استفاده از داده هاي دورسنجي و روش هاي غيرخطي براي تحليل خطر ريزگردهاي خاورميانه

Using remote sensing data and nonlinear methods for hazard analysis of the Middle East aerosols

ريزگردها از مهمترين آلاينده هاي جوي زمين به شمار مي روند و به صورت ذرات معلق ميكروسكوپي (جامد و مايع) در بخش هاي پاييني تروپوسفر مشاهده مي شوند. از ديدگاه زيست محيطي، بررسي مخاطرات ناشي از توزيع ريز گردها و پيش بيني سازوكار حركتي آنها اولويت دارد و با تأكيد بر منطقهٔ خاورميانه مطالعه مي شود. هدف اصلي اين پژوهش، معرفي روش جديدي مبتني بر نتايج دورسنجي و تحليل اماره هاي فركتالي است تا ضمن بررسي منشا پيدايش ريز گردها، سازوكار حركتي و الگوي پراكندگي انها در مناطق وسيعي از شمال افريقا و خاورميانه بررسي شود. نتايج تحقيقي مؤيد ان است كه الگوي توزيع ريز گردهاي خاورميانه از معيارهاي غيرخطي با روند اشوبناك تبعيت مي كند. براي اثبات اين امر از تصاوير سنجندهٔ MODIS متعلق به سازمان فضايي آمريكا NASA] استفاده شد تا عكسي نقشه هاي مورد نياز متشكل از لايههاي ضخامت اپتيكي ريز گردها (AOT)، تغييرات گاز دياكسيد نيتروژن (NO2) و مونواكسيد كربن (CO) تهيه شوند. تحليل مكاني داده ها و مقايسهٔ فصلي ساليانهٔ آنها با يكديگر، بيانگر وجود روابط نسبي نمايي در الگوي پراكندگي ريز گردهاست. بنابراين با استفاده از معادلهٔ پراش مسافت مارك و آرونسون (1984)، ضمن اثبات ارتباط آلاينده هاي جوي ايران، عراق و عربستان با تحولات اقليمي شمال افريقا، دو رژيم اب وهوايي سرد و گرم، با توجه به محتوايي انرژي و تركيبات شيميايي فصول مختلف مقايسه شد. در عملي، هميافتي ريزگردها با آلاينده هاي صنعتي منطقه تابعي از تغييرات فصلي بوده و رفتار آشوبناك آنها در ماههاي سرد بيشتر از ماه هاي گرم است. از اين رو مخاطرات زيست محيطي رژيمهاي زمستاني بيش از رژيم هاي تابستاني است. همچنين تغييرات بعد فركتال (بهويژه در سطح توزيع براوني ضخامتهاي اپتيكي)، امكان بررسي معيارهاي دورسنجي را براساس مباني هندسهٔ فركتال فراهم كرده كه به موجب آن، رهيافت جديدي براي پيشبيني رفتار تجمعي و الگوي حركتي ريز گردهاي خاورميانه معرفي شده است

Aerosols are among the most important atmospheric pollutants like the microscopic particulate matter (solid and liquid) in the lower parts of the troposphere. From environmental standpoint, this study attempts to investigate the hazards by aerosols distribution and predict the movement mechanism of them with emphasis on the Middle East. The main purpose of this study was to introduce a new method based on remote sensing results and analysis of fractal statistics in addition to investigation on the origin of aerosols, making survey about the movement mechanism and pattern of their distribution in large areas of North Africa and the Middle East. The research results indicate that the pattern of aerosols distribution in Middle East is followed by non-linear patterns with chaotic specifications. To prove this, we used MODIS Images of American space agency [NASA] until the needed photo-maps are containing aerosols optical thickness (AOT), changes in nitrogen dioxide (NO2) and carbon monoxide (CO). Spatial analysis of data and seasonal - annual comparison of them is represented an exponential relative relationship in aerosols dispersion pattern. Therefore, with use of variance-distance equation, addition to demonstrating the relationship between atmospheric pollutants in Iran, Iraq and Saudi Arabia with climatic changes in North Africa, two climatic regimes of hot and cold were compared according to the energy content and chemical composition of different seasons. In practice, bodies of aerosols and industrial pollutants of the area is functional to seasonal changes and chaotic behavior of them in the cool months is greater than the warm months. Therefore, the environmental hazards of winter regimes are more than that of summer regimes. Also, changes in the fractal dimension (especially at the brown distribution level of optical thickness) alter the possibility to check the remote sensing criteria. This has been provided on the basis of the fractal geometry principles. The new approach is introduced to predict the cumulative behavior and movement pattern of aerosols in Middle East.