آشكارسازي و مسيريابي رخداد گرد و غبار با استفاده از سنجش از دور و مدل عددي در استان اصفهان

سابقه و هدف: پديده گرد و غبار در شرايط امروزي ايران به عنوان يك خطر جدي مشكل هاي عمده اي را براي محيط زيست و سلامت مردم به وجود آورده است. تحقيق ها نشان مي دهد كه بسامد و شدت اين طوفان ها در سال هاي اخير افزايش يافته است. افزون بر اين مدل هاي عددي هواشناسي نيز به تنهايي قادر به رديابي و آشكارسازي طوفان نيستند و اين امر ضرورت استفاده از روش هاي بارزسازي گرد و غبار بر اساس داده سنجش از دور را نمايان مي سازد. هدف اين تحقيق، تجزيه و تحليل داده هاي آماري و شناسايي روزهاي همراه با گرد و غبار، منشا گرد و غبار وارد شده به منطقه اصفهان و شناسايي مسير حركت آن مي باشد. مواد و روش ها: براي بررسي آماري گرد و غبار، از داده هاي گرد و غبار به صورت روزانه در 8 ساعت ديده باني ساعتي در قالب كدهاي ويژه اي در دوره 4 ساله (2013-2010)، از ايستگاه منتخب در منطقه مطالعاتي با دوره آماري مناسب، از سازمان هواشناسي گرفته شد كه با استفاده از روش هاي آماري پردازش و تحليل شدند. بمنظور پهنه بندي فراواني گرد و غبار در سطح استان، با استفاده از روش IDW مبادرت به ميان يابي و تبديل داده هاي نقطه اي به پهنه اي گرديد و نقشه پهنه بندي پراكندگي براي دوره آماري 2013-2010 در محيط نرم افزار GIS ترسيم شد. بمنظور بارزسازي پديده گرد و غبار، پس از تصحيح هندسي تصاوير، مقادير راديانس تصاوير با استفاده از عكس تابع پلانك به دماي درخشندگي تبديل شد. تصحيحات و پردازش تصاوير در محيط ENVI صورت پذيرفت. با توجه به تاثير عمده اي كه ذرات گرد و غبار بر روي ميزان بازتابش و دماي درخشندگي باندهاي 31 و 32 سنجنده ماديس مي‌گذارند، از تفاضل دماي درخشندگي دو باند بيان شده بمنظور بارزسازي توده هاي گرد و غبار استفاده شد. از آنجايي كه آلبيدوي رخداد گرد و غبار در طول موج 12 ميكرومتر بيشتر از طول موج 11 ميكرومتر است بنابراين اختلاف دماي درخشندگي طول موج هاي 11 و 12 ميكرومتر مربوط به رخداد گرد و غبار منفي است. هم چنين بمنظور جلوگيري از آشكارسازي نواحي ابري آستانه دمايي 290 درجه كلوين مربوط به محدوده طيفي 12 ميكرومتر اعمال شد. بمنظور رديابي مسير حركت ذرات گرد و غبار مدل هاي اسپليت2 به كار گرفته شد. نتايج و بحث: نتايج تحقيق نشان مي دهد كه در مجموع 1467 روز پديده گرد و غبار بدون در نظر گرفتن شدت وقوع اين پديده براي ايستگاه هاي منتخب طي دوره آماري 2013 -2010 گزارش شده كه ايستگاه نايين با 634 روز بيشترين و ايستگاه كاشان با 50 روز كمترين فراواني گرد و غبار را دارا بودند. هم چنين نتايج گوياي آن است كه ماه هاي مي، ژوئن و آوريل بيشترين و ماه هاي دسامبر و ژانويه كمترين درصد رخداد را دارا بودند. بررسي فراواني ماهانه گرد و غبار نشان داد كه 44.57% از كل رخداد گرد و غبار در ماه آوريل، مي و ژوئن و 4.32% در ماه دسامبر و ژانويه به وقوع پيوسته است. با اين توصيف مي توان گفت كه تغييرات فراواني ماهانه گرد و غبار در منطقه بيشتر از هر چيز ازشرايط اقليم همديد حاكم در منطقه در ماه هاي سال تبعيت مي كند. نتايج حاصل از پهنه بندي در طي دوره آماري نشان داد كه بخش هاي جنوب شرقي استان بويژه ايستگاه نائين داراي بيشترين وقوع گرد و غبار است. كاربرد ويژگي هاي مربوط به دماي درخشندگي و اعمال آستانه هاي دمايي بمنظور تفكيك گرد و غبار از عوارض زميني بويژه در منطقه هاي با پس زمينه روشن كه داراي بازتابندگي مشابه هستند و نيز تفكيك گرد و غبار از ابرها، در بارزسازي گرد و غبار ياري رسان بوده است. نتايج حاصل از رديابي نشان مي دهد كه مسير اصلي براي انتقال گرد و غبار به منطقه مورد مطالعه جنوب غربي – شمال شرقي است. نتيجه گيري: به طور كلي، با توجه به تصاوير ماهواره اي در روز شروع و روز اوج گرد و غبار، منبع هاي اصلي گرد و غبارهاي وارد منطقه مورد مطالعه شامل بيابان هاي شمال صحراي عربستان مي باشند. براساس نتايج به دست آمده از پردازش تصاوير ماهواره اي شمال عربستان به عنوان منشا و خروجي مدل هاي اسپليت مسير جنوب غربي - شمال شرقي، مسير اصلي ورود گرد و غبار براي اصفهان محسوب مي شوند.