بررسی مسیرهای طوفان های گرد و غبار بر روی ایران با به‌‌کارگیری مدل سازی عددی و تصاویر ماهواره ای

Document Type: Research Paper

Authors

Abstract

در مقیاس جهانی قسمت اصلی گرد و غبار از مناطق خشک و نیمه خشک و به واسطه فرسایش بادی، وارد هوا می‌شوند. در سال‌های اخیر، به دنبال تغییرات آب و هوایی و همچنین تخریب‌های گسترده محیط زیست ناشی از فعالیت‌های انسانی مانند جنگ و سدسازی، این پدیده در خاورمیانه شکل دیگری به‌خود گرفته و به‌صورت معضلی جدی درآمده است و طوفان‌های گرد و غباری زیادی در مناطق بیابانی غرب خاورمیانه، به وقوع پیوسته و صدمات زیادی را به ایران وارد کرده است. پژوهش حاضر برآن است که با استفاده از مدل‌سازی و تصاویر ماهواره‌ای نسبت به تعیین منابع ریزگردها و چگونگی حرکت آن‌ها بر فراز ایران بپردازد. در این پژوهش از مدل‌‌هایHYSPLIT ، NAAPS، COAMPS و تصاویر ماهواره‌ایMODIS  استفاده گردیده‌است. مطالعه‌ی حاضر در ماه ژوئن سال 2010 (خرداد 1390) صورت پذیرفته است، مدل HYSPLIT  برای دو هفته‌ی اول ماه ژوئن اجرا گردیده‌است و بر اساس مدول الگوریتم انتشار ذرات10PM طوفان گرد و غبار از نیم روز 6 ژوئن  از غرب عراق و مرز اردن و عربستان آغاز گردیده و در آغاز روز هشتم ژوئن توده حامل گرد و غبار به اهواز رسیده‌است. در این روز غلظت ذرات10PM در ایستگاه‌های این شهر به متوسط 628 میکروگرم بر متر مکعب رسیده‌است. نتایج مدل HYSPLIT با نتایج مدلCOAMPS  و NAAPS از لحاظ عمق اپتیکی گرد و غبار و غلظت گرد و غبار سطحی و نحوه حرکت توده غلظت مقایسه گردیده‌است و تایید شده‌است، تصاویر ماهواره‌ای MODIS  نیز ایجاد توده گرد و غبار و حرکت آن‌را به سمت جنوب غربی و مرکز ایران تصدیق می‌کند.  

1 -Xuan, J. Sokolik IN. Hao, J. Guo, F. Mao, H. Yang, G. 2004. Identification and characterization of sources of atmospheric mineral dust in East Asia, Atmospheric Environment. Vol. 38. Pp: 6239-6252.

2- Engelstaedter, S. Tegen, I. Washington, R. 2006. North African dust emissions and transport, Earth-Science Reviews. Vol. 79.  Pp: 73-100.

3- Wang, S. Yuan, Y. Shang, K. 2006. The impacts of different kinds of dust events on PM10 pollution in northern China, Atmospheric Environment. Vol. 40. Pp: 75-79.

4- Prospero, M. Ginoux, P. Torres, O. Nicholson, E. and Gill, E. 2002. Environmental characterization of global source of atmospheric soil dust  identified with the nimbus 7 total ozone mapping Spectrometer (TOMS) absorbing aerosol product. Journal of Geophysical research 40.

5- Lee, Y. C. Yang, X. Wenig, M. 2010. Transport of dusts from East Asian and non-East Asian sources to Hong Kong during dust storm related events 1996-2007.  Atmospheric Environment. Vol. 44. Pp: 3728-3738.

6 -Draxler, R. Hess, G. D. An overview of the HYSPLIT_4 modeling system for trajectories, dispersion and

Deposition. 1998. Australian Meteorological Magazine. Vol. 47. Pp: 295-308.

7- Draxler, R. Stunder, B. Rolph, G. Stein, A. Taylor, A. 2009. Hybrid single-particle Lagrangian integrated

trajectories 4 user's guide. NOAA Tech. Memo, ERL-ARL.

8 -Marticorena, B. Bergametti, G. Gillette, D. Belnap, J. 1997. Factors controlling threshold friction velocity in semiarid and arid areas of the United States. Journal of Geophysical Research vol. 102. Pp: 23277–23287.

9- Draxler, R. Gillette, A. Kirkpatrick, S. Heller, J. 2001. Estimating PM10 air concentrations from dust storms in Iraq, Kuwait and Saudi Arabia. Atmospheric Environment Vol. 35. Pp: 4315-4330.

10 -Challa, V. S. Indrcanti, J. Baham, J. M. Patrick, C. Rabarison, M. K. Young, J. H.  Hughes, R. Swanier, S. J. Hardy, M. G. 2008. Sensitivity of atmospheric dispersion simulations by HYSPLIT to the meteorological predictions from a meso-scale model. Environmental Fluid Mechanics. Vol. 8 (4).  Pp: 367-387.

11- NRL. 2008. Navy Aerosol Analysis and Prediction System. Available in http://www.nrlmry.navy.mil/aerosol/Docs/nrlmryonrprop.html

12- Overview of  COAMPS. Available in http://www.nrlmry.navy.mil/coamps-web/web/view

13- Description of NAAPS (Navy Aerosol Analysis and Prediction System) Global Aerosol Model Available in http://www.nrlmry.navy.mil/aerosol/Docs/globaer_model.html

14- Westphal, D. L. Toon, O. Carlson T.  N. 1988. A Case-Study of Mobilization and Transport of Saharan Dust. Journal of the Atmospheric Sciences. Vol. 45 Pp: 2145-2175.

15- Ogren, J. A. 1995. A systematic approach to in situ observations of aerosol properties, in R. J.Charlson and J. Heintzenberg (eds.) Aerosol Forcing of Climate: Report of the Dahlem Workshop on Aerosol Forcing of Climate, Berlin 1994. April 24-29. Pp: 216-226

http://www.nrlmry.navy.mil/aerosol_web/index_frame.html16-  

17- http://rapidfire.sci.gsfc.nasa.gov/realtime/2010158/