شبیه سازی خط سیر چند نمونه از طوفان های گرد و غبار شدید استان کرمانشاه از دیدگاه همدید و مدل HYSPILT
محورهای موضوعی : اقلیم شناسی
قاسم کیخسروی
1
(
استادیار گروه جغرافیای طبیعی،دانشکده علوم زمین،دانشگاه شهید بهشتی،تهران،ایران
)
محبوبه حاصلی
2
(
کارشناس ارشد اقلیم شناسی، واحد لارستان ،دانشگاه آزاد اسلامی، لارستان،ایران
)
کلید واژه: کرمانشاه, گرد و غبار, شرایط همدیدی, منشاء یابی, مدل HYSPILT,
چکیده مقاله :
فراوانی و شدت طوفان های گرد و غبار در سال های اخیر افزایش یافته و پیامدهای مختلف اقتصادی و اکولوژیکی را باعث شده است. این تحقیق به منظور تحلیل همدیدی و شناسایی منابع گرد و غبار استان کرمانشاه با استفاده از مدلHYSPILT و سیستم های گردشی جو در سطوح مختلف انجام گرفت. بررسی آماری سال های (2015-2007) نشان داد،از دو نمونه مطالعاتی، یکی از فراگیرترین پدیده گرد و غبار در ماه ژولای سال 2009 رخ داده که حدود سه روز(3/7/2009 تا 5/7/2009) دید افقی را در اکثر ایستگاه های مورد مطالعه به کمتر از 500 متر کاهش داده است. به منظور رسیدن به هدف ذکر شده ابتدا با استفاده از داده های جوی سطح بالا شامل ارتفاع ژئوپتانسیل ترازهای850،1000 و 500 هکتوپاسکال، باد مداری و نصف النهاری نقشه های گردشی جو با ترسیم در محیط GRADS ، مورد بررسی قرار گرفت، و همچنین برای تعیین مسیر حرکت ذرات غباری در 48 ساعت قبل از وقوع پدیده گرد و غبار، مدلسازی با روش ردیابی پسگرد و جلو گرد در سه سطح ارتفاعی اجراء شد. با بررسی الگوهای جوی طی روزهای طوفان می توان نتیجه گرفت که عامل اصلی ناپایداری های جوی منجر به طوفان گرد و غبار در لایه زیرین وردسپهر و در تراز 850 هکتوپاسکال شکل گرفته است. بنابراین در لایه پایین وردسپهر وجود یک مرکز کم ارتفاع بر روی شمال عربستان و ادامه آن با مرکز کم ارتفاع پاکستان و گسترش غرب سوی زبانه این کم ارتفاع سبب ایجاد شیو ارتفاعی و شیو فشاری شدید بر روی منطقه شده و بر شدت جریانات سطح زمین افزوده است. همچنین مطالعه مسیرهای انتقال ذرات از خروجی مدل نشان داد که بطور کلی کانون های گرد و غبار در طی روزهای وقوع طوفان شامل مناطق:1- شمال، شمال شرق و جنوب شرقی عراق2- شمال عربستان3- شمال شرق و مرکز سوریه4- نواحی جنوبی ترکیه5- نواحی مرکزی و جنوب غربی ایران می باشد. همچنین رهگیری جریان باد با روش جلوگرد نشان داد که بسته های هوا و توده های گرد و غبار همراه آنها، عمدتاً پس از گذر از استان های همدان،مرکزی،قم، تهران به نواحی شمالی سمنان و خراسان خواهند رسید.
فراوانی و شدت طوفان های گرد و غبار در سال های اخیر افزایش یافته و پیامدهای مختلف اقتصادی و اکولوژیکی را باعث شده است. این تحقیق به منظور تحلیل همدیدی و شناسایی منابع گرد و غبار استان کرمانشاه با استفاده از مدلHYSPILT و سیستم های گردشی جو در سطوح مختلف انجام گرفت. بررسی آماری سال های (2015-2007) نشان داد،از دو نمونه مطالعاتی، یکی از فراگیرترین پدیده گرد و غبار در ماه ژولای سال 2009 رخ داده که حدود سه روز(3/7/2009 تا 5/7/2009) دید افقی را در اکثر ایستگاه های مورد مطالعه به کمتر از 500 متر کاهش داده است. به منظور رسیدن به هدف ذکر شده ابتدا با استفاده از داده های جوی سطح بالا شامل ارتفاع ژئوپتانسیل ترازهای850،1000 و 500 هکتوپاسکال، باد مداری و نصف النهاری نقشه های گردشی جو با ترسیم در محیط GRADS ، مورد بررسی قرار گرفت، و همچنین برای تعیین مسیر حرکت ذرات غباری در 48 ساعت قبل از وقوع پدیده گرد و غبار، مدلسازی با روش ردیابی پسگرد و جلو گرد در سه سطح ارتفاعی اجراء شد. با بررسی الگوهای جوی طی روزهای طوفان می توان نتیجه گرفت که عامل اصلی ناپایداری های جوی منجر به طوفان گرد و غبار در لایه زیرین وردسپهر و در تراز 850 هکتوپاسکال شکل گرفته است. بنابراین در لایه پایین وردسپهر وجود یک مرکز کم ارتفاع بر روی شمال عربستان و ادامه آن با مرکز کم ارتفاع پاکستان و گسترش غرب سوی زبانه این کم ارتفاع سبب ایجاد شیو ارتفاعی و شیو فشاری شدید بر روی منطقه شده و بر شدت جریانات سطح زمین افزوده است. همچنین مطالعه مسیرهای انتقال ذرات از خروجی مدل نشان داد که بطور کلی کانون های گرد و غبار در طی روزهای وقوع طوفان شامل مناطق:1- شمال، شمال شرق و جنوب شرقی عراق2- شمال عربستان3- شمال شرق و مرکز سوریه4- نواحی جنوبی ترکیه5- نواحی مرکزی و جنوب غربی ایران می باشد. همچنین رهگیری جریان باد با روش جلوگرد نشان داد که بسته های هوا و توده های گرد و غبار همراه آنها، عمدتاً پس از گذر از استان های همدان،مرکزی،قم، تهران به نواحی شمالی سمنان و خراسان خواهند رسید.
1- امیدوار،کمال،1385، بررسی سینوپتیکی طوفان های ماسه در دشت یزد- اردکان، فصلنامه تحقیقات جغرافیایی،دوره21،شماره2،صص58-43.
2- عزیزی،قاسم.میری،مرتضی.نبوی،امید،1391، ردیابی پدیده گرد و غبار در نیمه غربی ایران،مجله مطالعات جغرافیایی مناطق خشک،سال دوم،شماره هفتم،صص81-63.
3- ذالفقاری،حسن.عابدزاده،حیدر،1384، تحلیل سینوپتیک سیستم های گرد و غبار در غرب ایران، مجله جغرافیا و توسعه،شماره2،صص187-173.
4- فرج زاده،منوچهر. رازی.م،1390، بررسی توزیع زمانی و مکانی طوفان ها و بادهای شدید در ایران، پژوهش های آبخیزداری،91،صص32-22.
5- کیخسروی،قاسم.میرزائی،سهام،1395، کاربرد سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیائی در مطالعات هوا و اقلیم شناسی،انتشارات پیام مولف،صص147-146.
6- لشکری،حسن. کیخسروی،قاسم،1386، تحلیل آماری سینوپتیکی توفان های گرد و غبار استان خراسان رضوی در فاصله زمانی 2005-1993، پژوهش های جغرافیایی،شماره65،صص23-17.
7- ملکوتی،حسین.حسینی،سمیرا.نوحه گر،احمد.آزادی،مجید.محمدپور،محمدرضا،1392، مطالعه همدیدی و عددی نشر، انتقال و شناسایی چشمه یک توفان گرد و غبار سنگین در منطقه خاورمیانه، فصلنامه پژوهش های فرسایش محیطی،سال سوم،شماره12،صص80-69.
8- محمدی،فهیمه.کمالی،سمیه.اسکندری،مریم،1394، ردیابی منابع گرد و غبار در سطوح مختلف جو تهران با استفاده از مدل HYSPLIT، مجله جغرافیا و مخاطرات محیطی،شماره16،صص54-39.
9- ندافی،کاظم.،1388، آلودگی هوا با تاکید بر ریزگردها و اثرات بهداشتی و زیست محیطی آن،دوازدهمین همایش ملی بهداشت محیط،تهران، دانشگاه شهید بهشتی علوم پزشکی.
_||_10-Ashrafi, K. Shafiepour-Motlagh,M. Aslemand,A. Ghader,S,.2014. Dust storm simulation over Iran using HYSPLIT,Journal of environmental health science and engineering. 12: 9.
11-Engelstadler, S. (2001). Dust storm frequencies and their relationships to land surface conditions. Freidrich-Schiller university press, Jena.Germany. 26.
12-Barkan, J., Alpert, P., Kutiel, H., Kishcha, P. 2005. Synoptic of dust transportation days from Africa toward Italy and central Europe, Journal of Geophysical Research, Vol. 110, Pp. 1-14.
13-Takemi, T., Seino, N., ٢٠٠٥. Dust storms and cyclone tracks over the arid regions in East Asia in spring. Journal of geophysical research ١١٠, D١٨-١١.
14-Hara, Y., Uno, I., Wang, Z., ٢٠٠٦. Long-term variation of Asian dust and related
climate factors, Atmospheric Environment ٤٠, ٦٧٣٠–٦٧٤٠.
15-Hamish, M., Andrew, C. 2008. Identification of dust transport pathways from Lake Eyre, Australia using Hysplit, Atmospheric Environment, Volume 42, Issue 29, Pp. 6915-6925.
16-Rashki, A., Eriksson, P. G., Rautenbach, C. J. d. W., Kaskaoutis, D. G., Grote, W., Dykstra, J., 2013, Assessment of chemical and mineralogical characteristics of airborne dust in the Sistan region, Iran: Chemosphere, v. 90, no. 2, p. 227–236.
17-Weihong, Q., & Shaoyinshi, (2001), Variations of the dust storm in China and its climatic control. Journal of climate. vol 15.p 1216-1228.
18-Wang, W. (2005). A synoptic model on East Asian dust emission and Transport. Atmospheric science and air quality conference, Beijing. China
19-Wang, Y., Stein, A., Draxler, R., Rosa, D., and Zhang, X. 2011. Global sand and dust storms in: Observation and HYSPLIT model verification, Atmospheric Environment: 45, Pp. 6368-6381.
20-Zarasvandi, A., Carranza, E. J. M., Moore, F., Rastmanesh, F., 2011, Spatio-temporal occurrences and mineralogical–geochemical characteristics of airborne dusts in Khuzestan Province (southwestern Iran): Journal of GeochemicalExploration, v. 111, p. 138–151.
21-Khamooshi,A. Panahi,F. Vali,A. Hojjat Mousavi,S.2016, Dust Storm Monitoring Using HYSPLIT Model and NDDI (Case Study: Southern Cities of Shiraz, Bushehr and Fasa, Iran), Ecopersia.4.4.1603.
22-Kutiel, H., Furman, H. (2003), Dust storm in Middle East, sources of Origin and their Temporal Characteristic, University of Hifa, 419-425.
23-Natsagdorj, L., D. Jugder and Y. S. Chung. 2003. Analysis of dust storms observed in Mongolia during 1937–1999. Atmospheric Environment 37 (9–10): 1401-1411.
24-Prospero, J. M., Ginoux, P., Torres, O., Nicholson, S. E., Gill5, T. E., 2002, Envirmental Characterization Of Global Sourses Of Atmospheric Soil Dust Identified With The NIMBUS7 Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS) Absorbing Aerosol Product: Geophysics, v. 40.