شناسايي چشمه‌ ها و رديابي مسيرهاي ورود توفان ‌هاي گرد‌و‌غبار از منابع داخلي به كلان ‌شهر اراك با استفاده از مدل hysplit

Identification of sources and tracking dust storm routes from domestic sources entering Arak metropolitan area using HYSPLIT model

سابقه و هدف: كلان‌شهر اراك به دليل قرار گرفتن در منطقه خشك و نيمه‌خشك و مجاورت با كانو‌ن‌هاي مهم فرسايش بادي به‌ويژه تالاب كويري ميقان با مشكل آلودگي هوا مواجه است و هم‌اكنون جزء 8 شهر آلوده كشور است. هدف اصلي اين پژوهش شناسايي چشمه‌ها و رديابي مسير ورود گرد‌و‌غبار از منابع داخلي به كلان‌شهر اراك با استفاده از مدل hysplit و مقايسه نتايج با مدل naaps و تصاوير ماهواره‌اي modis است.مواد و روش‌ها: اين پژوهش با استفاده از مدل hysplit، مدل naaps، تصاوير ماهواره‌اي modis و داده‌هاي هواشناسيgdas مربوط به مركز ncep براي 22 ژوئن سال 2016 (2 تير ماه 1395) انجام شد. مدل‌سازي از روش رديابي پس‌گرد براي تعيين مسير حركت ذرات گرد‌و‌غبار در 3 ايستگاه با 3 ارتفاع 10، 200 و 500 متر اجرا شد.نتايج و بحث: نتايج نشان مي‌دهد كه اغلب مسيرهاي به‌دست‌آمده نه تنها از كوير كاشان و اراضي بياباني قم گذشته و منشاء توفان گرد‌و‌غبار ذكر ‌شده، بلكه تالاب كويري ميقان و اراضي بياباني اطراف آن به‌عنوان چشمه و كانون گرد‌و‌غبار كلان‌شهر اراك هستند. مسير رو به جلوي گرد‌و‌غبار از تالاب كويري ميقان، كوير كاشان و اراضي بياباني قم تا فاصله بيش از 400 كيلومتر به سمت شمال غرب كشور انتقال مي‌يابد و كيفيت هواي شهرهاي اراك، شازند، همدان و حتي سنندج را تحت تاثير قرار مي‌دهد.نتيجه‌گيري: اين نتايج مطابقت خوبي با عمق اپتيكي گرد‌و‌غبار و ميزان گرد‌و‌غبار سطحي بر اساس مدل naaps و ميزان غلظت ذرات معلق در شهرهاي مسير انتشار گرد‌و‌غبار و همچنين منطبق با بررسي‌هاي گذشته بر اساس سنجش از دور و فرسايش بادي داشته و بيانگر اين است كه مدل‌هاي عددي توانايي رديابي مسير و شناسايي چشمه توفان‌هاي گرد‌و‌غبار را دارند.

. Introduction: Due to its location in a semi-arid and dry region and proximity to major wind erosion centres, especially Meighan desert and wetland, the mega-city of Arak is facing the problem of air pollution. The main objective of this study is the identification of sources of and tracking dust storm routes entering Arak metropolitan area from domestic sources using the HYSPLIT Model. Materials and method: The present study was carried out using HYSPLIT model, NAAPS model, MODIS satellite imageries and GADS weather data from the NECEP weather prediction centre for 22 June 2016 (2 Tir 1395). The modelling was performed using a retroviral tracking method for identifying the motion direction of dust particles in three stations with a height of 10, 200, and 500 metres, respectively. Results and discussion: The research results demonstrated that most frequent motion directions not only cross the Kashan and Qom desert lands and are, thus, a source of dust storms but also cross Meighan dessert wetland and its surrounding desert lands which are the main source of dust particles of the mega-city of Arak. The forward direction of dust particles transported from Meighan desert wetland and Kashan Qom desert lands over a distance more than 400 km towards the Northwest of Iran influences the air quality index (AQI) of cities such as Arak, Shazand, Hamedan and even Sanandaj. Conclusion: These findings are in agreement with the optical depth of dust particles and the amount of surface dust in terms of the NAAPS model and the suspended particle concentrations in the cities located on the direction of particle dissipation. Also, these results are in accordance with the previous studies in terms of erosion assessment, indicating that the numerical models have the ability for tracking and identifying sources of dust storms satisfactorily.