تاثیر آلودگی‌های ذره‌ای هوای تهران بر روی مشخصه‌های ابر و بارش

محورهای موضوعی : آلودگی هوا

دینا عبدمنافی ¹ (دکترای هواشناسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، ایران*(مسوول مکاتبات).)
سهراب حجام ² (دانشیار گروه هواشناسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، ایران.)
امیرحسین مشکوتی ³ (دانشیار گروه هواشناسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، ایران.)
مجید وظیفه دوست ⁴ (استادیار گروه مهندسی آب، دانشگاه گیلان، ایران.)

تاریخ دریافت : 1394/04/09 تاریخ پذیرش : 1394/10/13 تاریخ انتشار : 1397/01/01

کلید واژه: ذرات معلق, ابر, بارش, مادیس,

چکیده مقاله :

زمینه و هدف: غلظت و نوع آلاینده های ذره ای در جو، از عوامل اصلی در تغییر خردفیزیک و کلان فیزیک ابرها و بتبع آن تغییر در مقدار و کیفیت آب بارش می باشد. روش بررسی: در این مقاله بررسی موردی تاثیر آلودگی های ذره ای جو بر روی خردفیزیک ابر و کیفیت آب بارش در شهر تهران انجام گرفته است. رویداد مورد مطالعه در این مقاله (16/09/1391) بارشی است که قبل از وقوع آن بدلیل افزایش شاخص [1]AQI مربوط به ذرات معلق، شهر تهران دو روز تعطیل اعلام شده بود. این رویداد حاد آلودگی همراه با بارش های مشابه دیگر که در نزدیکی این رویداد بوقوع پیوسته ولی شاخص AQI آنها در روزهای قبل از وقوع بارش در شرایط سالم قرار داشتند، مطالعه و مقایسه شدند. غلظت یون های موجود در آب بارش به کمک دستگاه کروماتوگرافی یونی و کمیت های خردفیزیک ابر با استفاده از تصاویر مربوط به ابر سنجنده مادیس مطالعه شدند. یافته ها: نتایج نشان می دهند که غلظت یونها بخصوص یون های انسان ساخت (نیترات، نیتریت،کلراید و فلوراید) در نمونه آب باران مربوط به شاخص AQI آلوده نسبت به شرایط با شاخص AQI پاک، بالاتر می باشند. همچنین آلودگی ذره ای در رویدادهای مورد مطالعه در این تحقیق، باعث کاهش شعاع موثر قطرک ابرها قبل از وقوع بارش، افزایش ضخامت نوری، افزایش ارتفاع قله ابر، افزایش محتوای آب ابر و بارش بیشتر در زمان وقوع بارش شده است. بحث و نتیجه‌گیری: یون های موجود در آب بارش و مشخصه های خردفیزیک ابر، ارتباط مستقیم با غلظت ذرات معلق موجود در جو دارند. همچنین نقش آلودگی های ذره ای محلی یکی دیگر از عوامل مهم در تغییرات خردفیزک ابر بصورت منطقه ای می باشد. [1]-Air Quality Index

چکیده انگلیسی:

Background and Objective: Concentration and type of atmospheric aerosols are among of the most important factors affecting the macro and micro structure of clouds and their precipitation. Method: In this article, the case study has been carried out to investigate the relationship between atmospheric air pollution, microphysics of cloud and their precipitation over Tehran city. The case study in this paper (2012/12/06) was performed before the the rainfall that increased AQI index for particulate matter which made Tehran to be closed for two days. This event was compared with two similar rainfalls shortly before or after it and it was found out that in the two similar rainfalls the AQI index had been healthy during the days before precipitation. Ion concentrations in the rainwater were measured by ion-chromatography and microphysics of clouds were studied by MODIS on board Aqua and Terra satellite. Findings: The results showed that ions concentration, especially anthropogenic ions (nitrate, nitrite, chloride and fluoride), in rainwater samples in polluted air was higher than in clear air. Also particulate pollution reduced the effective radius droplet of the mixed-phase clouds before the rain, and increased the cloud optical thickness, cloud water path and cloud top pressure and temperature during the precipitation. Discussion and Conclusion: The ions in rain water and the cloud microphysics characteristics related to the concentration of aerosols in the atmosphere. Also, local particle pollutions changed regional microphysics of cloud

منابع و مأخذ:

1. Twomey, S., 1977. The influence of pollution on the shortwave albedo of clouds, J. Atmos. Sci., Vol.34, PP.1149–1152.


2. Twomey, S., Piepgrass, M., Wolfe, T. L., 1984. An assessment of the impact of pollution on global cloud albedo, Tellus, Ser. B, Vol. 36, PP.356–366.


3. Albrecht, B. A., 1989. Aerosols, cloud microphysics and fractional cloudiness. Science, Vol. 245, PP. 1227–1230.


4. Ackerman, A. S., Toon, O. B., Stevens, D. E., Heymsfield, A. J., Ramanathan, V., Welton, E. J., 2000.  Reduction of tropical cloudiness by soot. Science, Vol. 288, PP. 1042–1047.


5. Squires, P., Twomey, S., 1966. A comparison of cloud nucleus measurements over central North America and Caribbean Sea. J. Atmos. Sci., Vol. 23, PP. 401–404.


6. Warner, J., Twomey, S., 1967. The production of cloud nuclei by cane fires and the effects on cloud droplet concentration. J. Atmos. Sci., Vol. 24, PP. 704–706.


7. Warner, J., 1968. A reduction in rainfall associated with smoke from sugar-cane fires: An inadvertent weather modification. J. Appl. Meteorol., Vol. 7, PP. 247–251.


8. Rosenfeld, D., Woodley, W. L., 2000. Convective clouds with sustained highly super cooled liquid water down to 37 ⁰C, Nature, Vol. 405, 440–442.


9. Li, Z., Niu, F., Fan, J., Liu, Y., Rosenfeld, D., Ding Y., 2011. The long-term impacts of aerosols on the vertical development of clouds and precipitation. Nat. Geosci., Vol. 4, 888–894.


10. Andreae, M. O., Rosenfeld, D., Artaxo, P., Costa, A. A., Frank, G. P., Longo, K. M., Silva-Dias M. A. F., 2004. Smoking rain clouds over the Amazon. Science, Vol. 303, PP. 1337–1342.


11. koren, I., Kaufan, Y.J., Remer, L. A., Martins J. V., 2004. Measurements of the effect of smoke aerosol on inhibition of cloud formation, science, Vol. 303, PP.1342-1345.


12. Arkian, F., Sadeghee hosainee, A.R., 2001. Laboratory experiment of warm clouds seeding. J.Earth and space physic, Vol 27, PP. 15-23 (In Persian).


13. Shoshtari, M.H., Naji, F., Bidokhti, A.A., 2013. Laboratory experiment of the role of ions in cloud formation. J.Earth and space physic, Vol 39, PP. 123-134 (In Persian).


14. Esmaili Sari, A., 1991. Atmospheric parameters and air pollution over Tehran. Ir. of Iran Meteorological Organization (In Persian).


15. Esmaili Sari, A., 1997. Impact of the Kuwait war over ecosystems of Iran, especially Khozestan. Ir. Of Iran Meteorological organization (In Persian).


16. Ahadi, S., Najafi, M.A., Roshani, M., 2011, Annual report on air quality in Tehran       in1390,Technical Report on Air Quality Control, Monitoring and Research Unit, QM91/02/06(U)/01.


17. Ahadi, S., Najafi, M.A., Roshani, M., 2012, Annual report on air quality in Tehran in1390,Technical Report on Air Quality Control, Monitoring and Research Unit, Q M92/03/03/(U)/01.


18. Ganji dost, H., 2003. Preparation and compilation of a rainwater analytical executive instruction. Ir. Of Iran Meteorological organization (In Persian).