بررسی رخدادهای گرد و غبار در استان قم با مدل رقومی و مطالعه کاربری اراضی منشا آن ها با استفاده از طبقه بندی تصاویر ماهواره ای

سابقه و هدف:

 امروزه پدیده گرد و غبار یکی از بزرگ ترین مشکلات زیست محیطی در جهان است و هر ساله خسارات بزرگی به بخش های مختلف از جمله صنعت، حمل ونقل، کشاورزی، گردشگری و بهداشت وارد می کند. طوفان گرد و غبار که معمولا در مناطق خشک و نیمه خشک مانند مناطق مرکزی و جنوبی ایران رخ می دهد، ذرات معلق بسیاری را باخود حمل می کند و فعالیت های روزانه انسان و دید افقی را کاهش می دهد. طبق اعلام سازمان هواشناسی جهانی، هنگامی که سرعت باد از پانزده متر در ثانیه فراتر رود و مقدار زیادی گرد و غبار وارد جو شود تا دید افقی به کم تر از 1000 متر برسد، طوفان گرد و غبار گزارش می شود. گرد و غبار ناشی از عوامل طبیعی و هم عوامل انسانی است که جزء انسانی آن عمدتا پاسخی به تغییر در پوشش خاک و کاربری اراضی است. یکی از اهداف پژوهش حاضر، بررسی موقعیت وقوع و منشا گرد و غبار (مبدا و مقصد گرد و غبار) و جریان ها/مسیرهای حرکت طوفان های گرد و غبار است.

در این مطالعه داده های هواشناسی شامل دما، رطوبت نسبی، بارندگی، تبخیر، سرعت باد و تعداد روزهای گرد و غبار مربوط به سه ایستگاه هواشناسی استان قم از سازمان هواشناسی اخذ شد و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. هم چنین در این مطالعه، برای تعیین منشاهای بالقوه گرد و غبار از روش های طبقه بندی حداکثر احتمال و حداقل فاصله در تصاویر ماهواره لندست استفاده گردید تا کاربری اراضی و جنس خاک مناطق مختلف مشخص گردد. این فرآیند با استفاده از تصاویر سری زمانی ماهواره لندست استان قم طی 30 سال از 1989 تا 2019 با فواصل زمانی 5 ساله و پایش تغییرات این دوره در 11 کلاس مختلف انجام گرفت. در مرحله بعد، با توجه به داده های ثبت شده گرد و غبار (دید افقی) در ایستگاه هواشناسی شکوهیه/قم که وقوع طوفان گرد و غبار مطابق با تعریف سازمان هواشناسی جهانی را نشان می داد، مدل سازی پسگرد مسیرهای هوایی با استفاده از مدل هواشناسی HYSPLIT انجام پذیرفت. مسیرهای پس گرد، اگر نزدیک به سطح زمین باشد و منطقه به صورت بالقوه قادر به تولید و انتشار گرد و غبار از سطح به هوا باشد، می تواند منشا پدیده گرد و غبار در نظر گرفته شود.

نتایج نشان داد که 30 منطقه با خاک و پوشش متفاوت به عنوان منبع گرد و غبار وجود دارد که شامل 20 لکه زمین بایر، 5 لکه زمین نمکی و 5 لکه زمین شنی یا ماسه ای بود. منابع عمده طوفان های گرد و غباری مطالعه شده استان در این تحقیق، در نیمه شرقی استان، در مجاورت دریاچه نمک و دشت لوت واقع شده است. در قسمت آخر، داده های هواشناسی که مستقیما وقوع طوفان های گرد و غبار را گزارش می دهند، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. سپس براساس داده های ثبت شده و اعمال برخی از شرایط محدود کننده، تاریخ های موردنظر انتخاب شد، که طوفان گرد و غبار تعریف شده توسط سازمان جهانی هواشناسی می باشد. کدهای w=06 و w=07 مربوط به پدیده گرد و غبار هستند و در این مطالعه از هر دو استفاده گردید. نگاه توام به پوشش خاک و کاربری اراضی منطقه مورد مطالعه و نیز بررسی رخدادهای گرد و غبار اتفاق افتاده از جمله نوآوری های این پژوهش به حساب می آید.

نتایج مدل HYSPLIT نشان می دهد که عمده منشاهای رخدادهای گرد و غباری مطالعه شده در این پژوهش از مناطق شرقی هم جوار مانند سمنان است. این طوفان ها در نهایت به عنوان یک رویداد گرد و غبار داخلی در نظر گرفته می شوند. برخی از رخ داد های طوفان گرد و غبار در تاریخ های مورد مطالعه، گرد و غبار خارجی بوده اند. این رویدادها عمدتا از منشاهای خارجی هستند و از کشورهای غربی و جنوب غربی ایران مانند عراق، عربستان سعودی و شاید سوریه وارد شده و به عنوان گرد و غبار خارجی محسوب می شوند و عموما به عنوان طوفان های شدید گرد و غبار تلقی می گردند.