طوبی علیزاده

گردوغبار پدیده ای است که آثار زیست محیطی زیادی را در بخش های مختلف زندگی انسان ها از جمله: کشاورزی، اقتصاد، بهداشت و غیره دارد. هدف از پژوهش حاضر بررسی و پیش بینی پدیده گردوغبار در شهر کرمانشاه می باشد. داده های هواشناسی با وضوح 3 ساعته در دوره آماری (2020-2000) ایستگاه کرمانشاه از سازمان هواشناسی کشور اخذ شد. ابتدا داده های گردوغبار نرمال سازی شد و سپس با استفاده از مدل های شبکه عصبی ANN برای پیش بینی غلظت گردوغبار و شبکه عصبی تطبیقی ANFIS برای خطایابی و پیش بینی سری زمانی وقوع گردوغبار در نرم افزار MATLAB خطایابی و پیش بینی شدند. یافته های پژوهش نشان داد که حداکثر میزان غلظت گردوغبار پیش بینی شده مربوط به حداقل نقطه شبنم با بیشترین میزان همبستگی پیرسون با گردوغبار، به میزان 23/3451 میکروگرم بر مترمکعب برآورد شده است. همچنین نتایج پیش بینی سری زمانی با استفاده از مدل ANFIS نشان داد تابع عضویت زنگوله ای خطی با درجه 3، در مراحل آموزش و آزمون، مطلوب ترین تابع ورودی را در بین دیگر توابع عضویت به خود اختصاص داده است. بر اساس مدل های پیش بینی، بیشترین احتمال رخداد حداکثر گردوغبار در 20 سال آینده کرمانشاه با مقدار 94% به دست آمد.

این تحقیق با هدف شناسایی کانون و عوامل همدید موج توفان گرد وغبار 1 تا 3 نوامبر 2017 در شهر کرمانشاه انجام گرفت. جهت بررسی شرایط همدیدی علل وقوع این پدیده، از مجموعه داده های پیش بینی میان مدت جوی مرکز اروپایی (ESMWF ) با قدرت تفکیک 125/0 درجه قوسی شامل، ارتفاع ژئوپتانسیل، امگا، فشار تراز دریا، مؤلفه های مداری و نصف النهاری، رطوبت ویژه ، رطوبت خاک تا عمق 10 سانتی متری و عمق اُپتیکی گرد وغبار استفاده گردید. جهت مسیر یابی منشأ ذرات گرد وغبار از روش لاگرانژی مدلHYSPLIT مورد استفاده شد. همچنین با استفاده از مدل جفت شده پیش بینی عددی وضع هوا WRF-chem توفان گرد وغبار شبیه سازی شد. و در نهایت از طریق پردازش تصاویر ماهواره ای MODIS قلمرو گسترش آن مشخص شد. بررسی نقشه های ردیابی HYSPLIT نشان می دهد که دو مسیر کلی برای انتقال گرد وغبار به منطقه قابل تشخیص است: 1- مسیر شمال غرب- جنوب شرقی که با عبور از روی هسته های گرد وغبار شکل گرفته در بیابان های عراق و سوریه عمل انتقال گرد وغبار به نیمه غربی ایران را انجام می دهد. 2- مسیر جنوب غرب به غرب ایران و شهرکرمانشاه که سرچشمه اصلی گرد وغبار در روز 2 و 3 نوامبر بوده و منبع ذرات کویت، شمال عربستان و بخشی از عراق می باشد. توزیع مکانی گرد وغبار تفسیر شده توسط تصاویر سنجنده MODIS با توزیع مکانی غلظت گرد وغبار شبیه سازی شده توسط مدل WRF-chem انطباق دارد.

پژوهش حاضر با هدف آنالیز زمانی و مکانی طوفان های گردوغبار طی بازه ی زمانی 2016 تا 2018 در شهر کرمانشاه با بهره گیری از مدل مسیریابی HYSPLIT و پروداکت MCD19A2 سنجنده ی مودیس در سامانه ی تحت وب گوگل ارث انجین انجام گرفت. جهت مسیریابی منشأ ذرات گردوغبار از روش لاگرانژی مدل HYSPLIT در 48 ساعت قبل از وقوع پدیده گردوغبار در کرمانشاه در سه سطح ارتفاعی 200، 1000 و 1500 متری مورد استفاده قرار گرفت. یافته های حاصل از نقشه های ردیابی مدل HYSPLIT حاکی از آن است که مسیر کلی برای انتقال گردوغبار به منطقه مورد مطالعه مسیر شمال غرب- جنوب شرق با منشأ بیابان های عراق و سوریه در سه ارتفاع 200، 1000 و 1500 متری در روز های 17 ژوئن 2016 و 27 اکتبر 2018 و همچنین مسیر جنوب غرب به غرب با منشأ کویت، شمال عربستان و بخشی از عراق در 2 نوامبر 2017 می باشد. نتایج نقشه های حاصل از پروداکت MCD19A2 سنجنده ی مودیس علی الخصوص نقشه های تناوب رخداد، غلظت تجمعی، تغییرات مکانی و نقشه بیشترین میزان AOD نشان از همبستگی بالا با نقشه های مسیریابی شده مستخرج از مدل HYSPLIT دارد. به طورکلی بر اساس یافته های حاصل از نقشه های مستخرج از پروداکت MCD19A2 سنجنده مودیس طی بازه ی زمانی 2016 تا 2018 شهر کرمانشاه، مناطق مرکزی و شرقی همواره بیشتر از دیگر مناطق شهر درگیر طوفان گردوغبار گردیده و در این راستا مناطق فوق به صورت متوسط، نسبت به دیگر مناطق شهر بیشتر با آلودگی ناشی از گردوغبار مواجه بوده اند. در این راستا نتایج نهایی نشان دهنده ی همبستگی بالا بین داده های PM10 واقعی و مقادیر AOD مشتق شده از سنجنده مودیس می باشد.