مدل‌سازي مكاني ـ زماني وقوع طوفان‌هاي گرد‌وغبار در استان خوزستان

Spatio-Temporal Modeling of Dust Storm Events in Khuzestan Province

در سال‌هاي اخير وقوع طوفان‌هاي گرد‌وغبار به بحران جدي منطقه‌اي تبديل شده است. استان خوزستان، از مناطقي است كه تحت تاثير اين پديده قرار دارد. پارامترهاي اقليمي و پوشش گياهي در وقوع اين طوفان‌ها نقش مهمي دارند. در اين تحقيق، تغييرات زماني و مكاني پارامترهاي اقليمي و پوشش گياهي و ارتباط آن‌ها با پديد‌آمدن طوفان‌هاي گردوغبار بررسي شد. بدين منظور، داده‌هاي اقليمي (سرعت باد، دما، بارندگي، درصد رطوبت نسبي)، و فراواني وقوع ريزگردها از سال 2000 تا 2008 ارزيابي شد. با استفاده از تصاوير موديس، شاخص NDVI براي هر ماه طول اين دوره استخراج و سپس واسطه‌يابي داده‌ها با روش كريجينگ انجام شد. بعد از انجام پيش‌پردازش، داده‌ها به ماتريس‌هاي 18 19 تبديل شدند. مدل رگرسيون خطي‌اي چندمتغيره (از لحاظ پارامتر) بين پارامترهاي اقليمي و پوشش گياهي (متغيرهاي مستقل) و فراواني طوفان‌هاي گرد و غبار براي هر پيكسل (المان ماتريس) تخمين زده شد. براساس مدل‌هاي به‌دست آمده، بين مقادير واقعي و پيش‌بيني‌شده در تمام ماه‌ها به جز خرداد، انطباق (0/96 درصد) وجود دارد. تفسير نقشه‌هاي خاك، كاربري اراضي، و نوع پوشش گياهي، از وجود خاك‌هاي شور و قليا با قابليت انتشار زياد به هوا در مناطق جنوبي استان نشان دارد كه باعث ايجاد بالاترين پتانسيل وقوع گرد و غبار با منشا داخلي در اين مناطق شده است. نتايج تست اعتبارسنجي براي همه انواع خاك، نشان داد كه بيشترين دقت، به خاك‌هاي شور و قليا و كمترين دقت، به خاك‌هاي باتلاقي شور و تپه‌هاي شني ربط دارد. بنابراين، تخريب پوشش گياهي به‌طور موثري فراواني طوفان‌هاي گردوغبار با منشا داخلي را در استان خوزستان تحت‌تاثير قرار داده است و خاك‌هاي شور و قليا بيشتر از ساير خاك‌ها مستعد رهاسازي ذرات غبار به جو هستند.

During recent years, dust storms are becoming very dangerous crisis with regional dimensions. Khuzestan province is one of these areas which is affected by this phenomenon. Meteorological and vegetation parameters play important roles in causing dust storms. In this paper, the relationship between spatial-temporal changes of these parameters and dust storm frequency (DSF) has been modeled. For this purpose, climatic data (wind speed, temperature, precipitation and humidity) and DSF were evaluated since 2000 to 2008. During these years, NDVI was extracted monthly by using MODIS images and then interpolating of climatic data was done by Kriging method. After preprocessing, data were pixeled to 18*19 matrix elements. A multivariate linear regression model (in terms of parameter) was estimated between climatic and vegetation parameters (independent variables) and DSF for each pixel (matrix element). Base on the models, except for month June, the accordance between predicted temporal values and actual values of dust events were too strong (Corr=96%). Soil, land use and vegetation land cover maps showed the high rate of potential of soil dispersion in south of Khuzestan which produced the most sources of domestic dust storms in this region. The accuracy of model was evaluated for 10 classes of soil, separately. The highest and lowest accuracies were for salty and marshes and sandy land, respectively. So, destruction of vegetation cover effectively cause increasing domestic source dust storms in Khuzestan and saline and alkaline soils intensify the emission of dust in the atmosphere.