آشكارسازي مسيرهاي طوفان گرد و غبار با استفاده از مدل‌هاي عددي و تصاوير ماهواره‌اي (مطالعه موردي: استان اصفهان)

Detection of dust storm paths using numerical models and satellite images (Case Study: Isfahan Province )

يكي از مهمترين چالش‌هاي زيست محيطي سال‌هاي اخير در منطقه خاور‌ميانه و ايران، رخداد گرد و غبار مي‌باشد. پايش و كنترل كيفيت ذرات گرد و غبار، در سطح وسيع و با روش‌هايي كه از سرعت و دقت بيشتر و هزينه كمتري برخودار باشند، از اهميت فراواني برخودار است. اين پژوهش بر آن است كه با استفاده از بارزسازي و تحليل عددي نسبت به تعيين منابع ريزگردها و چگونگي حركت آنها بر فراز ايران و استان اصفهان در مي 2013 بپردازد. در اين پژوهش از مدل‌هاي HYSPLIT، NAAPS،COAMPS و تصاوير MODIS استفاده شده است. بارزسازي گرد و غبار بر اساس خصوصيات مربوط به دماي درخشندگي در محدوده مادون قرمز حرارتي سنجنده ماديس ارائه و آستانه‌هاي دمايي به‌منظور تفكيك اين رخداد از اراضي بيابان و ابرها تعيين گرديد. به‌منظور رديابي مسير حركت ذرات گرد و غبار از مدل HYSPLIT استفاده شد. براساس نتايج بدست‌آمده از پردازش تصاوير و خروجي مدل شمال عربستان و مسير جنوب‌غربي- شمال‌شرقي به‌ترتيب منشأ و مسير اصلي ورود گرد و غبار براي اصفهان محسوب مي‌شوند. نتايج مدل HYSPLIT با نتايج مدل COAMPS و NAAPS از لحاظ عمق اپتيكي گرد و غبار و غلظت گرد و غبار سطحي و نحوه حركت توده غلظت مقايسه و تأييد شده است. بارزسازي تصاوير ماهواره‌اي MODIS نيز ايجاد توده گرد و غبار و حركت آن را به سمت مركز ايران و استان اصفهان تصديق مي‌كند.

Dust pollution is one of the most important environmental challenges in recent years in the Middle East and Iran. It is important to monitor and control the quality of dust particles in a wider range using the methods that are more cost effective and less costly. The present study aims to use numerical detection and analysis to determine the resources of dusts and the route over Iran and Isfahan province in May 2013. In this research, HYSPLIT, NAAPS, COAMPS models and MODIS images were used. The detection of dust was determined based on the characteristics of the brightness temperature in the infrared thermal range of the Modis sensor and the temperature thresholds for distinguishing this event from desert lands and clouds. The HYSPLIT model was used to track the movement path of dust particles. Based on the results obtained from image processing and model output, North of Saudi Arabia and Southwest – Northeast direction are respectively the origin and main route of dust entry to Isfahan. The results of HYSPLIT model were compared with the results of the COAMPS and NAAPS models for the optical dust depth and surface dust concentration and the mass flow rate. The detection of the MODIS satellite images also acknowledges the creation of dust and moving it towards the center of Iran and the province of Isfahan.