واكاوي ارتباط ميان عناصر هواشناسي و آلاينده هاي جوي معيار در تبريز با استفاده از مدلسازي آماري

سابقه و هدف: افزايش پرشتاب جمعيت، رشد سريع شهرنشيني و صنعتي شدن در سال هاي اخير كه عموماً با افزايش تقاضا و مصرف انرژي و در نتيجه افزايش منابع انتشار آلاينده ها همراه بوده است، آلودگي هوا به عنوان يكي از بزرگ ترين بحران هاي حالِ حاضر جوامع شهري و به تبع آن خطرات زيست محيطي و بهداشتي مربوطه را از لحاظ زماني و مكاني تشديد كرده است. از سوي ديگر، عناصر هواشناسي به طور مستقيم بر ميزان آلاينده ها و همچنين مدت زمان حضور آنها در جو تأثير مي گذارد و پژوهش حاضر به منظور بررسي ارتباط متغيرهاي هواشناسي و آلاينده هاي جوي معيار در شهر تبريز انجام گرفته است.مواد و روش ها: مطالعه حاضر ضمن بررسي وضعيت عناصر هواشناسي (دما، بارش، سرعت باد، رطوبت نسبي، تابش، ساعات آفتابي و ابرناكي) و آلاينده هاي جوي معيار (كربن منوكسيد (CO)، نيتروژن دي اكسيد (NO2)، گوگرد دي اكسيد (SO2)، ازن (O3)، ذرات معلق با قطر كمتر از 10 ميكرون (PM10) و ذرات معلق با قطر كمتر از 2.5 ميكرون (PM2.5)) در شهر تبريز در بلند مدت (2021 -2004)، به بررسي ارتباط بين آلاينده ها و متغيرهاي هواشناسي در مقياس هاي زماني ماهانه و فصلي با استفاده از آزمون همبستگي پيرسون در سطح اطمينان 95 درصد و تأثير اين عناصر بر غلظت آلاينده ها با استفاده از مدل رگرسيون خطي چند متغيره (MLR) و مدل جمعي تعميم يافته (GAM) در نرم افزار آماري R 4.3.1 پرداخته است.نتايج و بحث: بر اساس نتايج حاصل از تحليل همبستگي پيرسون، آلاينده هاي NO2 و PM2.5، SO2 و PM2.5 و همچنين آلاينده هاي PM2.5 و PM10 همبستگي مثبت معنادار قابل توجهي را به صورت جفتي نشان داده اند بنابراين به نظر مي رسد كه اين آلاينده ها داراي منابع انتشار مشابه هستند. همچنين نتايج اين پژوهش نشان مي دهد كه غلظت آلاينده‌هاي معيار هوا در تبريز در طول كل دوره آماري در مقياس هاي زماني ماهانه و فصلي تحت‌تأثير شرايط آب و هوايي قرار داشته و در مقياس ماهانه، آلاينده هاي NO2 و PM2.5 داراي بيشترين همبستگي منفي با پارامترهاي دما، سرعت باد و ساعات آفتابي و بيشترين همبستگي مثبت با رطوبت نسبي، PM2.5 داراي بيشترين همبستگي مثبت با فشار هوا، CO و SO2 داراي بيشترين همبستگي منفي با تابش، O3 داراي همبستگي مثبت قوي با دما، سرعت باد و ساعات آفتابي و بيشترين همبستگي منفي با فشار، رطوبت نسبي و ابرناكي و آلاينده هاي NO2 و PM10، داراي بيشترين همبستگي مثبت با ابرناكي هستند. نتايج حاصل از برازش MLR و GAM براي هريك از آلاينده هاي جوي معيار در شهر تبريز نيز حاكي از عملكرد بهتر GAM در تجزيه و تحليل روابط موجود ميان تمامي آلاينده هاي جوي جز NO2 و مجموعه متغيرهاي مستقل است.نتيجه گيري: نتايج اين پژوهش مبين آن است كه ميزان تأثير عناصر جوي بر غلظت آلاينده هاي معيار مورد مطالعه در شهر تبريز بسته به نوع آلاينده و در زمان هاي مختلف متفاوت بوده و مي توان اذعان كرد كه تأثير يك پارامتر هواشناسي خاص بر آلودگي هوا تغيير پذير است. با اين حال، به نظر مي رسد كه سرعت باد، تابش، دما و فشار هوا مهمترين عناصر هواشناسي مرتبط با غلظت آلاينده ها در شهر تبريز هستند. همچنين يافته هاي پژوهش نشان مي دهد كه MLR و GAM هردو به خوبي مي توانند تغييرپذيري متغير پاسخ با استفاده از مجموعه متغيرهاي پيشگو را تبيين و روابط خطي و غيرخطي ميان آنها را توضيح دهند. با اين حال، GAM با در نظر گرفتن رابطه غيرخطي ميان غلظت آلاينده هاي جوي و عناصر هواشناسي در مقايسه با MLR، قادر به توجيه درصد بيشتري از تغييرات تمامي آلاينده هاي جوي معيار به جز آلاينده NO2 است.