2-6- منابعگردوغبار. 24

2-6-1- پراکنشمنابعگردوغباردرسطحجهانی.. 24

2-6-2- منابعگردوغباردرغربوجنوبغربایران. 29

2-6-3- نقشهمناطقمستعدفرسایشبادیدرآسیایجنوبغربیومرکزی.. 30

2-7- سیستمهایجویتوفانهایگردوغبار. 33

2-7-1- مشخصاتجویتوفانهایگردوغباردرجنوبغربیآسیا: 34

2-8- لایهمرزیاتمسفریک… 36

2-9- روشهایمطالعهگردوغبار. 38

2-9-1- اندازه­گیریدرمحلزمین-پایه. 38

2-9-2- سنجشازدور  39

2-9-3- مدلسازیگردوغبار  44

2-10- معرفیمدل­هاوسنجنده­هایماهواره­ایمورداستفادهدراینمطالعه. 48

2-10-1- ساختارمدلهایعددیپیشبینیوضعهوا 48

2-10-2- معرفیمدلمیانمقیاسجویWRF. 51

2-10-4- معرفیمدلHYSPLIT  61

2-10-5- معرفیماهواره­هاوسنجنده­هایمورداستفادهدراینمطالعه. 75

2-10-6- اثراتگردوغبار    83

فصلسوم : موادوروش… 91

3-1- منطقهموردمطالعه. 91

3-1-1-کشورهایغربوجنوبغربایران. 91

3-1-2- استانخوزستان  97

3-3- مراحلانجامتحقیق. 100

3-3-1- سنجشازدور  100

3-3-2- مدلسازی   102

فصلچهارم”: نتایجوبحث… 114

4-1- نتایجپیش­بینیمدلHYSPLIT. 114

4-1-1- پیش­بینیباخطسیرمدل  114

4-1-2- پیش­بینیانتشارووضعیتارتفاعیذراتباالگوریتمانتشار. 118

4-2- ارزیابینتایجپیش­بینیمدلHYSPLIT. 124

4-2-1- نتایجآنالیزهمدیدیرویدادگردوغبار 2 تا 7 جولای 2009. 124

4-2-2- نتایجتصاویروداده­هایماهواره­ایرویدادگردوغبار 2 تا 7 جولای 2009. 145

فصلپنجم : نتیجه­گیریوپیشنهادات.. 163

5-1- نتیجه­گیریکلی.. 163

5-2- مقایسهنتایجمطالعهبانتایجدیگرمطالعات.. 166

5-3-پیشنهادها 167

منابعومآخذ. 169

چکیده

مطالعه توزیع زمانی و مکانی بسیار متغیر توفان­های گرد و غبار از طریق مدل­های عددی با مقیاس منطقه­ای و جهانی می­تواند ما را در پیش­بینی این وقایع در مقیاس منطقه­ای و جهانی و همچنین بهبود تصمیم­گیری به موقع در این زمینه کمک کند­. هدف از مطالعه حاضر ارزیابی و پیش­بینی گرد و غبار در استان خوزستان با استفاده از مدل میان مقیاس جوی WRF و مدل حرکت و پراکندگی ذرات HYSPLIT و تصاویر ماهواره­ای بود­. برای این منظور تصاویر ماهواره­ای MODIS و داده­های دید افقی از 2 تا 7 جولای سال 2009 به کار گرفته شد­. بعد از جفت نمودن مدل­های WRF و HYSPLIT، دو بخش از مدل HYSPLIT شامل شبیه­سازی انتشار و شبیه­سازی مسیریابی مورد

یک مطلب دیگر :

فایل رایگان پایان نامه روانشناسی : سازگاری اجتماعی

 استفاده قرار گرفت­. سپس برای ارزیابی مدل HYSPLIT، خروجی­های مدل جوی WRF، شاخص گرد و غبار حرارتی- مادون قرمز(TDI)و محصولات MODIS Deep Blue AOD و OMI AIمورد استفاده قرار گرفتند­. با توجه به مدل HYSPLITاولین توده گرد و غبار به ترتیب 27 و 12 ساعت پس از انتشار از نقطه اول و دوم در سوم جولای 2009 به استان خوزستان رسیده­اند­. گستره توده گرد و غبار به تدریج از 2 تا 5 جولای با حرکت از شمال غرب به جنوب شرق و غرب به شرق عراق به غرب، جنوب غرب و مرکز ایران می­رسند­. پروفیل­های طولی و عرضی مدل HYSPLITنشان می­دهد که ذرات گرد و غبار توانسته­اند تا سطوح بالایی جو (تا تراز 8500 متری از سطح زمین) و توسط رودبادها می­توانند تا دورترین نقطه شرقی ایران و خلیج فارس منتقل شوند­. نقشه پارامترهای جوی نشان داد که افزایش سرعت باد شمال از 2 تا 5 جولای، فاکتوری برای انتشار و انتقال گرد و غبار از حوزه دجله و فرات است­. نتایج الگوریتم TDI و همچنین محصولاتMODIS Deep BlueAOD و OMIAI به طور کلی متناسب بودن مدل HYSPLITرا در پیش­بینی توفان­های گرد و غبار تأیید می­کنند­. نتایج این مطالعه نشان می­دهد ادغام مدل­های عددی(WRFandHYSPLIT)و تصاویر ماهواره­ای گرد و غبارمی­توانند به عنوان یک سیستم مؤثر در ارزیابی و هشدار سریع بحران گرد و غبار استفاده شوند­.

واژگان کلیدی : توفان گرد و غبار،مدلWRF، مدلHYSPLIT، تصاویر ماهواره­ای

1-1- ضرورت و اهمیت بررسی پدیده گرد و غبار

گرد و غبارها که دارای منشأ طبیعی و انسان ساخت هستند علاوه بر اینکه یکی از منابع آلوده کننده هوا می­باشند و سلامت افراد جامعه را به خطر می­اندازند با تأثیر بر تابش حرارتی و خورشیدی توازن تابشی زمین را بر هم زده و باعث تغییر آب و هوا و دمای منطقه شده و نهایتاً حیات موجودات زنده آن منطقه را دستخوش خطر می­سازد­.با توجه به بررسی محققان مختلف در سال­های گذشته، سالانه حدود 500 تا 3000 میلیون تن غبار از رویدادهای گرد و غبار در بخش­های مختلف زمین وارد اتمسفر می­شود(55) براساس بررسی­های انجام گرفته توسط تاناکا و چیبا[1] (2006 ) مقدار کل گرد و غبار ورودی به اتمسفر 1817 میلیون تن در سال می­باشد (57) که بیشترین مقدار از قاره افریقا وارد اتمسفر می­شود­ و حدود 8/11 درصد این گرد و غبار در منطقه آسیای جنوب غربی شکل گرفته و منتشر می­گردد­. محققان دیگری مثل زندر[2](2003)، جینوکس[3] و همکاران(2004) نیز با استفاده از مدل­هایی با مقیاس جهانی میزان گرد و غبار منتشر شده در این منطقه را در حدود 28% و 24% پیش­بینی نموده­اند که نشان دهنده سهم عمده این منطقه در بودجه گرد و غبار جهانی می­باشد(36، 34) به عبارت دیگر جدا از لزوم بررسی رویدادهای گرد و غبار در منطقه آسیای جنوب غربی و تأثیر آن بر محیط زیست کشورهای منطقه و ایران به دلیل نقش عمده این منابع در تولید گرد و غبار جهانی و اثرات آن بر کرهزمین و پدیده­هایی نظیر اقلیم و بر هم خوردن توازن تابشی اهمیت بررسی این پدیده در این منطقه به شدت افزایش می­یابد­.

آلودگی ناشی از گرد و غبار در هوای بسیاری از مناطق کشور به خصوص در مناطق جنوب شرقی، غربی و جنوبی مطرح است اما در سال­های اخیر به ویژه از تابستان 1388 با وقایع متعدد و عظیم که به پایتخت و شهرهای مرکزی نیز رسید و تعطیلی ادارات و مدارس و ضررهای اقتصادی و کشاورزی و کاهش کیفیت زندگی را به دنبال داشت، الگوی گرد و غبارهای کشور وارد عرصه جدیدی شد­. رویدادهای گرد و غبار مهیبی که بخش­های عمده­ای از ایران را تحت تأثیر قرار می­دهند اغلب دارای مقیاس منطقه­ای می­باشند و منابع به وجود آورنده این رویدادها اغلب در خارج از ایران و در کشورهای همسایه غربی و جنوب غربی ایران وجود دارند­. از این­رو برای بررسی این رویدادها لازم است از ابزارها، داده­ها وروش­هایی که قابلیت مطالعه ابعاد مختلف این رویدادها را در مقیاس بزرگ (منطقه­ای)، دارند استفاده شود­.

امروزه شبیه­سازی عددی به عنوان یکی از مناسب­ترین ابزار افزایش آگاهی نسبت به پدیده­های گرد و غبار شناخته می­شود و در بسیاری از پژوهشکده­ها، سازمان­های اجرایی مانند هواشناسی­ها به خصوص هواشناسی کشاورزی و هواشناسی فرودگاه­ها مورد استفاده محققین و بهره­برداران قرار گرفته و می­تواند برای پیش بینی زمان، شدت و ابعاد مختلف رویدادهای گرد و غبار به صورت کوچک مقیاس و بزرگ مقیاس مورد استفاده قرار گیرد­. البته استفاده از این گونه مدل­ها محدودیت­هایی نیز دارد و در این مطالعه سعی می­گردد با توجه به هدف مطالعه که بررسی پیش­بینی گرد و غبار است مدل مناسب انتخاب و قابلیت آن برای شبیه­سازی رویدادهای گرد و غبار در مقیاس منطقه­ای برای محدوده آسیای جنوب غربی بررسی گردد، و از آن جا که سازمان هواشناسی کل کشور در پی دستیابی به ساز و کاری جهت پیش­بینی گرد و غبار برای اطلاع رسانی به سازمان­هاو نهادهای مختلف مانند هواشناسی فرودگاه­ها، بهداشت و درمان، هواشناسی کشاورزی، راه و ترابری و غیره این موضوع را در سال­های اخیر در صدر اولویت­های پژوهشی خود قرار داده است،لذا این تحقیق در زمینه پیش­بینی گرد و غبار با قابلیت پاسخ سریع[4]به جامعه علمی و اجرایی کشور به منظور مدیریت این پدیده و اتخاذ تصمیم به موقع ارائه می­گردد­. با فرض کارایی مدل­هایWRF و HYSPLIT در پیش­بینی و مسیریابی توفان­های گرد و غبار، اهداف تحقیق به صورت زیر انتخاب شدند­.

1-2- اهداف تحقیق

• مدلسازی عددی انتقال، مسیریابی و پیش­بینی توفان گرد و غبار از طریق همبسته نمودن یک مدل میان مقیاس جوی با یک مدل انتقال ذرات
• ارزیابینتایج مدلسازی انجام شده با استفاده از تصاویر و داده­هایماهواره­ای و الگوریتم­های سنجش از دور