تحليل فضايي طوفان‌هاي گردوغباري در ايران براساس ويژگي‌هاي آب‌و‌هوايي و پوشش گياهي

Spatial Analysis of Dust Storms in Iran based on Climatic and Vegetation Characteristics

طوفان ­هاي گرد‌و‌غباري جزء مخاطرات اقليمي هستند و براثر به ­هم­ خوردن تعادل‌هاي گستردۀ اكولوژيكي رخ مي­ دهند. موقعيّت جغرافيايي ايران در جنوب غرب آسيا و در كمربند اقليمي خشك و نيمه‌خشك جهان شرايط مناسبي را براي رخداد اين مخاطره فراهم آورده است. با هدف شناسايي و تحليل فضايي طوفان‌هاي گرد‌و‌غبار در ايران، داده‌هاي باز تحليلي NCEP/DOE، ERA و داده‌هاي زميني 52 ايستگاه سينوپتيك طي دورة 36 ساله (1980 تا 2016) انتخاب شدند. شارهاي گرمايي و ذخيرة انرژي سطحي با استفاده از مدل تابشي – همرفتي يك‌بعدي محاسبه شد. هشت متغيّر محيطي با بررسي ارتباط بين عوامل محيطي و رخداد گرد‌و‌غبار با استفاده از روش همبستگي پيرسون، براي تحليل‌هاي فضايي چشمه‌هاي گرد‌و‌غبار در ايران انتخاب شد. مكان‌يابي چشمه‌هاي گرد‌و‌غبار با تلفيق روش تحليل سلسله‌مراتبي و روش هم­ پوشاني شاخص‌ها انجام و نقشه‌هاي به­ دست­ آمده با نقشه‌هاي كاربري زمين و شاخص تفاضل گياهي نرمال­شده مطابقت داده شدند. نتايج نشان داد كه ذخيرۀ انرژي سطح زمين پيش از وقوع طوفان گرد‌و‌غبار، به­ دليل افزايش دماي سطحي و خشكي هوا، بالا بوده و انرژي آزادشده از راه ناپايداري‌هاي سطحي موجب شكل‌گيري بادهاي شديدي در مناطق طوفاني مي‌شود. پس از شكل­ گيري بادهاي شديد و تخلية انرژي، ميزان ذخيرۀ انرژي سطحي در روز وقوع طوفان به‌شدّت (به‌طور متوسّط تا 142 وات بر متر مربع) كاهش مي‌يابد. بخش‌هاي جنوب و جنوب شرقي (استان‌هاي سيستان و بلوچستان، هرمزگان و بخش‌هاي جنوبي استان فارس)، شرقي (بخش شرقي استان‌هاي خراسان رضوي و يزد) و نواحي مركزي ايران، پتانسيل بالايي براي تبديل به چشمه‌هاي گرد‌و‌غبار دارند. طي سال‌هاي اخير با افزايش تغييرات شاخص تفاضل گياهي نرمال‌شده و تشديد فرسايش خاك، پتانسيل نواحي مستعدّ منشأ گرد‌و‌غبار در بخش‌هاي جنوبي، جنوب شرقي و جنوب غربي ايران افزايش يافته و اطراف درياچة اروميه در شمال غرب ايران و شرق درياي خزر نيز طي سال‌هاي اخير با تغييرات شديد در شاخص پيش‌گفته به نواحي مستعد منشأ گرد‌و‌غبار تبديل شده‌اند.

Dust storms are one of the harmful climatic hazards that occur as a result of extensive ecological imbalances. Geographical location of Iran, i.e., the arid and semi-arid belt of the world, provides proper conditions for the occurrence of dust storm hazards. The present study aims to identify and spatially analyze the sources of Iran dust storms by using the National Centers for Environmental Prediction (NCEP/DOE); European Centre for Medium-Range Weather Forecasts operational (ECMWF) ERA-Interim reanalysis datasets and the records of 52 synoptic stations from 1984 to 2016. Since Dust storms occur in areas with disrupted ecological balance One-dimensional radiative-convective model (RCM) implemented to calculate the heat fluxes and heat balance at the ground. Finally, eight environmental parameters have been selected to identify dust sources in Iran. Combining the Analytic Hierarchy Process (AHP) and Index-Overlay (IO) method, the dust sources were detected and evaluated through the land-use maps and the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). The results indicated that before dust storm, the stored energy of the surface is high due to the increase in surface temperature and dry air. Therefore, the released energy through the surface instability forms severe winds in the stormy areas. After energy discharge, the amount of stored energy at the surface decreases drastically on the dusty day. In recent years, due to higher NDVI variations and exacerbation of soil erosion, higher potential dust sources have been found in the southern, southeastern and southwestern parts of Iran. In addition, considering the fundamental changes in NDVI, around the Lake Urmia in the northwest of Iran and eastern Caspian Sea, these areas also have more potential dust sources