واژگان کلیدی : توفان گرد و غبار،مدلWRF، مدلHYSPLIT، تصاویر ماهواره­ای

1-1- ضرورت و اهمیت بررسی پدیده گرد و غبار

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.

1-2- اهداف تحقیق

• مدلسازی عددی انتقال، مسیریابی و پیش­بینی توفان گرد و غبار از طریق همبسته نمودن یک مدل میان مقیاس جوی با یک مدل انتقال ذرات

• ارزیابینتایج مدلسازی انجام شده با استفاده از تصاویر و داده­هایماهواره­ای و الگوریتم­های سنجش از دور

-1-آلودگی هوا

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

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

 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.

1. 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:

ذرات معلق نمک دریایی ناشی از تبخیر افشانه آب سطحی دریاها و اقیانوس­ها

1. ذرات غبار ناشی از وزش باد در نواحی خشک، صحرا­ها و زمین­های تحت تأثیر فعالیت­های زیاد انسانی

1. ذرات معلق آتشفشانی ناشی از فوران­های آتشفشانی

1. ذرات معلق ناشی از سوختن مواد زیست توده در جنگل­ها و مراتع