شبیه‌سازی عددی طوفان ماسه و گرد و غبار شدید شرق ایران با استفاده از مدل WRF_Chem (مطالعه موردی: 14 و 15خرداد1391)

Document Type: Research Paper

Authors

1 دانشجو

2 هیات علمی

3 استادیار پژوهشکده هواشناسی

4 استادیار پردیس دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی

Abstract

قرار گرفتن کشور ایران در کمربند بیابانی سبب افزایش رخدادهای طوفان‌های ماسه و ریزگرد، به‌ویژه در نواحی جنوب شرقی آن شده و تأثیرات نامطلوبی بر محیط‌زیست دربرداشته است. مدیریت کارآمد این رویدادهای مخرب به شناخت ویژگی‌ها و میزان گستردگی آن‌ها نیاز دارد. یکی از روش‌های شناخت پدیده ریزگرد شبیه‌سازی و پیش‌بینی آن است. در این پژوهش با استفاده از مدل جفت شده پیش‌بینی عددی وضع هوا به همراه شیمی (WRF_Chem) و طرح‌واره GOCART طوفان ماسه و ریزگرد شدید منطقه سیستان برای تاریخ 3 و 4 ژوئن سال 2012 میلادی شبیه‌سازی شد.، داده‌های مربوط به گردوغبار از سازمان محیط‌زیست و هواشناسی اخذ، مدل DREAM و HYSPLIT اجرا و تصاویر ماهواره‌ای مربوط به این رخداد از سنجنده MODIS دریافت و به‌صورت رنگ حقیقی توسط نرم‌افزار ERDAS IMAGIN نمایش داده شد، تا با شناسایی منبع، الگوی ایجاد طوفان ماسه و ریزگرد، شناسایی مسیر حرکت ذرات و پیش‌بینی این رخداد اقدامات و هشدارهای لازم جهت کاهش اثرات آن انجام داد. نتایج مدل و تصاویر ماهواره‌ای نشان داد که منطقه سیستان به‌ویژه بستر خشک تالاب هامون واقع در شرق ایران، چشمه اصلی طوفان ماسه و ریزگرد بوده است. همچنین بر اساس خروجی مدل جریانات باد در جهت شمالی-جنوبی بر روی ایران وزش داشته که با همگرا شدن این جریانات در قسمت‌های شرق ایران سبب ایجاد بادهای شدید در ترازهای زیرین جو، بر خواستن و افزایش غلظت ریزگرد، افزایش بار ریزگرد ستون جو و انتقال آن به نواحی جنوبی بخصوص دریای عمان شده است. نتایج مدل نشان داد که شکل‌گیری طوفان‌های منطقه سیستان با توجه به ایجاد بادهای محلی به‌شدت از ویژگی‌های جغرافیایی محلی متأثر می‌گردد.

 

- Alizadeh Choobari, O., Zawar-Reza, P., & Sturman, A, (2014) “The global distribution of mineral dust and its impacts on the climate system: A review”, Journal of Atmospheric Research, No. 138, pp. 152-165.

- Alizadeh Choobari, O., Zawar-Reza, P., & Sturman, A, (2014) “The “wind of 120 days” and dust storm activity over the Sistan Basin”, Journal of Atmospheric Research, No. 143, pp. 328-341.

- Almazroui, M, (2013) “Climatology and Monitoring of Dust and Sand Storm in the Arabian Peninsula”, Center of Excellence for Climate Change Research (CECCR), King Abdulaziz University, Jadeh, Saudi Arabia.

- Arkian, F., & Rahimian, N, (2014) “Condition of Generation and Propagation of Dust in Southwestern”, Sixteenth Confrence of Iran Geophysics, Iran, 13-15 May 2014, pp. 47-51.

- Baldasano, J.M, (2013) “Mineral dust modeling from meso to global scale”, Barcelona Supercomputing Center (BSC), Portugal, Evora, 1-3 July 2013.

- Draxler, Roland, Stunder, Barbara., Rolph, Glenn., Stein, Ariel. And Taylor, Albion. (2014) “HISPLIT4 USERs GUIDE”, Meteorology, September 2014, Vol.4, p. 196.

- Ebadinezhad, A., & Asanloo, A, (2012), “Wind Effects on Transportation Safety”, Traffic Management Studies, No. 18, pp. 85-100.

- Fayyaz, M, (2005) “Check the source of Sistan sand atorms which using remote sensing data”, Journal of Iran Grassland and Desert, No. 12 (1), pp. 41-62.

- Heidari Mokarrar, H., Sadeghbeigi, N., & Poodinepir. H, (2013) “Crisis evaluation and analysis resulting of dust storms on the Hamoun lake”, Protection of Wetlands and Aquatic Ecosystems Conference, Iran, 9 May 2013, 10 p.

- Iranmanesh, F., Arabkhedri, M., (2005) “Investigation of dust origins and charactaristics of their spreading in Sistans storms”, Iran region, Using Image Processing, Pajouhesh & Sazandegi, No. 67, pp. 25-33.

- Kang, J.Y., Yoon, S.C., Shoo, Y., and Kim, S.W, (2011) “Comparsion of vertical dust flum by implementing three dust emission schemes in WRF/Chem”, Geophysical Research, DO. 9202 (116), pp. 1-18.

- Karimi, M., Yazdani, M.H., & Naderi, A, (2012) “The effect of 120-day winds on the sofety of Sistan region”, Geography and Environmental Planning Journal, No. 2 (50), pp. 111-128.

- Kok, J.F., Parteli, E.J.R., Michaels, T.I., & Bou Karam, D, (2012) “The physics of wind-blown sand and dust”, Journal of Rep. Prog. Phys, DO. 75-106901, 119 p.

- Liu, Z., Liu, Q., and Lin, H.C, (2011) “Assimilating MODIS aerosol optical depth using WRF/Chem and GIS: Application to a Chinese dust storm”, WRF User Workshop, USA, Boulder, 20-24 June 2011, pp. 1-11.

- Mofidi, A., Hamidianpoor, M., Salighe, M., & Alijani, B, (2013) “Determining the start, end and duration Sistan wind with using the method of estimating the change”, Journal of Geography and Natural Hazards, No. 8, pp. 87-112.

- Morain, S.A. and Budge, A.M. (2008) “Verification and Validation of Desert Dust Forecast and Their Impact on Research Health Applications in the Southwestern United States”, The International of the Photogrammetry, Remote Semsing and Spatial Information Science, Beijing, 37 Vols., pp      .1355-1360.

  - Nikfal, A.H, (2014) “Simulation of the density of PM10 particulates by the cupled WRF_Chem modeling system over the region of Iran”, Sixteenth Conference of Iran Geophysics, Iran, 13-15 May 2014, pp. 77-81.

- Peckham, S.E., Grell, G.A., Mckeen, S.A., Ahmadov, R et al., (2014) “WRF_Chem Version 3.6 Users Guide”, NCAR/UCAR, 75 p.

- Rashki, A., Eriksson, P.G., Rautenbach, C.J., Kaskaoutic, D.G., Grote, W., & Dykstra, J, (2013) “Assesment of chemical and mineralogical characteristics of airborn dust in the Sistan region”, Iran, Journal of Chemosphere, No. 90, pp. 227-236.

- Rashki, A., Kaskaoutic, D.G., Gouid, A.S., & Khan, R.A, (2013) “Dryness of ephemeral lakes and consequences for dust activity: The case of the Hamoun drainage basin, Southeastern Iran”, Journal of Science of the Total Environment, No. 4, 3-464, pp. 552-564.

- Rezazadeh, M., Irannejad, P., & Shao, Y, (2012) “Dust emission simulation with the WRF_Chem model using new surface data in the Middle East region”, Journal of the Earth and Space Physic, No. 1 (39), pp. 191-212.

- Rezazadeh, M., Irannejad, P., & Shao, Y, (2013) “Evaluation of three Wind Erosion Model within WRF_Chem Model in the Middle East”, International Conference on Plant,Water, Soil and Weather Modeling, Kerman, Iran, 8 & 9 May  2013, 11 p.

- Tavakoli, M., & Rezaikeikhah, (2014) “Effects 120 days winds on environment of Sistan”, New Horizons in Empowerment and Sustainable Development Architecture, Civil, Tourism, Energy and Urban and Rural Environment Conference, Iran, 13 July 2014, 9 p.