انتخاب صفحه

 

فهرست مطالب

چکیده………………………………………………………………………………… 1

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل اول : مقدمه

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.

1-1- ضرورتواهمیتبررسیپدیدهگردوغبار…………………………………………… 2

1-2- اهدافتحقیق…………………………………………………………………… 4

تصویر ماهواره MODIS از منطقه مورد مطالعه

تصویر ماهواره MODIS از منطقه مورد مطالعه

فصل دوم : مفاهیم،تعاریفوبررسیمنابع.

حضور یک یا بیش از یک آلاینده اعم از جامد، مایع و یا گاز مانند گرد و خاک، دود غلیظ،گازمه­آلود و بوی نامطبوع به مقدار کافی، با خواص مشخص و تداوم که توسط منابع آلوده کننده هوا و یا توسط انسان وارد طبیعت می­شود را آلودگی هوا می­نامند­. آلودگی هوا می­تواند حیات انسان، گیاه و جانوران را به خطر اندازد(24).

2-1-1- ترکیبات آلاینده هوا

آلاینده­های هوا بسته به ترکیب شیمیایی خود به دو گروه آلییا معدنی تقسیم می­شوند:

  • ترکیبات آلی : ترکیبات آلی حاوی کربن و هیدروژن هستند و بسیاری از آن­ها دارای عناصری مانند اکسیژن، نیتروژن، فسفر و گوگرد می­باشند­. هیدروکربن­ها ترکیبات آلی هستند که تنها دارای کربن و هیدروژن هستند­. سایر ترکیبات آلی مهم در مورد آلودگی هوا عبارتند از کربوکسیلیکاسیدها، الکل­ها، اترها و استرها، آمین­ها و ترکیبات آلی گوگرد­دار­.
  • ترکیبات معدنی : ترکیبات معدنی موجود در هوای غیرآلوده عبارتند از : کربن و مونوکسیدکربن، دی اکسیدکربن، کربنات­ها، اکسیدهای سولفور، اکسیدهای نیتروژن، ازن، هیدروژن فلوراید و هیدروژن کلراید(24)­

همچنین ترکیبات آلوده­کننده هوا با توجه به نوع فاز مربوطه به دو دسته گاز­ها و ذرات طبقه بندی می­شوند­:

  • گاز­ها: آلاینده­های گازی که سیال­های بی­شکل­اند، کاملاً فضای آزاد شده در آن را اشغال می­کنند و بسیار شبیه به هوا عمل نموده و از اتمسفر جدا نمی­شوند­. در میان آلاینده­های معروف گازی از اکسید­های کربن­، اکسید­های سولفور، اکسید­های نیتروژن و هیدروکربن­ها می­توان نام برد­.
  • ذرات:ذراتآلاینده ذرات ریز جامد هستند که در مایع یا گاز به صورت معلق قرار دارند و تحت شرایط مناسب می­توانند از اتمسفر جدا و ته­نشین شوند­. این ذرات در شکل و اندازه­های متفاوتی با خصوصیات گسترده فیزیکی و شیمیایی موجود هستند و شامل غبار، دود­های غلیظ، دود، خاکستر، غبار مه­آلود و اسپری است(24).

2-2- ذرات معلق در جو

ذرات معلق در جو ذرات ریز جامد یا مایعی هستند که ابعاد آن­ها از چندین نانومتر تا چندین ده میکرون متغیر است و در کنار مولکول­های گاز و ابرها، جو زمین را تشکیل می­دهند­. اغلب ذرات معلق در اثر عوامل طبیعی چون تبخیر سطحی آب اقیانوس­ها و دریاها، وزش باد در صحراها، سوختن جنگل­ها و چمنزار­ها و فوران آتشفشان­ها وارد جو می­شوند­. عوامل انسانی مانند فعالیت­های شهری- صنعتی­، کشاورزی و تغییر پوشش سطحی زمین نیز مسئول حدود 10% ذرات معلق در جو هستند(13)­.توزیع زمانی و مکانی هواویز­ها (برخلاف مولکول­های گازی موجود در جو) بسیار متغیر است و به همین دلیل بررسی تأثیرات ذرات معلق در جو، نیازمند مطالعه پیوسته و جهانی آن­ها است­.

2-2-1- انواع ذرات معلق در جو

ذرات معلق را می­توان بر حسب منشأ، چشمه­های تولیدکننده، چگونگی تشکیل وابعاد آن دسته­بندی کرد­، که ذرات معلق بر حسب منشأ آن­ها به دو نوع طبیعی و انسانی طبقه­بندی می­شوند­.

  1. ذرات معلق طبیعی : ذرات معلق غالب جو هستند و در اثر عوامل طبیعی چون تبخیر سطحی آب دریاها، وزش باد، سوختن جنگل­ها و چمنزار­ها، فوران­های آتشفشان و فعالیت موجودات زنده تولید می­شوند­.
  2. ذرات معلق انسانی : در اثر فعالیت­های انسانی تولید و وارد جو می­شوند­. دود­کش خانه­ها و کارخانجات، اگزوز اتومبیل­ها،تبدیل جنگل­ها به اراضی کشاورزی، فرسایش خاک در زمین­های کشاورزی و معادن روباز، چرای بیش از حد مراتع، استفاده بیش از حد از منابع آب و خشکاندن دریاچه­ها، رودخانه­ها و چشمه­های زیر­زمینی و آتش­سوزی زمین­های کشاورزی و جنگل­ها از عوامل اصلی ذرات معلق در جو با منشأ انسانی است­.

ذرات معلق را برحسب چشمه­های تولیدکننده آن­ها نیز می­توان طبقه­بندی کرد­:

  1. ذرات معلق نمک دریایی ناشی از تبخیر افشانه آب سطحی دریاها و اقیانوس­ها
  2. ذرات غبار ناشی از وزش باد در نواحی خشک، صحرا­ها و زمین­های تحت تأثیر فعالیت­های زیاد انسانی
  3. ذرات معلق آتشفشانی ناشی از فوران­های آتشفشانی
  4. ذرات معلق ناشی از سوختن مواد زیست توده در جنگل­ها و مراتع
  5. ذرات معلق زیستی ناشی از فعالیت موجودات زنده
  6. ذرات معلق ناشی از فعالیت­های انسانی مثل غبار و دوده

ذرات معلق یا به طور مستقیم وارد جو می­شوند(ذرات معلق اولیه) و یا در اثر تبدیل گاز­های موجود در جو به ذره، ایجاد می­شوند(ذرات معلق ثانویه)­. گازهای ناشی از فوران­های آتشفشانی، فعالیت موجودات زنده و فعالیت انسانی می تواند در جو گرد هم جمع شده و به ذرات معلق در جو تبدیل شوند(13).

ذرات معلق محدوده ابعادی خیلی گسترده­ای دارند و اندازه آن­ها از چندین نانومتر تا چندین ده میکرون متغیر است­. در حالت کلی ذرات معلق را بر­اساس ابعادشان به سه گروه زیر تقسیم می­کنند:

  1. ذرات معلق در مد هسته­دار با ابعاد تقریبی بین 5 تا 50 نانومتر­. این نوع ذرات معلق از گرد­هم­آیی مولکول­های گازی شکل حاصل می­شوند؛ عمر کوتاهی دارند و به عنوان هسته چگالش ذراتمعلق بزرگتر عمل می­کنند­.
  1. ذرات معلق در مد ریزدانه با ابعاد تقریبی بین 50 تا 500 نانومتر­. این نوع ذرات معلق بیشترین زمان ماندگار-

یدر جو را دارند و بیشترین نوع ذرات معلق در این بازه ابعادی جای می­گیرند­.

  1. ذرات معلق در مد درشت دانه با اندازه تقریبی بین 5/. تا 10 میکرون­. ذرات معلق نمک دریایی و غبار دراین دسته جای می­گیرند(13).

البته در بیشتر منابع ذرات معلق را براساس اندازه تنها به دو نوع ذرات معلق ریزدانه و درشت­دانه طبقه­بندی می­کنند­.جدول (1-1) انواع مختلف ذرات معلق موجود در جو، منشأ تولید آن­ها، ابعاد آن­ها و بر­آورد میانگین سالانه جرمی انتشار آن­ها در جو را نشان می­دهد­. ذرات معلق آتشفشانی به دو نوع غبار و ذرات معلق ثانویه سولفات ناشی از گاز  تقسیم می­شوند­. ذرات معلق سولفات با منشأ آتشفشانی در طبقات بالای لایه تروپوسفر و لایه استراتوسفر جو قرار می­گیرند و علاوه بر مدت زمان ماندگاری بالا (حدود دو سال)، می­توانند تقریباً کل جو بالای سطح زمین را بپوشانند­. ذرات معلق ثانویه سولفات، نیترات و مواد آلی حاصل از فعالیت موجودات زنده نیز در جو اغلب مناطق سطح زمین حضور دارند­. در نتیجه تنها چهار نوع ذرات معلق نمک دریایی، غبار، حاصل از سوختن مواد زیست توده در نواحی جنگلی و مراتع و ذرات معلق شهری- صنعتی گسترش منطقه­ای دارند­. بدین معنی که در نواحی خاصی چگالی آن­ها بالا بوده و در بقیه مناطق چگالی کمتری دارند­. بدین ترتیب ذرات معلق را براساس نوع غالب در هر منطقه می­توان به چهار نوع نمک دریایی، غبار، ناشی از سوختن مواد زیست­توده و شهری- صنعتی تقسیم بندی کرد­.

سه مرحله فرسایش بادی : انتشار، انتقال و رسوب

سه مرحله فرسایش بادی : انتشار، انتقال و رسوب

2-1-آلودگیهوا………………………………………………………………………. 6

2-1-1- ترکیباتآلایندههوا………………………………………………………….. 6

2-2- ذراتمعلقدرجو……………………………………………………………….. 7

2-2-1- انواعذراتمعلقدرجو………………………………………………………. 7

2-3- پدیدهفرسایشبادی…………………………………………………….. 12

2-3-1- مقدمه ………………………………………………………………..  12

2-3-2- انتشارگردوغبار……………………………………………………… 14

2-3-3- انتقالگردوغبار……………………………………………………….. 17

2-3-4- فرونشستگردوغبار………………………………………………….. 17

2-4- تعریفانواعپدیدههایگردوغباری………………………………………… 17

2-5-2-مروریبرتحقیقاتانجامشدهدرداخلکشور……………………………. 19

2-5-3- مروریبرتحقیقاتانجامشدهدرخارجازکشور……………………….. 21

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. ا………………………………..51

2-10-4- معرفیمدلHYSPLIT. ا…………………………………………….61

2-10-5- معرفیماهواره­هاوسنجنده­هایمورداستفادهدراینمطالعه………. 75

2-10-6- اثراتگردوغبار………………………………………………………. 83

مکان جغرافیایی منابع اصلی گرد وغبار در کشورهای غرب وجنوب غرب ایران

مکان جغرافیایی منابع اصلی گرد وغبار در کشورهای غرب وجنوب غرب ایران

فصل سوم : موادوروش

از آنجا که دامنه مدل هواشناسی شامل مناطق منبع انتشار [1] و برداشت گرد وغبار در خارج از کشور و همچنین مناطق پذیرنده [2] در داخل کشور می­باشد،در این مطالعه ابتدا به معرفی مناطق تولید و انتشار گرد و غبار در کشورهای غرب و جنوب غرب ایران پرداخته می­شود و سپس استان خوزستان را که بیشترین تعدد و غلظت توفان­های گرد و غبار دریافتی را در بین استان­های غرب و جنوب غرب کشور ایران دارد معرفی می­شود­.

3-1-1-کشورهای غرب و جنوب غرب ایران

  • موقعیت جغرافیایی منطقه مورد بررسی : مناطق با پتانسیل ایجاد گرد و غبار در کشورهای همسایه غرب و جنوب غرب ایران به محدوده عرض جغرافیایی 15 تا 38 درجه و طول جغرافیایی 33 تا 60 درجه واقع شده­اند­.
  • وضعیت خاکشناسی منطقه مورد بررسی : محیط­های رسوبی، اراضی بیابانی، مسیل­های خشک شده و اراضیکشاورزی بایر متعددی در کشور های عراق، عربستان، سوریه، یمن، کویت و اردن وجود داردکه همگی گرد و غبار منتشر می­کنندو کشور ما از آن­ها متأثر می­گردد­. لذا مطالعه ویژگی­های محیطی مسیرهای جابجایی گرد و غبار بر پایه بررسی همزمان جنس خاک و پوشش سطحییعنی مناطق دارای بافت ریزدانه­ی مستعد عمل بادبردگی، فاقد پوشش گیاهی مناسب و فاقد رطوبت در کنار شرایط جوی مانند سرعت و جهت باد، دما و غیره

در این مناطق استوار گردیده است­. در زیر نقشه و جدول مربوط به ویژگی­های خاک محدوده­ی مورد مطالعه که از پایگاه داده­ای[3]HWD اخذ شده است ارائه شده است­. در فصل دوم مناطق مستعد فرسایش بادی با توجه به سه محدودیت توپوگرافی، شاخص سطح برگ و نوع سطح مشخص شدند، در این بخش نیز با توجه به نقشه خاک کشورهای غرب و جنوب غرب ایران و مسیریابی­های انجام شده توسط مدل در 40 رویداد گرد و غبار چهار منطقه اصلی تولید کننده گرد و غبار که استان­های غرب و جنوب غرب و خلیج فارس را متأثر می­کنند معرفی می­شوند­.بررسی نقشه خاک در طول مسیرهای اصلی جابجایی گرد و غبار در کشورهای عراق و سوریه،عربستان،کویت و یمن نشان­دهنده­ وجود چهار منبع اصلی مستعد انتشار گرد و غبار می­باشد­:

  1. محدوده­ اصلی که دارای املاح گچیاست در شمال غرب عراق و شرق سوریه(محدوده ساحل شرقی رودخانه فرات تا کرانه غربی دجله) می­باشد، که عمدتاً در مناطق خشک و فاقد پوشش گیاهی به وجود آمده و از آن به عنوان خاک ژیپسیت[4]یاد می­شود و 80% از خاک این مناطق دارای بافت ریزدانه رس و سیلت و رطوبت بسیار پایین(mm50-15 در هر m 1 عمق خاک)هستند­.با توجه به ویژگی­های مذکور، خاک این مناطق پتانسیل بالایی برای فرسایش بادی دارد(منطقه 1و2 در شکل 3-2)­.
  2. محدوده جنوبی­تر مسیرهای رهگیری شده یا همان جنوب شرق عراق از خاک سولونچاکی[5] تشکیل شده

که آن هم در مناطق خشک و نیمه خشک تشکیل می­شود، با این تفاوت که خاک آن رطوبت بیشتری(mm150 در هر m 1 عمق خاک) داردو در نتیجه به طور طبیعی این­گونه مناطق کمتر استعداد ایجاد هسته­های گرد و غبار را دارا می­باشند­. اما به دلیل خشکسالی­های چند سال اخیر این منطقه نیز به صورت فعال درآمده است(منطقه 6 در شکل 3-2)­.

  1. دیگر محدوده بسیار مستعد وقوع گرد و غبار، قسمت­های جنوبی مسیر مذکور یعنی قسمت شرقی و جنوب شرقی عربستان (منطقه بیابانی ربع الخالی) خواهند بود­. این محدوده از عربستان دارای پهنه خاک رگوسولی[6]می­باشد که عمده­ی بافت آن را پوشش­های شنی و ماسه­ای تشکیل داده است(منطقه 4و5 در شکل 3-2)­.
  1. لسی­سول­ها که عمدتاً در مناطق خشک و نیمه خشک تشکیل می­شوند، در غرب و جنوب غرب عراق، شرق اردن و بخش­هایی از سوریه که بیابان­ سوریه و شمال النفود را تشکیل می­دهند مناطق مستعد به فرسایشبادیهستند­. این خاک­ها که در منطقه­ای پست قرار دارند از رسوبات آبرفتی ریزدانه(رس، سیلت و شن) تشکیل شده­اند­ و رطوبت پایین خاک (mm50 در هر m 1 عمق خاک) آن­ها سبب شکل­گیری پوشش گیاهی بسیار پراکنده شده است(منطقه 3 در شکل 3-2)­.
  • شرایط اقلیمی مناسب برای طغیان توفان گرد و غبار در منطقه مورد بررسی

تقریباً بسته به سال از اواسط تا اواخر بهار دو تغییر آب و هوایی در فلات ایران طلیعه تابستان محسوب می­شود­. گسترش کم­فشار حرارتی ناشی از دریافت قابل ملاحظه تابش خورشید و گرم شدن لایه­های  پایین جو جابجایی پرفشار جنب حاره ای به عرض­های شمالی­تر کشور و جابجایی رودبادهای جنب حاره­ای و قطبی به عرض­های بالاتر نیمکره

شمالی که رودباد[1] جنب حاره ای در طول تابستان تقریباً درعرض­های شمالی ایران نوسان می نماید­. کم­فشار حرارتیدر لایه های پایین جو مستقر بوده و اثرات آن گاهیتا ارتفاع800و در برخی شرایط به 700 هکتوپاسکالی جو هممی­رسد­. این کم­فشار حرارتی دارای عملکرد دینامیکی نیست (عملکرد دینامیکی یعنی ناپایدار کردن هوای سطح زمین و ایجاد شرایط برای صعود هوا) مگر آنکه توسط سطوح فوقانی تحریک گردد­. در شرایط استقرار کم­فشار حرارتی به صورت عادی سطوح فوقانی در سیطره پرفشاردینامیکی جنب حاره ای قرار دارد­­. این پرفشار دارای عملکرد دینامیکی بوده و لذا موجب نشست سراسر ی هوا و گرم شدن لایه­های فوقانی می­گردد­. که به طور طبیعی پایداری هوا را موجب می­گردد­. اما حرکت بلاوقفه امواج جوی در قالب ناوه­هاو پشته­ها گاهی سطوح فوقانی را برای صعود سرتاسری هوا مساعد می­نماید این به معنی کاهش اثر پرفشار جنب حاره­ای و ریزش سرما در سطوح فوقانی است­.در چنین شرایطی ناپایداری سرتاسری هوا وزش بادهای غربی و جنوب غربی در کل ساعات شبانه روز گسترش یافته و در صورت وجود رطوبت کافی حتی ممکن است در ماه­های تابستان منجر به تشکیل ابرهای بسیار عمیق کومولونیمبوس شده که معمولاً به سیل­های تابستانی می­انجامد اما درغیاب رطوبت این شرایط مساعد برای شکل گیری توفان گرد و غبار به ویژه بر روی صحاری عراق است­. توجه به این نکته ضروریاست که ناوه­های ناپایدار در فصل تابستان به ندرت به عرض­های شمال آفریقا و عربستان نفوذ می­نمایند بنابراین در تابستان تنها بیابان­های حد فاصل عراق و سوریه و اردن از نظر ایجاد توفان گرد و غبار مهم هستند­.

در حوزه دجله و فرات توفان­های گرد و غبار و از ماه می(11اردیبهشت تا 10 خرداد) شروع و در ماه ژولای (10 تیر تا 10مرداد ) به حداکثر خود می رسدو در ماه­های سپتامبرتانوامبر( 10 شهریور تا 10 آذر) کاهش می­یابد. در طی فصل بهار و تابستان باد غالب در همسایگان غرب و جنوب غرب ایرانباد شمالاست کهبر اساس این مشاهدات در ماه نخست تابستان بیشترین غبار به زاگرس منتقل می­شود­. در صورتیکهجهت باد از شمال به جنوب باشد این غبار به شمال کویتو عربستان سعودی و خلیج فارس هم منتقـلمی­شود­.فراوانیگرد و غبار ارتباط مستقیمی با خشکسالی دارد­. در 15 سال اخیر ما شاهد دو موج عمیق خشکسالی بوده­ایم­.خشکسالی مهر 76تا مهر 81و خشکسالی مهر 86 که تا حال هم ادامه دارد­. در موج اول خشکسالی منابع آبی و به تبع آن رویش­های گیاهی و طبیعی منطقه دچار آسیب شد اما متاسفانه دوره زمانی 81 تا 85 بارش­ها اغلب در حدود نرمال و حتی کمتر از نرمال بوده و بنابراین طبیعت امکان احیای مجدد را نیافت که خشکسالی بسیار عمیق 86-87 از راه رسید­. پاییز بدون باران 86 و بهار بی­باران­تر 87 سامانه­های طبیعیجنوب غرب آسیا و شمال آفریقا را عملا متوقف نمود­

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

مکانیسم اصلی انتشار گرد وغبار ونحوه برهم کنش اولیه ذرات خاک

مکانیسم اصلی انتشار گرد وغبار ونحوه برهم کنش اولیه ذرات خاک

فصل چهارم: نتایج وبحث

پس از انجام پژوهش و پیش­بینی عددی وضع هوا با مدل WRFو تبدیل فایل به فرمت ARL، به منظور پیش­بینی زمان رسیدن گرد و غبار به منطقه مورد مطالعه و تعیین نقاط دریافت کننده گرد و غبار از مدل HYSPLITاستفاده شد­. مدل لاگرانژینییاد شده امکان ردیابی رو به جلوی ذرات گرد و غبار را برای هر کدام از نقاط اولیه انتشار تا 120 ساعت بعد از انتشار اولیه فراهم نمود­.نقاط اولیه انتشار جهت شبیه­سازی از تصویر ماهواره­ای روز 2 جولای در زمان شروع انتشار  استخراج شدند، که با توجه به تعدد نقاط در حوزه دجله و فرات، دو نقطه یکی در شرق سوریه و دیگری در مرکز عراق انتخاب شدند­. طول و عرض جغرافیایی این نقاط در جدول 4-1 آورده شده است­.

4-1- نتایجپیش­بینیمدلHYSPLIT.ا…………………………………………………….. 114

4-1-1- پیش­بینیباخطسیرمدل………………………………………………………….. 114.

4-1-2- پیش­بینیانتشارووضعیتارتفاعیذراتباالگوریتمانتشار……………………………. 118

4-2- ارزیابینتایجپیش­بینیمدلHYSPLIT.ا…………………………………………….. 123

4-2-1- نتایجآنالیزهمدیدیرویدادگردوغبار 2 تا 7 جولای 2009………………………. 123

4-2-2- نتایجتصاویروداده­هایماهواره­ایرویدادگردوغبار 2 تا 7 جولای 2009  ……… 144

 

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل پنجم : نتیجه­گیری وپیشنهادات.

در سال­های اخیر همزمان با گرم شدن کره زمین و تشدید خشکسالی­ها در جنوب غربی آسیا، رویدادهای گرد و غبار شدت و تعدد بیشترییافته­اند به گونه­ای که ساکنین برخی مناطق کشور سالانه، چند ده روز از حضور گرد و غبار در جو رنج می­برند­. پیش­بینی و پیش­آگاهی از زمان وقوع و رسیدن توفان­ها به کشور با شبیه­سازی توفان­ها در مقیاس منطقه­ای با مدل­های عددی امکان­پذیر است­. هدف از تحقیق حاضر پیش­بینی گرد و غبار برای استان خوزستان، بررسی خطوط سیر و پخش و انتشار آن با جفت نمودن مدل میان مقیاس جویWRF و مدل شبیه­سازی حرکت و پخش ذرات HYSPLIT بوده است­. برای این منظور ابتدا رویدادهای گرد و غبار در طول سال­های 2003 تا 2011 با استفاده از تصاویر ماهواره MODISو کنترل داده­های دید افقی بررسی و رویداد 2 تا 7جولای سال 2009 به علت گستردگی دامنه پوشش گرد و غبار برای مدلسازی انتخاب شد. تنظیمات مدل هواشناسی در قسمت­های تعیین دامنه منطقه مورد مطالعه،مختصات، شبکه­بندی، تفکیک­پذیری، فیزیک و دینامیک انجام شده و مدل در رویداد منتخب اجرا گردیده و خروجی آن به فرمت ARL برای ورود به مدل HYSPLIT آماده شده است­. دو قسمت مدل HYSPLITشامل شبیه­سازی انتشار و خط سیر به کار گرفته شده­اند و زمان­های رسیدن گرد و غبار به ایران و استان خوزستان، قرارگیری ذرات در راستای  افقی و برش قائم، ارتفاع و مسیرهای انتشار گرد و غبار در 5 لایه ارتفاعی  بررسی شدند­. در گام بعدی برای ارزیابی پیش­بینی­های مدل HYSPLIT از آنالیز پارامترهای جوی با استفاده از خروجی­های مدل هواشناسیWRF و تصاویر و داده­های سنجنده­هایMODIS و OMI استفاده شده است­. خروجی­های مدل هواشناسی پس از تبدیل به فرمت dat و ctl با استفاده از نرم افزار GRADS به صورت گرافیکی ترسیم شده­اند­. تصاویر سطح یک سنجنده MODIS نیز پس از زمین مرجع شدن با اعمال الگوریتم­های بارزسازی گرد و غبار جهت بررسی خصوصیات توده گرد و غبار رویداد مورد نظر استفاده شده­اند­. نتایج این پژوهش به طور خلاصه به شرح ذیل است­:

5-1- نتیجه­گیریکلی…………………………………………………………………….. 162

5-2- مقایسهنتایجمطالعهبانتایجدیگرمطالعات………………………………………… 165

5-3-پیشنهادها………………………………………………………………………….. 166

منابعومآخذ………………………………………

نحوه ارتباط فایل های اجرایی درمدل WRE

نحوه ارتباط فایل های اجرایی درمدل WRE

نقشه پهنه بندی بارندگی استان خوزستان

نقشه پهنه بندی بارندگی استان خوزستان

……………………………………….168

Abstract

Study of temporal and spatial distribution of highly variable dust storms through numerical models can help us to forecast these events at regional and global scales and also improve timely decision making in this field. The purpose of this study was to assess and forecast dust storms in Khozestan province using WRF atmospheric mesoscale model and HYSPLIT simulation model of motion and dispersion particles and satellite dust images­. For this purpose, MODIS satellite images and horizontal visibility data were obtained­ from 2 to 7 July 2009 . After coupling WRF and HYSPLIT models two-part of HYSPLIT model was used including emission and trajectory simulation­. Then, forevaluating HYSPLIT model, the outputs of WRF atmospheric model, thermal-infrared dustindex(TDI), MODISDeep Blue AOD and OMI AI Products were used. According to the HYSPLIT model, the first dust plume arrived Khuzestan province 27 and 12 hours after entraining from the first andsecond points on the third of July 2009, respectively. The area of dust plume was gradually increased from 2 to 5 July moving towards the north-west, south- east, south-west and central parts of Iran. The longitudinal and latitudinal dust profiles of HYSPLIT model indicated that dust particles can reach the high levels of atmosphere (up to 8,500 m above ground level) and with help of Jetstreams can transport to the furthest eastern point of Iran and the Persian Gulf. The map of atmospheric parameters indicated an increase of wind speed in the Shamal Wind from 2 to 5 July as a factor for particle entrainment and transporting dust from the Tigris- Euphrates basin. The results of TDI algorithm and also Deep Blue AOD and OMI AI Products confirmed the appropriateness of the HYSPLIT model in forecasting dust storms in the region Overall, the results of this study showed that the integration of numerical models (WRF and HYSPLIT) and satellite dust images can be used as an effective system in assessment and early warning of dust crisis.



بلافاصله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

خرید فایل word

قیمت35000تومان