آلاینده های جوی

آلودگی هوا، به ویژه در کلان شهرها، اهمیت قابل توجهی دارد. از عوامل تشدیدکننده این مشکل شهری شرایط جوی و تیپ های هوایی حاکم بر شهرهاست. تبریز از جمله کلان شهرهای کشور است که با شرایط حاد آلودگی هوا مواجه است. هدف اصلی از این پژوهش بررسی رابطه شرایط جوی و تیپ های هوایی تبریز در تشدید آلاینده های هواست. بدین منظور، سه نوع داده استفاده شده است: اول، میانگین داده های ساعتی گازهای آلاینده جو جهت بررسی آلودگی جو؛ دوم، میانگین داده های روزانه هواشناسی برای استخراج تیپ های هوایی؛ سوم، داده های بازکاوی شده مرکز ملی پیش بینی محیط و مرکز ملی پژوهش های جوی ایالات متحده امریکا برای وارسی الگوهای جوی توأم با تیپ های هوایی به کار گرفته شد. نتایج بررسی تیپ های هوایی توأم با روزهای آلوده نشان داد باد غالب جنوب غربی– شمال شرقی با سرعت کم است که حاصل استقرار مرکز پُرفشار اروپا و سیبری در شمال غربی و شمال شرقی ایران و استقرار مرکز کم فشار روی دریای خزر بوده است و توأم با حرکت هوا از مناطق پُرفشار به منطقه کم فشار به صورت ساعت گرد و همراه تکوین جریانات جنوب غربی بوده است. روزهایی که آلاینده PM10 به شدیدترین میزان رسیده است بر روی منطقه مورد مطالعه در تراز 1000 هکتوپاسکال مرکز کم فشار و در تراز 500 هکتوپاسکال جریانات مداری حاکم است. باد تراز دریا و 500 هکتوپاسکال به صورت جنوب غربی و غربی است. از آنجا که صنایع در غرب تبریز قرار دارند، کم فشار مذکور در ارتباط با سامانه های مجاور آلودگی صنایع را به مرکز شهر هدایت می کند.

یکی از چالش های و مسائل مهم جوی در دهه های اخیر در مناطق کلان شهرها، آلودگی هوا است که عوامل طبیعی و انسانی مختلفی در ایجاد آن نقش اساسی دارند و اثرات زیان باری را روی انسان ها و محیط زیست می گذارد. با توجه به این موضوع تحقیق و بررسی آلودگی هوا مهم و ضروری است. بر این اساس در پژوهش حاضر در برآورد میزان کربن منوکسید و دی اکسید نیتروژن و نیز مقدار بخار آب موجود در جو در مقیاس استان های جنوبی و جنوب غربی مشرف بر خلیج فارس در سال های 2019- 2018، از داده های تصاویر ماهواره ای Sentinel-5 و در برآورد میزان آئروسل ها و مقدار دمای سطح زمین (LST) در گستره مکانی و زمانی مذکور از داده های تصاویر سنجنده MODIS استفاده شد. طبق یافته های به دست آمده، بیشینه غلظت Co با مقدار 037/0 mol/m^2 در آوریل 2019، بیشینه غلظت H2O، با مقدار 3703، mol/m^2 در آگوست 2019 و بیشینه غلظت NO2 با مقدار 000188/0 mol/m^2 در نوامبر 2018 قرار دارد. بیشینه مقدار روزانه LST با مقدار 5/324 درجه کلوین در ژوئن 2019 و بیش ترین مقدار شبانه LST با مقدار 5/302 درجه کلوین در ژوئن 2019 به دست آمد. بیشینه مقدار ضخامت عمق اپتیکی آئروسل ها با مقدار 79/13 μg/m^3 در طول موج (47/0 μm) در جولای 2019 و کم ترین مقدار آن با مقدار 57/1 μg/m^3 در نوامبر 2018 در طول موج (55/0 μm) قرار دارد. نتایج حاصل از پایش زمانی و مکانی مقادیر Co، NO2، H2O، LST و AOD، امکان درک ملموس تری از تغییرات مکانی و زمانی مؤلفه های موردبررسی را در مقیاس کلان منطقه ای فراهم می کند.

فرم شهری، به طور چشمگیری بر تولید و انتشار آلاینده های هوا تأثیر می گذارد؛ بنابراین شناخت رابطه بین فرم شهری و آلودگی هوا می تواند با بهینه سازی سیاست های برنامه ریزی و مدیریت شهری، پیامدهای مهمی در زمینه بهبود کیفیت هوا داشته باشد. هدف مطالعه حاضر بررسی ارتباط فرم شهری با غلظت آلاینده های CO، NO2، SO2، O3، PM10، PM2.5 و BC در تهران و تبریز و بازخوردهای آب و هوایی آن ها در طول 2021 -2015 است. این هدف با محاسبه سنجه های سیمای سرزمین مرتبط با ویژگی های مختلف فرم شهری شامل اندازه، شکل، تکه تکه شدگی، فشردگی و پراکندگی براساس سری زمانی داده های کاربری اراضی ماهانه «Dynamic World» با دقت 10 متر در سامانه «گوگل ارث انجین» و نرم افزار R4.3.3 و به کارگیری تحلیل همبستگی اسپیرمن و مدل های رگرسیون خطی چندگانه (MLR) و جنگل تصادفی (RF) محقق شد. نتایج این پژوهش نشان می دهد که فرم شهری، نقش بسیار مهمی در تولید و انتشار آلاینده های هوا در شهرهای تهران و تبریز در طول دوره آماری مورد مطالعه ایفا کرده است. علاوه بر این، مکانیسمی که توسط آن فرم شهری بر سطح غلظت آلاینده های هوا در تهران و تبریز تأثیر می گذارد، با توجه به تفاوت در ویژگی های منطقه ای این شهرها از جمله جمعیت، شرایط آب و هوایی و ساختار صنعتی برای برخی از آلاینده ها نسبتاً متفاوت است. در تهران پارامترهای هواشناسی دما، بارش و سرعت باد و در تبریز دما و سرعت باد نقش مهمی در ارتباط شاخص های فرم شهری با غلظت آلاینده های جوی دارند