، قم , شفيعي دارابي، احمد اداره كل حفاظت محيط زيست استان قم، قم
كليدواژه :
انتشار , گردوغبار , كاربري اراضي , HYSPLIT , استان قم
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: امروزه پديده گردوغبار يكي از بزرگ‌ترين مشكلات زيست‌محيطي در جهان است و هر ساله خسارات بزرگي به بخش‌هاي مختلف از جمله صنعت، حمل‌ونقل، كشاورزي، گردشگري و بهداشت وارد مي‌كند. طوفان گردوغبار كه معمولاً در مناطق خشك و نيمه‌خشك مانند مناطق مركزي و جنوبي ايران رخ مي‌دهد، ذرات معلق بسياري را باخود حمل مي‌كند و فعاليت‌هاي روزانه انسان و ديد افقي را كاهش مي‌دهد. طبق اعلام سازمان هواشناسي جهاني، هنگامي كه سرعت باد از پانزده متر در ثانيه فراتر رود و مقدار زيادي گردوغبار وارد جو شود تا ديد افقي به كم‌تر از 1000 متر برسد، طوفان گردوغبار گزارش مي‌شود. گردوغبار ناشي از عوامل طبيعي و هم عوامل انساني است كه جزء انساني آن عمدتاً پاسخي به تغيير در پوشش خاك و كاربري اراضي است. يكي از اهداف پژوهش حاضر، بررسي موقعيت وقوع و منشا گردوغبار (مبدا و مقصد گردوغبار) و جريان‌ها/مسيرهاي حركت طوفان‌هاي گردوغبار است.
مواد و روش‌ها: در اين مطالعه داده‌هاي هواشناسي شامل دما، رطوبت نسبي، بارندگي، تبخير، سرعت باد و تعداد روزهاي گردوغبار مربوط به سه ايستگاه هواشناسي استان قم از سازمان هواشناسي اخذ شد و مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت. هم‌چنين در اين مطالعه، براي تعيين منشاهاي بالقوه گردوغبار از روش‌هاي طبقه‌بندي حداكثر احتمال و حداقل فاصله در تصاوير ماهواره لندست استفاده گرديد تا كاربري اراضي و جنس خاك مناطق مختلف مشخص گردد. اين فرآيند با استفاده از تصاوير سري زماني ماهواره لندست استان قم طي 30 سال از 1989 تا 2019 با فواصل زماني 5 ساله و پايش تغييرات اين دوره در 11 كلاس مختلف انجام گرفت. در مرحله بعد، با توجه به داده‌هاي ثبت شده گردوغبار (ديد افقي) در ايستگاه هواشناسي شكوهيه/قم كه وقوع طوفان گردوغبار مطابق با تعريف سازمان هواشناسي جهاني را نشان مي‌داد، مدل‌سازي پسگرد مسيرهاي هوايي با استفاده از مدل هواشناسي HYSPLIT انجام پذيرفت. مسيرهاي پسگرد، اگر نزديك به سطح زمين باشد و منطقه به‌صورت بالقوه قادر به توليد و انتشار گردوغبار از سطح به هوا باشد، مي‌تواند منشا پديده گردوغبار در نظر گرفته شود.
يافته‌ها: نتايج نشان داد كه 30 منطقه با خاك و پوشش متفاوت به‌عنوان منبع گردوغبار وجود دارد كه شامل 20 لكه زمين باير، 5 لكه زمين نمكي و 5 لكه زمين شني يا ماسه‌اي بود. منابع عمده طوفان هاي گردوغباري مطالعه شده استان در اين تحقيق، در نيمه شرقي استان، در مجاورت درياچه نمك و دشت لوت واقع شده است. در قسمت آخر، داده‌هاي هواشناسي كه مستقيماً وقوع طوفان‌هاي گردوغبار را گزارش مي‌دهند، مورد تجزيه و تحليل قرار گرفتند. سپس براساس داده‌هاي ثبت شده و اعمال برخي از شرايط محدود كننده، تاريخ‌هاي موردنظر انتخاب شد، كه طوفان گردوغبار تعريف شده توسط سازمان جهاني هواشناسي مي‌باشد. كدهاي w=06 و w=07 مربوط به پديده گردوغبار هستند و در اين مطالعه از هر دو استفاده گرديد. نگاه توام به پوشش خاك و كاربري اراضي منطقه مورد مطالعه و نيز بررسي رخدادهاي گردوغبار اتفاق افتاده از جمله نوآوري هاي اين پژوهش به حساب مي آيد.
نتيجه‌گيري: نتايج مدل HYSPLIT نشان مي‌دهد كه عمده منشاهاي رخدادهاي گردوغباري مطالعه شده در اين پژوهش از مناطق شرقي هم‌جوار مانند سمنان است. اين طوفان‌ها در نهايت به‌عنوان يك رويداد گردوغبار داخلي در نظر گرفته مي‌شوند. برخي از رخدادهاي طوفان گردوغبار در تاريخ‌هاي مورد مطالعه، گردوغبار خارجي بوده‌اند. اين رويدادها عمدتاَ از منشاهاي خارجي هستند و از كشورهاي غربي و جنوب غربي ايران مانند عراق، عربستان سعودي و شايد سوريه وارد شده و به عنوان گردوغبار خارجي محسوب مي‌شوند و عموماً به عنوان طوفان‌هاي شديد گردوغبار تلقي مي‌گردند.
چكيده لاتين :
Background and Objectives: Nowadays the dust phenomenon is one of the biggest environmental problems in the world, causing major damage to sectors such as industry, transportation, agriculture, tourism and human health each year. The dust storm, which commonly occurs in arid and semi-arid regions such as the central and southern parts of Iran, carries a large amount of dust and reduces daily human activities and horizontal visibility. According to the World Meteorological Organization (WMO), when the wind speed exceeds 15 meters per second and a large amount of dust enters the atmosphere so that the horizontal visibility reaches less than 1000 meters, dust storms are reported. The creation of dust is caused by natural and man-made factors, the human component of which is mainly a response to changes in soil cover and land use. One of the objectives of the present study is to monitor the location and source of dust (origin and destination of dust) and the movement of dust storms and streams/trajectories containing dust
Materials & Methods: In this study, meteorological data including temperature, relative humidity, rainfall, evaporation, wind speed and number of dusty days from 3 meteorological stations of Qom province were obtained from Meteorological Organization and analyzed. Also in this study, to determine the potential dust sources by the maximum likelihood and minimum distances classification methods was done to determine the land use and soil type of different areas with Landsat images. This process was completed using time series images of Qom province in 30 years, from 1989 to 2019 with 5-year steps and monitoring the changes of this period with in 11 different classes. Next, according to the recorded dust data (horizontal visibility) at Shokouhieh/Qom Meteorological Station showing the occurrence of dust storms as defined by the World Meteorological Organization, backward tracking of air trajectories using the HYSPLIT meteorological model. The backward trajectory, if it is close to the surface of the earth and the area potentially capable of spreading dust from the surface into the air, can be considered as the source of the dust phenomenon.
Results: The results identified 30 areas with different soils and cover as the source of dust. There were 20 spots of bare land, 5 spots of salt land and 5 spots of sandy land. The main sources of dust storms studied in this province are located in the eastern half of the province adjacent to the Namak Lake and the Dasht-e Lut. In the final part of the present study, meteorological data that directly report the occurrence of dust storms were first analyzed. Then, based on the recorded data and some restrictive conditions, the target dates that the dust storm defined by the World Meteorological Organization at that time were selected. Codes w=06 and w=07 are related to the dust phenomenon, and both codes are used in this study. One of the innovations of this research is the combined view of soil cover and land use in the study area and also the investigation of dust events.
Conclusions: The results of HYSPLIT model show that the main sources of dust events studied in this study are from neighboring eastern regions such as Semnan. These storms are ultimately considered as a domestic dust event. About 15 percent of the total dust storm events in the studied dates are likely to have been foreign dust. These events are mainly of foreign source and have been imported from western and southwestern Iran countries such as Iraq, Saudi Arabia and perhaps Syria and are modeled as foreign dust and generally considered as sever dust storms.
