ارايه و ارزيابي مدل جديد مكاني‌ ـ زماني انتشار ريزگردها در مقياس منطقه‌اي (DustEM)

Presentation And Evaluation of A New Spatiotemporal Model For Dust Emission In Regional Scale(DustEM)

طوفان‌هاي گردوغبار يكي از مهم‌ترين چالش‌هاي اخير در منطقه غرب آسيا محسوب مي شود. اين پديده به‌علت خشكسالي شدت بيشتري يافته و آثار منفي فراواني در زندگي مردم منطقه گذاشته است. ازآنجاكه اين منطقه در كمربند خشك و گردوغباري جهان قرار گرفته، ضروري است تا ابعاد گوناگون ريزگردها به‌خوبي واكاوي شود. پيش‌بيني و مدلسازي اين پديده مي‌تواند از به خطر افتادن جان ميليون‌ها انسان جلوگيري كند. بنابراين، ارايه مدلي منطقه‌اي براي بررسي ابعاد گوناگون اين پديده ضروري است. المان‌هاي هواشناسي و اقليمي موثر در پديده ريزگرد همواره درحال تغييرند بنابراين، بايد از مدل‌هاي مكاني- زماني براي مدلسازي و بصري‌سازي آن بهره برد. بدين منظور، در اين مطالعه با استفاده از قابليت‌هاي مدلسازي مكاني- زماني سيستم اطلاعات مكاني (GIS) و داده‌هاي به‌دست‌آمده از سنجش از دور (RS) همچون سرعت باد، رطوبت خاك، بافت خاك و مدل ارتفاعي زمين مدلي براي برآورد ميزان گردوغبار برخاسته از سطح زمين طراحي و توسعه داده شد. مدل طراحي‌شده كه DustEM (Dust Emission Model) ناميده شده است، ميزان انتشار جريان‌هاي افقي ريزگرد را محاسبه مي‌كند. در اين مطالعه مدلسازي براي بازه زماني سال 2001 تا 2007 صورت گرفت و نتايج به‌دست‌آمده از آن با داده‌هاي AOD سنجنده MODIS ارزيابي شد. به‌منظور شناسايي مناطق با فعاليت ريزگرد بالا، خروجي مدل در سه طبقه مناطق با فعاليت كم، متوسط و زياد با استفاده از حد آستانه‌هاي 3/0 و 6/0 براي شاخص AOD طبقه‌بندي شد و اين مدل به‌صورت مكاني- زماني مناطق بحراني را شناسايي مي كند. ميانگين شاخص صحت براي دوره مورد مطالعه % 6/73 به‌دست آمد كه بيانگر دقت بالاي مدل در شناسايي مناطق بحراني است.

Dust storm has been one of the most important challenges of western Asia. This phenomenon has been intensified due to the drought and has many negative effects on peopleʹs lives. Since this region located in a dust belt in the world, it is necessary to explore different aspects of this phenomenon is well. Predictive and modeling of this phenomenon can be prevented of jeopardizing the lives of millions of people. So present a Regional Model to assess different aspects of this phenomenon is necessary. Since climate and weather elements are constantly changing, the spatiotemporal model should be used for modeling and visualization. Hence, a model for estimating dust emission has been designed and developed and Geographic Information System (GIS) spatial modeling capabilities and remote sensing (RS) data (wind speed, soil moisture, soil texture and digital elevation model) are used. The model which is called DustEM calculates horizontal dust emission. In this study, modeling is done for 2001 to 2007 and model’s output is evaluated by MODIS AOD and for dictating hot spot area output is clustered in 3 categories contain high, medium and low with threshold 0.3 and 0.6 for AOD. Accuracy index mean for the study period was 73.6% and show high precision of model in detecting hot spot area. Keywords: Spatiotemporal Modeling, Dust Sources, GIS.